[发明专利]一种低压差线性稳压器

说明书

技术领域

本发明属于集成电路设计技术领域，特别涉及一种低压差线性稳压器。

背景技术

低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator,LDO)是一种供电电路，具有输出电压稳定、纹波小等优点，在集成电路中具有广泛的应用。

图1是模拟低压差线性稳压器原理图。当负载R_L、C_L变化时，如果其负载电流不变，则供电电压V_OUT变化，反馈电压V_F变化，V_F和固定的参考电压V_REF比较，经过误差放大器放大后得到控制电压V_C，调整负载管M₁的栅源电压。该环路为负反馈环路，在负反馈作用下，供电电压V_OUT被稳定在一个确定的值，向负载输出其所需的电流。该电路的问题在于单个调整管所能输出的电流范围有限，因此能驱动的负载变化范围也有限。

图2是数字低压差线性稳压器原理图。其工作原理和模拟低压差线性稳压器类似。相同之处是检测输出电压V_OUT的变化，不同之处是数字LDO通过比较器把反馈电压V_F和参考电压V_REF之间的误差电压数字化，将该数字误差信号D₀传送给数字控制器，控制器则经过运算输出控制码，调节MOS管M_S1～M_SN的通断，MOS管导通则提供输出电流，关断则不输出电流。MOS管阵列输出的电流范围较大，但仍存在一些问题。一是当电源电压变化时，MOS管导通时的电流也会变化。二是如果要同时具有高的电流调节精度和大的电流调整范围，则需要较多的MOS管，小MOS管决定电流变化的精度，大MOS管决定电流变化的范围。三是通过频繁的开关切换来变化电流会在LDO的输出产生较大的纹波。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低压差线性稳压器，具有数模混合调节功能，先使用数字调节方式对输出电流进行粗调节，然后使用模拟调节方式对输出电流进行细调节，从而能够输出大范围、高精度的电流。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种低压差线性稳压器，输出电压为V_OUT，负载电阻R_L和负载电容C_L并联接在V_OUT与GND之间，通过采样电阻R_F1和电阻R_F2对V_OUT进行分压取样，得到反馈电压V_F，V_F和参考电压V_REF经过误差放大器比较放大后得到模拟输出电压V_C，V_C通过一条支路送给粗调电路，通过另一条支路送给细调电路，所述粗调电路用于控制电流源阵列的通断，所述细调电路的输出连接调整管M₀的栅极，电流源阵列由若干支路并联而成，为LDO负载提供电流，每条支路均由电流源和开关管串联构成，粗调电路通过控制开关管的通断来控制电流源阵列的通断，所述调整管M₀和电流源阵列的各支路并联。

所述粗调电路包含时钟、ADC和数字逻辑控制电路，时钟电路给ADC及数字逻辑控制电路提供时钟信号，V_C输入粗调控制模块后先经过ADC变换为数字信号，然后送给数字逻辑控制电路，数字逻辑控制电路的输出控制电流源阵列中开关管的通断。

所述数字逻辑控制电路可对细调电路进行使能、复位控制。

所述电流源阵列中的电流源的栅极由偏置电路提供偏置电压。

当误差信号小于某一数值时，粗调节过程结束，开始细调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果是采用数字电路对LDO输出电流进行粗调节，使用模拟电路对LDO输出电流进行细调节，从而LDO具有较大的输出电流范围，较高的输出电流精度，且输出电流不受电源电压变化的干扰，输出电压纹波较小。

附图说明

图1是模拟低压差线性稳压器原理图。

图2是数字低压差线性稳压器原理图。

图3是具有数模混合调节功能的低压差线性稳压器原理图。

图4是具有数模混合调节功能的低压差线性稳压器的工作流程图。

具体实施方式