一种双电流输出的线性稳压的功率驱动电路制造技术

本申请提供一种双电流输出的线性稳压的功率驱动电路，稳压模块输入端与电源模块电连接，电源模块提供参考电压；驱动模块与稳压模块输出端电连接，用于稳压模块输出电压修调；功率输出模块与驱动模块输出端电连接，用于控制功率管支路的电源对地电流，并控制电路输出电压；稳压模块输出电压经驱动模块修调后，再经功率输出模块输出。实现稳压电源的输出电压在电源电压VDD允许的范围之内既能对外输出电流，又能对内输入电流。实现了低功耗、避免芯片出现永久性损坏的情况。采样稳压环路和功率输出级隔离的电路结构，这种结构大大增加了电路的灵活性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及低压差线性稳压器模块，具体涉及一种功率驱动电路。

技术介绍

1、线性稳压器模块被广泛用于电源系统，常用于实现稳定电压输出。专利技术人所了解到的线性稳压器常采用电阻分压型采样电路，以实现稳定的电压输出。

2、图1所示为专利技术人所知的一个电阻分压型线性稳压器的结构示意图，如图1所示为一个双电流输出的ldo（low dropout regulator，低压差线性稳压器）电路，电压型运算放大器a1作为主运放，其负输入端外接参考电压，其输出端连接至pmos（positive channelmetal oxide semiconductor，p型金属氧化物半导体场效应晶体管）输出功率管m1的栅极，再通过pmos输出管m1的漏极反馈至电压型运算放大器a1的正向输入端，这种反馈形式称为单位增益负反馈。由于负反馈的作用，pmos输出管m1的漏极电压等于电压型运算放大器a1的负向输入端的ref参考电压。

3、下拉电阻r1和r2对输出pmos输出功率管 m1的栅极电压进行采样，其分压输出到电压型运算放大器a2的正向输入端。上拉电阻r3和r4对输出nmos输出管m2的栅极电压进行采样，然后分压输出到电压型运算放大器a2的正端，同时在上拉电阻r3和r4至电源电压vdd之间串联了一个二极管接法的nmos管m3，该管的作用是对电源电压vdd电压进行压降，防止nmos输出管m2的电压过高导致nmos输出管m2始终导通，同时也对该支路做了一个限流作用。

4、运算放大器a2作为辅助运放，运放的两个输入分别是对pmos输出管 m1和nmos输出管m2的栅极电压进行采样，然后将两者的误差放大，运算放大器a2输出连接至nmos输出管m2的栅极，用于控制nmos输出管m2的沟道电流。

5、专利技术人所知道的上述电路结构通过主运算放大器a1控制输出电压，辅助运算放大器a2控制输出电流，通过调整上拉电阻r1、r2和下拉电阻r3、r4的阻值或者各电阻值之间的比例，以控制主运放在控制输出电压时，通过辅助运放a2调整nmos输出管m2的导通程度，从而控制pmos输出管m1所在支路的支路电流-从vdd至gnd的电流isg。

6、专利技术人所了解的上述电路结构，仅通过上拉电阻r1、r2和下拉电阻r3、r4的阻值或者比例调整，在实际应用中易出现输出电压的失真以及从vdd至gnd较大的电流，尤其是在pmos输出管m1输出大电流的时候。当nmos输出管m2即将导通时，pmos输出管m1会切换为关断状态，在pmos输出管m1从打开至关断过程中，其所在环路会处于不稳定状态，导致输出电压的失真；另一种情形是在pmos输出管m1还未切换为关断状态时，nmos输出管m2已处于微弱导通状态，此时虽然不会出现输出电压失真，但是pmos输出功率管1与nmos输出功率管2同时打开会导致该支路上出现较大的vdd至gnd的电流isg同时流过m1和m2管，若输出mos管作为小功率输出，则isg不会很大；但是输出mos管的宽长比非常大，此时的isg也会变得很大，这不仅造成了大量的功耗，而且在实际应用中会对芯片造成永久性的损坏。

技术实现思路

1、本申请提供一种双电流输出的线性稳压的功率驱动电路，稳压模块输入端与电源模块电连接，电源模块提供参考电压；驱动模块与稳压模块输出端电连接，用于稳压模块输出电压修调；功率输出模块与驱动模块输出端电连接，用于控制功率管支路的电源对地电流，并控制电路输出电压；稳压模块输出电压经驱动模块修调后，再经功率输出模块输出。

2、稳压模块包括第一运算放大器、第一p型金属氧化物管、第一n型金属氧化物管、第二运算放大器；第一运算放大器正输入端接参考电压、输出端接第一p型金属氧化物管栅极、负输入端接第一p型金属氧化物管漏极；第一p型金属氧化物管源极接电压源；第二运算放大器正输入端接第一p型金属氧化物管栅极，第二运算放大器负输入端及输出端接第一n型金属氧化物管栅极。

3、驱动模块包括第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器、第一电容、第二电容、第二p型金属氧化物管、第二n型金属氧化物管、第三p型金属氧化物管、第三n型金属氧化物管、第四p型金属氧化物管、第四n型金属氧化物管；

4、第五运算放大器正输入端接第一p型金属氧化物管漏极、第一n型氧化物管漏极，其负输入端接功率输出模块，其输出端接第三运算放大器输出端、第四运算放大器输出端、第二n型金属氧化物管栅极、第二p型金属氧化物管栅极、第三p型金属氧化物管栅极、第三n型金属氧化物管栅极；

5、第三运算放大器、第四运算放大器的一个输入端分别接第一p型金属氧化物管栅极、第一n型金属氧化物管栅极；第一电容一端接第二n型金属氧化物管、第二p型金属氧化物管栅极，其另一端接第二n型金属氧化物管源极、第二p型金属氧化物管源极、第四p型金属氧化物管漏极；

