CN115857604B - 一种适用于低压差线性稳压器的自适应电流跃变电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适用于低压差线性稳压器的自适应电流跃变电路，包括：运算放大器，设置于低压差线性稳压器内，通过第一输入端接收基准电压信号，通过第二输入端接收反馈电压信号并产生偏置电流；调整管，栅极连接第一输出端，源极连接输入电源，漏极连接负载模块，为低压差线性稳压器提供负载电流；自适应电流跃变模块，通过第一输入端接收运算放大器输出的第一输出信号，通过第二输入端接收运算放大器输出的第二输出信号，输出端连接运算放大器的第三输入端；根据第一输出信号和第二输出信号产生自适应跃变电压至运算放大器以控制调整偏置电流的电流值。有益效果是本电路可满足低压差线性稳压器的快速瞬态响应需求和低功耗工作需求。
Description
技术领域
本发明涉及低压差线性稳压器技术领域，尤其涉及一种适用于低压差线性稳压器的自适应电流跃变电路。
背景技术
随着物联网技术的快速发展以及消费电子产品产品的迅速普及，当今电子应用设计中最重要的挑战之一是如何将系统的功耗降至最低，为了实现这一目标，大多数系统都利用软硬件的各种低功耗模式以最大限度地降低整体功耗，而电子产品在不同模式下工作时，系统电源电流可以很容易地从睡眠模式下的几微安或甚至是几百纳安到正常模式下的数十或者数百毫安不等。
低压差线性稳压器几乎是所有电路电源系统中的必要元件，凭借低成本、低功耗、噪声低、纹波小和快速瞬态响应等优势在市场上占有重要地位，而低压差线性稳压器的选择通常会对整个系统的功耗产生重要影响，一颗性能优异的低压差线性稳压器不仅需要具有超低的静态电流，还应该提供良好的动态性能，以保证稳定、无噪音的电压，而快速瞬态响应和低功耗设计是相互制约的，目前的低压差线性稳压器往往追求低功耗设计而忽视了快速瞬态响应的需求。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种适用于低压差线性稳压器的自适应电流跃变电路，包括：
一运算放大器，设置于一低压差线性稳压器内，通过所述运算放大器的第一输入端接收所述低压差线性稳压器的一基准电压信号，通过所述运算放大器的第二输入端接收所述低压差线性稳压器的一反馈电压信号，所述运算放大器根据所述基准电压信号和所述反馈电压信号产生一偏置电流；
一调整管，所述调整管的栅极连接所述运算放大器的第一输出端，所述调整管的源极连接外部的输入电源，所述调整管的漏极连接外部的负载模块，所述调整管接收所述输入电源提供的输入电压并根据所述输入电压为所述低压差线性稳压器提供负载电流，以及通过所述调整管的漏极输出一工作电压至所述所述负载模块进行供电；
一自适应电流跃变模块，所述自适应电流跃变模块的第一输入端连接所述运算放大器的所述第一输出端并接收所述运算放大器输出的一第一输出信号，所述自适应电流跃变模块的第二输入端连接所述运算放大器的一第二输出端并接收所述运算放大器输出的一第二输出信号，所述自适应电流跃变模块的输出端连接所述运算放大器的一第三输入端；
所述自适应电流跃变模块根据所述第一输出信号和所述第二输出信号产生一自适应跃变电压至所述运算放大器的所述第三输入端并通过所述自适应跃变电压控制调整所述偏置电流的电流值。
优选的，还包括一负反馈模块，所述负反馈模块的输入端连接所述运算放大器的所述第二输入端，所述负反馈模块的输出端连接所述调整管的漏极，通过所述负反馈模块控制调整所述工作电压的电压值。
优选的，所述负反馈模块包括：
一第一反馈电阻，所述第一反馈电阻的一端连接所述调整管的漏极，所述第一反馈电阻的另一端连接所述运算放大器的所述第二输入端；
一第二反馈电阻，所述第二反馈电阻的一端连接所述第一反馈电阻的另一端，所述第二反馈电阻的另一端接地；
所述第一反馈电阻的一端作为所述负反馈模块的输入端，所述第一反馈电阻的另一端作为所述负反馈模块的输出端。
优选的，所述运算放大器的所述第一输入端为反相输入端，所述运算放大器的所述第二输入端为同相输入端。
优选的，所述运算放大器包括：
