CN114442718A - 稳压器及其控制方法、电源系统、接收机及其控制方法 - Google Patents

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CN114442718A CN202210111338.9A CN202210111338A CN114442718A CN 114442718 A CN114442718 A CN 114442718A CN 202210111338 A CN202210111338 A CN 202210111338A CN 114442718 A CN114442718 A CN 114442718A
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Abstract

本申请实施例提供了稳压器及其控制方法、电源系统、接收机及其控制方法。该稳压器包括:稳压电路、检测电路和至少一个电流源单元;稳压电路的输出端,与各电流源单元的第一端电连接,并用于与负载电连接;各电流源单元的第二端与第一电压端电连接;检测电路,与稳压电路电连接,用于在稳压电路处于轻载状态时,控制设计数量的电流源单元与稳压电路的输出端导通,输出设计电流;在稳压电路处于重载状态时,控制各电流源单元与稳压电路的输出端均断开。本申请实施例能够根据稳压器的稳压电路工作在轻载还是重载状态,控制电流源单元与稳压电路的输出端导通或断开,从而提高稳压器稳定性和降低稳压器功耗,提高PSRR性能。

Description

稳压器及其控制方法、电源系统、接收机及其控制方法
技术领域
本申请涉及稳压器的技术领域,具体而言,本申请涉及一种稳压器及其控制方法、电源系统、接收机及其控制方法。
背景技术
随着绿色节能和系统级芯片(System on Chip,SoC)的不断发展,芯片电路内部的电源管理因为器件尺寸的不断变小而成为一个很大的挑战。例如,低压电源供电系统对纹波、噪声以及芯片各层间的耦合非常敏感。
在集成电路设计中,电源电压上的噪声会降低收发器的整体噪声裕度,也会降低振荡器的相位噪声,使得稳压器在模拟/射频、混合信号和数字模块接口中起着重要作用。但是,现有的稳压器存在功耗较高或稳定性差等问题。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点,提出一种稳压器及其控制方法、电源系统、接收机及其控制方法,用以解决现有技术存在稳压器的功耗较高或稳定性差的技术问题。
第一方面,本申请实施例提供一种稳压器,包括:稳压电路、检测电路和至少一个电流源单元;
稳压电路的输出端,与各电流源单元的第一端电连接,并用于与负载电连接;各电流源单元的第二端与第一电压端电连接;
检测电路,与稳压电路电连接,用于在稳压电路处于轻载状态时,控制设计数量的电流源单元与稳压电路的输出端导通,输出设计电流;在稳压电路处于重载状态时,控制各电流源单元与稳压电路的输出端均断开。
在一个可能的实现方式中,稳压电路包括第一开关模块,检测电路包括第二开关模块;
第一开关模块的第一端与第二电压端电连接,第一开关模块的第二端与稳压电路的输出端电连接,第一开关模块的控制端与第二开关模块的控制端电连接;
第二开关模块的第一端与第三电压端电连接,第二开关模块的第二端,用于输出检测电压。
在一个可能的实现方式中,稳压电路还包括串联的第一电阻和第二电阻,检测电路包括第三电阻;
第一电阻的第一端与第一开关模块的第二端电连接,第一电阻的第二端与第二电阻的第一端电连接,第二电阻的第二端与第四电压端电连接,第四电压端的电压低于第二电压端的电压;
第三电阻的第一端与第二开关模块的第二端电连接,第三电阻的第二端与第五电压端电连接,第五电压端的电压低于第三电压端的电压。
在一个可能的实现方式中,检测电路包括控制单元;
控制单元的第一端与第二开关模块的第二端电连接;控制单元的第二端用于获取基准电压;控制单元的第三端用于与电流源单元电连接;
控制单元,用于比较基准电压和检测电压,若检测电压小于基准电压,则控制设计数量的电流源单元与稳压电路的输出端导通,输出设计电流;若检测电压大于基准电压,则控制各电流源单元与稳压电路的输出端均断开。
在一个可能的实现方式中,控制单元包括第一比较器;
第一比较器的第一输入端、第二输入端、输出端,分别作为控制单元的第一端、第二端、第三端;
第一比较器,用于比较基准电压和检测电压,若检测电压小于基准电压,输出第一比较信号;若检测电压大于基准电压,输出第二比较信号;第一比较信号、第二比较信号,分别用于控制电流源单元与稳压电路的输出端导通、断开。
在一个可能的实现方式中,稳压器包括一个电流源单元;
电流源单元包括恒定电流源和控制开关;
控制开关的第一端与稳压电路的输出端电连接,控制开关的第二端与恒定电流源的第一端电连接,控制开关的控制端与第一比较器的输出端电连接;
恒定电流源的第二端与第一电压端电连接;设计电流为恒定电流源产生的恒定电流。
在一个可能的实现方式中,控制单元包括第二比较器和逻辑模块,稳压器包括至少两个电流源单元;
第二比较器的第一输入端、第二输入端,分别作为控制单元的第一端、第二端;
