CN107977037A - 一种低压差稳压器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种低压差稳压器及其控制方法，其中，低压差稳压器包括：控制电路接收第一阈值电压、第二阈值电压、基准电压和输出端返回的输出电压，并比较输出电压与第一阈值电压和输出电压与第二阈值电压；在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，生成第一控制信号；在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，生成第二控制信号；数字稳压电路根据第一控制信号，调整输出电压；根据第二控制信号，保持输出电压；模拟稳压电路在第二控制信号的触发下，根据输出电压和基准电压向输出端输出反馈电流；本发明实施例提供的低压差稳压器具有工艺可迁移性好、占用芯片面积小和输出纹波小的优点。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电源管理技术领域，具体涉及一种低压差稳压器及其控制方法。
背景技术
目前，低压差稳压器(Low Dropout Regulator，简称LDO)作为电源管理电路已被广泛应用在便携式电子设备、无线能量传输系统等领域。LDO按照电路特性可以分为模拟LDO和数字LDO，其中，模拟LDO具有输出纹波小、响应速度快等优点，但其具有模拟电路特性，导致其工艺可迁移性较差，占用芯片面积大；而数字LDO的优点在于工艺可迁移性较好和占用芯片面积小，缺点在于输出纹波大，响应速度慢。
经发明人研究发现，目前并没有一种能同时具有工艺可迁移性好、占用芯片面积小和输出纹波小的优点的低压差稳压器。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种低压差稳压器及其控制方法，能够使低压差稳压器同时具有工艺可迁移性好、占用芯片面积小和输出纹波小的优点。
一个方面，本发明实施例提供了一种低压差稳压器包括：控制电路、数字稳压电路和模拟稳压电路；
所述控制电路，与所述低压差稳压器的输出端通讯连接，被配置为接收第一阈值电压、第二阈值电压、基准电压和所述输出端返回的输出电压，并比较输出电压与第一阈值电压和输出电压与第二阈值电压；在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，生成第一控制信号；在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，生成第二控制信号；
所述数字稳压电路，与所述控制电路通讯连接，被配置为根据所述第一控制信号，调整所述输出电压，以使得输出电压等于基准电压；根据所述第二控制信号，保持所述输出电压；
所述模拟稳压电路，与所述控制电路通讯连接，被配置为在所述第二控制信号的触发下，根据输出电压和基准电压向所述输出端输出反馈电流，以降低输出纹波；
其中，所述基准电压大于所述第一阈值电压，所述基准电压小于所述第二阈值电压。
可选地，所述控制电路包括：比较单元、编码单元、时钟频率控制单元、多个开关和用于控制多个开关的开关控制单元；
所述比较单元，与所述低压差稳压器的输出端通讯连接，被配置为比较输出电压与第一阈值电压、输出电压与第二阈值电压及输出电压与基准电压，并向编码单元输出比较结果；
所述编码单元，与所述比较单元通讯连接，被配置为在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，输出第一编码；在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，输出第二编码；
所述时钟频率控制单元，与所述编码单元通讯连接，被配置为根据第一编码生成高频时钟信号；根据第二编码生成中频时钟信号；
所述开关控制单元，与所述编码单元通讯连接，被配置为根据第一编码生成用于控制多个开关全部关断的第一信号；根据第二编码生成用于控制多个开关全部开启的第二信号；其中，所述多个开关与所述模拟稳压电路连接；
所述第一控制信号包括：高频时钟信号和第一信号；所述第二控制信号包括：中频时钟信号和第二信号。
可选地，所述比较单元包括：第一比较器，第二比较器和第三比较器；
所述第一比较器的正向输入端输入第一阈值电压，负向输入端输入所述输出端返回的输出电压；
所述第二比较器的正向输入端输入基准电压，负向输入端输入所述输出端返回的输出电压；
所述第三比较器的正向输入端输入第二阈值电压，负向输入端输入所述输出端返回的输出电压。
可选地，所述数字稳压电路包括：计数单元、译码单元和晶体管阵列；
所述计数单元，与所述比较单元通讯连接，被配置为根据比较单元的比较结果和高频时钟信号生成第三控制信号；
所述译码单元，与所述计数单元通讯连接，被配置为根据第三控制信号控制所述晶体管阵列中晶体管的导通数目。
