[發明專利]LDO電路系統及控制方法

在審

• 申請號: 202210268311.0
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114665708A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 林立謹;楊全;谷申
• 申請（專利權）人: 南京市智凌芯電子科技有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;G05F1/575
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 江燕飛

本發明公開了一種LDO電路系統及控制方法，其中LDO電路系統包括控制器及LDO電路。其中LDO電路包括至少兩個比較器、至少兩路負反饋回路及輸出MOS管，比較器的輸出端均與輸出MOS管的柵極電性連接，輸出MOS管的源極連接電源，輸出MOS管的漏極與負反饋回路電性連接，負反饋回路的輸出端分別一一對應連接所述比較器的同向輸入端，負反饋回路包括若干電阻及可控開關器件，各負反饋回路的電阻參數互不相同，控制器分別與比較器及所述可控開關器件電性連接。根據上述技術方案的LDO電路系統，可以根據負載工作需要切換不同靜態電流的負反饋回路，兼顧帶載工作時瞬態反應性能的同時極大的降低空載睡眠狀態下功耗，在不影響性能的前提下延長電子設備的電池使用時間。

技術領域

本發明屬于線性電源技術領域，特別涉及一種LDO電路系統及其控制方法。

背景技術

隨著便攜式、穿戴式電子產品的普及，電子產品供電方式越來越多地采用電池供電。不同市場、不同類別的電子產品采用的電池種類不同、供電電壓不同、電池容量不同。特別對于可穿戴式產品，電池容量小，要求待機時間長，這就要求系統的待機功耗極低，使得系統在不更換電池的情況下可以工作的時間長。

在不同品種便攜式、穿戴式電子產品中，采用電池供電，而內部各個模塊需要的供電電壓是不一樣的，而且允許的電壓范圍也是不一樣的，因此需要LDO(LowDropoutVoltage Regulator)將電池電壓轉換成時候相關ASIC使用的低工作電壓。

對于LDO來說，工作性能尤其是瞬態反應性能基本上跟自身消耗的功耗成一個正比的關系，即正常情況下低的功耗會導致差的工作性能，目前的LDO無法兼顧較優的瞬態反應性能和較低的功耗。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提出一種LDO電路系統，可以保證較優的瞬態反應性能，同時將功耗降低到nA級別。

本發明的另一目的是提出一種用于控制上述LDO電路系統的控制方法。

技術方案：本發明所述的LDO電路系統，包括控制器及LDO電路，其中LDO電路包括至少兩個比較器、至少兩路負反饋回路及輸出MOS管，所述比較器的輸出端均與所述輸出MOS管的柵極電性連接，所述輸出MOS管的源極連接電源，所述輸出MOS管的漏極與所述負反饋回路電性連接，所述負反饋回路的輸出端分別一一對應連接所述比較器的同向輸入端，所述負反饋回路包括若干電阻及可控開關器件，各所述負反饋回路的電阻參數互不相同，所述控制器分別與所述比較器及所述可控開關器件電性連接。

進一步的，所述比較器的數量為兩個，所述負反饋回路的數量為兩路，第一負反饋回路及第二負反饋回路分別與第一比較器及第二比較器的同向輸入端對應電性連接，所述第一負反饋回路工作時的靜態電流小于所述第二負反饋回路。

進一步的，所述控制器包括輸出電流檢測模塊、輸出電壓監測模塊、多個計時器及狀態控制模塊，所述輸出電流檢測模塊用于檢測所述LDO電路輸出的負載電流，所述輸出電壓監測模塊用于監測所述LDO電路輸出的負載電壓，多個所述計時器分別用于計時電源輸入及所述負載電流位于不同閾值范圍內的持續時間，所述狀態控制模塊用于根據所述負載電流及所述計時器的狀態輸出控制信號，控制所述比較器及所述可控開關器件工作或停止。

本發明所述的LDO電路系統的控制方法，至少包括低功耗狀態和中功耗狀態兩種工作狀態，所述低功耗狀態下靜態電流較低的第一負載回路工作，所述中功耗狀態下靜態電流較高的第二負載回路工作，其切換方法如下：LDO電路系統剛上電時，進入中功耗狀態，經過第一時間后開始持續檢測LDO電路系統輸出的負載電流；當LDO電路系統處于中功耗狀態，且負載電流持續小于第一閾值的時間大于第二時間，則進入低功耗狀態，并開始持續監測LDO電路系統輸出的負載電壓；當LDO電路系統處于低功耗狀態，且負載電流大于第二閾值或負載電壓欠壓，則進入中功耗狀態。

進一步的，所述第一閾值為0.5mA。

進一步的，所述第二閾值為1.0mA。