一种用于LDO的启动过冲抑制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于LDO的启动过冲抑制电路，包括一第一过冲抑制电路，连接于LDO的误差放大器的电源端和输出端之间；所述第一过冲抑制电路包括串联的第一开关控制单元和电压钳位单元，且所述第一开关控制单元的使能信号由LDO的使能信号取反并延迟第一预定时间得到，以在LDO启动的第一预定时间内，通过所述电压钳位单元将LDO的功率管的栅极电压钳位至一第一预定值，以及将所述功率管的栅源电压维持在一第二预定值，使得所述LDO输出至负载的电流得以限制。本发明专利技术以更简单的电路设计、更小的电路面积和超低的电路功耗实现LDO启动时过冲电压的抑制，从而实现较小的启动过冲。

【技术实现步骤摘要】
一种用于LDO的启动过冲抑制电路
本专利技术涉及电源管理
，特别涉及一种用于LDO的抑制启动过冲电压的电路。
技术介绍
随着消费类电子产品的日益增长，例如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等便携式电子产品已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分，而上述产品的强劲增长也使得混合集成电路以及SOC(Systemonchip，系统级芯片)迅速发展，往往一个芯片中需要多个低压差线性稳压器(简称“LDO”)供电，以满足数字电路的低功耗要求。工作在LDO电压下的电路寿命会受到所加电压的影响，LDO启动过程中过大的过冲电压会严重影响数字电路的寿命，甚至可能造成器件的击穿，因此抑制LDO启动时的过冲电压显得尤为重要。传统的抑制LDO启动过冲的方式会通过额外的专有电路来控制启动期间的尖峰电流，进而抑制输出电压的过冲。比如，在公开号为CN105408829A的专利文献《用于LDO调节器的慢启动》中，提供了一条与高增益通路并联的高带宽通路，包括比较器、延迟单元及开关器件，该高带宽通路专门用于抑制启动过冲，其原理是通过监测输出电压并反馈控制流向负载的电流大小，达到控制启动过冲的目的。然而，额外的专有电路无疑增加了电路面积和电路功耗，无法适用现如今大多数电子产品的低功耗和小面积的设计需求。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的不足，提出一种用于LDO的启动过冲抑制电路，以更简单的电路设计、更小的电路面积和超低的电路功耗实现LDO启动时过冲电压的抑制，从而实现较小的启动过冲。本专利技术为达上述目的提出以下技术方案：一种用于LDO的启动过冲抑制电路，包括一第一过冲抑制电路，连接于LDO的误差放大器的电源端和输出端之间；所述第一过冲抑制电路包括串联的第一开关控制单元和电压钳位单元，且所述第一开关控制单元的使能信号由LDO的使能信号取反并延迟第一预定时间得到，以在LDO启动的第一预定时间内，通过所述电压钳位单元将LDO的功率管的栅极电压钳位至一第一预定值，以及将所述功率管的栅源电压维持在一第二预定值，使得所述LDO输出至负载的电流得以限制。本专利技术提供的上述用于LDO的启动过冲抑制电路，可在LDO启动过程中，借用LDO的时钟生成的延迟信号控制电源流向负载的电流，可以无需专门的外围电路、以较小的电路面积实现启动过冲的抑制。更进一步地，所述启动过冲抑制电路还包括连接于LDO输出端的第二过冲抑制电路，所述第二过冲抑制电路包括负载电流检测单元、电流-电压转换单元和电压比较单元；所述负载电流检测单元连接于所述LDO的功率管，用于实时监测由LDO流向负载的电流大小；所述电流-电压转换单元串联于所述负载电流检测单元，用于将所述负载电流检测单元采集的电流转换为电压；所述电压比较单元的输入端连接于所述电流-电压转换单元、输出端连接于LDO中误差放大器的输出端，用于根据所述电流-电压转换单元的输出电压来将所述误差放大器的输出端上拉，以限制所述功率管输出至负载的电流大小。