一种电压调节器及电压调节方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种电压调节器，其中：增益级电路，用于接收所述电压调节器的输入电压和反馈电压，并为所述输入电压和所述反馈电压提供差分增益；缓冲器电路，用于将所述增益级电路的高输出阻抗点的输出传递到所述负载驱动级电路的输入端；所述负载驱动级电路，用于为所述输出电压提供负载电流；所述增益级电路，还用于当所述输入电压下降时，产生差分输出电流驱使所述第二晶体管的漏源电流减小；检测电路，用于将所述漏源电流转化为电压信号，并将所述电压信号传给下拉电路；所述下拉电路，用于将所述检测电路两端的电压进行反相，增加所述电压调节器的下拉电流，提升所述电压调节器的输出电压的下降速度。本发明专利技术同时还公开了一种电压调节方法。

A voltage regulator and voltage regulation method

The embodiment of the invention discloses a voltage regulator in which a gain stage circuit receives the input voltage and the feedback voltage of the voltage regulator and provides a differential gain for the input voltage and the feedback voltage; and a buffer circuit is used to transfer the output of the high output impedance point of the gain stage circuit to the output of the gain stage circuit. The input end of the load driving stage circuit, the load driving stage circuit for providing load current for the output voltage, the gain stage circuit for generating differential output current to drive the leakage source current of the second transistor to reduce when the input voltage drops, and the detection circuit for providing the leakage source The current is converted into a voltage signal and the voltage signal is transmitted to a pull-down circuit, which is used to reverse the voltage at both ends of the detection circuit, increase the pull-down current of the voltage regulator, and increase the drop speed of the output voltage of the voltage regulator. The invention also discloses a voltage regulation method.

【技术实现步骤摘要】
一种电压调节器及电压调节方法
本专利技术涉及电路领域，尤其涉及一种电压调节器及电压调节方法。
技术介绍
电压调节器，例如DC-DC(DirectCurrent-DirectCurrentConverter，升降压型转换器)和LDO(LowDropoutRegulator，低压差线性稳压器)，广泛应用于便携式电子设备中，它的需求也因具体应用场景的特点而有所侧重。在常见的应用中，电压调节器的输入相对比较稳定，它一般来自于内部或外部产生的基准电压或电流。然而，在一些特殊应用中，例如，MTK(MediaTek，联发科技股份有限公司手机系统)平台射频功率放大器的GSM(GlobalSystemforMobilecommunication，全球移动通信系统)功率控制，它的输入不再恒定不变，而是按照某种时序有规律地变化，例如，它参与了调制，其输出波形会影响调制谱，而且要求它的输出能紧紧地跟随着输入变化。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例为解决现有技术中存在的至少一个问题而提供一种电压调节器及电压调节方法，能够使得电压调节器的输出电压快速地跟随输入电压变化，且电压调节电路的消耗小。