一种集成电路、低压差线性稳压电路及其控制方法技术

一种低压差线性稳压电路，包括基准电路、电压控制环路、驱动电流控制支路和负载电流控制支路。基准电路产生基准电流和基准电压，将基准电压接入到电压控制环路以产生低压差线性的输出电压和驱动电流，并且通过控制驱动电流控制支路和负载电流控制支路，实现低压差线性稳压电路在宽驱动电流范围内，维持高电流效率。

A kind of integrated circuit, low voltage difference linear voltage stabilizing circuit and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种集成电路、低压差线性稳压电路及其控制方法
本申请属于CMOS集成电路设计
，尤其涉及一种集成电路、低压差线性稳压电路及其控制方法。
技术介绍
便携电子设备不管是由交流市电经过整流后供电，还是由蓄电池组供电，工作过程中，电源电压都将在很大范围内变化。各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响，还受负载变化的影响。为了保证供电电压稳定不变，几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。小型精密电子设备还要求电源非常干净，以免影响电子设备正常工作。为了满足精密电子设备的要求，应在电源的输入端加入低压差线性稳压电路(LowDropoutRegulator,LDO)。传统的低压差线性稳压电路由基准电路和控制环路两部分组成。基准电路用于产生与电源无关的基准电压。控制环路包括三个部分：用来检测和产生纠错信号运算放大器、用来检测输出的反馈网络以及用来调整和导通从非稳压输入端到稳压输出端负载电流的功率管。一般地，为了提高电流效率，需要保证低压差线性稳压器的静态电流尽量小。在静态电流固定的情况下，只能通过增加功率管的尺寸来增大最大输出电流。但是驱动管尺寸过大，在低电流负载情况下，考虑到工艺角、电源电压及温度的影响，驱动管的漏电会导致低压差线性稳压电路输出电压过高。可见，传统的低压差线性稳压电路无法在宽驱动电流动态范围内，保证高电流效率。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种集成电路、低压差线性稳压电路及其控制方法，旨在解决传统的低压差线性稳压电路无法在宽驱动电流动态范围内，保证高电流效率的问题。本申请实施例的第一方面提供了一种低压差线性稳压电路，包括：输出端子；电源端子，所述电源端子用于接入电源；公共电位端子，所述公共电位端子用于连接公共电位；基准电路，与所述电源端子以及所述公共电位端子连接，所述基准电路用于产生与电源无关的基准电压；电压控制环路，与所述基准电路的输出端、所述电源端子以及所述公共电位端子连接，所述电压控制环路设置为基于所述基准电压产生输出电压并提供第一驱动电流在输出端输出，所述电压控制环路的输出端连接所述输出端子；驱动电流控制支路，通过开关分别与所述输出端子和所述电源端子连接，所述驱动电流控制支路用于在所述电压控制环路的输出端加载第二驱动电流，以使所述输出端子的驱动电流增大；以及负载电流控制支路，通过开关串接在所述输出端子和所述公共电位端子之间，所述负载电流控制支路用于在所述输出端子加载负载电流。在其中一个实施例中，所述驱动电流控制支路具体用于根据负载需求，选择是否在所述电压控制环路的输出端加载所述第二驱动电流。在其中一个实施例中，所述电压控制环路包括运算放大器、反馈网络及第一功率管，所述运算放大器的反相输入端连接所述基准电路的输出端，所述运算放大器的正相输入端连接所述反馈网络的输出端，所述第一功率管的控制端连接所述运算放大器的输出端，所述第一功率管的第一导通端连接所述电源端子，所述第一功率管的第二导通端连接所述反馈网络的第一端并作为所述电压控制环路输出端，所述反馈网络的第二端接所述公共电位端子。