一种自供电的电荷泵型高电源抑制比LDO电路及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种自供电的电荷泵型高电源抑制比LDO电路，电压调整模块的输出端分别与负载的输入端、分压检测模块的输入端电连接；分压检测模块的输出端连接压差放大模块的输入端，基准电路与压差放大模块的输入端电连接，压差放大模块输出端与电压调整模块的输入端电连接；电压调整模块包括：电压叠加模块和N型MOS管，其中，电压叠加模块输出端与N型场效应管的栅极电连接；电压叠加模块包括但不限于电荷泵；电源模块分别与压差放大模块和电压调整模块进行电连接，用于对压差放大模块和电压调整模块提供电源。能够降低电荷泵的功耗，其稳态功耗趋近于零；能接受更高的输入电压可在保证输入输出压低差的情况下提升抗电源扰动的能力。的能力。的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种自供电的电荷泵型高电源抑制比LDO电路及其控制方法


[0001]本专利技术属于低压线性稳压器
，特别涉及一种自供电的电荷泵型高电源抑制比LDO电路及其控制方法。

技术介绍

[0002]低压差线性稳压器LDO广泛应用于集成电路中，为各单元模块提供稳定的供电。参见图4，低压线性稳压器LDO的架构是通过分压电阻检测输出电压，通过一个误差放大器EA放大误差信号并控制功率管的开合程度从而得到一个稳定的输出电压，为了衡量输出电压抗电源变化干扰的能力，提出一个指标PSR值，功率管有PMOS和NMOS两种类型。由于电路架构的区别，使用NMOS的低压差线性稳压器LDO比使用PMOS的低压差线性稳压器LDO容易获得更高的PSR值，但是使用NMOS的低压差线性稳压器LDO比使用PMOS的低压差线性稳压器LDO需要更高的电源电压。
[0003]在对PSR值的要求的场合，使用NMOS低压差线性稳压器LDO会获得更好的性能，但是由于供电电压的限制，需要对电路进行改进，目前方案是使用电荷泵把电源电压提高给EA供电，参见图5。
[0004]但是通过电荷泵供电存在如下技术问题：
[0005]1.电荷泵功耗大，由于电荷泵的效率低，而EA功耗较高，所以电荷泵自身的损耗较大。
[0006]2.输入电压范围受限，电荷泵的输出电压不能超过当前EA所用器件的耐压BV，而电荷泵输出电压等于2倍电源电压，导致电源电压最高只能到1/2BV。
[0007]3.抗干电源干扰能力弱，PSR值低。

