[发明专利]一种开关电源与浮动轨LDO级联的混合电源及其应用

权利要求书

1.一种开关电源与浮动轨LDO级联的混合电源，其特征在于，包括：开关电源、LDO和稳压模块；

所述开关电源用于产生电压VDDH和电压VDDL，并输出至所述LDO，以为所述LDO提供供电电压；其中，所述电压VDDH大于所述电压VDDL；所述电压VDDH由所述开关电源的第一输出端输出至所述LDO的VDD端；所述电压VDDL由所述开关电源的第二输出端输出至所述LDO的VSS端；

所述稳压模块与所述开关电源第二输出端相连，用于对所述电压VDDL进行稳压，并为所述混合电源提供放电通路；

所述LDO用于减小所述电压VDDH中的纹波，为负载提供电压，加快负载的瞬态响应。

2.根据权利要求1所述的混合电源，其特征在于，所述LDO有多个；各所述LDO的VDD端均与所述开关电源的第一输出端相连；各所述LDO的VSS端均与所述开关电源的第二输出端相连。

3.根据权利要求1所述的混合电源，其特征在于，所述开关电源为单输入单输出的开关电源或单输入多输出的开关电源，包括基于电感的开关电源或基于开关电容的开关电源。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的混合电源，其特征在于，所述稳压模块用于基于闭环控制的方式对所述电压VDDL进行稳压。

5.根据权利要求4所述的混合电源，其特征在于，所述稳压模块包括：控制信号产生单元和放电支路；放电支路包括功率调节管；

所述控制信号产生单元的一端与所述开关电源的第二输出端相连，另一端与所述放电支路上功率调节管的控制端相连，所述功率调节管的另外两端一端接地，一端与所述开关电源的第二输出端相连，形成局部闭环；

所述控制信号产生单元用于对所述电压VDDL进行分压采样后，得到检测电压，并比较所述检测电压与基准电压的大小，来调节所述功率调节管控制端的电压，从而调节所述放电支路上的电流，进而调节所述电压VDDL的大小。

6.根据权利要求4所述的混合电源，其特征在于，所述开关电源包括第一供压支路和第二供压支路；所述第一供压支路包括串联的第一时钟产生模块和第一电荷泵；所述第二供压支路包括串联的第二时钟产生模块和第二电荷泵；

所述第一时钟产生模块用于驱动所述第一电荷泵，使所述第一电荷泵产生电压VDDH；

所述第二时钟产生模块用于驱动所述第二电荷泵，使所述第二电荷泵产生电压VDDL。

7.根据权利要求6所述的混合电源，其特征在于，所述稳压模块包括：分压单元、误差放大器EA、MOS管MP以及电容C1；

所述分压单元的一端与所述第二电荷泵的输出端相连，另一端接地，输出端与所述误差放大器EA的正极输入端相连，所述误差放大器EA的负极输入端接入基准电压，所述误差放大器EA的输出端与所述MOS管MP的栅极相连，所述误差放大器EA的电源端与所述MOS管MP的漏极相连，所述MOS管MP的源极分别与所述第二时钟产生模块和所述电容C1相连，所述电容C1的另一端接地；

所述稳压模块与所述第二电荷泵形成闭环电荷泵，通过所述分压单元对所述电压VDDL进行分压检测，得到检测电压，并将所述检测电压与基准电压进行比较，从而调节所述MOS管MP的栅极电压，进而调节所述第二时钟产生模块的电源电压，以实现对所述第二电荷泵输出的电压VDDL的闭环调节。

8.一种高压偏压系统，其特征在于，包括：权利要求1-7任意一项所述的混合电源和与其相连的负载模块；

所述混合电源用于为所述负载模块供电。

9.根据权利要求8所述的高压偏压系统，其特征在于，所述负载模块为SPAD阵列或APD阵列。

10.根据权利要求9所述的高压偏压系统，其特征在于，当所述混合电源中LDO的个数为n个时，所述负载模块被划分为n个负载单元；当所述负载模块为SPAD阵列时，所述负载单元为一个SPAD或者一个SPAD子阵列；当所述负载模块为APD阵列时，所述负载单元为一个APD或者一个APD子阵列；

各所述LDO的输出端均对应接入一个所述负载单元，以为所述负载单元提供偏压；且通过分别控制各所述LDO上输入的参考电压来控制各所述LDO的输出，从而为所述负载模块提供多种不同的供电电压。