可选地，晶体管阵列中的晶体管包括：P沟道金属氧化物半导体晶体管、和/或N沟道金属氧化物半导体晶体管、和/或薄膜晶体管。
可选地，所述模拟稳压电路包括：放大单元和电源晶体管；
所述放大单元的正向输入端输入基准电压，负向输入端输入所述输出端返回的输出电压，被配置为对基准电压和输出电压进行放大；
所述电源晶体管，与所述放大单元通讯连接，被配置为根据放大后的基准电压和输出电压，生成反馈电流。
可选地，还包括：反馈电阻网络和电容；
所述反馈电阻网络的第一端与所述低压差稳压器的输出端连接，第二端接地，被配置为对所述低压差稳压器的输出端输出的电流进行分流；
所述电容的第一端与所述低压差稳压器的输出端连接，第二端接地，被配置为稳定所述低压差稳压器的输出端输出的电压。
另一方面，本发明实施例还提供一种低压差稳压器的控制方法，用于控制低压差稳压器，包括：
接收第一阈值电压、第二阈值电压、基准电压和所述低压差稳压器的输出端返回的输出电压；
比较输出电压与第一阈值电压和输出电压与第二阈值电压；
在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，生成第一控制信号；根据所述第一控制信号，调整所述输出电压，以使得输出电压等于基准电压；
在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，生成第二控制信号；根据所述第二控制信号，保持所述输出电压；并在所述第二控制信号的触发下，根据输出电压和基准电压向所述输出端输出反馈电流，以降低输出纹波；
其中，所述基准电压大于所述第一阈值电压，所述基准电压小于所述第二阈值电压。
可选地，所述在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，生成第一控制信号包括：
在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，输出第一编码；
根据第一编码生成包括高频时钟信号和用于控制多个开关全部关断的第一信号的第一控制信号；
所述根据所述第一控制信号，调整所述输出电压包括：
根据比较单元的比较结果和高频时钟信号生成第三控制信号；
根据第三控制信号控制晶体管阵列中晶体管的导通数目。
可选地，所述在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，生成第二控制信号包括：
在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，输出第二编码；
根据第二编码生成包括中频时钟信号和用于控制多个开关全部开启的第二信号的所述第二控制信号；
所述根据第二控制信号，保持所述输出电压包括：
根据中频时钟信号保持所述输出电压；
所述根据输出电压和基准电压向所述输出端输出反馈电流包括：
对基准电压和输出电压进行放大；
根据放大后的基准电压和输出电压，生成反馈电流。
本发明实施例提供的低压差稳压器及其控制方法，该低压差稳压器包括：控制电路，被配置为接收第一阈值电压、第二阈值电压、基准电压和输出端返回的输出电压，并比较输出电压与第一阈值电压和输出电压与第二阈值电压；在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，生成第一控制信号；在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，生成第二控制信号；数字稳压电路，被配置为根据第一控制信号，调整输出电压，以使得输出电压等于基准电压；根据所述第二控制信号，保持所述输出电压；模拟稳压电路，被配置为在第二控制信号的触发下，根据输出电压和基准电压向输出端输出反馈电流以降低输出纹波。本发明实施例提供的技术方案为数模混合的低压差稳压器，在输出电压不在基准电压附近时，由数字稳压电路实现输出电压稳定，在输出电压在基准电压附近时，由模拟稳压电路输出反馈电流综合掉数字稳压电路输出的纹波，使得输出纹波较小，另外，模拟稳压电路只需要根据输出电压和基准电压得到小的反馈电流，避免了在模拟稳压电路设置复杂的反馈回路，使得低压差稳压器的占用芯片面积小，且工艺迁移性好。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书实施例中阐述，并且，部分地从说明书实施例中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的低压差稳压器的一个结构示意图；
图2为本发明实施例提供的低压差稳压器的另一结构示意图；
图3为本发明实施例提供的低压差稳压器的等效电路图；
图4为本发明实施例提供的低压差稳压器中的晶体管阵列图；