一第一场效应管，通过所述第一场效应管的栅极接收所述低压差线性稳压器的所述反馈电压信号；
一第二场效应管，通过所述第二场效应管的栅极接收所述低压差线性稳压器的所述基准电压信号，所述第二场效应管的源极连接所述第一场效应管的源极；
一第三场效应管，所述第三场效应管的栅极连接所述第一场效应管的漏极，所述第三场效应管的源极连接所述输入电源；
一第四场效应管，所述第四场效应管的栅极连接所述第三场效应管的栅极，所述第四场效应管的源极连接所述第三场效应管的源极，所述第四场效应管的漏极连接所述第二场效应管的漏极；
所述第一场效应管的栅极作为所述运算放大器的所述第二输入端，所述第二场效应管的栅极作为所述运算放大器的所述第一输入端，所述第三场效应管的漏极作为所述运算放大器的所述第一输出端，所述第四场效应管的漏极作为所述运算放大器的所述第二输出端；
通过所述第三场效应管的漏极输出所述第一输出信号，通过所述第四场效应管的漏极输出所述第二输出信号。
优选的，所述第一场效应管和所述第二场效应管为N型MOS管，所述第三场效应管和所述第四场效应管为P型MOS管。
优选的，所述运算放大器还包括：
一固定偏置电流源，所述固定偏置电流源的输入端连接所述第一场效应管的源极，所述固定偏置电流源的输出端接地；
一第五场效应管，所述第五场效应管的栅极连接所述自适应电流跃变模块的输出端接收所述自适应跃变电压，所述第五场效应管的源极接地，所述第五场效应管的漏极连接所述第二场效应管的源极；
所述第五场效应管的栅极作为所述运算放大器的所述第三输入端；
通过所述固定偏置电流源和所述第五场效应管产生所述偏置电流，并通过所述自适应跃变电压控制调整所述偏置电流的电流值。
优选的，所述第五场效应管为可变偏置电流源。
优选的，所述自适应电流跃变模块包括：
一第一P型场效应管，所述第一P型场效应管的源极连接所述输入电源，通过所述第一P型场效应管的栅极接收所述第一输出信号；
一第二P型场效应管，所述第二P型场效应管的栅极连接所述第一P型场效应管的漏极，所述第二P型场效应管的源极连接所述第一P型场效应管的源极；
一第一N型场效应管，所述第一N型场效应管的栅极连接所述第二P型场效应管的漏极，所述第一N型场效应管的漏极连接所述第二P型场效应管的漏极；
一第二N型场效应管，所述第二N型场效应管的栅极连接所述第一N型场效应管的源极，所述第二N型场效应管的漏极连接所述第一N型场效应管的源极；
一第三N型场效应管，所述第三N型场效应管的栅极连接所述第二N型场效应管的源极，所述第三N型场效应管的漏极连接所述第二N型场效应管的源极，所述第三N型场效应管的源极接地；
一第四N型场效应管，所述第四N型场效应管的栅极连接所述第二P型场效应管的漏极；
一第五N型场效应管，所述第五N型场效应管的栅极连接所述第四N型场效应管的源极，所述第五N型场效应管的漏极连接所述第四N型场效应管的源极，所述第五N型场效应管的源极接地；
一第六N型场效应管，所述第六N型场效应管的栅极连接所述第五N型场效应管的栅极，所述第六N型场效应管的源极接地；
一第七N型场效应管，所述第七N型场效应管的栅极连接所述第六N型场效应管的漏极，所述第七N型场效应管的源极接地；
一第八N型场效应管，所述第八N型场效应管的栅极连接所述第七N型场效应管的源极，所述第八N型场效应管的源极接地，所述第八N型场效应管的漏极连接所述第七N型场效应管的漏极；
一第三P型场效应管，所述第三P型场效应管的栅极接收所述第二输出信号，所述第三P型场效应管的源极连接所述输入电源；
一第四P型场效应管，所述第四P型场效应管的源极连接所述第三P型场效应管的漏极，所述第四P型场效应管的漏极连接所述第一N型场效应管的栅极；
一第五P型场效应管，所述第五P型场效应管的栅极连接所述第四P型场效应管的栅极，所述第五P型场效应管的源极连接所述运算放大器的输出端，所述第五P型场效应管的漏极连接所述第四P型场效应管的栅极；
一第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述第三P型场效应管的源极，所述第一电阻的另一端连接所述第七N型场效应管的栅极；