在其中一个实施例中，所述驱动电流控制支路包括第一开关、第二开关以及第二功率管，所述第一开关的第一端与所述运算放大器的输出端连接，所述第一开关的第二端、所述第二开关的第一端以及所述第二功率管的控制端相互连接，所述第二开关的第二端和所述第二功率管的第一导通端连接所述电源端子，所述第二功率管的第二导通端连接所述输出端子。在其中一个实施例中，所述负载电流控制支路包括第三开关和电流负载，所述电流负载的一端通过所述第三开关连接所述输出端子，所述电流负载的另一端接公共电位端子。在其中一个实施例中，所述反馈网络包括第一分压模块和第二分压模块，所述第一分压模块的第一端作为所述反馈网络的第一端，所述第一分压模块的第二端与第二分压模块的第一端共接并作为所述反馈网络的输出端，所述第二分压模块的第二端作为所述反馈网络的第二端。在其中一个实施例中，所述第一功率管和所述第二功率管为PMOS管，所述PMOS管的栅极、源极、漏极分别作为所述控制端、第一导通端、第二导通端。在其中一个实施例中，所述基准电路包括：镜像电路，所述镜像电路的电源端连接所述电源端子，所述镜像电路的输入端连接偏置电流；偏置电路，连接在所述镜像电路的输入端和所述公共电位端子之间，所述偏置电路能自导通以在所述镜像电路的输入端形成所述偏置电流；以及第一负载，所述第一负载连接在所述镜像电路的输出端和公共电位端子之间，所述镜像电路镜像所述偏置电流并作用在所述第一负载，以在输出端产生基准电压。在其中一个实施例中，所述偏置电路包括第一晶体管和第二负载，所述第一晶体管为阈值电压接近零电压或负电压的NativeNMOS管，所述第一晶体管的漏极连接所述镜像电路的输入端，所述第一晶体管的源极连接所述第二负载的第一端，所述第二负载的第二端、所述第一晶体管的栅极以及所述晶体管的衬底接公共电位端子。在其中一个实施例中，所述镜像电路包括同属性的第二晶体管和第三晶体管，所述第二晶体管的第一导通端和所述第三晶体管的第一导通端作为所述镜像电路的电源端，所述第二晶体管的第二导通端作为所述镜像电路的输入端，所述第三晶体管的第二导通端作为所述镜像电路的输出端，所述第二晶体管的栅极和所述第三晶体管的栅极和所述第二晶体管的第二导通端共接。本申请实施例的第二方面提供了一种基于所述的低压差线性稳压电路的控制方法，所述控制方法包括两种方式：方式一：在负载电路由低功耗模式切换至大功耗模式时，第一步，通过控制所述负载电流控制支路开关，在输出端子加载负载电流；第二步，通过控制所述驱动电流控制支路开关，在输出端子加载第二驱动电流，此时，低压差线性稳压电路工作在重负载模式下；第三步，将负载电路切换至大功耗模式；在负载电路由大功耗模式切换至低功耗模式时，第一步，将负载电路切换至低功耗模式；第二步，通过控制所述驱动电流控制支路开关，在输出端子关闭第二驱动电流，此时，低压差线性稳压电路工作在轻负载模式；第三步，通过控制所述负载电流控制支路开关，在输出端子关闭负载电流；方式二：在负载电路由低功耗模式切换至大功耗模式时，第一步，通过控制所述负载电流控制支路开关，在输出端子加载负载电流；第二步，通过控制所述驱动电流控制支路开关，在输出端子加载第二驱动电流，此时，低压差线性稳压电路工作在重负载模式下；第三步，将负载电路切换至大功耗模式；第四步，通过控制所述负载电流控制支路开关，在输出端子关闭负载电流；在负载电路由大功耗模式切换至低功耗模式时，第一步，通过控制所述负载电流控制支路开关，在输出端子加载负载电流；第二步，将负载电路切换至低功耗模式；第三步，通过控制所述驱动电流控制支路开关，在输出端子关闭第二驱动电流，此时，低压差线性稳压电路工作在轻负载模式；第四步，通过控制所述负载电流控制支路开关，在输出端子关闭负载电流。本申请实施例的第三方面提供了一种集成电路，包括上述低压差线性稳压电路。上述的低压差线性稳压电路中的基准电路产生基准电流和基准电压，将基准电压接入到电压控制环路以产生低压差线性的输出电压和驱动电流，并且通过控制驱动电流控制支路和负载电流控制支路，实现低压差线性稳压电路在宽驱动电流范围内，维持高电流效率。