图5为本发明实施例提供的低压差稳压器的控制方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在下述实施例中，通讯连接包括通过无线网络、有线网络、和/或无线网络和有线网络的任意组合进行连接。网络可以包括局域网、互联网、电信网、基于互联网和/或电信网的物联网、和/或以上网络的任意组合等。有线网络例如可以采用导线、双绞线、同轴电缆或光纤传输等方式进行信息传输，无线网络例如可以采用WWAN移动通信网络、蓝牙、Zigbee或者WiFi等通信方式。
输出纹波是由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象。因为直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，从而不可避免的在直流稳定量中存在一些交流成分，这种叠加在直流稳定量上的交流分量被称之为输出纹波。
本申请中的“A和/或B”表示三种选择：A，或者B，或者A和B。也即“和/或可以表示“和”的关系，也可以表示“或”的关系。
还需要说明的是，本申请中的“第一”，“第二”等字样仅仅是为了对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。
实施例一
图1为本发明实施例提供的低压差稳压器的一个结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的低压差稳压器包括：控制电路10、与控制电路10通讯连接的数字稳压电路20和与控制电路10通讯连接的模拟稳压电路30。
具体的，控制电路10，与低压差稳压器的输出端通讯连接，被配置为接收第一阈值电压Vth1、第二阈值电压Vth2、基准电压Vref和输出端返回的输出电压Vout，并比较输出电压Vout与第一阈值电压Vth1和输出电压Vout与第二阈值电压Vth2；在输出电压Vout小于第一阈值电压Vth1或者大于第二阈值电压Vth2的状态下，生成第一控制信号；在输出电压Vout大于第一阈值电压Vth1，且小于第二阈值电压Vth2的状态下，生成第二控制信号。
具体的，基准电压Vref大于第一阈值电压Vth1，基准电压Vref小于第二阈值电压Vth2，需要说明的是，第一阈值电压Vth1与基准电压Vref的差值绝对值等于可接受的误差，同理，第二阈值电压Vth2与基准电压Vref的差值绝对值等于可接受的误差。
数字稳压电路20，被配置为根据第一控制信号，调整输出电压Vout，以使得输出电压Vout等于基准电压Vref，根据第二控制信号，保持输出电压。
模拟稳压电路30，被配置为在第二控制信号的触发下，根据输出电压Vout和基准电压Vref向输出端输出反馈电流，以降低输出纹波。
本发明实施例提供的低压差稳压器包括：控制电路，被配置为接收第一阈值电压、第二阈值电压、基准电压和输出端返回的输出电压，并比较输出电压与第一阈值电压和输出电压与第二阈值电压；在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，生成第一控制信号；在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，生成第二控制信号；数字稳压电路，被配置为根据第一控制信号，调整输出电压，以使得输出电压等于基准电压；根据第二控制信号，保持输出电压；模拟稳压电路，被配置为在第二控制信号的触发下，根据输出电压和基准电压向输出端输出反馈电流，以降低输出纹波；本发明实施例提供的技术方案为数模混合的低压差稳压器，在输出电压不在基准电压附近时，由数字稳压电路实现输出电压稳定，在输出电压在基准电压附近时，由模拟稳压电路输出反馈电流综合掉数字稳压电路输出的纹波，使得输出纹波较小，另外，模拟稳压电路只需要根据输出电压和基准电压得到小的反馈电流，避免了在模拟稳压电路设置复杂的反馈回路，使得低压差稳压器的占用芯片面积小，且工艺迁移性好。
可选地，图2为本发明实施例提供的低压差稳压器的另一结构示意图，图3为本发明实施例提供的低压差稳压器的等效电路图，如图2和图3所示，控制电路10包括：比较单元11、编码单元12、时钟频率控制单元13、多个开关和用于控制多个开关的开关控制单元14。
具体的，比较单元11，与低压差稳压器的输出端通讯连接，被配置为比较输出电压与第一阈值电压Vth1、输出电压与第二阈值电压Vth2及输出电压与基准电压Vref，并向编码单元12输出比较结果。
可选地，比较单元11包括：第一比较器，第二比较器和第三比较器。
第一比较器的正向输入端输入第一阈值电压，负向输入端输入输出端返回的输出电压；第二比较器的正向输入端输入基准电压，负向输入端输入输出端返回的输出电压；第三比较器的正向输入端输入第二阈值电压，负向输入端输入输出端返回的输出电压。