第二比较器的输出端与逻辑模块的输入端电连接,用于比较基准电压和检测电压,向逻辑模块输出比较结果;
逻辑模块的输出端,作为控制单元的第三端,用于与各电流源单元电连接;
各电流源单元的第一端与稳压电路的输出端电连接,各电流源单元的第二端与第一电压端电连接;
逻辑模块,用于根据比较结果,输出控制信号,控制各电流源单元与稳压电路的输出端的导通或断开。
在一个可能的实现方式中,控制单元还包括选择模块;
选择模块的输出端与第二比较器的第二输入端电连接;
选择模块包括至少两个输入端,每个选择模块的输入端分别对应与一个设计基准电压端电连接;每个设计基准电压端的电压为对应的设计基准电压;
选择模块,用于按照各设计基准电压的从小到大的顺序,依次从选择模块的输出端对应输出各设计基准电压;
第二比较器,用于比较基准电压和选择模块的输出端输出的任一设计基准电压,该设计基准电压作为基准电压;若检测电压小于检测电压,输出第一比较信号;若检测电压大于检测电压,输出第二比较信号;比较结果包括所有第二比较器输出的比较信号。
在一个可能的实现方式中,逻辑模块包括至少两个输出端,每个逻辑模块的输出端与一个电流源单元电连接,用于对应控制该电流源单元与稳压电路的输出端的导通或断开;
逻辑模块,用于根据比较结果,控制各逻辑模块的输出端输出第一控制信号或第二控制信号,对应控制电流源单元与稳压电路的输出端的导通或断开;控制信号包括各逻辑模块的输出端输出的第一控制信号或第二控制信号。
在一个可能的实现方式中,各电流源单元输出的恒定电流依次为基准电流的1倍至2N倍;N≥1,且N为正整数;设计电流为与稳压电路的输出端的导通的电流源单元产生的恒定电流的总和。
第二方面,本申请实施例提供一种电源系统,包括第一方面的稳压器。
第三方面,本申请实施例提供一种接收机,包括:时钟数据恢复电路和第一方面的稳压器。
第四方面,本申请实施例提供一种稳压器的控制方法,应用于如第一方面的稳压器,包括:
在稳压电路处于轻载状态时,控制设计数量的电流源单元与稳压电路的输出端导通,输出设计电流;
在稳压电路处于重载状态时,控制各电流源单元与稳压电路的输出端均断开。
第五方面,本申请实施例提供一种接收机的控制方法,应用于第三方面的接收机,包括:
锁定时钟数据恢复电路的工作频率;工作频率与发射机的工作频率一致;
控制检测电路对稳压器进行电流检测,执行第四方面的稳压器的控制方法。
在一个可能的实现方式中,控制检测电路对稳压器进行电流检测之后,还包括:
控制检测电路停止工作,锁定时钟数据恢复电路相位锁定,接收机接收发射机的传输数据;
锁定时钟数据恢复电路的相位失锁,重新锁定时钟数据恢复电路的工作频率。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括:
本申请实施例的稳压器设有检测电路和至少一个电流源单元,能够根据稳压器工作在轻载还是重载状态,进行各电流源单元与稳压电路的输出端的通断控制,优化稳压器的性能。在稳压电路处于轻载状态时,控制设计数量的电流源单元与稳压电路的输出端导通,输出设计电流,使得稳压器工作在轻载状态时,可以得到更好的稳定性性能。在稳压电路处于重载状态时,控制各电流源单元与稳压电路的输出端均断开,又可以降低功耗,提高PSRR(Power Supply Rejection Ratio,电源抑制比)性能。本申请实施例能够区分出稳压器工作在轻载还是重载状态,并根据稳压器在不同的负载和控制设定下优化稳压器的性能,提高稳压器稳定性和降低稳压器功耗,提高PSRR性能。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为现有的LDO(Low Dropout Regulator,低压差线性稳压器)电路的结构示意图;
图2为图1的LDO电路的幅频响应曲线图;
图3为现有的另一种LDO电路的结构示意图;
图4为图3的LDO电路的幅频响应曲线图;
图5为本申请实施例提供的一种稳压器的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的另一种稳压器的电路结构示意图;
图7为本申请实施例提供的又一种稳压器的电路结构示意图;
图8为本申请实施例提供的一种稳压器的控制方法的流程图;
图9为本申请实施例提供的一种接收机的控制方法的流程图。
附图标记:
100-稳压电路、110-第一开关模块;
200-检测电路、210-第二开关模块、220-控制单元、221-第一比较器、222-第二比较器、223-逻辑模块、224-选择模块;
300-电流源单元;
400-负载。
具体实施方式
下面详细描述本申请,本申请的实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外,如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的,则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
