一种具有低电压纹波输出的数字LDO电路制造技术

本发明专利技术属于数字LDO电路技术领域，具体涉及一种具有低电压纹波输出的数字LDO电路，包括：时钟比较器，双向移位寄存器，开关阵列，电压纹波降低电路及控制其开关的模式控制电路；双向移位寄存器的并行输出端连接电压纹波降低电路的输入端；电压纹波降低电路的输出端连接开关阵列；模式控制电路用于在接收到负载发送的电阻未发生变化的信号时控制电压纹波降低电路开启；开启的电压纹波降低电路用于保持开启时刻开关阵列中各个开关的开关状态，锁存并行输出端中各个输出端向开关阵列的输入电压。本发明专利技术使用附加电路停止数字LDO中开关阵列的变化，使其近似成为一个恒流源，这样当负载较为稳定时，可以完全消除电压纹波。可以完全消除电压纹波。可以完全消除电压纹波。

【技术实现步骤摘要】
一种具有低电压纹波输出的数字LDO电路


[0001]本专利技术属于数字LDO电路
，更具体地，涉及一种具有低电压纹波输出的数字LDO电路。

技术介绍

[0002]随着数字LDO的出现，它所具备的优势逐渐引起了人们的关注。数字LDO具有低压工作特性良好、精度高、输出稳定、工艺可变性等优点，使得数字LDO在低输入电压、高精度的高效率电源管理系统中得到了广泛的应用。
[0003]传统数字LDO由比较器、双向移位寄存器和PMOS开关阵列组成。时钟比较器用来将输出电压VOUT与参考电压VREF比较，并将比较结果提供给双向移位寄存器，控制寄存器的移位方向。双向移位寄存器控制PMOS开关阵列导通的数目，起到调节输出电压的作用。开关阵列由尺寸一样的PMOS管组成，在正常工作下，导通的开关管工作在线性区，实现数字LDO的低压工作特性。
[0004]传统数字LDO在稳定状态下会在输出信号中产生锯齿状纹波，而纹波会导致电压不稳定，影响器件的正常工作。为了解决电压纹波这一问题，目前通常采用在传统数字LDO结构的基础之上，在电压输出端通过添加电容的方式将纹波降低。这个方案可以降低纹波的幅度，而且结构简单。但是这种降低电压纹波方式的缺点是：第一，在芯片上实现电容需要付出较大的面积，并引入额外的功耗。第二，传统结构只能降低电压纹波，电容面积受限的时候效果并不明显，更不能将电压纹波彻底消除。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种具有低电压纹波输出的数字LDO电路，其目的在于解决目前在传统数字LDO中通过在负载端添加电容的模式降低电压纹波时需要较大的片上面积且效果不明显的技术问题。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种具有低电压纹波输出的数字LDO电路，包括：时钟比较器，双向移位寄存器，开关阵列，电压纹波降低电路及控制其开关的模式控制电路；
[0007]所述时钟比较器的负向输入端用于输入参考电压，所述时钟比较器的正向输入端用于输入LDO电路输出电压，所述时钟比较器输出端用于连接所述双向移位寄存器的输入端；所述双向移位寄存器的并行输出端连接所述电压纹波降低电路的输入端；所述电压纹波降低电路的输出端连接所述开关阵列；
[0008]所述模式控制电路用于在接收到负载发送的电阻未发生变化的信号时控制电压纹波降低电路开启；开启的所述电压纹波降低电路用于保持所述开启的时刻所述开关阵列中各个开关的开关状态，锁存所述并行输出端中各个输出端向所述开关阵列的输入电压。
[0009]进一步，所述模式控制电路还用于在接收到负载发送的电阻发生变化的信号时控制电压纹波降低电路关断，关断的所述电压纹波降低电路不控制所述并行输出端向所述开
关阵列输入信号。
[0010]进一步，所述电压纹波降低电路包括数量与所述双向移位寄存器的输出端口相同的锁存器；各个锁存器的输入端分别一一对应地连接所述双向移位寄存器的并行的各个输出端口，各个锁存器的输出端分别一一对应地连接开关阵列中的各个开关，各个锁存器的控制端统一连接到所述模式控制电路的输出端。
[0011]进一步，所述模式控制电路包括两个所采用的基准固定电压不同的电压比较器以及一个异或门；其中一个电压比较器的输入电压分别为数字LDO电路的输出电压和高于数字LDO基准电压的固定电压，另一个电压比较器的输入电压分别为数字LDO电路的输出电压和低于数字LDO基准电压的固定电压；所述异或门用于接收两个所述电压比较器的输出结果并向所述电压纹波降低电路输出开关控制信号。
[0012]进一步，两个所述电压比较器在电阻变化和不变化时均进行比较工作。
[0013]进一步，所述异或门还用于接收负载发送的信号，在接收到负载发送的电阻未发生变化的信号以及所述输出结果满足预设电压纹波大小时，向所述电压纹波降低电路输入开启的控制信号。其中，预设电压纹波大小是在纹波趋于稳定后(也就是通常的锯齿状纹波)的一个纹波范围内的值。
[0014]本专利技术还提供一种数字LDO电路电压纹波降低方法，包括：