可选地，当输出电压大于第一阈值电压时，第一比较器输出的比较结果为“0”；反之即输出电压大于第一阈值电压时，第一比较器输出的比较结果为“1”。
可选地，当输出电压大于基准电压时，第二比较器输出的比较结果为“0”；反之即输出电压大于基准电压时，第二比较器输出的比较结果为“1”。
可选地，当输出电压大于第二阈值电压时，第三比较器输出的比较结果为“0”；反之即输出电压大于第二阈值电压时，第三比较器输出的比较结果为“1”。
根据上述说明可知，比较单元的输出结果只有四种情况分别为：若输出电压小于第一阈值电压时，则比较单元输出的比较结果为“000”，若输出电压大于第二阈值电压时，则比较单元输出的比较结果为“111”，若输出电压大于第一阈值电压，小于基准电压时，则比较单元输出的比较结果为“100”，若输出电压大于基准电压，小于第二阈值电压时，则比较单元输出的比较结果为“110”。
编码单元12，与比较单元11通讯连接，被配置为在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，输出第一编码；在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，输出第二编码。需要说明的是，编码单元12可以采用编码器来实现。
具体的，编码单元12根据输出电压与第一阈值电压和第二阈值电压的比较结果对应的编码，其中，第一编码包括“00”或“11”，第二编码包括“01”或“10”。
时钟频率控制单元13，与编码单元12通讯连接，被配置为根据第一编码生成高频时钟信号；根据第二编码生成中频时钟信号。需要说明的是，时钟频率控制单元13可以采用时钟频率控制器来实现。
开关控制单元14，与编码单元12通讯连接，被配置为根据第一编码生成用于控制多个开关全部关断的第一信号；根据第二编码生成用于控制多个开关全部开启的第二信号。需要说明的是，开关控制单元14可以采用开关控制器来实现。
其中，多个开关与模拟稳压电路20连接；需要说明的是，开关的数量包括两个或三个，若开关的数量为两个，具体为第一开关或第二开关，基准电压通过第一开关输入模拟稳压电路，输出电压通过第二开关输入模拟稳压电路，若开关的数量为三个，具体为第一开关K1，第二开关K2和第三开关K3，第一开关与第二开关与开关数量为两个时的连接关系相同，模拟稳压电路通过第三开关与低压差稳压器的输出端连接，具体的，如图2和图3是以三个开关为例进行说明的。
具体的，第一控制信号包括：高频时钟信号和第一信号；第二控制信号包括：中频时钟信号和第二信号。
可选地，控制电路10还包括：模数转换单元，用于将输出端返回的输出电压转换为数字信号，并输出给比较单元，模数转换单元可以由模数转换器来实现，可以是多个比较器共用一个模数转换器，也可以是每个比较器分别使用各自的模数转换器。
可选地，数字稳压电路20包括：与比较单元11通讯连接的计数单元21、与计数单元21通讯连接的译码单元22和与译码单元22通讯连接的晶体管阵列23。
计数单元21，被配置为根据比较单元的比较结果和高频时钟信号生成第三控制信号。计数单元可以由计数器来实现。
具体的，计数器根据高频时钟信号获取时钟周期。
示例性的，计数器是由基本的技术单元和一些控制门所组成，计算单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器即JK触发器等。其不仅能记录输出时钟脉冲的个数，还可以实现分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列等。例如，计算机中的时序发生器、分频器、指令技术器等都要使用计数器。计数器的种类很多。按时钟脉冲输入方式的不同，可分为同步计数器和异步计数器；按进位体制的不同，可分为二进制计数器和非二进制计数器；按计数过程中数字增减趋势的不同，可分为加计数器、减计数器和可逆计数器。
译码单元22，被配置为根据第三控制信号控制晶体管阵列23中晶体管的导通数目。具体的，译码单元可以采用译码器来实现。
晶体管阵列中的晶体管包括：P沟道金属氧化物半导体晶体管PMOS、和/或N沟道金属氧化物半导体晶体管NMOS，和/或薄膜晶体管TFT。若晶体管阵列为PMOS阵列，则包括PMOS晶体管，PMOS晶体管为高电平截止，低电平导通，若晶体管阵列为NMOS阵列，则包括NMOS晶体管，NMOS晶体管为高电平导通，低电平截止。
具体的，译码器通过计数器发送的信号判断有几个高电平信号或低电平信号，并控制晶体管阵列的晶体管的导通数目。
示例性的，图4为本发明实施例提供的低压差稳压器中的晶体管阵列图，图4是以晶体管阵列图由多个PMOS晶体管组成为例进行说明的，连接PMOS阵列输入端的译码器用于向PMOS阵列输入M个高电平或低电平信号，当输入M个高电平信号时，则有M个PMOS晶体管关断，当输入M个低电平信号时，则有M个PMOS晶体管开启，若晶体管阵列由多个NMOS晶体管组成，则译码器向NMOS阵列输入M个高电平或低电平信号，当输入M个高电平信号时，则有M个NMOS晶体管开启，当输入M个低电平信号时，则有M个NMOS关断。