本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供一种电压调节器，所述电压调节器包括：增益级电路、缓冲器电路、检测下拉电路和负载驱动级电路，其中：所述增益级电路，用于接收所述电压调节器的输入电压和反馈电压，并为所述输入电压和所述反馈电压提供差分增益，其中，所述反馈电压由所述电压调节器的输出电压经电阻分压后得到；所述缓冲器电路，用于将所述增益级电路的高输出阻抗点的输出传递到所述负载驱动级电路的输入端；所述负载驱动级电路，用于为所述输出电压提供负载电流；所述检测下拉电路，包括第二晶体管、检测电路和下拉电路，其中，所述增益级电路，还用于当所述输入电压下降时，产生差分输出电流驱使所述第二晶体管的漏源电流减小；所述检测电路，用于将所述漏源电流转化为电压信号，并将所述电压信号传给所述下拉电路；所述下拉电路，用于将所述检测电路两端的电压进行反相，增加所述电压调节器的下拉电流，提升所述电压调节器的输出电压的下降速度。第二方面，本专利技术实施例提供一种电压调节方法，所述方法应用于电压调节器中，所述电压调节器包括：增益级电路、缓冲器电路、检测下拉电路和负载驱动级电路，其中，所述检测下拉电路，包括第二晶体管、检测电路和下拉电路，所述方法包括：所述增益级电路接收所述电压调节器的输入电压和反馈电压，并为所述输入电压和所述反馈电压提供差分增益，其中，所述反馈电压由所述电压调节器的输出电压经电阻分压后得到；所述缓冲器电路将所述增益级电路的高输出阻抗点的输出传递到所述负载驱动级电路的输入端；所述负载驱动级电路为所述输出电压提供负载电流；当所述输入电压下降时，所述增益级电路产生差分输出电流驱使所述第二晶体管的漏源电流减小；将所述漏源电流转化为电压信号，并将所述电压信号传给所述下拉电路；所述下拉电路将所述检测电路两端的电压进行反相，增加所述电压调节器的下拉电流，提升所述电压调节器的输出电压的下降速度。本专利技术实施例提供的电压调节方法及电压调节器，所述电压调节器包括：增益级电路、缓冲器电路、检测下拉电路和负载驱动级电路，其中：所述增益级电路，用于接收所述电压调节器的输入电压和反馈电压，并为所述输入电压和所述反馈电压提供差分增益；所述缓冲器电路，用于将所述增益级电路的高输出阻抗点的输出传递到所述负载驱动级电路的输入端；所述负载驱动级电路，用于为所述输出电压提供负载电流；所述检测下拉电路，包括第二晶体管、检测电路和下拉电路，其中，所述增益级电路，还用于当所述输入电压下降时，产生差分输出电流驱使所述第二晶体管的漏源电流减小；所述检测电路，用于将所述漏源电流转化为电压信号，并将所述电压信号传给所述下拉电路；所述下拉电路，用于将所述检测电路两端的电压进行反相，增加所述电压调节器的下拉电流，提升所述电压调节器的输出电压的下降速度，如此，能够实现电压调节器的输出电压快速地跟随输入电压变化。附图说明图1为一种基本的LDO电路原理图；图2a为图1所示LDO电路的输入-输出结果图一；图2b为图1所示LDO电路的输入-输出结果图二；图3为一种带饱和检测和快速恢复的LDO电路原理图；图4为本专利技术实施例电压调节器的示意性框图一；图5为本专利技术实施例电压调节器的示意性框图二；图6为本专利技术实施例电压调节器中的检测电路实现方式示意图；图7为本专利技术实施例电压调节器的示意性框图三；图8为本专利技术实施例电压调节器的示意性框图四；图9为本专利技术实施例电压调节器的示意性框图五；图10为本专利技术实施例电压调节器的示意性电路图；图11为本专利技术实施例电压调节方法的实现流程示意图一；图12为本专利技术实施例电压调节方法的实现流程示意图二。具体实施方式一般地，目前输出随输入变化的电压调节器，主要有两种，第一种是常见的LDO电压调节器，第二种是带饱和检测和快速恢复的LDO电压调节器。第一种常见的LDO电压调节器，可以参见图1，图1为一种基本的LDO电路原理图，如图1所示，其中，晶体管M1至M9构成了折叠共源共栅级，晶体管M10、M11构成了缓冲级，晶体管MP，即PowerMOS管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)和电阻R1、R2构成了共源级，电容C1为密勒补偿电容，电容Cload为负载电容。此LDO电路存在如下缺陷，电路的下拉电流能力差，当负载电容较大且轻载时，此LDO电路的输入-输出曲线如图2a所示，从图2a中可以看出，输出电压Vout在输入电压Vin快速下降时出现了明显的拖尾现象；另外，当电源电压VDD较低而输入电压Vin的峰值较高时，即输出电压Vout饱和，输出电压Vout与输入电压Vin的比例不再满足目标值时，输入-输出曲线如图2b所示，输出电压Vout没有快速跟随输入电压Vin变化，造成这一现象的原因是晶体管MP、M7，或晶体管MP、M7、M5进入深线性区，从而导致恢复时间过长。