[0015]采用的数字LDO电路包括：时钟比较器，双向移位寄存器以及开关阵列；配置电压纹波降低电路及控制其开关的模式控制电路；所述双向移位寄存器的并行输出端连接所述电压纹波降低电路的输入端；所述电压纹波降低电路的输出端连接所述开关阵列；所述模式控制电路在接收到负载发送的电阻未发生变化的信号时控制电压纹波降低电路开启；开启的所述电压纹波降低电路保持所述开启的时刻所述开关阵列中各个开关的开关状态，锁存所述并行输出端中各个输出端向所述开关阵列的输入电压，实现对数字LDO电路电压纹波的降低。
[0016]进一步，所述模式控制电路在接收到负载发送的电阻发生变化的信号时控制电压纹波降低电路关断，关断的所述电压纹波降低电路不控制所述并行输出端向所述开关阵列输入信号。
[0017]进一步，所述模式控制电路包括两个所采用的基准固定电压不同的电压比较器以及一个异或门；其中一个电压比较器的输入电压分别为数字LDO电路的输出电压和高于数字LDO基准电压的固定电压，另一个电压比较器的输入电压分别为数字LDO电路的输出电压和低于数字LDO基准电压的固定电压；所述异或门用于接收两个所述电压比较器的输出结果并向所述电压纹波降低电路输出开关控制信号；两个所述电压比较器在电阻变化和不变化时均进行比较工作；
[0018]所述模式控制电路在控制所述电压纹波降低电路开启，具体为：所述异或门还用于接收负载发送的信号，在接收到负载发送的电阻未发生变化的信号以及所述输出结果满足预设电压纹波大小时，向所述电压纹波降低电路输入开启的控制信号。
[0019]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0020](1)本专利技术在传统数字LDO电路中配置电压纹波降低电路和模式控制电路，模式控制电路在接收到负载发送的电阻未发生变化的信号时控制电压纹波降低电路开启；开启的电压纹波降低电路用于保持开启时刻开关阵列中各个开关的开关状态(也就是电压纹波降
低电路可以停止数字LDO开关阵列的开关变化)，锁存并行输出端中各个输出端向开关阵列的输入电压，此时能够彻底消除电压纹波。
[0021](2)模式控制电路在接收到负载发送的电阻发生变化的信号时控制电压纹波降低电路关断，关断的电压纹波降低电路不干涉并行输出端和所述开关阵列的正常工作，此时传统LDO电路正常工作，负载电阻发生变化时该电路仍然产出较大纹波，以适应负载电阻的变化。因此，将负载变化与变化两种情况总的来看，本专利技术的电路总体能够较低LDO电路的电压纹波。
[0022](3)该电路结构简单，不需要额外的片上面积，同时能够获得很好的降低电压纹波能力，但是对LDO的负载有比较高的要求。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一个实施例提供的降低电压纹波的数字LDO电路的结构示意图；
[0024]图2为一个典型的数字LDO电路的结构示意图；
[0025本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有低电压纹波输出的数字LDO电路，其特征在于，包括：时钟比较器，双向移位寄存器，开关阵列，电压纹波降低电路及控制其开关的模式控制电路；所述时钟比较器的负向输入端用于输入参考电压，所述时钟比较器的正向输入端用于输入LDO电路输出电压，所述时钟比较器输出端用于连接所述双向移位寄存器的输入端；所述双向移位寄存器的并行输出端连接所述电压纹波降低电路的输入端；所述电压纹波降低电路的输出端连接所述开关阵列；所述模式控制电路用于在接收到负载发送的电阻未发生变化的信号时控制电压纹波降低电路开启；开启的所述电压纹波降低电路用于保持所述开启的时刻所述开关阵列中各个开关的开关状态，并锁存所述并行输出端中各个输出端向所述开关阵列的输入电压。2.根据权利要求1所述的一种具有低电压纹波输出的数字LDO电路，其特征在于，所述模式控制电路还用于在接收到负载发送的电阻发生变化的信号时控制电压纹波降低电路关断，关断的所述电压纹波降低电路不控制所述并行输出端向所述开关阵列输入信号。3.根据权利要求1所述的一种具有低电压纹波输出的数字LDO电路，其特征在于，所述电压纹波降低电路包括数量与所述双向移位寄存器的输出端口相同的锁存器；各个锁存器的输入端分别一一对应地连接所述双向移位寄存器的并行的各个输出端口，各个锁存器的输出端分别一一对应地连接开关阵列中的各个开关，各个锁存器的控制端统一连接到所述模式控制电路的输出端。4.根据权利要求1所述的一种具有低电压纹波输出的数字LDO电路，其特征在于，所述模式控制电路包括两个所采用的基准固定电压不同的电压比较器以及一个异或门；其中一个电压比较器的输入电压分别为数字LDO电路的输出电压和高于数字LDO基准电压的固定电压，另一个电压比较器的输入电压分别为数字LDO电路的输出电压和低于数字LDO基准电压的固定电压；所述异或门用于接收两个所述电压比较器的输出结果并向所述电压纹波降低电路输出开关控制信号。5.根据权利要求4所述的一种具有低电压纹波输出的数字LDO电路，其特征在于，两个所述电压比较器在电阻变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘政林，汪钊旭，于润泽，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：