具体的，计数器中的数值在每一个时钟上升沿到来时都会加1，随着导通的晶体管的数目逐渐增加，输出电压逐渐增大。
可选地，模拟稳压电路30包括：放大单元31和与放大单元31通讯连接的电源晶体管32。
放大单元31的正向输入端输入基准电压，负向输入端输入输出端返回的输出电压，被配置为对基准电压和输出电压进行放大。放大单元可以由放大器实现。
电源晶体管32，被配置为根据放大后的基准电压和输出电压，生成反馈电流。
可选地，本发明实施例提供的低压差稳压器还包括：反馈电阻网络R和电容C。
反馈电阻网络R的第一端与低压差稳压器的输出端连接，第二端接地，被配置为对低压差稳压器的输出端输出的电流进行分流。
示例性的，反馈电阻网络R包括一个电阻，该电阻用于对晶体管阵列的输出端的电流进行分流，以避免低压稳压器的电流过大而导致内部器件损坏。进一步地，该反馈电阻网络中也可以包括两个或两个以上的电阻以及其任一的组合连接方式，本发明实施例对反馈电阻网络中的电压及其互相的连接方式不作限定，只要能实现晶体管阵列的输出端的电流进行分流的作用即可。
电容C的第一端与低压差稳压器的输出端连接，第二端接地，被配置为稳定低压差稳压器的输出端输出的电压。
结合图3和图4，下面通过低压差稳压器的工作原理进一步的说明本发明的技术方案。
当低压差稳压器开始工作时，即输出电压为0时，此时，输出电压Vout＜第一阈值电压Vth1，第一比较器输出“0”，输出电压Vout＜基准电压Vref，第二比较器输出“0”，输出电压Vout＜第二阈值电压Vth2，第三比较器输出“0”，编码器输出“00”，开关控制器根据编码器输出的“00”控制三个开关K1、K2和K3关断，此时模拟稳压电路不工作，时钟频率控制器根据编码器输出的“00”控制输出高频时钟信号，使得数字稳压电路调整输出电压使其接近基准电压，具体的，计数器根据比较器的输出“000”输出控制信号，译码器根据控制信号控制晶体管阵列中晶体管的导通数目，进而调整输出电压；当输出电压Vout过大时；输出电压Vout>第一阈值电压V th1，第一比较器输出“1”，输出电压Vout>基准电压Vref，第二比较器输出“1”，输出电压Vout>第二阈值电压V th2，第三比较器输出“1”，编码器输出“11”，开关控制器根据编码器输出的“11”控制三个开关K1、K2和K3关断，此时模拟稳压电路不工作，时钟频率控制器根据编码器输出的“11”控制输出高频时钟信号，使得数字稳压电路调整输出电压使其接近基准电压；当输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压时，编码器输出“01”或者“10”，开关控制器根据编码器的输出控制三个开关开启，此时模拟稳压电路开始工作，时钟频率控制器根据编码器的输出控制输出中频时钟信号，此时模拟稳压电路和数字稳压电路配合工作，首先数字稳压电路的晶体管阵列保持输出电压Vout已基本与基准电压Vref相同，因为晶体管阵列的开关动作使得输出纹波较大；模拟稳压电路将输出电压Vout与基准电压Vref通过放大器输出到电源晶体管里，向输出端输出反馈电流，以综合掉数字稳压电路的输出电压中的过大的纹波使得输出纹波趋于稳定。
上述的本发明实施例的各个电路可以用通用的计算装置来实现，他们可以集中在单个的计算装置中，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，他们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将他们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将他们制作成各个集成电路电路，或者将他们中的多个电路或步骤制作成单个集成电路电路来实现。
实施例二
基于上述实施例的发明构思，图5为本发明实施例提供的低压差稳压器的控制方法的流程图，如图5所示，本发明实施例提供的低压差稳压器的控制方法，用于控制实施例一提供的低压差稳压器，具体包括以下步骤：
步骤100、接收第一阈值电压、第二阈值电压、基准电压和低压差稳压器的输出端返回的输出电压。
步骤200、比较输出电压与第一阈值电压和输出电压与第二阈值电压。
步骤300、在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，生成第一控制信号。
具体的，步骤300包括：在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，输出第一编码；根据第一编码生成包括高频时钟信号和用于控制多个开关全部关断的第一信号的第一控制信号。
可选地，第一编码包括“00”或“11”。