经研究发现,随着绿色节能和系统级芯片(System on Chip,SoC)的不断发展,芯片电路内部的电源管理因为器件尺寸的不断变小而成为一个很大的挑战。例如,低压电源供电系统对纹波、噪声以及芯片各层间的耦合非常敏感。
在集成电路设计中,电源电压上的噪声会降低收发器的整体噪声裕度,也会降低振荡器的相位噪声,使得稳压器在模拟/射频、混合信号和数字模块接口中起着重要作用。但是,现有的稳压器存在功耗较高或稳定性差等问题。
目前,具有高电源抑制比的LDO可以保护对电压敏感的模拟电路免受电源噪声的干扰。以LDO为例,说明稳压器的电路原理。参见图1和图2所示,图1示出了传统的PRSS LDO电路,图2示出了图1的LDO电路的幅频响应曲线图,Av表示电压放大倍数,freq表示频率。VREF0是LDO的参考电压,来自带隙基准(bandgap),输出电压VOUT等于VREF0*(R1+R2)/R2。LDO电路至少有两个重要的极点,输出MOS管(即M1)栅极处的极点p1以及输出端(即输出电压VOUT的输出端)的极点p2。对于不外挂电容的LDO,输出MOS管(M1)栅极处的极点p1是主极点,输出极点p2是次极点,Iload减小p2的频率会往低频率的方向移动,当Iload接近0时,p2的频率接近p1的频率,稳定性将会是一个重要的问题,需要p2的频率远离p1的频率,保证LDO的稳定性。
继续研究发现,为了得到更好的稳定性,可以使用密勒补偿,在输出电压VOUT处添加恒定电流源。参见图3和图4所示,图3示出了另一种LDO电路,图4示出了图3的LDO电路的幅频响应曲线图,p1、p2和z1是分析电路频率响应特性用到,不是电路中的具体点。添加恒定电流源Iconstant,使得LDO工作在轻载时p2的频率远离p1的频率,并使用密勒补偿(即增加R3和C1串联的结构)来产生一个零点z1,以此来提高稳定性。但这种结构有两个缺点,当Iload增加进入重载状态时,即使我们不添加Iconstant,p2的频率离p1的频率也很远,而重载状态下这个恒定电流源将增加LDO的功耗,降低PSRR性能。
本申请提供的稳压器及其控制方法、电源系统、接收机及其控制方法,旨在解决现有技术的如上技术问题。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
本申请实施例提供一种稳压器,参见图5所示,该稳压器包括:稳压电路100、检测电路200和至少一个电流源单元300。
稳压电路100的输出端,与各电流源单元300的第一端电连接,并用于与负载电连接;各电流源单元300的第二端与第一电压端电连接。
检测电路200,与稳压电路100电连接,用于在稳压电路100处于轻载状态时,控制设计数量的电流源单元300与稳压电路100的输出端导通,输出设计电流;在稳压电路100处于重载状态时,控制各电流源单元300与稳压电路100的输出端均断开。
本申请实施例的稳压器设有检测电路200和至少一个电流源单元300,能够根据稳压器工作在轻载还是重载状态,进行各电流源单元300与稳压电路100的输出端的通断控制,优化稳压器的性能。在稳压电路100处于轻载状态时,控制设计数量的电流源单元300与稳压电路100的输出端导通,输出设计电流,使得稳压器工作在轻载状态时,可以得到更好的稳定性性能。在稳压电路100处于重载状态时,控制各电流源单元300与稳压电路100的输出端均断开,又可以降低功耗,提高PSRR性能。
本申请实施例能够区分出稳压器工作在轻载还是重载状态,并在不同的负载和控制设定下优化稳压器的性能,提高稳压器稳定性和降低稳压器的功耗,提高PSRR性能。
可选地,参见图5所示,稳压电路100用于在稳压电路100的输出端的电压为输出电压VOUT,为负载400提供电压。结合电流源单元300接入稳压电路100的输出端可以使得稳压器工作在轻载状态时极点p2远离极点p1,提高稳压器的稳定性。在稳压电路100处于重载状态时,极点p2离极点p1也很远,能够满足稳压器对极点p2远离极点p1的要求,控制各电流源单元300与稳压电路100的输出端均断开,电流源单元300相当于不接入稳压电路100,不产生功耗,提高了PSRR性能。
可选地,控制设计数量的电流源单元300与稳压电路100的输出端导通,即控制所有电流源单元300中至少一个电流源单元300与稳压电路100的输出端导通。
可选地,稳压器可以是LDO,稳压电路100采用LDO的电路结构。
可选地,电流源单元300在与稳压电路100的输出端导通时,可以输出恒定电流,电流源单元300具有关闭和导通两种状态,与稳压电路100的输出端导通为导通状态,对应输出其设定的恒定电流,与稳压电路100的输出端断开,电流源单元300不工作处于关闭状态。
可选地,第一电压端接地,电压为0。
可选地,稳压电路100处于轻载或重载状态,与连接的负载400相关,负载400可以随电路工作频率自身变化,也可以是随接入稳压电路100的负载400的变化。稳压电路100的轻载状态、重载状态,分别是稳压电路100的第一工作状态、第二工作状态。
