一种电压调整器制造技术

本申请涉及电源管理领域，公开了一种电压调整器。此电压调整器包括第一反馈环路和第二反馈环路，当所述电压调整器因负载造成输出端电压下冲和/或过冲现象时，第二反馈环路可以快速响应来减小此电压调整器的电压波动，等电压调整器的电压接近期望电压后第二负反馈环路停止工作，依靠电压调整器第一负反馈环路来达到最终电压的稳定。第一和第二负反馈环路的组合使用不会相互干扰影响调节器的稳定性，而且，在模式切换过程中也能在一定程度上加快电压稳定的时间。

【技术实现步骤摘要】
一种电压调整器
本申请涉及电源管理领域，特别涉及一种电压调整器。
技术介绍
使用片上电压调整器作为电源管理已相当普遍。使用片上电压调整器给负载供电可以有效隔离电源噪声和扰动的干扰，使敏感电路的性能得以保证。通常负载电路有几种工作模式，一般由系统的电源管理来控制其工作模式和状态，比如上电低功耗模式，全速率工作模式，低速率工作模式等等。一般上电低功耗保持模式的负载电流较小，主要由漏电电流决定，低速率工作模式次之，而在全速率工作模式下负载电流最大，最大电流会达到几百毫安甚至更大。在上述模式切换应用场景中，片上电压调整器由上电低功耗模式切换到全速率工作模式或则由全速率工作模式切换到低功耗模式的过程中由于电压调整器的环路带宽较窄，通常大电流的电压调整器环路带宽只有几百千赫兹，需要很长的时间才能稳定电压调整器的输出。在模式切换瞬间由于正常慢环路无法响应，会瞬间产生很大的电压波动，导致电压调整器的电压下降到负载电路能工作的电压以下或则电压上升到负载电路能容忍的电压以上，从而使电路不能正常工作或则有器件可靠性问题。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种电压调整器，解决了因负载模式切换造成的电压调整器输出电压波动的问题。为了解决上述问题，本申请公开了一种电压调整器，该包括调整管，连接在该调整管输出端和控制端之间的第一负反馈环路，还包括连接在该调整管输出端和控制端之间的第二负反馈环路，该第二负反馈环路通过对该调整管控制端进行充放电响应来调节该调整管输出端电压波动，该第二负反馈环路的响应速度快于该第一负反馈环路。在一个优选例中，该第二负反馈环路包含电压检测器、时序逻辑控制器和驱动器；该电压检测器用于将该调整管的输出电压和波动控制参考电压阈值进行比较后将该比较结果输出到该时序逻辑控制器；该时序逻辑控制器用于对该比较结果进行处理和运算后将该运算结果输出到该驱动器；该驱动器用于根据该运算结果对该调整管控制端充放电来调节该调整管输出端电压波动。在一个优选例中，该时序逻辑控制器包括逻辑控制元件或者数字信号处理组件。在一个优选例中，该驱动器包括MOS管或BJT。在一个优选例中，该电压检测器包括比较器组件或者模数转换器组件。在一个优选例中，该电压检测器由两个迟滞比较器组成。在一个优选例中，该波动控制参考电压阈值设置有高电压阈值和低电压阈值，如果该调整器的输出电压值低于该低电压阈值，则该第二负反馈环路通过对该调整管控制端进行快速充电响应；如果该调整器的输出电压值高于该低电压阈值，则该第二负反馈环路通过对该调整管控制端进行快速放电响应。在一个优选例中，该高、低电压阈值的选取根据允许的电压波动范围来设定。在一个优选例中，该第一负反馈环路包括误差放大器和电压反馈网络，该误差放大器的输出端连接到该调整管控制端，该误差放大器的一个输入端与参考电压连接，该电压反馈网络连接在该误差放大器的另一个输入端与该调整管输出端之间。在一个优选例中，该调整管包括MOS管或BJT管；该第一负反馈环路还包括环路补偿电容和电流保持电阻，该环路补偿电容与该调整管控制端连接，该电流保持电阻一端与该调整管输出端连接，另一端连接到地。本申请实施方式中，在不影响电压调整器的第一负反馈环路的情况下，增加了第二负反馈环路，此第二负反馈环路可以针对该电压调整器在模式切换过程中输出电压波动相应地开启快速充电或者放电路径。此第二负反馈环路可以是由电压检测器、时序逻辑控制器和驱动器组成数字模拟混合的快速响应环路。使用电压检测器来检测工作模式切换过程中的电压波动，然后使用时序逻辑控制器控制快速响应驱动器来对调整管进行快速充放电响应，从而加强调整管的电流供电变化能力，进而减小输出电压波动；等电压接近期望电压后第二负反馈环路停止工作，依靠电压调整器第一负反馈环路来达到最终电压的稳定。综上，一方面第一负反馈环路和第二负反馈环路不会相互干扰；另一方面在模式切换过程中也能在一定程度上加快电压稳定的时间；而且，采用的第二负反馈环路的组成器件包括电压检测器，时序逻辑控制器和驱动器，硬件成本较低。本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述
技术实现思路
