CN107749710B - 一种ldo过冲保护电路及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LDO过冲保护电路及其实现方法，所述电路包括：低压差线性稳压电路，用于产生稳定的初始低电压输出Vo_pre；输出控制电路，用于在第二高压VD25的控制下将所述初始低电压输出Vo_pre转换为译码电路电源电压Vout，本发明实现了对LDO的输出进行过冲保护，避免译码电路出现可靠性问题。

Description

一种LDO过冲保护电路及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种过冲保护电路及其实现方法，特别是涉及一种LDO过冲保护电路及其实现方法。
背景技术
低功耗设计在银行卡，MCU等领域受到青睐，其中一种方法可以通过降低电源电压来降低系统功耗。工作在低电压的嵌入式闪存IP能降低外围电路的设计难度，同时使得整个系统能工作在低功耗模式。
由于译码电路的限制，在低电压模式时，闪存Flash需要内部低压差线性稳压电路(Low Dropout Regulator，LDO)产生一个1.5V的译码电路电源电压，给译码电路使用。
该电源电压要求：
当电源电压使能信号LVE＝0时，闪存Flash工作在电源电压VDD＝1.5V+/-10％，该VDD直接供译码电路使用；
当电源电压使能信号LVE＝1时，闪存Flash工作在电源电压VDD＝1.2V+/-10％，第一高压VDDQ＝1.65～5.5V，此时的电源电压VDD不能直接供译码电路使用，需要内部低压差线性稳压电路(LDO)产生一个1.5V的译码电路电源电压，给译码电路使用。
图1为传统低压差线性稳压电路(LDO)的电路结构图。如图1所示，传统的低压差线性稳压电路(LDO)由误差放大器AMP1、PMOS管P1、第一分压电阻R1和第二分压电阻R2组成，其输出提供给译码电路使用。参考电压VREF连接至误差放大器AMP1的反相输入端，误差放大器AMP1的输出端连接到低压PMOS管P1的栅极，低压PMOS管P1的漏极与第一分压电阻R1的一端相连组成输出电压节点Vout，第一分压电阻R1的另一端与第二分压电阻R2的一端相连组成采样电压输出节点并连接至误差放大器AMP1的同相输入端，第二分压电阻R2的另一端接地，误差放大器AMP1的电源正端连接至第一高压VDDQ，低压PMOS管P1的源极连接至第一高压VDDQ。然而，对于传统的低压差线性稳压电路，如果输出电压Vout输出时存在过冲，则会导致器件的可靠性问题。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种LDO过冲保护电路及其实现方法，以对LDO的输出进行过冲保护，避免译码电路出现可靠性问题。
为达上述及其它目的，本发明提出一种LDO过冲保护电路，包括：
低压差线性稳压电路，用于产生稳定的初始低电压输出Vo_pre；
输出控制电路，用于在第二高压VD25的控制下将所述初始低电压输出Vo_pre转换为译码电路电源电压Vout。
进一步地，所述输出控制电路包括NHZ零管N1。
进一步地，所述NHZ零管N1漏极接所述初始低电压输出Vo_pre，栅极接所述第二高压VD25，源极输出所述译码电路电源电压Vout。
进一步地，所述低压差线性稳压电路包括误差放大器、低压PMOS管、第一分压电阻和第二分压电阻。
进一步地，一参考电压连接至所述误差放大器的反相输入端，所述误差放大器的输出端连接到低压PMOS管的栅极，低压PMOS管的漏极与第一分压电阻的一端以及所述NHZ零管N1的漏极相连组成所述初始低电压输出节点Vo_pre，所述第一分压电阻的另一端与第二分压电阻的一端相连组成采样电压输出节点并连接至所述误差放大器的同相输入端，所述第二分压电阻的另一端接地，所述误差放大器的电源正端连接至第一高压VDDQ，所述低压PMOS管的源极连接至所述第一高压VDDQ。