本申请的发明人考虑到,稳压电路100处于轻载或重载状态的判断,可以通过负载电流来进行判断,负载电流Iload与稳压电路100的整体电流Itotal相对应,检测电路200可以模拟整体电流Itotal,进行电流检测,即检测电路200为电流检测(current detection)电路,可以检测稳压器的负载电流。同时,可以将检测电流对应为检测电压,检测电路200对电压进行判断,即可以根据确定的稳压电路100处于轻载或重载状态,对电流源单元300与稳压电路100的输出端的通断进行控制。
参见图6所示,整体电流Itotal包括负载电流Iload和设计电流,Itotal即Iload和Iconstant之和,各电流源单元300与稳压电路100的输出端均断开时,整体电流Itotal不包括设计电流,可以通过整体电流Itotal的大小,来知道负载电流Iload的大小,检测电路200可以将整体电流Itotal复制到检测电流Idect上。因为整体电流Itotal不能直接作用在电阻上,这样会影响稳压器的正常工作,所以采用检测电路200采用相同的电路结构获取与整体电流Itotal对应的检测电流Idect,作用在电阻上面,进行检测。
本申请实施例是在不同的负载电流Iload、电源电压(即Vout)和控制设定下,提供的一种有效的稳压器,可以降低功耗,提高稳定性和PSRR性能。
基于上述分析,在一些实施例中,参见图6和图7所示,稳压电路100包括第一开关模块110,检测电路200包括第二开关模块210。
第一开关模块110的第一端与第二电压端电连接,第一开关模块110的第二端与稳压电路100的输出端电连接,第一开关模块110的控制端与第二开关模块210的控制端电连接。
第二开关模块210的第一端与第三电压端电连接,第二开关模块210的第二端,用于输出检测电压。
可选地,参见图6和图7所示,第二电压端和第三电压端都连接VDD电压端,第一开关模块110和第二开关模块210的结构相对应,第一开关模块110包括开关器件M1,第二开关模块210包括开关器件M2,开关器件M1的栅极、源极、漏极分别作为第一开关模块110的控制端、第一端、第二端;开关器件M2的栅极、源极、漏极分别作为第二开关模块210的控制端、第一端、第二端;开关器件M1和开关器件M2相同,检测电路200相当于模拟稳压电路100的电流,整体电流Itotal与检测电流Idect相对应,检测电流Idect可以反映整体电流Itotal。检测电流Idect可以等于整体电流Itotal,相当于检测电路200拷贝了稳压电路100的电路,得到整体电流Itotal,检测电流Idect也可以与整体电流Itotal呈比例关系,反映整体电流Itotal的大小,将第二开关模块210的检测电流Itotal,对应转换为第二开关模块210的第二端的检测电压Vdect,以实现检测电流的目的。
在一些实施例中,稳压电路100还包括串联的第一电阻和第二电阻,检测电路200包括第三电阻。
第一电阻的第一端与第一开关模块110的第二端电连接,第一电阻的第二端与第二电阻的第一端电连接,第二电阻的第二端与第四电压端电连接,第四电压端的电压低于第二电压端的电压。
第三电阻的第一端与第二开关模块210的第二端电连接,第三电阻的第二端与第五电压端电连接,第五电压端的电压低于第三电压端的电压。
可选地,参见图6和图7所示,R1和R2分别表示第一电阻、第二电阻,R4表示第三电阻。第四电压端和第五电压端均接地,电压为0。第一开关模块110和第二开关模块210的结构相同,开关器件M1和开关器件M2相同,电流Idect与电流Itotal相等,第一开关模块110的第二端的电压与检测电压Vdect相同,可以根据检测电压Vdect的大小判断稳压电路100处于轻载或重载状态。
可选地,由于第一电阻R1和第二电阻R2的阻值已知,第一电阻R1和第二电阻R2上的电流是已知的,整体电流Itotal减去第一电阻R1和第二电阻R2上电流,其余的电流就是负载电流Iload,或负载电流Iload和设计电流之和,整体电流Itotal可以体现负载电流Iload,检测整体电流Itotal的大小,就相当于检测负载电流Iload的大小。
可选地,参见6和图7所示,Cload表示负载400的负载电容,Iload表示负载400的负载电流,Cload和Iload与稳压电路100的输出端电连接,相当于接入负载400。
可选地,稳压电路100还包括串联的第四电阻和第一电容,第四电阻的第一端与第二电压端电连接,第四电阻的第二端和第一电容的第一端电连接,第一电容的第二端与第一开关模块110的控制端电连接。
可选地,稳压电路100还包括第三比较器,第三比较器的第一输入端接收参考电压,第三比较器的第二输入端与第一电阻的第二端、第二电阻的第一端均电连接,第三比较器的输出端与第一开关模块110的控制端电连接。
可选地,参见6和图7所示,R3表示第四电阻,C1表示第一电容,开关器件M1作为第一开关模块110,VREF0表示参考电压,VREF0是LDO的参考电压,来自带隙基准(bandgap),第三比较器的第二输入端处获取的是第一电阻的第二端和第二电阻的第一端电连接处的电压,此处的电压也是VREF0,第三比较器的输出端也输出VREF0,使得稳压电路100稳定工作。
在一些实施例中,参见图6和图7所示,检测电路200包括控制单元220。
