[發明專利]一種數字模擬雙環路低壓差線性穩壓器

有效

• 申請號: 201811575074.2
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN109753099B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 劉簾曦;陳逸偉;賀磊;廖栩鋒;朱樟明
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

本發明涉及一種數字模擬雙環路低壓差線性穩壓器，包括運放比較單元、控制單元、調制組單元，其中，運放比較單元，用于比較穩壓器的輸出電壓與穩壓器的目標電壓，輸出第一比較結果、運放放大誤差值；控制單元，連接運放比較單元、穩壓器的輸出端，用于根據第一比較結果獲取跳變檢測結果，根據穩壓器的輸出電壓獲取第二比較結果；調制組單元，連接運放比較單元、控制單元，根據第一比較結果、運放放大誤差值、跳變檢測結果和第二比較結果對穩壓器的輸出電壓進行調制。本發明采用了調制組單元對穩壓器的輸出電壓進行調制，在電壓變化較大時可以快速完成穩壓工作，提高了穩壓器的瞬態響應速度，有效地降低了穩壓器的輸出電壓過沖和下沖問題。

技術領域

本發明屬于電源管理技術領域，具體涉及一種數字模擬雙環路低壓差線性穩壓器。

背景技術

目前，低壓差線性穩壓器(Low Dropout Regulator，簡稱LDO)作為電源管理的重要模塊，已被廣泛應用在微電子技術的各個領域。

在LDO電路中，晶體管的電流受控方式決定了LDO的結構分類。模擬LDO通過控制功率晶體管的柵極到源極的電壓，進而控制流出電流大小以穩定輸出電壓；而數字LDO是通過控制功率晶體管的開啟關斷數量，控制流出電流大小，以穩定輸出電壓。模擬LDO通常由誤差放大器和一個功率晶體管，而數字LDO由一個數字控制器和一個功率開關管陣列組成。相比模擬LDO，數字LDO具有較小的功率晶體管面積，較少的穩定性問題以及可擴展性好的特點，在電源管理的應用中更為廣泛。

但傳統的數字LDO負載跳變時，其只能對所控制晶體管陣列中的晶體管依次開啟或是關斷，穩壓器的輸出電壓恢復時間慢，缺乏良好的瞬態響應，難以在電壓變化較大時快速完成穩壓工作，穩壓器的輸出電壓容易出現過沖或下沖問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種數字模擬雙環路低壓差線性穩壓器，該穩壓器包括：

運放比較單元、控制單元、調制組單元，其中，

所述運放比較單元，用于比較所述穩壓器的輸出電壓與所述穩壓器的目標電壓，輸出第一比較結果、運放放大誤差值，所述運放放大誤差值為所述穩壓器的輸出電壓與所述穩壓器的目標電壓的差值放大值；

所述控制單元，連接所述運放比較單元、所述穩壓器的輸出端，用于根據所述第一比較結果獲取所述穩壓器的輸出電壓與所述穩壓器的目標電壓的跳變檢測結果，根據所述穩壓器的輸出電壓獲取所述穩壓器的輸出電壓與第一閾值電壓、所述穩壓器的輸出電壓與第二閾值的第二比較結果；

所述調制組單元，連接所述運放比較單元、所述控制單元，根據所述第一比較結果、所述運放放大誤差值、所述跳變檢測結果和所述第二比較結果對所述穩壓器的輸出電壓進行調制。

在本發明的一個實施例中，所述控制單元包括跳變檢測單元、比較單元、譯碼單元，其中，

所述跳變檢測單元，連接所述運放比較單元，用于根據所述第一比較結果，檢測所述穩壓器的輸出電壓與所述穩壓器的目標電壓跳變情況，輸出所述跳變檢測結果；

所述比較單元，連接所述穩壓器的輸出端，用于比較所述穩壓器的輸出電壓與第一閾值電壓的大小、所述穩壓器的輸出電壓與第二閾值電壓的大小，輸出所述第二比較結果；

所述譯碼單元，連接所述跳變檢測單元、所述比較單元，用于根據所述跳變檢測結果和所述第二比較結果，控制所述調制組單元對所述穩壓器的輸出電壓進行調制。

在本發明的一個實施例中，所述調制組單元包括第一級數字調制單元、第二級數字調制單元、第三級模擬調制單元，其中，

所述第一級數字調制單元，連接所述運放比較單元、所述譯碼單元，用于通過所述第一比較結果獲取第一計數值和第二計數值，根據所述第一計數值和所述第二計數值對所述穩壓器的輸出電壓進行調制；