可实现输出电压调节的数模混合低压差线性稳压器制造技术

本发明专利技术公开了一种可实现输出电压调节的数模混合低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器包括输出电压校准电路、功率晶体管、电压采样电路、第一外部电源接口和第二外部电源接口；所述输出电压校准电路包括误差放大器、DAC数模转换模块、数字逻辑单元、滤波网络、启动电路和基准电路；所述电压采样电路包括第一电阻负反馈网络、第二电阻负反馈网络和ADC模数转换模块；所述第一外部电源接口连接低电压域外部电压V

【技术实现步骤摘要】
可实现输出电压调节的数模混合低压差线性稳压器


[0001]本专利技术涉及集成电路
，尤其涉及一种可实现输出电压调节的数模混合低压差线性稳压器。

技术介绍

[0002]现有技术中，高集成度、高可靠性及低功耗等成为了电源管理芯片、功率控制芯片和固态照明芯片的发展方向。其中，低压差线性稳压器(LDO，Low Dropout Regulator)由于其片外器件少，结构简单便于集成，静态功耗小且噪声低，使得其十分符合高性能模拟电路对电源的需求。然而现有的Sink型LDO电路多为产生固定输出电压的结构，在直流电机驱动的应用中，无法满足高端栅极驱动电压的需求。
[0003]如图1所示的现有技术中的Sink型低压差线性稳压器电路结构示意图。现有的Sink型LDO是运算放大器和闭环负反馈系统的一个典型应用，可以在不同的输出电流下实现稳定输出电压的作用。LDO主要包括启动电路、电压基准电路、误差放大器、功率器件及反馈电阻。其中，核心模块为误差放大器和功率器件，它们通过电阻反馈网络构成了一个闭环反馈系统。当LDO的输出电压V
out
上升时，反馈网络产生的反馈电压同时上升，即误差放大器的正向输入端的输入电压上升，通过和反向输入端的基准电压V
REF
进行比较，调整误差放大器的输出电压V
op
，使得通过P型功率管的电流减少，进而降低LDO的输出电压。反之亦然。该结构简单易行，由于负载连接电源电压，因此P型功率管产生Sink电流。然而该LDO只能产生固定的输出电压，无法提供跟随电源电压变化的电压，存在一定的应用限制。
[0004]由此可见现有技术中提供需要一种，可以用于高端栅极驱动的新型LDO结构，同时能够跟随电源电压变化实现可调电压范围的电压域输出。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要实现的技术目的在于提供一种可实现输出电压调节的数模混合低压差线性稳压器，该可以用于高端栅极驱动的新型LDO结构，本专利技术中通过ADC模块进行电压采样，在数字逻辑单元中产生了可跟随电源电压变化的基准电压差的数字编码，进而通过DAC模块和基准电路实现了跟随电源电压变化的输出电压，实现高端栅极的驱动。并且采样电路和输出电压校准电路共同构成负反馈回路，实现了LDO的输出电压精确且稳定。
[0006]基于上述技术目的，本专利技术提供一种可实现输出电压调节的数模混合低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器包括输出电压校准电路、功率晶体管、电压采样电路、第一外部电源接口和第二外部电源接口；
[0007]所述输出电压校准电路包括误差放大器、DAC数模转换模块、数字逻辑单元、滤波网络、启动电路和基准电路；所述电压采样电路包括第一电阻负反馈网络、第二电阻负反馈网络和ADC模数转换模块；
[0008]所述第一外部电源接口连接低电压域外部电压V
CC
，所述第二外部电源接口连接高电压域外部电压V
M
，所述低电压外部电压V
CC
经过启动电路和基准电路生成参考电压V
REF
，所
述参考电压V
REF
输入到误差放大器的同相输入端；
[0009]所述误差放大器的输出端连接于功率晶体管的栅极，所述功率晶体管的源极接地，所述功率晶体管的漏极为所述低压差线性稳压器的电压输出端；
[0010]所述第一电阻负反馈网络连接于第二外部电源接口，所述第一电阻负反馈网络对高电压域外部电压V
M
进行分压并生成第一分压电压V1，所述第一分压电压V1被输入至ADC模数转换模块；
[0011]所述第二电阻负反馈网络连接于低压差线性稳压器的电压输出端，所述第二电阻负反馈网络对所述电压输出端的输出电压V
OUT
进行分压并生成第二分压电压V2，所述第二分压电压V2输入至ADC模数转换模块；
[0012]所述ADC模数转换模块将第一分压电压V1转换为第一数字编码Code_V
M
，将第二分压电压V2转换为第二数字编码Code_V
OUT
；并将第一数字编码Code_V
M
和第二数字编码Code_V
OUT
输入至数字逻辑单元；
[0013]所述数字逻辑单元12存储有表征低电压域外部电压V
CC
的第三数字编码Code_V
CC
；同时所述所述数字逻辑单元12对第一数字编码Code_V