控制单元220的第一端与第二开关模块210的第二端电连接;控制单元220的第二端用于获取基准电压;控制单元220的第三端用于与电流源单元300电连接。
控制单元220,用于比较基准电压和检测电压,若检测电压小于基准电压,则控制设计数量的电流源单元300与稳压电路100的输出端导通,输出设计电流;若检测电压大于基准电压,则控制各电流源单元300与稳压电路100的输出端均断开。
在一些实施例中,参见图6所示,控制单元220包括第一比较器221。
第一比较器221的第一输入端、第二输入端、输出端,分别作为控制单元220的第一端、第二端、第三端。
第一比较器221,用于比较基准电压和检测电压,若检测电压小于基准电压,输出第一比较信号;若检测电压大于基准电压,输出第二比较信号;第一比较信号、第二比较信号,分别用于控制电流源单元300与稳压电路100的输出端导通、断开。
可选地,参见图6所示,COMP1表示第一比较器221,EN_I为第一比较器221的输出的比较信号,VREF1表示基准电压,VREF1来自带隙基准。
可选地,参见图6所示,检测电流Idect等于A2/A1*Itotal,从而检测电压Vdect等于A2/A1*Itotal*R4,使用第一比较器221来比较Vdect和VREF1。A1为第一开关模块110包括开关器件M1的数量,A2为第二开关模块210包括开关器件M2的数量,可以通过调整开关器件M1的数量和开关器件M2的数量,调整整体电流Itotal和检测电流Idect的比例关系。
可选地,开关器件M1和开关器件M2为相同的开关器件,这样便于直接通过数量的调整,调整整体电流Itotal和检测电流Idect呈比例关系,保证拷贝电流的准确性。
在一些实施例中,参见图6所示,稳压器包括一个电流源单元300。
电流源单元300包括恒定电流源和控制开关。
控制开关的第一端与稳压电路100的输出端电连接,控制开关的第二端与恒定电流源的第一端电连接,控制开关的控制端与第一比较器221的输出端电连接。
恒定电流源的第二端与第一电压端电连接;设计电流为恒定电流源产生的恒定电流。
可选地,参见图6所示,Iconstant表示恒定电流源,输出恒定电流,K1表示控制开关。控制开关K1断开,恒定电流源Iconstant与稳压电路100的输出端断开,电流源单元300与稳压电路100的输出端断开;控制开关K1导通,恒定电流源Iconstant与稳压电路100的输出端导通,电流源单元300与稳压电路100的输出端导通,输出设计电流。EN_I输出到控制开关K1的控制端,使得控制开关K1导通或断开。
可选地,参见图6所示,当稳压电路100工作在轻载状态时,Vdect<VREF1,这时EN_I=1,控制开关K1导通,恒定电流源Iconstant与稳压电路100的输出端导通,恒定电流源Iconstant打开,输出恒定电流,EN_I=1为第一比较信号。当稳压电路100工作在重载状态时,Vdect>VREF1,这时EN_I=0,控制开关K1断开,恒定电流源Iconstant与稳压电路100的输出端断开,恒定电流源Iconstant关闭,EN_I=0为第二比较信号。
本申请实施例的稳压器可以选用LDO,在LDO工作在轻载状态时,可以得到更好的稳定性性能。在LDO工作在重载状态时,可以降低功耗,提高PSRR性能。
在一些实施例中,参见图7所示,控制单元220包括第二比较器222和逻辑模块223,稳压器包括至少两个电流源单元300。
第二比较器222的第一输入端、第二输入端,分别作为控制单元220的第一端、第二端。
第二比较器222的输出端与逻辑模块223的输入端电连接,用于比较基准电压和检测电压,向逻辑模块223输出比较结果。
逻辑模块223的输出端,作为控制单元220的第三端,用于与各电流源单元300电连接。
各电流源单元300的第一端与稳压电路100的输出端电连接,各电流源单元300的第二端与第一电压端电连接。
逻辑模块223,用于根据比较结果,输出控制信号,控制各电流源单元300与稳压电路100的输出端的导通或断开。
在一些实施例中,参见图7所示,控制单元220还包括选择模块224。
选择模块224的输出端与第二比较器222的第二输入端电连接。
选择模块224包括至少两个输入端,每个选择模块224的输入端分别对应与一个设计基准电压端电连接;每个设计基准电压端的电压为对应的设计基准电压。
选择模块224,用于按照各设计基准电压的从小到大的顺序,依次从选择模块224的输出端对应输出各设计基准电压。
第二比较器222,用于比较基准电压和选择模块224的输出端输出的任一设计基准电压,该设计基准电压作为基准电压;若检测电压小于检测电压,输出第一比较信号;若检测电压大于检测电压,输出第二比较信号;比较结果包括所有第二比较器222输出的比较信号。
可选地,参见图7所示,logic表示逻辑模块223,为逻辑电路;MUX表示选择模块224,COMP2表示第二比较器222,MUX的每个输入端的设计基准电压从小到大的顺序分别为VREF1、VREF2…VREFN
在一些实施例中,参见图7所示,逻辑模块223包括至少两个输出端,每个逻辑模块223的输出端与一个电流源单元300电连接,用于对应控制该电流源单元300与稳压电路100的输出端的导通或断开;