6、第二电容一端接第三n型金属氧化物管、第三p型金属氧化物管栅极，其另一端接第三n型金属氧化物管源极、第三p型金属氧化物管源极、第四n型金属氧化物管漏极；

7、第四p型金属氧化物管、第四n型金属氧化物管的栅极接功率输出模块。

8、功率输出模块包括：第五p型金属氧化物管、第五n型金属氧化物管、第六运算放大器、第七运算放大器、第六p型金属氧化物管、第六n型金属氧化物管、第七p型金属氧化物管、第七n型金属氧化物管、第八p型金属氧化物管、第八n型金属氧化物管；

9、第五p型金属氧化物管、第五n型金属氧化物管栅极接稳压模块，用于输出电压控制；

10、第六p型金属氧化物管、第六n型金属氧化物管栅极连接驱动模块；

11、第八p型金属氧化物管、第八n型金属氧化物管栅极连接驱动模块；

12、第六运算放大器一输入端接第五n型金属氧化物管漏极、第五p型金属氧化物管漏极，另一输入端接第六p型金属氧化物管漏极，输出端接第七p型金属氧化物管栅极；

13、第七运算放大器一输入端接第五n型金属氧化物管漏极、第五p型金属氧化物管漏极，另一输入端接第七n型金属氧化物管源极、第八n型金属氧化物管漏极，其输出端接第七n型金属氧化物管栅极。

14、第五p型金属氧化物管、第六p型金属氧化物管栅极接第四p型金属氧化物管漏极；第五n型金属氧化物管、第八n型金属氧化物管栅极接第四n型金属氧化物管漏极；

15、第八p型金属氧化物管栅极接第四p型金属氧化物管栅极。

16、本申请所具有的有益效果如下：1、双向电流、轨至轨输出。采用互补的mos输出结构可以同时实现这两个功能，使得稳压电源的输出电压在电源电压vdd允许的范围之内既能对外输出电流，也能对内输入电流。2、电流反馈降低功率管切换时出现大的isg（电源到地的电流），实现了低功耗、避免芯片出现永久性损坏的情况。通过电流反馈的形式要比单纯的电阻分压形式更稳定，让其中一个功率管去钳制另一个功率管的源漏电流的策略降低了电路调整时的难度。3、采样稳压环路和功率输出级隔离的电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双电流输出的线性稳压的功率驱动电路，其特征在于，稳压模块输入端与电源模块电连接，所述电源模块提供参考电压；驱动模块与所述稳压模块输出端电连接，用于稳压模块输出电压修调；功率输出模块与所述驱动模块输出端电连接，用于控制功率管支路的电源对地电流，并控制电路输出电压；所述稳压模块输出电压经所述驱动模块修调后，再经所述功率输出模块输出。

2.根据权利要求1所述的一种双电流输出的线性稳压的功率驱动电路，其特征在于，所述稳压模块包括第一运算放大器、第一P型金属氧化物管、第一N型金属氧化物管、第二运算放大器；所述第一运算放大器正输入端接参考电压、输出端接第一P型金属氧化物管栅极、负输入端接第一P型金属氧化物管漏极；所述第一P型金属氧化物管源极接电压源；所述第二运算放大器正输入端接第一P型金属氧化物管栅极，所述第二运算放大器负输入端及输出端接第一N型金属氧化物管栅极。

3.根据权利要求2所述的一种双电流输出的线性稳压的功率驱动电路，其特征在于，所述驱动模块包括第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器、第一电容、第二电容、第二P型金属氧化物管、第二N型金属氧化物管、第三P型金属氧化物管、第三N型金属氧化物管、第四P型金属氧化物管、第四N型金属氧化物管；

4.根据权利要求1所述的一种双电流输出的线性稳压的功率驱动电路，其特征在于，所述功率输出模块包括：第五P型金属氧化物管、第五N型金属氧化物管、第六运算放大器、第七运算放大器、第六P型金属氧化物管、第六N型金属氧化物管、第七P型金属氧化物管、第七N型金属氧化物管、第八P型金属氧化物管、第八N型金属氧化物管；

5.根据权利要求3所述的一种双电流输出的线性稳压的功率驱动电路，其特征在于，所述功率输出模块包括：第五P型金属氧化物管、第五N型金属氧化物管、第六运算放大器、第七运算放大器、第六P型金属氧化物管、第六N型金属氧化物管、第七P型金属氧化物管、第七N型金属氧化物管、第八P型金属氧化物管、第八N型金属氧化物管；

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【技术特征摘要】

1.一种双电流输出的线性稳压的功率驱动电路，其特征在于，稳压模块输入端与电源模块电连接，所述电源模块提供参考电压；驱动模块与所述稳压模块输出端电连接，用于稳压模块输出电压修调；功率输出模块与所述驱动模块输出端电连接，用于控制功率管支路的电源对地电流，并控制电路输出电压；所述稳压模块输出电压经所述驱动模块修调后，再经所述功率输出模块输出。

2.根据权利要求1所述的一种双电流输出的线性稳压的功率驱动电路，其特征在于，所述稳压模块包括第一运算放大器、第一p型金属氧化物管、第一n型金属氧化物管、第二运算放大器；所述第一运算放大器正输入端接参考电压、输出端接第一p型金属氧化物管栅极、负输入端接第一p型金属氧化物管漏极；所述第一p型金属氧化物管源极接电压源；所述第二运算放大器正输入端接第一p型金属氧化物管栅极，所述第二运算放大器负输入端及输出端接第一n型金属氧化物管栅极。

3.根据权利要求2所述的一种双电流输出的线性稳压的功率驱动电路，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵柯人，黄小伟，夏晓亮，
申请(专利权)人：杭州芯耘光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：