中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子中公开了特征A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组合，则，A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。附图说明图1根据一种电压调整器的电路原理图。图2根据本申请第一实施例的一种电压调整器原理框图图3根据本申请使用NMOS调整管的第二负反馈环路的一种实现方式图4根据本申请低功耗保持模式下第二负反馈环路的工作状态图5根据本申请电压发生下冲时第二负反馈环路的工作状态图6根据本申请电压发生过冲时第二负反馈环路的工作状态图7根据本申请发生负载模式切换时第一实施例的一种电压调整器和传统的一种电压调整器工作时各个节点电压对比示意图图8根据本申请使用NMOS调整管的第二负反馈环路的另一种实现方式图9根据本申请使用PMOS调整管的第二负反馈环路的一种实现方式图10根据本申请使用电压变换网络给电压检测器实现第二负反馈环路的一种实现方式图11根据本申请使用电压反馈网络给误差放大器实现电压调整器的一种实现方式图12根据本申请第二实施例的一种电压调整器原理图图13根据本申请第三实施例的一种电压调整器原理图其中，1-输入电压AVDD2-模式切换控制端3-电压调整器的输出端4-检测器输出控制端4-1检测器下冲控制端4-2检测器过冲控制端5-快速充放电控制端5-1快速充电下冲控制端5-2快速放电过冲控制端6-调整管控制端7-第一负反馈环路8-第二负反馈环路9-下冲负反馈子环路10-过冲负反馈子环路11-驱动器12-时序逻辑控制器13-电压检测器14-参考电压15-低电压阈值16-高电压阈值17-波动控制参考电压阈值具体实施方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。部分概念的说明：BJT：是双极结型晶体管(BipolarJunctionTransistor—BJT)的缩写，又常称为双载流子晶体管。下冲：谷值低于设定电压时的现象。过冲：峰值超过设定电压时的现象。为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。本申请第一实施例涉及一种电压调整器，如图2所示，该电压调整器是在传统的电压调整器的基础上增加了第二负反馈环路8来快速调节模式切换过程中的电压波动；该电压调整器包括调整管，连接在该调整管输出端3和调整管控制端6之间的第一负反馈环路7；还包括连接在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压调整器，所述包括调整管，连接在所述调整管输出端和控制端之间的第一负反馈环路，其特征在于，还包括连接在所述调整管输出端和控制端之间的第二负反馈环路，所述第二负反馈环路通过对所述调整管控制端进行充放电响应来调节所述调整管输出端电压波动，所述第二负反馈环路的响应速度快于所述第一负反馈环路。

【技术特征摘要】
2018.02.26 CN 20181015965091.一种电压调整器，所述包括调整管，连接在所述调整管输出端和控制端之间的第一负反馈环路，其特征在于，还包括连接在所述调整管输出端和控制端之间的第二负反馈环路，所述第二负反馈环路通过对所述调整管控制端进行充放电响应来调节所述调整管输出端电压波动，所述第二负反馈环路的响应速度快于所述第一负反馈环路。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二负反馈环路包含电压检测器、时序逻辑控制器和驱动器；所述电压检测器用于将所述调整管的输出电压和波动控制参考电压阈值进行比较后将该比较结果输出到所述时序逻辑控制器；所述时序控制器用于对所述比较结果进行处理和运算后将该运算结果输出到所述驱动器；所述驱动器用于根据所述运算结果对所述调整管控制端充放电来调节所述调整管输出端电压波动。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述时序逻辑控制器包括逻辑控制元件或者数字信号处理组件。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述驱动器包括MOS管或BJT管。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电压检测器...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建冲，
申请(专利权)人：上海安路信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31