线性稳压器、稳压电源和植入式医疗设备制造技术

本发明专利技术公开了一种线性稳压器、稳压电源和植入式医疗设备，通过在电路结构中增加判断电路以及在所述电压调节晶体管两端并联电流调整电路，通过判断电路以及电流调整电路的配合，可以实现减小所述电压调节晶体管的栅极控制电压变化范围的目的。判断电路检测反馈电路输出的反馈指令也即用于给所述电压调节晶体管的栅极控制电压，并在所述反馈指令超过一定值时，所述判断电路会输出对应的逻辑指令给所述电流调整电路，所述电路调整电路对应的所述逻辑指令调节所述线性稳压器的输出端的电流值。而且由于所述电流调整电路未接入所述反馈电路的控制环路中，因此在反馈电路的输出端的极点变化较小，减小了线性稳压器的环路稳定性设计的难度。

Linear voltage regulator, regulated power supply and implantable medical equipment

【技术实现步骤摘要】
线性稳压器、稳压电源和植入式医疗设备
本专利技术涉及集成电路领域，尤其是涉及一种线性稳压器、稳压电源和植入式医疗设备。
技术介绍
移动设备或植入式医疗设备通常需要采用电池供电。随着电池使用时间的增加，电池的内阻会随着剩余电量的减少而增加，在相同的输出电流条件下，电池的端口电压会随着电池内阻的增加而减小。而移动设备或植入式医疗设备内部的电路模块需要工作在相对恒定的电源电压条件下，因此针对上述情况，通常会在电池输出端连接线性稳压器来输出恒定的电压，以保证电路模块的正常工作。通常的线性稳压器的结构如图1所示，其中，Vdd连接输入电源，Vref是由基准电路产生的参考电压，Vo是线性稳压器的输出电压，Vo用于供需要稳定电源电压的模块使用。线性稳压器的工作原理如下：当在输出端接负载时，输出端电压Vo会先降低，通过R1和R2组成的电阻网络检测Vo电压值的变化即Vfb，反馈放大器Amp放大Vref和Vfb的差值产生控制驱动管Mp的栅极控制电压Vctrl，以增加驱动管Mp的电流，从而使得Vo上升。在达到平衡状态后，输出电压Vo＝Vref*(1+R1/R2)。在不同的负载电流条件下，线性稳压器通过调节驱动管Mp的栅极控制电压Vctrl来调整流过驱动管Mp的电流值大小(本质上是通过栅极控制电压Vctrl来改变驱动管Mp的电阻值)，使得输出电压Vo保持恒定。上述结构存在的问题是，当线性稳压器的负载电流较大时，需要较大尺寸的驱动管Mp。但在负载电流变化小时，由于驱动管Mp的尺寸不变，因此需要升高Vctrl使得驱动管的驱动电流变小，在负载电流特别小的情况下，Vctrl电流要接近Vdd。上述对Vctrl较宽的变化范围要求，增加了反馈放大器Amp的电路结构复杂度和功耗。另外，由于线性稳压器是负反馈系统，因此需要考虑环路的稳定性，通常由输出端极点和反馈放大器的输出端极点来决定环路的稳定。如果利用复杂的放大器设计会在环路中增加更多的极点，并且Vctrl较宽的变化范围极大地改变了反馈放大器的输出端的极点，增加了线性稳压器环路稳定性设计的复杂性。如果处理不当，线性稳压器的输出会出现振荡的情况。因此，需要一种可以减小驱动管的控制电压变化范围的线性稳压器方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种线性稳压器、稳压电源和植入式医疗设备，用于解决现有技术中线性稳压器驱动管的控制电压变化范围较宽，从而产生了改变反馈放大器的输出端的极点，且增加了线性稳压器环路稳定性设计的复杂性的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种线性稳压器，包括反馈电路、判断电路、电流调整电路以及电压调节晶体管；所述电压调节晶体管的源极以及所述电流调整电路的输入端均与一输入电源连接；所述反馈电路用于根据所述线性稳压器的输出电压输出反馈指令给所述电压调节晶体管和所述判断电路；所述电压调节晶体管用于根据所述反馈指令调节其漏极的输出电压，所述电压调节晶体管的漏极为所述线性稳压器的输出端；所述判断电路用于根据所述反馈指令输出逻辑指令给所述电流调整电路；所述电流调整电路用于根据所述逻辑指令调节所述电压调节晶体管的输出电流。可选的，所述电流调整电路还具有输出端以及控制端；所述电压调节晶体管的栅极与所述反馈电路的一端以及所述判断电路的输入端连接，所述判断电路的输出端与所述电流调整电路的控制端连接；所述电压调节晶体管的源极与所述电流调整电路的输入端、所述电流调整电路的输入端以及所述输入电源连接；所述电压调节晶体管的漏极用作所述线性稳压器的输出端，并与所述电流调整电路的输出端以及所述反馈电路的另一端连接。可选的，所述判断电路包括比较器件以及逻辑指令生成器件，所述比较器件用于接收所述反馈指令，并根据一阈值生成相应的控制指令，所述逻辑指令生成器件用于根据所述控制指令生成所述逻辑指令。可选的，所述比较器件包括第一比较器以及第二比较器，所述阈值包括设置在所述第一比较器中的第一阈值以及设置在所述第二比较器中的第二阈值，所述控制指令包括所述第一比较器输出的第一控制指令以及所述第二比较器输出的第二控制指令；所述第一比较器的正相端以及所述第二比较器的负相端与所述反馈电路的一端连接，所述第一比较器的负相端用于接收所述第一阈值，所述第一比较器的输出端与所述逻辑指令生成器件的输入端连接，并用于输出所述第一控制指令；所述第二比较器的正相端用于接收所述第二阈值，所述第二比较器的输出端与所述逻辑指令生成器件的输入端连接，并用于输出所述第二控制指令；所述逻辑指令生成器件用于根据所述第一控制指令以及所述第二控制指令生成所述逻辑指令。可选的，所述逻辑指令生成器件包括逻辑门电路或译码器或编码器。可选的，所述电流调整电路包括可变电阻器件，所述可变电阻器件的控制端用作所述电流调整电路的控制端，所述可变电阻器件用于根据所述逻辑指令调节调节所述电流调整电路的电阻值，以调节流过所述电流调整电路的电流值。可选的，所述可变电阻器件包括分流晶体管；所述分流晶体管的栅极用作所述可变电阻器件的控制端，所述分流晶体管的源极用作所述电流调整电路的输入端，所述分流晶体管的漏极用作所述电流调整电路的输出端。可选的，所述分流晶体管为PMOS管。可选的，所述反馈电路包括第一电阻、第二电阻以及反馈放大器；所述第一电阻与所述第二电阻串联连接，所述第一电阻与所述电压调节晶体管的漏极连接，所述第二电阻接地，所述第一电阻和所述第二电阻的连接点与所述反馈放大器的正相端连接；所述反馈放大器的负相端用于接收一电压阈值，所述反馈放大器用于输出所述反馈指令。可选的，所述电压调节晶体管为PMOS管。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种稳压电源，包括上述特征描述中任一项所述的线性稳压器。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种植入式医疗设备，包括上述特征描述中任一项所述的线性稳压器。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：本专利技术提供的线性稳压器、稳压电源和植入式医疗设备，通过在电路结构中增加所述判断电路以及在所述电压调节晶体管两端并联所述电流调整电路，通过所述判断电路以及所述电流调整电路的配合，可以实现减小所述电压调节晶体管的栅极控制电压变化范围的目的。所述判断电路检测所述反馈电路输出的反馈指令也即用于给所述电压调节晶体管的栅极控制电压，并在所述反馈指令超过一定值时，所述判断电路会输出对应的逻辑指令给所述电流调整电路，所述电路调整电路对应的所述逻辑指令调节所述线性稳压器的输出端的电流值。而且由于所述电流调整电路未接入所述反馈电路的控制环路中，因此在反馈电路的输出端的极点变化较小，减小了线性稳压器的环路稳定性设计的难度。另外，所述电流调整电路可通过分流晶体管实现，通过增加所述分流晶体管的数量可以进一步增加线性稳压器输出电流的变化范围，同时降低了反馈放大器的输出级的结构复杂度和功耗，降低了环路稳定性的设计要求。同时由于所述分流晶体管未接入所述反馈电路的控制环路中，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性稳压器，其特征在于，包括反馈电路、判断电路、电流调整电路以及电压调节晶体管；/n所述电压调节晶体管的源极以及所述电流调整电路的输入端均与一输入电源连接；/n所述反馈电路用于根据所述线性稳压器的输出电压输出反馈指令给所述电压调节晶体管和所述判断电路；/n所述电压调节晶体管用于根据所述反馈指令调节其漏极的输出电压，所述电压调节晶体管的漏极为所述线性稳压器的输出端；/n所述判断电路用于根据所述反馈指令输出逻辑指令给所述电流调整电路；/n所述电流调整电路用于根据所述逻辑指令调节所述电压调节晶体管的输出电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种线性稳压器，其特征在于，包括反馈电路、判断电路、电流调整电路以及电压调节晶体管；
所述电压调节晶体管的源极以及所述电流调整电路的输入端均与一输入电源连接；
所述反馈电路用于根据所述线性稳压器的输出电压输出反馈指令给所述电压调节晶体管和所述判断电路；
所述电压调节晶体管用于根据所述反馈指令调节其漏极的输出电压，所述电压调节晶体管的漏极为所述线性稳压器的输出端；
所述判断电路用于根据所述反馈指令输出逻辑指令给所述电流调整电路；
所述电流调整电路用于根据所述逻辑指令调节所述电压调节晶体管的输出电流。