本方案的启动过冲抑制电路，能够更好地抑制启动过冲。总之，本专利技术提供的启动过冲抑制电路，可在LDO启动过程中，借用LDO的时钟生成的延迟信号直接控制LDO的功率管的栅极电压，进而控制流向负载的电流大小，同时还可合理利用线性稳压器中的过流保护电路，避免启动过程中尖峰电流流向负载。附图说明图1是传统的低压差线性稳压器的电路原理图；图2是本专利技术一具体实施例提供的启动过冲抑制电路用于传统LDO的电路原理图；图3是本专利技术一优选实施例提供的启动过冲抑制电路用于传统LDO的电路原理图；图4是如图3所示的电路工作时序图；图5是将本专利技术另一优选实施例提供的启动过冲抑制电路用于传统的LDO的电路原理图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施方式对本专利技术作进一步说明。传统的低压差线性稳压器(后述称“LDO”)如图1所示，主要包括误差放大器EA和在放大电路中担任末级输出的功率管M1。其中，功率管M1的源极连接两个串联的功率电阻Rf1和Rf2，源极同时还通过一电容接地，由于传统的LDO及其电路连接构成属于现有技术，在此不再赘述。本专利技术为克服现有的LDO启动过冲抑制方案的缺陷，提出了一种电路面积小、低功耗的启动过冲抑制电路，如图2所示，本专利技术具体实施方式提出的用于LDO的启动过冲抑制电路包括一第一过冲抑制电路100，该第一过冲抑制电路100连接于LDO的误差放大器EA的电源端(接电源VDD)和输出端ea_out之间，且包括串联的第一开关控制单元和电压钳位单元，且所述第一开关控制单元的使能信号由LDO的使能信号取反并延迟第一预定时间得到，以在LDO启动的第一预定时间内，通过所述电压钳位单元将LDO的功率管M1的栅极电压钳位至一第一预定值，以及将所述功率管M1的栅源电压(VGS)维持在一第二预定值，使得所述LDO输出至负载的电流得以限制。其中，所述第一预定时间t0＞0且t0是根据LDO应用系统所要求的LDO启动建立时间来设定，t0越大则本专利技术对LDO启动过冲的抑制效果越好。LDO一般是给SOC(系统级芯片)内部的数字电路供电，因此，此处LDO的应用系统即泛指LDO的应用环境，例如系统级芯片，LDO的建立时间需要系统从整体时序上进行定义，在系统允许范围内t0越大，过冲抑制效果越好。在LDO启动t0时间内：所述第一开关控制单元为接通状态，从而将所述电压钳位单元接入LDO中，以进行启动过冲抑制，在该时间段内，所述功率管M1的栅极电压被所述电压钳位单元钳位至第一预定值VDD-VD1，从而功率管M1的VGS维持在第二预定值VD1，进而可以限制所述功率管M1输出至负载的电流大小。其中，VDD为所述误差放大器EA的电源电压，VD1为所述电压钳位单元的导通压降。而在LDO启动t0时间以后，所述第一开关控制单元断开，所述功率管M1开始提供正常的电流给负载。在一具体实施例中，所述第一开关控制单元包括一第一开关管SW1，所述电压钳位单元包括一单向导通器件，所述单向导通器件的导通方向由所述误差放大器EA的电源端指向输出端(ea_out)。在更优选的实施例中，所述第一开关控制单元即为一个开关管SW1，所述电压钳位单元即为一个二极管D1，二极管D1的正极连接于所述误差放大器EA的电源端、负极连接于误差放大器EA的输出端ea_out。在另一些实施例中，二极管D1也可以用PMOS管或NMOS管替代。定义LDO、开关管SW1均在信号为‘1’时导通，为‘0’时关断。如图4，示出了本专利技术的启动过冲抑制电路的工作时序，开关管SW1的使能信号S1由LDO的使能信号取反并延迟t0时间得到。当LDO的使能信号EN由‘0’变‘1’(即LDO启动)时，经由VDD端输出的电流Iin瞬间变大，再延迟时间t0后，开关管SW1的使能信号S1会由‘1’变‘0’。