步骤400、根据第一控制信号，调整输出电压，以使得输出电压等于基准电压。
具体的，步骤400包括：根据比较单元的比较结果和高频时钟信号生成第三控制信号；根据第三控制信号控制晶体管阵列中晶体管的导通数目。
晶体管阵列中的晶体管包括：P沟道金属氧化物半导体晶体管PMOS、和/或N沟道金属氧化物半导体晶体管NMOS、和/或薄膜晶体管TFT。
具体的，译码器通过计数器发送的信号判断有几个高电平信号或低电平信号，并控制晶体管阵列的晶体管的导通数目。若晶体管阵列为PMOS阵列，则包括PMOS晶体管，PMOS晶体管为高电平截止，低电平导通，若晶体管阵列为NMOS阵列，则包括NMOS晶体管，NMOS晶体管为高电平导通，低电平截止。
步骤500、在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，生成第二控制信号。
具体的，步骤500包括：在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，输出第二编码；根据第二编码生成包括中频时钟信号和用于控制多个开关全部开启的第二信号的第二控制信号。
可选地，第二编码包括“01”或“10”
步骤600、根据第二控制信号，保持输出电压；并在第二控制信号的触发下，根据输出电压和基准电压向输出端输出反馈电流。
具体的，根据第二控制信号，保持输出电压具体包括：根据中频时钟信号保持输出电压。根据输出电压和基准电压向输出端输出反馈电流具体包括：对基准电压和输出电压进行放大；根据放大后的基准电压和输出电压，生成反馈电流。
可选地，基准电压大于第一阈值电压，基准电压小于第二阈值电压。
本发明实施例提供的低压差稳压器的控制方法，用于控制低压差稳压器，具体包括：接收第一阈值电压、第二阈值电压、基准电压和输出端返回的输出电压，并比较输出电压与第一阈值电压和输出电压与第二阈值电压；在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，生成第一控制信号；根据第一控制信号，调整输出电压，以使得输出电压等于基准电压；在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，生成第二控制信号；根据第二控制信号，保持输出电压，并在第二控制信号的触发下，根据输出电压和基准电压向输出端输出反馈电流，以降低输出纹波；本发明实施例提供的技术方案在输出电压不在基准电压附近时，实现输出电压稳定，在输出电压在基准电压附近时，输出反馈电流综合掉输出电压的输出纹波，使得输出纹波较小，另外，只需要根据输出电压和基准电压得到小的反馈电流，避免了在低压差稳压器中设置复杂的反馈回路，使得低压差稳压器的占用芯片面积小，且工艺迁移性好。
另外，本发明实施例提供的方法还包括：对输出端的输出电流进行分流。
具体的，本发明实施例对晶体管阵列的输出端的电流进行分流，以避免低压稳压器的电流过大而导致内部器件损坏。
有以下几点需要说明：
本发明实施例附图只涉及本发明实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
在不冲突的情况下，本发明的实施例即实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种低压差稳压器，其特征在于，包括：控制电路、数字稳压电路和模拟稳压电路；
所述控制电路，与所述低压差稳压器的输出端通讯连接，被配置为接收第一阈值电压、第二阈值电压、基准电压和所述输出端返回的输出电压，并比较输出电压与第一阈值电压和输出电压与第二阈值电压；在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，生成第一控制信号；在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，生成第二控制信号；
所述数字稳压电路，与所述控制电路通讯连接，被配置为根据所述第一控制信号，调整所述输出电压，以使得输出电压等于基准电压；根据所述第二控制信号，保持所述输出电压；
所述模拟稳压电路，与所述控制电路通讯连接，被配置为在所述第二控制信号的触发下，根据输出电压和基准电压向所述输出端输出反馈电流，以降低输出纹波；
其中，所述基准电压大于所述第一阈值电压，所述基准电压小于所述第二阈值电压。
2.根据权利要求1所述的低压差稳压器，其特征在于，所述控制电路包括：比较单元、编码单元、时钟频率控制单元、多个开关和用于控制多个开关的开关控制单元；
所述比较单元，与所述低压差稳压器的输出端通讯连接，被配置为比较输出电压与第一阈值电压、输出电压与第二阈值电压及输出电压与基准电压，并向编码单元输出比较结果；