附图说明为了更清楚地说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压差线性稳压电路，其特征在于，包括：输出端子；电源端子，所述电源端子用于接入电源；公共电位端子，所述公共电位端子用于连接公共电位；基准电路，与所述电源端子以及所述公共电位端子连接，所述基准电路用于产生与电源无关的基准电压；电压控制环路，与所述基准电路的输出端、所述电源端子以及所述公共电位端子连接，所述电压控制环路设置为基于所述基准电压产生输出电压并提供第一驱动电流在输出端输出，所述电压控制环路的输出端连接所述输出端子；驱动电流控制支路，通过开关分别与所述输出端子和所述电源端子连接，所述驱动电流控制支路用于在所述输出端子加载第二驱动电流，以使所述输出端子的驱动电流增大；以及负载电流控制支路，通过开关串接在所述输出端子和所述公共电位端子之间，所述负载电流控制支路用于在所述输出端子加载负载电流。

【技术特征摘要】
1.一种低压差线性稳压电路，其特征在于，包括：输出端子；电源端子，所述电源端子用于接入电源；公共电位端子，所述公共电位端子用于连接公共电位；基准电路，与所述电源端子以及所述公共电位端子连接，所述基准电路用于产生与电源无关的基准电压；电压控制环路，与所述基准电路的输出端、所述电源端子以及所述公共电位端子连接，所述电压控制环路设置为基于所述基准电压产生输出电压并提供第一驱动电流在输出端输出，所述电压控制环路的输出端连接所述输出端子；驱动电流控制支路，通过开关分别与所述输出端子和所述电源端子连接，所述驱动电流控制支路用于在所述输出端子加载第二驱动电流，以使所述输出端子的驱动电流增大；以及负载电流控制支路，通过开关串接在所述输出端子和所述公共电位端子之间，所述负载电流控制支路用于在所述输出端子加载负载电流。2.如权利要求1所述的低压差线性稳压电路，其特征在于，所述驱动电流控制支路具体用于根据负载需求，选择是否在所述电压控制环路的输出端加载所述第二驱动电流。3.如权利要求1所述的低压差线性稳压电路，其特征在于，所述电压控制环路包括运算放大器、反馈网络及第一功率管，所述运算放大器的反相输入端连接所述基准电路的输出端，所述运算放大器的正相输入端连接所述反馈网络的输出端，所述第一功率管的控制端连接所述运算放大器的输出端，所述第一功率管的第一导通端连接所述电源端子，所述第一功率管的第二导通端连接所述反馈网络的第一端并作为所述电压控制环路的输出端，所述反馈网络的第二端接所述公共电位端子。4.如权利要求3所述的低压差线性稳压电路，其特征在于，所述驱动电流控制支路包括第一开关、第二开关以及第二功率管，所述第一开关的第一端与所述运算放大器的输出端连接，所述第一开关的第二端、所述第二开关的第一端以及所述第二功率管的控制端相互连接，所述第二开关的第二端和所述第二功率管的第一导通端连接所述电源端子，所述第二功率管的第二导通端连接所述输出端子。5.如权利要求1所述的低压差线性稳压电路，其特征在于，所述负载电流控制支路包括第三开关和电流负载，所述电流负载的一端通过所述第三开关连接所述输出端子，所述电流负载的另一端接公共电位端子。6.如权利要求3所述的低压差线性稳压电路，其特征在于，所述反馈网络包括第一分压模块和第二分压模块，所述第一分压模块的第一端作为所述反馈网络的第一端，所述第一分压模块的第二端与第二分压模块的第一端共接并作为所述反馈网络的输出端，所述第二分压模块的第二端作为所述反馈网络的第二端。7.如权利要求4所述的低压差线性稳压电路，其特征在于，所述第一功率管和所述第二功率管为PMOS管，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凡元，许志玲，许建超，陈世超，夏书香，
申请(专利权)人：深圳市锐能微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44