电压稳压器及系统技术方案

本申请实施例提供一种电压稳压器，包括上升转换电路、下降转换电路和瞬态响应控制电路，并提供经调节的输出电压。上升转换电路用于在经调节的输出电压的第一条件出现时将电压稳压器的第一节点耦接到第一恒定参考电位。下降转换电路用于在经调节的输出电压的第二条件出现时将第一节点耦接到第二恒定参考电位。瞬态响应控制电路用于在经调节的输出电压的变化率超过预定率时禁用上升转换电路和下降转换电路。第一节点是电压稳压器的输出节点和输出转向节点之一。本申请实施例还提供一种系统，包括上述电压稳压器。本申请实施例所提供的技术方案改善了电压稳压器的瞬态响应。供的技术方案改善了电压稳压器的瞬态响应。供的技术方案改善了电压稳压器的瞬态响应。

【技术实现步骤摘要】
电压稳压器及系统
[0001]优先权声明本专利申请引用并要求于2021年5月3日提交的申请号为202141020188、名称为“改善线性稳压器的瞬时响应的方法”的未决临时印度专利申请的优先权，以及引用并要求于2022年1月4日提交的申请号为17/646,871的美国专利申请的优先权，并且二者全部内容以引用形式并入本文。


[0002]本申请实施例总体上涉及稳压器，并且更具体地，涉及改进稳压器的瞬态响应。

技术介绍

[0003]电压稳压器通常用于为电子电路提供恒定电压源，这在相关领域中是众所周知的。电压稳压器接收输入电压（例如，来自电源）并针对给定的输入电压和负载电流范围产生恒定幅度的经调节的输出电压。稳压器可以是线性稳压器（例如，低压差线性稳压器，LDO）或开关稳压器。
[0004]每个稳压器的特征在于，稳压器响应输出电压相对于期望的恒定幅度发生波动的瞬态情况的能力。这种波动通常是由于输入电压和负载电流中的一项或多项的变化造成的。在输出电压达到所需的恒定幅度之前，可以说电压稳压器处于瞬态。
[0005]电压稳压器在这种瞬态状态下的响应可以称为瞬态响应。瞬态响应通常根据期望的恒定幅度的变化大小和输出电压返回到期望的恒定幅度所花费的时间来量化。
[0006]本申请的几个方面涉及改善电压稳压器的瞬态响应。

