[發明專利]一種輸出可調節寬擺幅預穩壓電源電路

有效

• 申請號: 202010554529.3
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111682749B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 邱旻韡;李娟;羅永波;宣志斌;肖培磊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十八研究所
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M1/32;G05F1/56
• 代理公司: 無錫派爾特知識產權代理事務所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本發明公開一種輸出可調節寬擺幅預穩壓電源電路，屬于集成電路技術領域。采用LDO作為預穩壓電源，提高電路的電源抑制比；同時在LDO內部設計雙反饋環路控制，反饋次環路在上電初期用于電路啟動；啟動完成后，反饋主環路接過預穩壓電路的控制權，并配置產生合適的預穩壓電壓。本發明利用LDO作為預穩壓核心器件，可以提高對主電源噪聲的抑制能力，提高電源抑制比；預穩壓電壓輸出可配置，具有較寬的擺幅，應用面廣；尤其針對高功耗應用時，可以合理配置VOUT電壓，降低功率管的壓差，降低功率管熱損耗，提高轉換效率。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，特別涉及一種輸出可調節寬擺幅預穩壓電源電路。

背景技術

預穩壓電路位于供電電源和被電源供電的電路之間，是電路的次級電源。面對噪聲干擾過大和總是跳動不定的主電源，預穩壓模塊可以提供一種緩沖隔離，經過預穩壓處理后的電源波動范圍大大降低。通過這種技術可以顯著提高電路的電源抑制比，提高工作性能。

目前采用基于齊納基準源的預穩壓電路，如圖1所示。該電路中MN1、MN2、R5構成啟動電路，使電路脫離“簡并”偏置點；MN3、MN4、MP1、MP2、R3構成簡易差分對器件，對齊納管Z1提供偏置使齊納管反向擊穿，擊穿電壓5.6V左右；經過MN6、MN5分別增減一個閾值電壓V_THN，所以輸出預穩壓電壓也在5.6V左右；電阻R1、R2、R4配置合適的工作點關斷啟動電路；D1、D2、D3單向導通保證外部EN電壓不會影響預穩壓電路；但存在以下缺點：(1)、預穩壓輸出和主電源VIN之間只通過MN5進行隔離，由于MN5漏源電阻值有限，嚴重影響對主電源噪聲干擾的抑制能力，電源抑制比不高；(2)、預穩壓電壓到主電源電壓之間的壓差為V_DO＝V_THN，MN5+V_dsat，MP2，該壓差較大，導致功率損耗大；(3)、齊納管擊穿電壓在5.6V左右，該預穩壓電路電壓可調范圍比較窄，不大適用于低壓，應用面窄。

現有的另一種技術是采用內置LDO作為預穩壓電路，如圖2所示，包括：帶隙基準BG_VREF，產生與溫度無關的基準，作為誤差放大器的輸入參考電壓；誤差放大器EA通過與MP1、R2、R1形成的反饋網絡設定所需的輸出預穩壓電壓，并根據負載變化精確調節功率管的輸出電流，保證預穩壓電壓輸出穩定；C1為LDO輸出電容，提供輸出濾波并保證環路補償。這相比于基于齊納基準源的預穩壓電路有以下改進：利用LDO反饋環路的高環路增益，預穩壓LDO對電源紋波的抑制能力有較大提升；同時采用帶隙基準作為基準源，通過誤差放大器的反饋電阻調整所需的預穩壓電壓，極大的拓展了預穩壓電壓的可調范圍；輸出功率管采用PMOS管，壓差較小，功率損耗明顯下降。但是依然存在以下缺點：預穩壓電壓輸出固定不可變。當主電源VIN電壓較高，預穩壓電壓設定較低時，導致在預穩壓功率管上產生較大壓降。若由預穩壓電路供電的核心功能電路在工作時功耗較大，必定在預穩壓功率管MP1上產生較大的歐姆熱損耗，產生較大的發熱降低能量轉換效率，嚴重時甚至影響核心功能電路正常工作。針對核心功能電路功耗較大的應用場合，需要將預穩壓電壓設定得更接近VIN。因此由于采用內置LDO作為預穩壓電路的輸出電壓固定，應用面也較窄。

發明內容

本發明的目的在于提供一種輸出可調節寬擺幅預穩壓電源電路，以解決現有的預穩壓電路電源抑制比不高、功率管熱損耗大、應用面窄的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種輸出可調節寬擺幅預穩壓電源電路，包括反饋次環路和反饋主環路；

所述反饋次環路產生固定的預穩壓電壓VOUT1，啟動核心功能電路并給所述反饋主環路供電；

所述反饋主環路產生實際電路所需的預穩壓電壓VOUT2。

可選的，所述反饋次環路包括預穩壓帶隙基準REG_BG、誤差放大器EA1、PMOS晶體管MP1、MP2、NMOS晶體管MN1、電阻R1、R2；