逻辑模块223,用于根据比较结果,控制各逻辑模块223的输出端输出第一控制信号或第二控制信号,对应控制电流源单元300与稳压电路100的输出端的导通或断开;控制信号包括各逻辑模块223的输出端输出的第一控制信号或第二控制信号。
可选地,参见图7所示,EN-I<N:1>表示控制信号,包括N+1分别与各电流源单元300对应的第一控制信号或第二控制信号,根据第一控制信号或第二控制信号分别控制各电流源单元300与稳压电路100的输出端的导通或断开。逻辑模块223预存有各种比较结果对应输出的控制信号。
在一些实施例中,各电流源单元300输出的恒定电流依次为基准电流的1倍至2N倍;N≥1,且N为正整数;设计电流为与稳压电路100的输出端的导通的电流源单元300产生的恒定电流的总和。
可选地,参见图7所示,各电流源单元300包括恒定电流源和控制开关。控制开关的第一端与稳压电路100的输出端电连接,控制开关的第二端与恒定电流源的第一端电连接,控制开关的控制端与第一比较器221的输出端电连接。恒定电流源的第二端与第一电压端电连接。
参见图7所示,Icon、2*Icon…2N*Icon分别代表一个电流源单元300的恒定电流源,分别可以输出Icon、2*Icon、2N*Icon的恒定电流,即设计基准电压,当电流源单元300全部与稳压电路100的输出端的导通时,设计电流为所有电流源单元300的恒定电流总和,K2、K3…KN+2分别对应为恒定电流源Icon、2*Icon…2N*Icon的控制开关。
可选地,参见图7所示,控制开关K2、K3…KN+2的导通和断开与控制开关K1的导通和断开原理相同,在此不再赘述。
可选地,参见图7所示,对于不同大小的负载电流Iload,对应设计控制各个恒定电流源的电流大小,例如Icon、2*Icon、2N*Icon的恒定电流。MUX的输入端的VREF1至VREFN的电压值,来自带隙基准,电压值逐渐变高。在T1时间段比较Vdect和VREF1,T2时间段比较Vdect和VREF2,按照各设计基准电压的从小到大的顺序,这样直到TN时间段,比较Vdect和VREFN。通过这些时间段的比较,我们能得到Idect的详细值,从而了解整体电流Itotal和负载电流Iload详细值,使用逻辑电路logic来存储EN_I<N:1>的设置,预存各种比较结果对应的输出的一组EN_I<N:1>的控制信号,从而可以精细调节输出设计电流的大小。
可选地,参见图7所示,作为一种示例,当Vdect位于VREFN-1至VREFN之间时,即依次将VREF1至VREFN和Vdect进行比较,Vdect大于除VREFN所有的电压值,小于VREFN,则输出控制信号,使得恒定电流源Icon打开,其余恒定电流源Icon全部关闭,也就是控制开关K2接收的控制信号EN_I=1,EN_I=1作为第一控制信号,控制开关K2导通,其余控制开关K2接收的控制信号EN_I=0,其余控制开关K2均断开。所有的EN_I=1或EN_I=0的信号组成一组EN_I<N:1>的控制信号由逻辑电路logic输出。
基于同一发明构思,本申请实施例提供一种电源系统,包括:本申请任一实施例的稳压器。
本申请实施例提供的电源系统,与前面所述的各实施例的稳压器具有相同的发明构思及相同的有益效果,该电源系统中未详细示出的内容可参照前面所述的各实施例,在此不再赘述。
基于同一发明构思,本申请实施例提供一种接收机,包括:时钟数据恢复电路和本申请任一实施例的稳压器。
可选地,本申请实施例的稳压器也可以适用于发射机。
本申请实施例提供的接收机,与前面所述的各实施例的稳压器具有相同的发明构思及相同的有益效果,该接收机中未详细示出的内容可参照前面所述的各实施例,在此不再赘述。
基于同一发明构思,本申请实施例提供一种稳压器的控制方法,应用于如本申请任一实施例的稳压器,包括:
在稳压电路100处于轻载状态时,控制设计数量的电流源单元300与稳压电路100的输出端导通,输出设计电流。
在稳压电路100处于重载状态时,控制各电流源单元300与稳压电路100的输出端均断开。
可选地,作为一种示例,本申请实施例提供一种稳压器的控制方法,参见图8所示,该稳压器的控制方法包括:步骤S801至步骤S803。
S801、确定检测电压是否小于基准电压,若是,执行S802;若否,执行S803。
可选地,控制单元220判断检测电压是否小于基准电压。
S802、控制设计数量的电流源单元300与稳压电路100的输出端导通,输出设计电流。
可选地,控制单元220控制设计数量的电流源单元300与稳压电路100的输出端导通,输出设计电流。
S803、控制各电流源单元300与稳压电路100的输出端均断开。
可选地,控制单元220控制各电流源单元300与稳压电路100的输出端均断开。
可选地,稳压器的控制方法,包括:
第一比较器221比较基准电压和检测电压,若检测电压小于基准电压,输出第一比较信号;若检测电压大于基准电压,输出第二比较信号;第一比较信号、第二比较信号,分别用于控制电流源单元300与稳压电路100的输出端导通、断开。
可选地,稳压器的控制方法,包括:
第二比较器222比较基准电压和检测电压,向逻辑模块223输出比较结果;