一第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述第四P型场效应管的漏极，所述第二电阻的另一端连接所述第七N型场效应管的漏极；
一电容，所述电容的一端连接所述第四N型场效应管的栅极，所述电容的另一端连接所述第五N型场效应管的源极；
一第一电流源，所述第一电流源的输入端连接所述输入电源，所述第一电流源的输出端连接所述第四N型场效应管的漏极；
一第二电流源，所述第二电流源的输入端连接所述第五P型场效应管的漏极，所述第二电流源的输出端连接所述第八N型场效应管的源极；
一第三电流源，所述第三电流源的输入端连接所述第一P型场效应管的漏极，所述第三电流源的输出端连接所述第三N型场效应管的源极；
所述第一P型场效应管的栅极作为所述自适应电流跃变模块的所述第一输入端，所述第三P型场效应管的栅极作为所述自适应电流跃变模块的所述第二输入端，所述第五N型场效应管的栅极作为所述自适应电流跃变模块的输出端；
所述调整管提供的所述负载电流升高时，所述第一输出信号为高电平，所述第二P型场效应管的栅极电压降低并导通为所述电容充电，使所述第四N型场效应管的栅极电压升高并导通，所述第五N型场效应管和所述第六N型场效应管产生所述自适应跃变电压。
优选的，所述第二电流源和所述第三电流源为电流沉，所述第一电流源为电流源。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
（1）本发明中的自适应电流跃变电路通过自适应电流跃变模块产生自适应跃变电压以控制运算放大器内偏置电流的大小，使得低压差线性稳压器能够在带载状态下进行快速瞬态响应；
（2）本发明中的自适应电流跃变电路在负载电流减小时逐渐减小自适应跃变电压的电压值至自适应电流跃变模块关闭，使低压差线性稳压器在最小静态电流下进行低功耗工作。
附图说明
图1为本发明的较佳的实施例中，自适应电流跃变电路的整体结构图；
图2为本发明的较佳的实施例中，运算放大器内部结构的电气原理图；
图3为本发明的较佳的实施例中，自适应电流跃变模块的电气原理图。
实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种适用于低压差线性稳压器的自适应电流跃变电路，包括：
一运算放大器1，设置于一低压差线性稳压器内，通过运算放大器1的第一输入端接收低压差线性稳压器的一基准电压信号VREF，通过运算放大器1的第二输入端接收低压差线性稳压器的一反馈电压信号VFB，运算放大器1根据基准电压信号VREF和反馈电压信号VFB产生一偏置电流；
一调整管MP，调整管MP的栅极连接运算放大器1的第一输出端，调整管MP的源极连接外部的输入电源，调整管MP的漏极连接外部的负载模块，调整管MP接收输入电源提供的输入电压VIN并根据输入电压VIN为低压差线性稳压器提供负载电流，以及通过调整管MP的漏极输出一工作电压VOUT至负载模块进行供电；
一自适应电流跃变模块2，自适应电流跃变模块2的第一输入端连接运算放大器1的第一输出端并接收运算放大器1输出的一第一输出信号VOA，自适应电流跃变模块2的第二输入端连接运算放大器1的一第二输出端并接收运算放大器1输出的一第二输出信号VOP，自适应电流跃变模块2的输出端连接运算放大器1的一第三输入端；
自适应电流跃变模块2根据第一输出信号VOA和第二输出信号VOP产生一自适应跃变电压VBN至运算放大器1的第三输入端并通过自适应跃变电压VBN控制调整偏置电流的电流值。
具体地，本实施例中，考虑到现有的对于低压差线性稳压器的低功耗设计中，针对低功耗设计和快速瞬态响应之间的矛盾通常提出的是一种动态偏置电流设计方案，即偏置电流随着负载电流线性增加或线性减小，导致低压差线性稳压器处于轻载状态和重载状态时的偏置电流差异很大，因此，本电路提出一种自适应电流跃变设计，将运算放大器1连接一个自适应电流跃变模块2，通过自适应电流跃变模块2产生自适应跃变电压VBN来调整偏置电流的大小，可实现低压差线性稳压器处于轻载状态和重载状态时的偏置电流几乎一致，极大的加速了低压差线性稳压器的瞬态响应速度。