技术实现思路

[0007]本申请的实施例旨在提供一种电压稳压器，能够改善电压稳压器的瞬态响应。
[0008]本申请部分实施例提供一种电压稳压器，用于根据输入电压产生经调节的输出电压。该电压稳压器包括上升转换电路，用于在经调节的输出电压的第一条件出现时将电压稳压器的第一节点耦接到第一恒定参考电位。该电压稳压器包括瞬态响应控制电路，用于在经调节的输出电压的变化率在第一条件出现之后从负值变为正值时禁用上升转换电路。其中，第一节点是电压稳压器的输出节点和输出转向节点之一。
[0009]在一些实施例中，电压稳压器还包括下降转换电路，用于在经调节的输出电压的第二条件出现时将第一节点耦接到第二恒定参考电位。瞬态响应控制电路还用于在第二条件出现之后变化率从正值变为负值时禁用下降转换电路。
[0010]在一些实施例中，变化率的幅度超过预定率。其中，第一条件包括经调节的输出电压下冲到小于第一阈值电压的电平，第二条件包括经调节的输出电压过冲到大于第二阈值电压的电平。
[0011]在一些实施例中，瞬态响应控制电路包括微分器，用于接收经调节的输出电压，并产生第一输出信号。该第一输出信号具有与经调节的输出电压的变化率成比例的幅值。瞬
态响应控制电路包括第一比较器，用于接收第一输出信号和第三阈值电压，并产生第一禁用信号。该第一禁用信号为第一输出信号和第三阈值电压的比较结果。瞬态响应控制电路包括第二比较器，用于接收第一输出信号和第四阈值电压，并生成第二禁用信号。该第二禁用信号为第一输出信号和第四阈值电压的比较结果。
[0012]在一些实施例中，电压稳压器还包括电阻分压电路。电阻分压电路耦接在输出节点和第二恒定参考电位之间。电阻分压电路在反馈端提供反馈电压，其中反馈电压是经调节的输出电压的按比例缩小版本。其中，上升转换电路包括第三比较器，用于接收第一阈值电压的按比例缩小版本和反馈电压，并产生第一信号。该第一信号为第一阈值电压的按比例缩小版本和反馈电压的比较结果。其中，该第一信号用于以第一幅度驱动第一晶体管的控制端。上升转换电路包括该第一晶体管，用于在第一晶体管的控制端接收第一信号，其中，第一晶体管的第一电流端耦接到第一节点。上升转换电路还包括第一开关，耦接在第一恒定参考电位和第一晶体管的第二电流端之间。该第一开关受控于第一禁用信号而闭合或断开。当反馈电压小于第一阈值电压的按比例缩小版本时，第一晶体管导通以将电压稳压器的第一节点耦接到第一恒定参考电位。当反馈电压大于第一阈值电压的按比例缩小版本时，第一晶体管截止。当第一输出信号大于第三阈值电压时，第一禁用信号打开第一开关以禁用上升转换电路。当第一输出信号小于第三阈值电压时，第一禁用信号关闭第一开关。上升转换电路用于在由第一信号启用时，产生具有第一幅度的上升转换电流。
[0013]在一些实施例中，下降转换电路包括第四比较器，用于接收第二阈值电压的按比例缩小版本和反馈电压，并生成第二信号。该第二信号为第二阈值电压的按比例缩小版本和反馈电压的比较结果。该第二信号用于以第二幅度驱动第二晶体管的控制端。下降转换电路包括该第二晶体管，用于在第二晶体管的控制端接收第二信号。第二晶体管的第一电流端耦接到第一节点。下降转换电路包括第二开关，耦接在第二恒定参考电位和第二晶体管的第二电流端之间。第二开关受控于第二禁用信号而闭合或断开。当反馈电压大于第二阈值电压的按比例缩小版本时，第二晶体管导通以将电压稳压器的第一节点耦接到第二恒定参考电位。当反馈电压小于第二阈值电压的按比例缩小版本时，第二晶体管截止。当第一输出信号小于第四阈值电压时，第二禁用信号打开第二开关以禁用下降转换电路。当第一输出信号大于第四阈值电压时，第二禁用信号关闭第二开关。下降转换电路用于在由第二信号启用时，产生具有第二幅度的下降转换电流。
[0014]在一些实施例中，瞬态响应控制电路还包括第一电路，用于在紧随经调节的输出电压的过冲之后的预定间隔内，将第一晶体管的控制端的驱动减小到小于第一幅度的值。瞬态响应控制电路还包括第二电路，用于在紧随经调节的输出电压的下冲之后的预定间隔内，将第二晶体管的控制端的驱动减小到小于第二幅度的值。
[0015]在一些实施例中，第一电路包括第一电容和第一电流控制电流源的串联组合。第一电容和第一电流控制电流源的连接点耦接到第一晶体管的控制端，其中第一电流控制电流源由下降转换电流控制。第二电路包括第二电容和第二电流控制电流源的并联组合。该并联组合耦接在第二晶体管的控制端和第二恒定参考电位之间，其中第二电流控制电流源由上升转换电流控制。
[0016]在一些实施例中，电压稳压器是线性稳压器。线性稳压器包括传输晶体管，具有第一电流端，用于接收输入电压。传输晶体管具有第二电流端，耦接到线性稳压器的输出节点
并提供经调节的输出电压。线性稳压器包括误差放大器，具有用于接收参考电压的第一输入端和用于接收反馈电压的第二输入端。误差放大器用于产生表示参考电压和反馈电压之差的误差信号。传输晶体管的控制端用于接收误差信号。其中，第一节点是线性稳压器的输出转向节点，并且输出转向节点是传输晶体管的控制端。