进一步地，所述第二高压VD25由电源电压VDD倍压产生。
为达到上述目的，本发明还提供一种LDO过冲保护电路的实现方法，包括如下步骤：
步骤一，利用低压差线性稳压电路产生稳定的初始低电压输出Vo_pre；
步骤二，利用输出控制电路在在第二高压VD25的控制下将初始低电压输出Vo_pre转换为译码电路电源电压Vout，以防止译码电路电源电压Vout出现过冲。
进一步地，所述输出控制电路包括NHZ零管N1。
进一步地，所述NHZ零管N1漏极接所述初始低电压输出Vo_pre，栅极接所述第二高压VD25，源极输出所述译码电路电源电压Vout。
进一步地，所述第二高压VD25由电源电压VDD倍压产生。
与现有技术相比，本发明一种LDO过冲保护电路及其实现方法通过对第一高压VDDQ/电源电压VDD不同上电情况或双电源异常启动现象(电源电压VDD＝0)进行过冲保护，避免译码电路出现可靠性问题。
附图说明
图1为传统LDO电路的电路结构图；
图2为本发明一种LDO过冲保护电路的电路结构图；
图3为本发明一种LDO过冲保护电路的实现方法的步骤流程图；
图4为本发明具体实施例中正常供电仿真图；
图5为本发明具体实施例中电源电压VDD缺失时仿真图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图2为本发明一种LDO过冲保护电路的电路结构图。如图2所示，本发明一种LDO过冲保护电路，包括：低压线性差稳压电路(LDO)10和输出控制电路20。
其中，低压差线性稳压电路(LDO)10由误差放大器AMP1、PMOS管P1、第一分压电阻R1和第二分压电阻R2组成，用于产生稳定的初始低电压输出Vo_pre；输出控制电路20由NHZ零管N1组成，用于在第二高压VD25的控制下将初始低电压输出Vo_pre转换为译码电路电源电压Vout。
参考电压VREF连接至误差放大器AMP1的反相输入端，误差放大器AMP1的输出端连接到低压PMOS管P1的栅极，低压PMOS管P1的漏极与第一分压电阻R1的一端以及NHZ零管N1的漏极相连组成初始低电压输出节点Vo_pre，第一分压电阻R1的另一端与第二分压电阻R2的一端相连组成采样电压输出节点并连接至误差放大器AMP1的同相输入端，第二分压电阻R2的另一端接地，误差放大器AMP1的电源正端连接至第一高压VDDQ，低压PMOS管P1的源极连接至第一高压VDDQ，第二高压VD25连接至NHZ零管N1的栅极，NHZ零管N1的源极为译码电路电源电压Vout输出节点。
当电源电压为1.2V时，低压差线性稳压电路(LDO)10输出为1.3～1.7V，Flash内部存在第二高压VD25＝2.7V电压。利用第二高压VD25驱动NHZ零管N1来防止译码电路电源电压Vout出现过冲。
Vout≤VD25-Vth_NHZ
由于双电源的存在，当第一高压VDDQ先上电而电源电压VDD后上电时，低压差线性稳压电路(LDO)10不能完全关断，内部会出现高压，此时由电源电压VDD倍压产生的第二高压VD25也未建立(～VDD)，译码电路电源电压Vout会被限制住，从而对该情况进行保护。
在低压差线性稳压电路(LDO)10建立过程中，第二高压VD25也会同步建立，Vout会随着VD25建立逐渐充高。该电路对内部LDO进行过冲保护。
可见，本发明之LDO过冲保护电路可对VDDQ/VDD不同上电情况或双电源异常启动现象(VDD＝0)进行过冲保护，避免译码电路出现可靠性问题。
图3为本发明一种LDO过冲保护电路的实现方法的步骤流程图。如图3所示，本发明一种LDO过冲保护电路的实现方法，包括如下步骤：
步骤301，利用低压差线性稳压电路产生稳定的初始低电压输出Vo_pre；
步骤302，利用输出控制电路在在第二高压VD25的控制下将初始低电压输出Vo_pre转换为译码电路电源电压Vout，以防止译码电路电源电压Vout出现过冲，在本发明具体实施例中，所述输出控制电路由NHZ零管N1组成，NHZ零管N1的漏极接所述初始低电压输出Vo_pre，栅极接第二高压VD25，源极输出所述译码电路电源电压Vout。