逻辑模块223根据比较结果,输出控制信号,控制各电流源单元300与稳压电路100的输出端的导通或断开。
可选地,第二比较器222比较基准电压和检测电压,向逻辑模块223输出比较结果,包括:
选择模块224按照各设计基准电压的从小到大的顺序,依次从选择模块224的输出端对应输出各设计基准电压。
第二比较器222比较基准电压和选择模块224的输出端输出的任一设计基准电压,该设计基准电压作为基准电压;若检测电压小于检测电压,输出第一比较信号;若检测电压大于检测电压,输出第二比较信号;比较结果包括所有第二比较器222输出的比较信号。
本申请的发明人考虑到,在整个系统中,接收机的电源电压是否已经稳定是未知的。如果系统上电后立即采用检测电路200进行电流检测,无法保证能得到正确的检测结果。为了解决该问题,本申请实施例需要在接收机系统的时钟数据恢复电路频率锁定后(即第一时钟训练阶段)再开始电流检测操作。
基于上述分析,本申请实施例提供一种接收机的控制方法,应用于本申请任一实施例的接收机,包括:
锁定时钟数据恢复电路的工作频率;工作频率与发射机的工作频率一致;
控制检测电路200对稳压器进行电流检测,执行本申请任一实施例的稳压器的控制方法。
在一些实施例中,控制检测电路200对稳压器进行电流检测之后,还包括:
控制检测电路200停止工作,锁定时钟数据恢复电路相位锁定,接收机接收发射机的传输数据;
锁定时钟数据恢复电路的相位失锁,重新锁定时钟数据恢复电路的工作频率。
可选地,参见图9所示,作为一种示例,接收机的控制方法,包括:
S901、第一时钟训练阶段,锁定时钟数据恢复电路的工作频率;工作频率与发射机的工作频率一致。
可选地,第一时钟训练阶段之前,电源开启或重启。
可选地,时钟数据恢复电路工作频率锁定后,表示发射机和接收机系统是稳定的,稳压器的工作频率稳定。在第一时钟训练阶段完成时钟数据恢复电路工作频率锁定。
S902、控制检测电路200对稳压器进行电流检测,执行稳压器的控制方法。
可选地,在执行完成控制检测电路200对稳压器进行电流检测,执行本申请任一实施例的稳压器的控制方法之后,进入第二时钟训练阶段。即在第一时钟训练阶段和第二时钟训练阶段之间打开检测电路200进行电流检测。
S903、第二时钟训练阶段,控制检测电路停止工作,锁定时钟数据恢复电路相位锁定,接收机接收发射机的传输数据。
可选地,系统进入第二时钟训练阶段,锁定时钟数据恢复电路相位锁定系统正常工作,关闭检测电路200,检测电路200不工作。
S904、正常数据传输阶段,数据包和显示数据接收;若锁定时钟数据恢复电路的相位失锁,则重新执行步骤S901,重新锁定时钟数据恢复电路的工作频率;若系统的控制参数更新,则重新执行步骤S902。
可选地,时钟数据恢复电路锁定后,如果因为高误码率和异常的频率漂移,时钟数据恢复电路失锁,电流检测会在时钟数据恢复电路频率重新锁定后再重新检测。
可选地,控制参数更新后,检测电路200的工作状态会发生变化,负载400会发生变化,需要再次进行电流检测,检测电路200会再次工作,即检测电路200也可以进行自适应调整。
本技术领域技术人员可以理解,本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地,具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地,现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
应该理解的是,虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述仅是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (15)

1.一种稳压器,其特征在于,包括:稳压电路、检测电路和至少一个电流源单元;
所述稳压电路的输出端,与各所述电流源单元的第一端电连接,并用于与负载电连接;各所述电流源单元的第二端与第一电压端电连接;
所述检测电路,与所述稳压电路电连接,用于在所述稳压电路处于轻载状态时,控制设计数量的所述电流源单元与所述稳压电路的输出端导通,输出设计电流;在所述稳压电路处于重载状态时,控制各所述电流源单元与所述稳压电路的输出端均断开。
2.根据权利要求1所述的稳压器,其特征在于,所述稳压电路包括第一开关模块,所述检测电路包括第二开关模块;
所述第一开关模块的第一端与第二电压端电连接,所述第一开关模块的第二端与所述稳压电路的输出端电连接,所述第一开关模块的控制端与所述第二开关模块的控制端电连接;
所述第二开关模块的第一端与第三电压端电连接,所述第二开关模块的第二端,用于输出检测电压。
3.根据权利要求2所述的稳压器,其特征在于,所述稳压电路还包括串联的第一电阻和第二电阻,所述检测电路包括第三电阻;
所述第一电阻的第一端与所述第一开关模块的第二端电连接,所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端电连接,所述第二电阻的第二端与第四电压端电连接,所述第四电压端的电压低于所述第二电压端的电压;