第二种带饱和检测和快速恢复的LDO电压调节器，可以参见图3，图3为一种带饱和检测和快速恢复的LDO电路原理图，如图3所示，它利用由运算放大器A1、晶体管M12和电阻R3、R4组成的电压缓冲器产生一钳位基准电压，即，当电源电压VDD较高时，将输出电压Vout钳位在vbg*(1+R3/R4)，当电源电压VDD较低时，将输出电压Vout钳位在一跟随电源电压VDD变化的电压上；合理地设计晶体管MP、电阻R1至R4、晶体管M12的值，可以防止晶体管M7或晶体管M7、M5进入深线性区，使输出电压Vout能更快速地跟随输入电压Vin变化，即，第二种带饱和检测和快速恢复的LDO电压调节器可以克服输出电压没有快速跟随输入电压变化的缺陷，但是，第二种带饱和检测和快速恢复的LDO电压调节器的缺点是需要增加一个运算放大器，导致电路消耗较大。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案进一步详细阐述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压调节器，其特征在于，所述电压调节器包括：增益级电路、缓冲器电路、检测下拉电路和负载驱动级电路，其中：所述增益级电路，用于接收所述电压调节器的输入电压和反馈电压，并为所述输入电压和所述反馈电压提供差分增益，其中，所述反馈电压由所述电压调节器的输出电压经电阻分压后得到；所述缓冲器电路，用于将所述增益级电路的高输出阻抗点的输出传递到所述负载驱动级电路的输入端；所述负载驱动级电路，用于为所述输出电压提供负载电流；所述检测下拉电路，包括第二晶体管、检测电路和下拉电路，其中，所述增益级电路，还用于当所述输入电压下降时，产生差分输出电流驱使所述第二晶体管的漏源电流减小；所述检测电路，用于将所述漏源电流转化为电压信号，并将所述电压信号传给所述下拉电路；所述下拉电路，用于将所述检测电路两端的电压进行反相，增加所述电压调节器的下拉电流，提升所述电压调节器的输出电压的下降速度。

【技术特征摘要】
1.一种电压调节器，其特征在于，所述电压调节器包括：增益级电路、缓冲器电路、检测下拉电路和负载驱动级电路，其中：所述增益级电路，用于接收所述电压调节器的输入电压和反馈电压，并为所述输入电压和所述反馈电压提供差分增益，其中，所述反馈电压由所述电压调节器的输出电压经电阻分压后得到；所述缓冲器电路，用于将所述增益级电路的高输出阻抗点的输出传递到所述负载驱动级电路的输入端；所述负载驱动级电路，用于为所述输出电压提供负载电流；所述检测下拉电路，包括第二晶体管、检测电路和下拉电路，其中，所述增益级电路，还用于当所述输入电压下降时，产生差分输出电流驱使所述第二晶体管的漏源电流减小；所述检测电路，用于将所述漏源电流转化为电压信号，并将所述电压信号传给所述下拉电路；所述下拉电路，用于将所述检测电路两端的电压进行反相，增加所述电压调节器的下拉电流，提升所述电压调节器的输出电压的下降速度。2.根据权利要求1所述的电压调节器，其特征在于，所述电压调节器还包括电压钳位电路，其中：所述电压钳位电路，连接于所述增益级电路和所述电压调节器的电源电压之间，用于防止所述增益级电路进入深线性区。3.根据权利要求1所述的电压调节器，其特征在于，所述第二晶体管，连接于所述增益级电路和所述电压调节器的电源电压之间；所述检测电路，连接于所述第二晶体管和所述电压调节器的接地电压之间，由检测电阻，或，检测晶体管构成；所述下拉电路，连接于所述检测电路和所述电压调节器的输出端之间。4.根据权利要求3所述的电压调节器，其特征在于，所述下拉电路还包括补偿电容、缓冲器，其中：所述补偿电容，连接于所述检测电路和所述电压调节器的输出端之间，用于隔离所述检测下拉电路对所述增益级电路、所述缓冲器电路和所述负载驱动级电路构成的环路工作稳定性的影响；所述缓冲器，连接于所述补偿电容和所述电压调节器的输出端之间，用于提高所述下拉电路的驱动能力。5.根据权利要求1至4任一项所述的电压调节器，其特征在于，所述电压调节器还包括嵌套密勒补偿电容，其中：所述嵌套密勒补偿电容，由两个电容组成，分别为第一电容和第二电容，其中，所述第一电容，连接于所述增益级电路和所述电压调节器的输出端之间，所述第二电容，连接于所述缓冲器电路和所述电压调节器的输出端之间；所述嵌套密勒补偿电容，用于对所述电压调节器进行密勒...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏强，彭振飞，刘炽锋，
申请(专利权)人：广州慧智微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44