M
、第二数字编码Code_V
OUT
和第三数字编码Code_V
CC
进行的数字逻辑运算已获得表征反馈电压V
FB
的第四数字编码Code_V
FB
；所述数字逻辑运算为：
[0014]第四数字编码Code_V
FB
＝第一数字编码Code_V
M
－第二数字编码Code_V
OUT
－第三数字编码Code_V
CC
；
[0015]所述第四数字编码Code_V
FB
输入至DAC数模转换模块；所述DAC数模转换模块将所述第四数字编码Code_V
FB
转换为反馈电压V
FB
；且所述DAC数模转换模块对数值为零的第四数字编码Code_V
FB
输出的反馈电压V
FB
等于参考电压V
REF
；所述反馈电压V
FB
经过滤波网络后被输入至误差放大器的反相输入端；
[0016]通过调节数字逻辑单元内部的第三数字编码Code_V
CC
使输出电压V
OUT
在V
M
至(V
M
‑
V
CC
)之间调节。
[0017]在一个实施例中，所述DAC数模转换模块的满幅值设定为2V
REF
，且当DAC数模转换模块1针对为零的第四数字编码Code_V
FB
输出为满幅值的一半；即当第四数字编码Code_V
FB
为零时，所述DAC数模转换模块11输出的反馈电压V
FB
等于参考电压V
REF
。
[0018]在一个实施例中，所述第一电阻负反馈网络包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的第一端连接于第二外部电源接口，所述第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端连接于节点X，且第二电阻R2的第二端接地；所述第一电阻R1的第二端连接至ADC模数转换模块，即将X节点的第一分压电压V1输入至ADC模数转换模块。
[0019]在一个实施例中，所述第二电阻负反馈网络包括第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3的第一端连接于低压差线性稳压器的电压输出端，所述第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端连接于节点Y，且第四电阻R4的第二端接地。所述第三电阻R3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实现输出电压调节的数模混合低压差线性稳压器，其特征在于，所述低压差线性稳压器包括输出电压校准电路、功率晶体管、电压采样电路、第一外部电源接口和第二外部电源接口；所述输出电压校准电路包括误差放大器、DAC数模转换模块、数字逻辑单元、滤波网络、启动电路和基准电路；所述电压采样电路包括第一电阻负反馈网络、第二电阻负反馈网络和ADC模数转换模块；所述第一外部电源接口连接低电压域外部电压V
CC
，所述第二外部电源接口连接高电压域外部电压V
M
，所述低电压外部电压V
CC
经过启动电路和基准电路生成参考电压V
REF
，所述参考电压V
REF
输入到误差放大器的同相输入端；所述误差放大器的输出端连接于功率晶体管的栅极，所述功率晶体管的源极接地，所述功率晶体管的漏极为所述低压差线性稳压器的电压输出端；所述第一电阻负反馈网络连接于第二外部电源接口，所述第一电阻负反馈网络对高电压域外部电压V
M
进行分压并生成第一分压电压V1，所述第一分压电压V1被输入至ADC模数转换模块；所述第二电阻负反馈网络连接于低压差线性稳压器的电压输出端，所述第二电阻负反馈网络对所述电压输出端的输出电压V
OUT
进行分压并生成第二分压电压V2，所述第二分压电压V2输入至ADC模数转换模块；所述ADC模数转换模块将第一分压电压V1转换为第一数字编码Code_V
M
，将第二分压电压V2转换为第二数字编码Code_V
OUT
；并将第一数字编码Code_V
M
和第二数字编码Code_V
OUT
输入至数字逻辑单元；所述数字逻辑单元存储有表征低电压域外部电压V
CC
的第三数字编码Code_V
CC
；同时所述所述数字逻辑单元对第一数字编码Code_V
M
、第二数字编码Code_V
OUT
和第三数字编码Code_V
CC
进行的数字逻辑运算已获得表征反馈电压V
FB
的第四数字编码Code_V
FB
；所述数字逻辑运算为：第四数字编码Code_V
FB
＝第一数字编码Code_V
M
－第二数字编码Code_V
OUT
－第三数字编码Code_V
CC
；所述第四数字编码Code_V
FB
...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐伟，王乃龙，高玮，
申请(专利权)人：北京芯格诺微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：