而在LDO启动的t0时间内：功率管M1的栅极电压被所述电压钳位单元钳位至VDD-VD1，从而功率管M1的VGS(栅源电压)被维持在二极管D1的导通压降VD1，这样一来，就可以限制功率管M1输出至负载的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于LDO的启动过冲抑制电路，其特征在于：包括一第一过冲抑制电路(100)，连接于LDO的误差放大器(EA)的电源端和输出端(ea_out)之间；所述第一过冲抑制电路(100)包括串联的第一开关控制单元和电压钳位单元，且所述第一开关控制单元的使能信号由LDO的使能信号取反并延迟第一预定时间得到，以在LDO启动的第一预定时间内，通过所述电压钳位单元将LDO的功率管(M1)的栅极电压钳位至一第一预定值，以及将所述功率管(M1)的栅源电压维持在一第二预定值，使得所述LDO输出至负载的电流得以限制。

【技术特征摘要】
1.一种用于LDO的启动过冲抑制电路，其特征在于：包括一第一过冲抑制电路(100)，连接于LDO的误差放大器(EA)的电源端和输出端(ea_out)之间；所述第一过冲抑制电路(100)包括串联的第一开关控制单元和电压钳位单元，且所述第一开关控制单元的使能信号由LDO的使能信号取反并延迟第一预定时间得到，以在LDO启动的第一预定时间内，通过所述电压钳位单元将LDO的功率管(M1)的栅极电压钳位至一第一预定值，以及将所述功率管(M1)的栅源电压维持在一第二预定值，使得所述LDO输出至负载的电流得以限制。2.如权利要求1所述的启动过冲抑制电路，其特征在于：所述第一预定时间为t0，t0＞0且根据LDO应用系统所要求的LDO启动建立时间来设定t0。3.如权利要求1所述的启动过冲抑制电路，其特征在于：所述第一预定值为VDD-VD1，VDD为所述误差放大器的电源电压，VD1为所述电压钳位单元的导通压降；所述第二预定值为VD1。4.如权利要求1所述的启动过冲抑制电路，其特征在于：所述第一开关控制单元包括一第一开关管(SW1)。5.如权利要求1或4所述的启动过冲抑制电路，其特征在于：所述电压钳位单元包括一单向导通器件，所述单向导通器件的导通方向由所述误差放大器(EA)的电源端指向输出端(ea_out)。6.如权利要求1所述的启动过冲抑制电路，其特征在于：还包括连接于LDO输出端的第二过冲抑制电路(200)，所述第二过冲抑制电路(200)包括负载电流检测单元(201、201’)、电流-电压转换单元(202)和电压比较单元(203)；所述负载电流检测单元(201、201’)连接于所述LDO的功率管(M1)，用于实时监测由LDO流向负载的电流大小；所述电流-电压转换单元(202)串联于所述负载电流检测单元(201、201’)，用于将所述负载电流检测单元(201、201’)采集的电流转换为电压；所述电压比较单元(203)的输入端连接于所述电流-电压转换单元(202)、输出端连接于LDO中误差放大器(EA)的输出端(ea_out)，用于根据所述电流-电压转换单元(202)的输出电压来将所述误差放大器的输出端上拉，以限制所述功率管(M1)输出至负载的电流大小。7.如权利要求6所述的启动过冲抑制电路，其特征在于：所述负载电流检测单元(201)包括一第二功率晶体管(M2)，所述第二功率晶体管(M2)的栅极连接于所述误差放大器(EA)的输出端(ea_out)、漏极连接于所述电流-电压转换单元(202)且源极连接于所述功率管(M1)的源极。8.如权利要求6所述的启动过冲抑制电路，其特征在于：所述负载电流检测单元(201’)包括并联的第二功率晶体管(M2)和第六功率晶体管(M6)，其中，所述第六功率晶体管(M6)的栅极通过一开关管(SW’)与所述第二功率晶体管(M2)的栅极连接，所述第二功率晶体管(M2)和所述第六功率晶体管(M6)的源极共同连接于所述功率管(M1)的源极...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华磊，
申请(专利权)人：深圳芯智汇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44