技术实现思路

>[0008]鉴于上述问题，本专利技术提出了一种自供电的电荷泵型高电源抑制比LDO电路及其控制方法，能够降低电荷泵的导通损耗，可以适应大范围输出电压的变化，同时获得更高的PSR值，提升抗电源干扰能力。
[0009]一种自供电的电荷泵型高电源抑制比LDO电路，包括：电源模块、基准电路和负载，其特征在于，电压调整模块的输出端分别与所述负载的输入端、分压检测模块的输入端电连接；
[0010]所述分压检测模块的输出端连接压差放大模块的输入端，所述基准电路与所述压差放大模块的输入端电连接，所述压差放大模块输出端与所述电压调整模块的输入端电连接；
[0011]所述电压调整模块包括：电压叠加模块和N型MOS管，其中，所述电压叠加模块输出端与所述N型场效应管的栅极电连接；所述电压叠加模块包括但不限于电荷泵；
[0012]所述电源模块分别与所述压差放大模块和电压调整模块进行电连接，用于对所述压差放大模块和所述电压调整模块提供电源。
[0013]进一步的，所述N型场效应管的源极与所述电荷泵的输入端电连接。
[0014]进一步的，所述分压检测模块包括分压电阻R1和分压电阻R2；其中，所述分压电阻R1的输出端和所述分压电阻R2的输入端电连接并形成支路作为分压检测模块的输出端。
[0015]进一步的，所述分压电阻R1的输入端作为分压检测模块的输入端与N型MOS管的源极电连接；分压电阻R2接地连接。
[0016]进一步的，所述压差放大模块包括但不限于误差放大器EA；所述误差放大器的负输入端与所述分压检测模块的输出端电连接；所述误差放大器EA的正输入端与所述基准电路输出端电连接，所述基准电路接地连接。
[0017]进一步的，所述电源模块分别与所述压差放大模块和电压调整模块进行电连接，包括：所述电源模块分别与差压放大模块中的误差放大器EA电源输入端和电压调整模块中的N型MOS管漏极电连接。
[0018]进一步的，所述电路还包括启动电路，所述启动电路的输入端与启动电源电连接，所述启动电路输出端与LDO输出端电连接；所述启动电路输出端还与所述电荷泵输入端电连接。
[0019]进一步的，所述启动电路包括P型MOS管，所述P型MOS管的源极与电源端连接，所述P型MOS管的漏极作为启动电路输出端。
[0020]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种自供电的电荷泵型高电源抑制比LDO电路的控制方法，根据向启动电路中接入的启动电压结合向启动电路输入启动控制电压，向输出电压VO给定一个初始电压值，根据初始值电压值电压调整模块、分压检测模块和压差放大模块建立正确的工作点。
[0021]进一步的，压差放大模块将分压检测模块检测的输出电压VO预基准电路提供的基准电压进行比较，并将比较结果进行放大输出到电压调整模块；
[0022]电压调整模块根据输出电压VO与压差放大模块放大后的比较结果进行叠加调整，输出调整后的输出电压VO。
[0023]基于上述技术方案，本专利技术具有如下技术效果：
[0024]1.电荷泵的输出接功率管的栅极，在稳态时没有电流，电荷泵只有开关损耗而没有导通损耗；
[0025]2.电荷泵的输入电压由LDO本身的输出电压提供，改电压是一个稳定值，电荷泵输出不随电源变化，不会出现电荷泵的输出过高的情况，可以适应大范围的输出电压的变化；
[0026]3.电荷泵的输入电压由LDO本身的输出电压提供，而LDO的输出是一个稳定的电压，受电源电压波动影响极小，相对于现有的技术不会引入电源的干扰，从而获得更高的PSR值。
[0027]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1示出了本专利技术一种自供电的电荷泵型高电源抑制比LDO电路系统示意图；
[0030]图2示出了本专利技术一种自供电的电荷泵型高电源抑制比LDO电路拓扑电路图；
[0031]图3示出了本专利技术一种自供电的电荷泵型高电源抑制比LDO电路包含启动电路拓扑电路图；
[0032]图4示出了现有技术低压线性稳压器LDO架构拓扑图；
[0033]图5示出了现有技术低压线性稳压器LDO改进架构拓扑图。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]需要说明的是，本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自供电的电荷泵型高电源抑制比LDO电路，包括：电源模块、基准电路和负载，其特征在于，电压调整模块的输出端分别与所述负载的输入端、分压检测模块的输入端电连接；所述分压检测模块的输出端连接压差放大模块的输入端，所述基准电路与所述压差放大模块的输入端电连接，所述压差放大模块输出端与所述电压调整模块的输入端电连接；所述电压调整模块包括：电压叠加模块和N型MOS管，其中，所述电压叠加模块输出端与所述N型场效应管的栅极电连接；所述电压叠加模块包括但不限于电荷泵；所述电源模块分别与所述压差放大模块和电压调整模块进行电连接，用于对所述压差放大模块和所述电压调整模块提供电源。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述N型场效应管的源极与所述电荷泵的输入端电连接。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述分压检测模块包括分压电阻R1和分压电阻R2；其中，所述分压电阻R1的输出端和所述分压电阻R2的输入端电连接并形成支路作为分压检测模块的输出端。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述分压电阻R1的输入端作为分压检测模块的输入端与N型MOS管的源极电连接；分压电阻R2接地连接。5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述压差放大模块包括但不限于误差放大器EA；所述误差放大器的负输入端与所述分压检测模块的输出端电连接；所述误差放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯稀亮，阮沈勇，刘永平，
申请(专利权)人：深圳飞渡微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：