[實用新型]一種超低功耗的低壓差線性穩壓器

有效

• 申請號: 201720775815.6
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN206848850U
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 許超群;易俊
• 申請（專利權）人: 英麥科（廈門）微電子科技有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司35218
• 代理人: 何家富

技術領域

本實用新型屬于電源管理技術領域，具體地涉及一種超低功耗的低壓差線性穩壓器。

背景技術

隨著技術的發展以及便攜式電子設備的快速普及，使得集成電路設計趨向于低功耗、高安全性、高能效和高集成度等特點。

電源管理模塊是芯片的基本單元電路，低壓差線性穩壓器(LDO，Low DropOutRegulator)作為電源管理模塊在大規模集成電路系統中得到了廣泛的應用

LDO由于所需外部元器件較少而在低功耗的電源管理系統中得到了廣泛應用。受低功耗要求的影響，傳統LDO的結構比較簡單，在電源電壓或者輸出負載條件變化時由于沒有足夠的電流來支撐LDO快速響應導致LDO輸出表現出較大的過壓或欠壓現象，并且恢復到穩定輸出值的時間也較長。此外，由于LDO中保護功能需要消耗一定的功耗，所以傳統的低功耗LDO中大都省略部分保護功能，包括過溫保護和過流保護功能，如公開專利：CN102789256B，這樣不利于芯片的工作安全，容易過溫或者過流從而導致芯片失效。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種超低功耗的低壓差線性穩壓器用以解決上述的問題。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：一種超低功耗的低壓差線性穩壓器，包括主環路電路、輸出電壓檢測及第一動態偏置電流產生電路和第一電流源，所述第一電流源為主環路電路的誤差放大器提供靜態偏置電流Ib0，所述輸出電壓檢測及第一動態偏置電流產生電路用于檢測主環路電路的輸出電壓的過壓和欠壓并把過壓和欠壓轉換成與其正相關的電流作為主環路電路的誤差放大器的第一動態偏置電流Ib1。

進一步的，所述靜態偏置電流Ib0小于10nA。

進一步的，所述輸出電壓檢測及第一動態偏置電流產生電路包括第一電流鏡、比較器A0、比較器A1、PMOS管M4-M5和NMOS管M6-M7，所述比較器A0的同相輸入端接主環路的電壓采樣電路的輸出端Vfb，所述比較器A0的反相輸入端接參考電壓Vref，所述比較器A0的輸出端接PMOS管M4的柵極，所述比較器A1的反相輸入端接主環路的電壓采樣電路的輸出端Vfb，所述比較器A1的同相輸入端接參考電壓Vref，所述比較器A1的輸出端接PMOS管M5的柵極，所述PMOS管M4和M5的漏極接地，所述PMOS管M4和M5的源極接第一電流鏡的輸入端，所述第一電流鏡的輸出端同時接NMOS管M6的柵極、NMOS管M7的柵極和NMOS管M7的漏極，所述NMOS管M6和M7的源極接地，所述NMOS管M6的漏極為主環路電路的誤差放大器提供第一動態偏置電流Ib1。

更進一步的，所述第一電流鏡為非線性電流鏡。

更進一步的，所述第一電流鏡包括PMOS管M8-M10，所述PMOS管M8和M9的源極接電源VCC，所述PMOS管M8的漏極同時接NMOS管M6的柵極、NMOS管M7的柵極和NMOS管M7的漏極，所述PMOS管M9的漏極同時接PMOS管M4、M5和M10的源極，所述PMOS管M8-M10的柵極同時接偏置電壓Vbias，所述PMOS管M10的漏極接電流源Ib3。

進一步的，還包括輸出電流檢測及第二動態偏置電流產生電路，所述輸出電流檢測及第二動態偏置電流產生電路用于檢測主環路電路的輸出電流并將主環路電路的輸出電流按一定比例轉換后作為主環路電路的誤差放大器的第二動態偏置電流Ib2。

更進一步的，所述輸出電流檢測及第二動態偏置電流產生電路包括PMOS管Ms1、NMOS管M11和NMOS管M12，所述PMOS管Ms1的柵極接主環路電路的輸出功率管Mp0的控制端，所述PMOS管Ms1的源極接電源VCC，所述PMOS管Ms1的漏極同時接NMOS管M11的漏極、NMOS管M11的柵極和NMOS管M12的柵極，所述NMOS管M11和NMOS管M12的源極接地，所述NMOS管M12的漏極為主環路電路的誤差放大器提供第二動態偏置電流Ib2。

進一步的，還包括輸出電流判斷電路和過流保護電路，所述輸出電流判斷電路用于判斷主環路電路的輸出電流是否超過設定值，當主環路電路的輸出電流超過設定值時，則輸出控制信號給過流保護電路使其啟動工作，所述過流保護電路用于對主環路電路進行過流保護。

更進一步的，所述過流保護電路為折返式過流保護電路。

進一步的，還包括輸出電流判斷電路和過溫保護電路，所述輸出電流判斷電路用于判斷主環路電路的輸出電流是否超過設定值，當主環路電路的輸出電流超過設定值時，則輸出控制信號給過溫保護電路使其啟動工作，所述過溫保護電路用于對主環路電路進行過溫保護。