所述编码单元，与所述比较单元通讯连接，被配置为在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，输出第一编码；在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，输出第二编码；
所述时钟频率控制单元，与所述编码单元通讯连接，被配置为根据第一编码生成高频时钟信号；根据第二编码生成中频时钟信号；
所述开关控制单元，与所述编码单元通讯连接，被配置为根据第一编码生成用于控制多个开关全部关断的第一信号；根据第二编码生成用于控制多个开关全部开启的第二信号；其中，所述多个开关与所述模拟稳压电路连接；
所述第一控制信号包括：高频时钟信号和第一信号；所述第二控制信号包括：中频时钟信号和第二信号。
3.根据权利要求2所述的低压差稳压器，其特征在于，所述比较单元包括：第一比较器，第二比较器和第三比较器；
所述第一比较器的正向输入端输入第一阈值电压，负向输入端输入所述输出端返回的输出电压；
所述第二比较器的正向输入端输入基准电压，负向输入端输入所述输出端返回的输出电压；
所述第三比较器的正向输入端输入第二阈值电压，负向输入端输入所述输出端返回的输出电压。
4.根据权利要求2或3所述的低压差稳压器，其特征在于，所述数字稳压电路包括：计数单元、译码单元和晶体管阵列；
所述计数单元，与所述比较单元通讯连接，被配置为根据比较单元的比较结果和高频时钟信号生成第三控制信号；
所述译码单元，与所述计数单元通讯连接，被配置为根据第三控制信号控制所述晶体管阵列中晶体管的导通数目。
5.根据权利要求4所述的低压差稳压器，其特征在于，晶体管阵列中的晶体管包括：P沟道金属氧化物半导体晶体管、和/或N沟道金属氧化物半导体晶体管、和/或薄膜晶体管。
6.根据权利要求2或3所述的低压差稳压器，其特征在于，所述模拟稳压电路包括：放大单元和电源晶体管；
所述放大单元的正向输入端输入基准电压，负向输入端输入所述输出端返回的输出电压，被配置为对基准电压和输出电压进行放大；
所述电源晶体管，与所述放大单元通讯连接，被配置为根据放大后的基准电压和输出电压，生成反馈电流。
7.根据权利要求4所述的低压差稳压器，其特征在于，还包括：反馈电阻网络和电容；
所述反馈电阻网络的第一端与所述低压差稳压器的输出端连接，第二端接地，被配置为对所述低压差稳压器的输出端输出的电流进行分流；
所述电容的第一端与所述低压差稳压器的输出端连接，第二端接地，被配置为稳定所述低压差稳压器的输出端输出的电压。
8.一种低压差稳压器的控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1-7任一所述的低压差稳压器，包括：
接收第一阈值电压、第二阈值电压、基准电压和所述低压差稳压器的输出端返回的输出电压；
比较输出电压与第一阈值电压和输出电压与第二阈值电压；
在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，生成第一控制信号；根据所述第一控制信号，调整所述输出电压，以使得输出电压等于基准电压；
在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，生成第二控制信号；根据所述第二控制信号，保持所述输出电压；并在所述第二控制信号的触发下，根据输出电压和基准电压向所述输出端输出反馈电流，以降低输出纹波；
其中，所述基准电压大于所述第一阈值电压，所述基准电压小于所述第二阈值电压。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，生成第一控制信号包括：
在输出电压小于第一阈值电压或者大于第二阈值电压的状态下，输出第一编码；
根据第一编码生成包括高频时钟信号和用于控制多个开关全部关断的第一信号的第一控制信号；
所述根据所述第一控制信号，调整所述输出电压包括：
根据比较单元的比较结果和高频时钟信号生成第三控制信号；
根据第三控制信号控制晶体管阵列中晶体管的导通数目。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，生成第二控制信号包括：
在输出电压大于第一阈值电压，且小于第二阈值电压的状态下，输出第二编码；
根据第二编码生成包括中频时钟信号和用于控制多个开关全部开启的第二信号的所述第二控制信号；
所述根据第二控制信号，保持所述输出电压包括：
根据中频时钟信号保持所述输出电压；
所述根据输出电压和基准电压向所述输出端输出反馈电流包括：
对基准电压和输出电压进行放大；
根据放大后的基准电压和输出电压，生成反馈电流。
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| GR01 | Patent grant | ||
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