[發(fā)明專利]一種數(shù)字低壓差穩(wěn)壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010904725.9
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112130613B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史江義;趙博;劉軒;馬佩軍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G05F1/575
• 分類號: G05F1/575
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種數(shù)字低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，包括：同步控制環(huán)路、異步控制環(huán)路、數(shù)據(jù)選擇器以及晶體管陣列；其中，

所述同步控制環(huán)路，用于在數(shù)字低壓差穩(wěn)壓器的輸出電壓發(fā)生上沖時，在時鐘信號的驅(qū)動下，通過一可變增益累加器輸出用于調(diào)節(jié)所述輸出電壓的同步晶體管陣列控制字；還用于在所述輸出電壓發(fā)生下沖時，在所述時鐘信號的驅(qū)動下，通過一可變增益累加器輸出用于細調(diào)所述輸出電壓的同步晶體管陣列控制字；

所述異步控制環(huán)路，用于在所述輸出電壓發(fā)生下沖時，通過一查找表電路模塊執(zhí)行查表操作，將與所述輸出電壓的變化狀態(tài)相對應(yīng)的異步晶體管陣列控制字發(fā)送至所述數(shù)據(jù)選擇器，以使所述數(shù)據(jù)選擇器將收到的異步晶體管陣列控制字輸出給所述晶體管陣列實現(xiàn)粗調(diào)所述輸出電壓；

所述異步控制環(huán)路，還用于基于所述輸出電壓的變化狀態(tài)，通過一有限狀態(tài)機電路模塊，向所述數(shù)據(jù)選擇器輸出一個數(shù)據(jù)選擇信號，以使所述數(shù)據(jù)選擇器響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)選擇信號，將所述異步晶體管陣列控制字、所述同步晶體管陣列控制字、全0晶體管陣列控制字以及全1晶體管陣列控制字擇一輸出至所述晶體管陣列；其中，所述全1晶體管陣列控制字和所述全0晶體管陣列控制字分別對應(yīng)所述異步晶體管陣列控制字的最大值和最小值；

所述晶體管陣列，用于根據(jù)收到的所述異步晶體管陣列控制字、所述同步晶體管陣列控制字、所述全0晶體管陣列控制字或所述全1晶體管陣列控制字，控制各晶體管的導(dǎo)通與關(guān)閉，輸出穩(wěn)壓電壓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，

所述異步控制環(huán)路包括：異步電壓比較器陣列、所述有限狀態(tài)機電路模塊、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器、以及所述查找表電路模塊；其中，

所述異步電壓比較器陣列，用于將所述輸出電壓與多檔參考電壓進行比較，得到所述輸出電壓的狀態(tài)信號；其中，所述多檔參考電壓包括：V_REFH2、V_REFH1、V_REFL1以及V_REFL2，V_REFH2＞V_REFH1＞V_REFL1＞V_REFL2；所述穩(wěn)壓電壓的理想設(shè)計值位于[V_REFL1,V_REFH1]之間；

所述有限狀態(tài)機電路模塊，用于響應(yīng)于所述狀態(tài)信號的切換而切換自身的狀態(tài)，并根據(jù)自身的狀態(tài)輸出一個脈沖信號、一個請求信號以及所述數(shù)據(jù)選擇信號；其中，所述脈沖信號在所述輸出電壓第一次下沖到V_REFL2以下又爬回到V_REFL1以上之后，位于[V_REFL1,V_REFH1]內(nèi)時有效；所述請求信號在所述輸出電壓非第一次下沖到V_REFL2以下又爬回到V_REFL1以上之后，位于[V_REFL1,V_REFH1]內(nèi)時有效；

所述時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于測量所述脈沖信號的寬度，輸出所述脈沖信號的寬度測量值；

所述查找表電路模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的映射關(guān)系，查找所述寬度測量值對應(yīng)的異步晶體管陣列控制字，并在所述請求信號有效時將查找到的異步晶體管陣列控制字發(fā)送至所述可變增益累加器和所述數(shù)據(jù)選擇器，以使所述可變增益累加器在所述數(shù)據(jù)選擇器輸出所述異步晶體管陣列控制字后，基于收到的異步晶體管陣列控制字輸出細調(diào)所述輸出電壓的同步晶體管陣列控制字；其中，所述映射關(guān)系為所述脈沖信號的不同寬度測量值與不同大小的異步晶體管陣列控制字的對應(yīng)關(guān)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，所述同步控制環(huán)路，包括：動態(tài)電壓比較器和所述可變增益累加器；其中，

所述動態(tài)電壓比較器，用于比較所述輸出電壓與所述理想設(shè)計值的大小，根據(jù)比較結(jié)果輸出一個電壓調(diào)節(jié)方向控制信號；

所述可變增益累加器，具體用于：接收所述電壓調(diào)節(jié)方向控制信號、所述狀態(tài)信號以及所述請求信號；在所述時鐘信號的驅(qū)動下，按照所述狀態(tài)信號當(dāng)前的狀態(tài)對應(yīng)的增益以及所述電壓調(diào)節(jié)方向控制信號所指示的電壓調(diào)節(jié)方向，根據(jù)所述請求信號的狀態(tài)，向所述數(shù)據(jù)選擇器輸出調(diào)節(jié)所述輸出電壓的同步晶體管陣列控制字。