从图4仿真图可以看出，低压差线性稳压电路(LDO)10的输出Vo_pre建立很快，译码电路电源电压Vout会随着VD25的建立逐渐变高直至稳定输出。
从图5仿真图(各种工艺角组合仿真)可以看出，当电源电压VDD＝0时，此时第二高压VD25无输出(floating)，低压差线性稳压电路(LDO)10的输出Vo_pre存在较高输出(最高达到2.484V稳定输出)，但由于第二高压VD25无输出从而保证译码电路电源电压Vout并未随Vo_pre变高。
综上所述，本发明一种LDO过冲保护电路及其实现方法通过对第一高压VDDQ/电源电压VDD不同上电情况或双电源异常启动现象(电源电压VDD＝0)进行过冲保护，避免译码电路出现可靠性问题。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (2)

1.一种LDO过冲保护电路，包括：
低压差线性稳压电路，用于产生稳定的初始低电压输出Vo_pre，所述低压差线性稳压电路包括误差放大器、低压PMOS管、第一分压电阻和第二分压电阻；
输出控制电路，用于在第二高压VD25的控制下将所述初始低电压输出Vo_pre转换为译码电路电源电压Vout，所述输出控制电路包括NHZ零管N1；一参考电压连接至所述误差放大器的反相输入端，所述误差放大器的输出端连接到低压PMOS管的栅极，低压PMOS管的漏极与第一分压电阻的一端以及所述NHZ零管N1的漏极相连组成所述初始低电压输出节点Vo_pre，所述第一分压电阻的另一端与第二分压电阻的一端相连组成采样电压输出节点并连接至所述误差放大器的同相输入端，所述第二分压电阻的另一端接地，所述误差放大器的电源正端连接至第一高压VDDQ，所述低压PMOS管的源极连接至所述第一高压VDDQ，所述NHZ零管N1的漏极接所述初始低电压输出Vo_pre，所述NHZ零管N1的栅极接所述第二高压VD25，所述NHZ零管N1的源极输出所述译码电路电源电压Vout；当第一高压VDDQ先上电而电源电压VDD后上电时，所述第二高压VD25未建立，当所述电源电压VDD＝0时，所述第二高压VD25无输出；所述第二高压VD25由所述电源电压VDD倍压产生；所述译码电路电源电压Vout随着所述第二高压VD25的建立逐渐变高直至稳定输出。
2.一种LDO过冲保护电路的实现方法，包括如下步骤：
步骤一，利用低压差线性稳压电路产生稳定的初始低电压输出Vo_pre，所述低压差线性稳压电路包括误差放大器、低压PMOS管、第一分压电阻和第二分压电阻；
步骤二，利用输出控制电路在第二高压VD25的控制下将初始低电压输出Vo_pre转换为译码电路电源电压Vout，以防止译码电路电源电压Vout出现过冲，所述输出控制电路包括NHZ零管N1；一参考电压连接至所述误差放大器的反相输入端，所述误差放大器的输出端连接到低压PMOS管的栅极，低压PMOS管的漏极与第一分压电阻的一端以及所述NHZ零管N1的漏极相连组成所述初始低电压输出节点Vo_pre，所述第一分压电阻的另一端与第二分压电阻的一端相连组成采样电压输出节点并连接至所述误差放大器的同相输入端，所述第二分压电阻的另一端接地，所述误差放大器的电源正端连接至第一高压VDDQ，所述低压PMOS管的源极连接至所述第一高压VDDQ，所述NHZ零管N1的漏极接所述初始低电压输出Vo_pre，所述NHZ零管N1的栅极接所述第二高压VD25，所述NHZ零管N1的源极输出所述译码电路电源电压Vout；当第一高压VDDQ先上电而电源电压VDD后上电时，所述第二高压VD25未建立，当所述电源电压VDD＝0时，所述第二高压VD25无输出；所述第二高压VD25由所述电源电压VDD倍压产生；所述译码电路电源电压Vout随着所述第二高压VD25的建立逐渐变高直至稳定输出。
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