[發(fā)明專(zhuān)利]支持多路直接并聯(lián)輸出的低壓差穩(wěn)壓電路、操作方法及其供電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910830287.3
• 申請(qǐng)日: 2019-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112445262B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王磊;李展
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 辰芯科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G05F1/625
• 分類(lèi)號(hào): G05F1/625
• 代理公司: 北京國(guó)昊天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 李有財(cái)

一種支持多路直接并聯(lián)輸出的低壓差穩(wěn)壓電路，包括：N個(gè)誤差放大器、N個(gè)輸出級(jí)電路以及N個(gè)分壓器，誤差放大器用以比較參考電壓與輸出電壓的反饋電壓并基于比較結(jié)果來(lái)輸出誤差信號(hào)；輸出級(jí)電路包含多個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管且具有連接誤差信號(hào)的柵極、連接輸入電壓的源極和連接輸出電壓的漏極；分壓器將輸出電壓的預(yù)定的部分作為反饋信號(hào)反饋給誤差放大器；其中N≧2，輸出級(jí)電路包含第一MOS晶體管和第二MOS晶體管，第一MOS晶體管具有連接輸入電壓的源極、連接誤差放大器的漏極且柵極和漏極相連接；第二MOS晶體管具有連接到輸入電壓的源極、連接到輸出電壓的漏極且柵極和第一MOS晶體管的柵極相連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電源供給技術(shù)領(lǐng)域，特別指一種應(yīng)用于多種不同供電負(fù)載類(lèi)型的消費(fèi)電子、通信領(lǐng)域和汽車(chē)電子等領(lǐng)域的多路直接并聯(lián)輸出的低壓差穩(wěn)壓電路、操作方法以及具有所述低壓差穩(wěn)壓電路的供電裝置。

背景技術(shù)

消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠郑娫垂芾硇酒陔娮釉O(shè)備中擔(dān)負(fù)著重要職責(zé)，其性能的優(yōu)劣對(duì)整個(gè)電路的能耗有直接的影響。而電源管理芯片的種類(lèi)比較多，其中線性穩(wěn)壓器、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器(DC/DC)、驅(qū)動(dòng)芯片以及電源管理單元占據(jù)了大半江山。而在這幾個(gè)主要種類(lèi)中，線性穩(wěn)壓器又占據(jù)了最大的市場(chǎng)份額。低壓差線性穩(wěn)壓器由于其轉(zhuǎn)換效率高、體積小、低噪聲、外接元件少、價(jià)格低的特點(diǎn)，成為目前應(yīng)用最為廣泛的電源管理芯片。傳統(tǒng)的低壓差穩(wěn)壓電路輸出的噪聲大，現(xiàn)有的降噪電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功耗大，并且穩(wěn)定性也不夠好。而現(xiàn)行電子產(chǎn)品集成了越來(lái)越多的芯片和外設(shè)，工作電流顯著提高,針對(duì)高負(fù)載電流應(yīng)用，有時(shí)候會(huì)將兩路或多路低壓差穩(wěn)壓電路LDO并聯(lián)起來(lái)使用。相比單個(gè)LDO穩(wěn)壓器，并聯(lián)LDO穩(wěn)壓器可以將功耗熱量分配在多個(gè)LDO穩(wěn)壓器封裝上。一般來(lái)說(shuō)，兩路或多路LDO穩(wěn)壓器是不能直接將輸出端連接一起的。由于多路LDO基準(zhǔn)電壓、反饋電阻和PCB寄生電阻等特性不可能完全一致，直接并聯(lián)后的LDO穩(wěn)壓器輸出電壓不匹配，進(jìn)而引起各路LDO穩(wěn)壓器的輸出電流嚴(yán)重不平衡。最差情況是，它可能導(dǎo)致其中一個(gè)LDO穩(wěn)壓器承受大部分負(fù)載電流，從而觸發(fā)限流保護(hù)。為了使并聯(lián)應(yīng)用的LDO穩(wěn)壓器對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行均流，以?xún)陕稬DO穩(wěn)壓器為例，現(xiàn)有技術(shù)主要采用以下兩種并聯(lián)方式：

1.使用二極管的并聯(lián)方式。單路LDO輸出端串聯(lián)二極管之后，再并聯(lián)使用，如圖1所示。由于二極管正向?qū)妷篤F隨著流過(guò)二極管的電流變化而發(fā)生變化，所以?xún)陕稬DO穩(wěn)壓器的輸出電壓差別可以被部分抵消，從而起到均流效果。而該技術(shù)的缺點(diǎn)：二極管正向?qū)妷篤F會(huì)隨著負(fù)載電流和環(huán)境溫度的變化而變化，導(dǎo)致LDO穩(wěn)壓器并聯(lián)之后輸出電壓精度不高，負(fù)載調(diào)整率較差。

2.使用鎮(zhèn)流電阻的并聯(lián)方式。單路LDO輸出端串聯(lián)鎮(zhèn)流電阻之后，再并聯(lián)使用。與二極管并聯(lián)方式的原理類(lèi)似，其中大電流支路流過(guò)鎮(zhèn)流電阻造成更大的輸出電壓下降，從而使另一支路輸出更大電流，起到均流效果。而該技術(shù)的缺點(diǎn)：均流效果與鎮(zhèn)流電阻阻值相關(guān)，阻值越大，均流效果越好，但同時(shí)輸出電壓的IR drop越大，系統(tǒng)功耗損失也越大。而且多路并聯(lián)的鎮(zhèn)流電阻R1和R2之間不容易做到完全匹配，如圖2所示。

由上述可見(jiàn)，無(wú)論對(duì)于多路的分立結(jié)構(gòu)LDO芯片并聯(lián)，還是多通道電源管理芯片(PMU芯片)內(nèi)部不同的LDO模塊并聯(lián)，要實(shí)現(xiàn)輸出電流的均流效果都需要外部的二極管或者鎮(zhèn)流電阻進(jìn)行輔助，而且均流效果有限。同時(shí)，采用上述兩種技術(shù)，LDO穩(wěn)壓器并聯(lián)后的環(huán)路穩(wěn)定性會(huì)受到影響，需要額外進(jìn)行考慮頻率補(bǔ)償。

有鑒于此，本發(fā)明設(shè)計(jì)人致力于現(xiàn)有技術(shù)中所產(chǎn)生的缺失，經(jīng)過(guò)悉心試驗(yàn)與研究，提出一種支持多路直接并聯(lián)輸出的低壓差穩(wěn)壓電路以及具有所述低壓差穩(wěn)壓電路的供電裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種支持多路直接并聯(lián)輸出的低壓差穩(wěn)壓電路，無(wú)需外部二極管或者鎮(zhèn)流電阻即可進(jìn)行均流，滿足多種負(fù)載需求,以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題。

為達(dá)成本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供的一種技術(shù)方案如下：

一種支持多路直接并聯(lián)輸出的低壓差穩(wěn)壓電路，包括：