[0017]在一些实施例中，电压稳压器是线性稳压器。线性稳压器包括传输晶体管，具有第一电流端，用于接收输入电压。传输晶体管具有第二电流端，耦接到线性稳压器的输出节点并提供经调节的输出电压。线性稳压器包括误差放大器，具有接收参考电压的第一输入端和用于接收反馈电压的第二输入端。误差放大器用于产生表示参考电压和反馈电压之差的误差信号。传输晶体管的控制端用于接收误差信号。其中，第一节点是线性稳压器的输出节点。
[0018]本申请部分实施例还提供一种系统，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压稳压器，用于根据输入电压产生经调节的输出电压；其特征在于，所述电压稳压器包括：上升转换电路，用于在所述经调节的输出电压的第一条件出现时将所述电压稳压器的第一节点耦接到第一恒定参考电位；瞬态响应控制电路，用于在所述经调节的输出电压的变化率在所述第一条件出现之后从负值变为正值时禁用所述上升转换电路；其中，所述第一节点是所述电压稳压器的输出节点和输出转向节点之一。2.如权利要求1所述的电压稳压器，其特征在于，所述电压稳压器还包括：下降转换电路，用于在所述经调节的输出电压的第二条件出现时将所述第一节点耦接到第二恒定参考电位；所述瞬态响应控制电路，还用于在所述第二条件出现之后所述变化率从正值变为负值时禁用所述下降转换电路。3.如权利要求2所述的电压稳压器，其特征在于，所述变化率的幅度超过预定率；其中，所述第一条件包括所述经调节的输出电压下冲到小于第一阈值电压的电平，并且其中，所述第二条件包括所述经调节的输出电压过冲到大于第二阈值电压的电平。4.如权利要求3所述的电压稳压器，其特征在于，所述瞬态响应控制电路包括：微分器，用于接收所述经调节的输出电压，并产生第一输出信号，所述第一输出信号具有与所述经调节的输出电压的所述变化率成比例的幅值；第一比较器，用于接收所述第一输出信号和第三阈值电压，并产生第一禁用信号，所述第一禁用信号为所述第一输出信号和所述第三阈值电压的比较结果；第二比较器，用于接收所述第一输出信号和第四阈值电压，并生成第二禁用信号，所述第二禁用信号为所述第一输出信号和所述第四阈值电压的比较结果。5.如权利要求4所述的电压稳压器，其特征在于，所述电压稳压器还包括电阻分压电路，所述电阻分压电路耦接在所述输出节点和所述第二恒定参考电位之间，所述电阻分压电路在反馈端提供反馈电压，其中所述反馈电压是所述经调节的输出电压的按比例缩小的版本，其中，所述上升转换电路包括：第三比较器，用于接收所述第一阈值电压的按比例缩小版本和所述反馈电压，并产生第一信号，所述第一信号为所述第一阈值电压的所述按比例缩小版本和所述反馈电压的比较结果，其中，所述第一信号用于以第一幅度驱动第一晶体管的控制端；所述第一晶体管，用于在所述第一晶体管的所述控制端接收所述第一信号，其中，所述第一晶体管的第一电流端耦接到所述第一节点；第一开关，耦接在所述第一恒定参考电位和所述第一晶体管的第二电流端之间，其中所述第一开关受控于所述第一禁用信号而闭合或断开，其中，当所述反馈电压小于所述第一阈值电压的所述按比例缩小版本时，所述第一晶体管导通以将所述电压稳压器的所述第一节点耦接到所述第一恒定参考电位；其中，当所述反馈电压大于所述第一阈值电压的所述按比例缩小版本时，所述第一晶体管截止；其中，当所述第一输出信号大于所述第三阈值电压时，所述第一禁用信号打开所述第
一开关以禁用所述上升转换电路；其中，当所述第一输出信号小于所述第三阈值电压时，所述第一禁用信号关闭所述第一开关；和其中，所述上升转换电路用于在由所述第一信号启用时，产生具有第一幅度的上升转换电流。6.如权利要求4所述的电压稳压器，其特征在于，所述下降转换电路包括：第四比较器，用于接收所述第二阈值电压的按比例缩小版本和所述反馈电压，并生成第二信号，所述第二信号为所述第二阈值电压的所述按比例缩小版本和所述反馈电压的比较结果，其中所述第二信号用于以第二幅度驱动第二晶体管的控制端；所述第二晶体管用于在所述第二晶体管的所述控制端接收所述第二信号，其中，所述第二晶体管的第一电流端耦接到所述第一节点；第二开关，耦接在所述第二恒定参考电位和所述第二晶体管的第二电流端之间，其中，所述第二开关受控于所述第二禁用信号而闭合或断开，其中，当所述反馈电压大于所述第二阈值电压的所述按比例缩小版本时，所述第二晶体管导通以将所述电压稳压器的所述第一节点耦接到所述第二恒定参考电位；其中，当所述反馈电压小于所述第二阈值电压的所述按比例缩小版本时，所述第二晶体管截止；其中，当所述第一输出信号小于所述第四阈值电压时，所述第二禁用信号打开所述第二开关以禁用所述下降转换电路；其中，当所述第一输出信号大于所述第四阈值电压时，所述第二禁用信号关闭所述第二开关；以及其中，所述下降转换电路用于在由所述第二信号启用时，产生具有第二幅度的下降转换电流。7.如权利要求6所述的电压稳压器，其特征在于，所述瞬态响应控制电路还包括：第一电路，用于在紧随所述经调节的输出电压的所述过冲之后的预定间隔内，将所述第一晶体管的所述控制端的所述驱动减小到小于所述第一幅度的值，和第二电路，用于在紧随所述经调节的输出电压的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿诺德，
申请(专利权)人：绍兴圆方半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：