[發明專利]線性電壓調節器的自適應控制

有效

• 申請號: 201710423863.3
• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107479619B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: D·伯納唐
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G05F3/16
• 分類號: G05F3/16
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱;崔卿虎

公開了線性電壓調節器的自適應控制。在一個示例中，一種電路包括電壓源、傳遞模塊、差分放大器模塊和控制模塊。傳遞模塊被配置為使用具有電阻的通道來電耦合電壓源與負載，并且基于控制信號來修改通道的電阻。差分放大器模塊被配置為基于電壓參考與負載處的電壓的表示的比較來生成差分信號。控制信號基于差分信號?？刂颇K被配置為根據傳遞函數來生成負載處的電壓的表示。傳遞函數包括實質上位于傳遞函數的穿越頻率處的零點。

技術領域

本公開涉及被配置為調節輸出電壓的線性電壓調節器，諸如低壓降(LDO)調節器。

背景技術

線性電壓調節器可以調節輸出電壓。例如，線性電壓調節器可以使用10伏的供電電壓來輸出5伏的電壓。低壓降(LDO)調節器可以調節接近供電電壓的輸出電壓。例如，LDO調節器可以使用5.5伏的供電電壓來輸出5伏的電壓。在任何情況下，可能期望線性電壓調節器(諸如LDO調節器)具有高的動態性能(例如，快速地實現調節電壓)、空載穩定性(例如，在小的負載電流或無負載電流的情況下調節輸出電壓)、以及具有低的電流消耗(例如，低的靜態電流)。

發明內容

總體上，本公開涉及允許低壓降(LDO)調節器在整個負載電流范圍內(例如，空載到滿載)保持穩定的技術，同時保持動態性能并限制電流消耗。在汽車的示例性應用中，這種LDO調節器可以在汽車關閉發動機而停車時調節由電氣負載裝置(例如，內部車燈)使用的電壓。在一些示例中，LDO調節器可以在開環傳遞函數的穿越頻率(crossoverfrequency)處動態地生成零點，而不是需要最小負載電流。換句話說，當輸出電壓(例如，5伏特)對應于期望的輸出電壓時，LDO調節器可以有效地抑制電壓調節控制，而不是必定地限制負載電流，以允許LDO在低負載電流以及高負載電流下保持穩定。在一些示例中，這種抑制可以根據LDO調節器的負載電流而變化。例如，當負載電流減小時，抑制可以增加，使得當負載電流非常低(例如，小于50μA)或沒有負載電流時，LDO調節器可以有效地抑制電壓調節控制。

在示例中，一種電路包括電壓源、傳遞模塊、差分放大器模塊和控制模塊。傳遞模塊被配置為使用具有電阻的通道來電耦合電壓源與負載，并且基于控制信號來修改通道的電阻。差分放大器模塊被配置為基于電壓參考與負載處的電壓的表示的比較來生成差分信號。控制信號基于差分信號?？刂颇K被配置為根據傳遞函數來生成負載處的電壓的表示。傳遞函數包括實質上位于傳遞函數的穿越頻率處的零點。

在另一示例中，一種方法包括由電路確定負載處的負載電流的表示，以及由電路在用于控制負載處的電壓的傳遞函數的穿越頻率處生成零點以生成負載處的電壓的表示。在傳遞函數的穿越頻率處生成零點是基于負載電流的表示。該方法還包括由電路響應于負載處的電壓的表示與參考電壓之間的差異來輸出控制信號，并且由電路根據控制信號來控制負載處的電壓。

在另一示例中，一種電路包括電流感測單元、控制模塊、差分放大器模塊和傳遞模塊。電流感測單元被配置為確定負載處的負載電流的表示?？刂颇K被配置為在用于控制負載處的電壓的傳遞函數的穿越頻率處生成零點以生成負載處的電壓的表示。傳遞函數的穿越頻率處的零點是基于負載電流的表示。差分放大器模塊被配置為響應于負載處的電壓的表示與參考電壓之間的差異來輸出控制信號。傳遞模塊被配置為根據控制信號來控制負載處的電壓。

這些和其它示例的細節在附圖和下面的說明中闡述。其它的特征、目的和優點將從說明書和附圖以及權利要求書中變得顯而易見。

附圖說明

圖1是示出根據本公開的一種或多種技術的被配置為在整個負載電流范圍內保持穩定的示例系統的框圖。

圖2是示出根據本公開的一種或多種技術的圖1的系統的示例第一電路的電路圖。

圖3是示出根據本公開的一種或多種技術的圖1的系統的示例第二電路的電路圖。

圖4是示出根據本公開的一種或多種技術的圖1的系統的示例第三電路的電路圖。