2.如权利要求1所述的一种线性稳压器，其特征在于，所述电流调整电路还具有输出端以及控制端；
所述电压调节晶体管的栅极与所述反馈电路的一端以及所述判断电路的输入端连接，所述判断电路的输出端与所述电流调整电路的控制端连接；
所述电压调节晶体管的源极与所述电流调整电路的输入端、所述电流调整电路的输入端以及所述输入电源连接；
所述电压调节晶体管的漏极用作所述线性稳压器的输出端，并与所述电流调整电路的输出端以及所述反馈电路的另一端连接。


3.如权利要求2所述的一种线性稳压器，其特征在于，所述判断电路包括比较器件以及逻辑指令生成器件，所述比较器件用于接收所述反馈指令，并根据一阈值生成相应的控制指令，所述逻辑指令生成器件用于根据所述控制指令生成所述逻辑指令。


4.如权利要求3所述的一种线性稳压器，其特征在于，所述比较器件包括第一比较器以及第二比较器，所述阈值包括设置在所述第一比较器中的第一阈值以及设置在所述第二比较器中的第二阈值，所述控制指令包括所述第一比较器输出的第一控制指令以及所述第二比较器输出的第二控制指令；
所述第一比较器的正相端以及所述第二比较器的负相端与所述反馈电路的一端连接，所述第一比较器的负相端用于接收所述第一阈值，所述第一比较器的输出端与所述逻辑指令生成器件的输入端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：成诗伟，
申请(专利权)人：创领心律管理医疗器械上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31