所述第三电阻的第一端与所述第二开关模块的第二端电连接,所述第三电阻的第二端与第五电压端电连接,所述第五电压端的电压低于所述第三电压端的电压。
4.根据权利要求2所述的稳压器,其特征在于,所述检测电路包括控制单元;
所述控制单元的第一端与所述第二开关模块的第二端电连接;所述控制单元的第二端用于获取基准电压;所述控制单元的第三端用于与所述电流源单元电连接;
所述控制单元,用于比较所述基准电压和所述检测电压,若所述检测电压小于所述基准电压,则控制设计数量的所述电流源单元与所述稳压电路的输出端导通,输出设计电流;若所述检测电压大于所述基准电压,则控制各所述电流源单元与所述稳压电路的输出端均断开。
5.根据权利要求4所述的稳压器,其特征在于,所述控制单元包括第一比较器;
所述第一比较器的第一输入端、第二输入端、输出端,分别作为所述控制单元的第一端、第二端、第三端;
所述第一比较器,用于比较所述基准电压和所述检测电压,若所述检测电压小于所述基准电压,输出第一比较信号;若所述检测电压大于所述基准电压,输出第二比较信号;所述第一比较信号、所述第二比较信号,分别用于控制所述电流源单元与所述稳压电路的输出端导通、断开。
6.根据权利要求5所述的稳压器,其特征在于,所述稳压器包括一个电流源单元;
所述电流源单元包括恒定电流源和控制开关;
所述控制开关的第一端与所述稳压电路的输出端电连接,所述控制开关的第二端与所述恒定电流源的第一端电连接,所述控制开关的控制端与所述第一比较器的输出端电连接;
所述恒定电流源的第二端与所述第一电压端电连接;所述设计电流为所述恒定电流源产生的恒定电流。
7.根据权利要求4所述的稳压器,其特征在于,所述控制单元包括第二比较器和逻辑模块,所述稳压器包括至少两个电流源单元;
所述第二比较器的第一输入端、第二输入端,分别作为所述控制单元的第一端、第二端;
所述第二比较器的输出端与所述逻辑模块的输入端电连接,用于比较所述基准电压和所述检测电压,向所述逻辑模块输出比较结果;
所述逻辑模块的输出端,作为所述控制单元的第三端,用于与各所述电流源单元电连接;
各所述电流源单元的第一端与所述稳压电路的输出端电连接,各所述电流源单元的第二端与所述第一电压端电连接;
所述逻辑模块,用于根据所述比较结果,输出控制信号,控制各所述电流源单元与所述稳压电路的输出端的导通或断开。
8.根据权利要求7所述的稳压器,其特征在于,所述控制单元还包括选择模块;
所述选择模块的输出端与所述第二比较器的第二输入端电连接;
所述选择模块包括至少两个输入端,每个所述选择模块的输入端分别对应与一个设计基准电压端电连接;每个所述设计基准电压端的电压为对应的设计基准电压;
所述选择模块,用于按照各所述设计基准电压的从小到大的顺序,依次从所述选择模块的输出端对应输出各所述设计基准电压;
所述第二比较器,用于比较所述基准电压和所述选择模块的输出端输出的任一所述设计基准电压,该设计基准电压作为所述基准电压;若所述检测电压小于所述检测电压,输出第一比较信号;若所述检测电压大于所述检测电压,输出第二比较信号;所述比较结果包括所有所述第二比较器输出的比较信号。
9.根据权利要求8所述的稳压器,其特征在于,所述逻辑模块包括至少两个输出端,每个所述逻辑模块的输出端与一个所述电流源单元电连接,用于对应控制该电流源单元与所述稳压电路的输出端的导通或断开;
所述逻辑模块,用于根据所述比较结果,控制各所述逻辑模块的输出端输出第一控制信号或第二控制信号,对应控制电流源单元与所述稳压电路的输出端的导通或断开;所述控制信号包括各所述逻辑模块的输出端输出的第一控制信号或第二控制信号。
10.根据权利要求9所述的稳压器,其特征在于,各所述电流源单元输出的恒定电流依次为基准电流的1倍至2N倍;N≥1,且N为正整数;所述设计电流为与所述稳压电路的输出端的导通的所述电流源单元产生的恒定电流的总和。
11.一种电源系统,其特征在于,包括:如权利要求1-10中任一项所述的稳压器。
12.一种接收机,其特征在于,包括:时钟数据恢复电路和如权利要求1-10中任一项所述的稳压器。
13.一种稳压器的控制方法,应用于如权利要求1-10中任一项所述的稳压器,其特征在于,包括:
在所述稳压电路处于轻载状态时,控制设计数量的电流源单元与稳压电路的输出端导通,输出设计电流;
在所述稳压电路处于重载状态时,控制各所述电流源单元与所述稳压电路的输出端均断开。
14.一种接收机的控制方法,应用于如权利要求12所述的接收机,其特征在于,包括:
锁定时钟数据恢复电路的工作频率;所述工作频率与发射机的工作频率一致;
控制检测电路对稳压器进行电流检测,执行如权利要求13所述的稳压器的控制方法。
15.根据如权利要求14所述的接收机的控制方法,其特征在于,所述控制检测电路对稳压器进行电流检测之后,还包括:
控制所述检测电路停止工作,所述锁定时钟数据恢复电路相位锁定,所述接收机接收所述发射机的传输数据;
所述锁定时钟数据恢复电路的相位失锁,重新锁定时钟数据恢复电路的工作频率。
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