优选的，本电路中运算放大器1的静态工作点只存在空载和带载两种状态，能够有效简化低压差线性稳压器频率稳定性设计难度，有助于解决不同负载电流下低压差线性稳压器的频率稳定性问题。
具体地，本实施例中，运算放大器1通过高增益特性使得反馈电压信号VFB的电压近似等于基准电压信号VREF的电压，通过调整管MP提供低压差线性稳压器所需的负载电流，自适应电流跃变模块2通过采样负载电流产生一个自适应跃变电压来改变运算放大器的偏置电流，从而提升低压差线性稳压器的瞬态响应特性。
本发明的较佳的实施例中，还包括一负反馈模块3，负反馈模块3的输入端连接运算放大器1的第二输入端，负反馈模块3的输出端连接调整管MP的漏极，通过负反馈模块3控制调整工作电压的电压值。
具体地，本实施例中，运算放大器1、调整管MP和负反馈模块3共同组成了负反馈系统，用于稳定低压差线性稳压器输出的工作电压VOUT。
本发明的较佳的实施例中，负反馈模块3包括：
一第一反馈电阻RFB1，第一反馈电阻RFB1的一端连接调整管MP的漏极，第一反馈电阻RFB1的另一端连接运算放大器MP的第二输入端；
一第二反馈电阻RFB2，第二反馈电阻的一端连接第一反馈电阻RFB1的另一端，第二反馈电阻RFB2的另一端接地；
第一反馈电阻RFB1的一端作为负反馈模块3的输入端，第一反馈电阻RBFB2的另一端作为负反馈模块3的输出端。
具体地，本实施例中，第一反馈电阻RFB1和第二反馈电阻RFB2的电阻值大小决定了工作电压VOUT的电压值。
本发明的较佳的实施例中，运算放大器1的第一输入端为反相输入端，运算放大器1的第二输入端为同相输入端。
本发明的较佳的实施例中，运算放大器1包括：
一第一场效应管M1，通过第一场效应管M1的栅极接收低压差线性稳压器的反馈电压信号VFB；
一第二场效应管M2，通过第二场效应管M2的栅极接收低压差线性稳压器的基准电压信号VREF，第二场效应管M2的源极连接第一场效应管M1的源极；
一第三场效应管M3，第三场效应管M3的栅极连接第一场效应管M1的漏极，第三场效应管M3的源极连接输入电源；
一第四场效应管M4，第四场效应管M4的栅极连接第三场效应管M3的栅极，第四场效应管M4的源极连接第三场效应管M3的源极，第四场效应管M4的漏极连接第二场效应管M2的漏极；
第一场效应管M1的栅极作为运算放大器1的第二输入端，第二场效应管M2的栅极作为运算放大器1的第一输入端，第三场效应管M3的漏极作为运算放大器1的第一输出端，第四场效应管M4的漏极作为运算放大器1的第二输出端；
通过第三场效应管M3的漏极输出第一输出信号VOA，通过第四场效应管M4的漏极输出第二输出信号VOP。
具体地，本实施例中，运算放大器1为差分运放结构，通过第一场效应管M1和第二场效应管M2形成输入差分对管以检测反馈电压信号VFB和基准电压信号VREF的误差大小，并通过高增益特性减小误差使得反馈电压信号VFB的电压近似等于基准电压信号VREF的电压。
优选的，第三场效应管M3和第四场效应管M4形成PMOS电流镜作为输入差分对管的有源负载。
本发明的较佳的实施例中，第一场效应管M1和第二场效应管M2为N型MOS管，第三场效应管M3和第四场效应管M4为P型MOS管。
本发明的较佳的实施例中，运算放大器1还包括：
一固定偏置电流源IBIAS，固定偏置电流源IBIAS的输入端连接第一场效应管M1的源极，固定偏置电流源IBIAS的输出端接地；
一第五场效应管M5，第五场效应管M5的栅极连接自适应电流跃变模块2的输出端接收自适应跃变电压VBN，第五场效应管M5的源极接地，第五场效应管M5的漏极连接第二场效应管M2的源极；
第五场效应管M5的栅极作为运算放大器1的第三输入端；
通过固定偏置电流源IBIAS和第五场效应管M5产生偏置电流，并通过自适应跃变电压VBN控制调整偏置电流的电流值。
本发明的较佳的实施例中，第五场效应管M5为可变偏置电流源。
具体地，本实施例中，偏置电流分为两部分，分别为固定偏置电流源IBIAS和第五场效应管M5形成的可变偏置电流源，在运算放大器1处于空载或轻载状态时通过固定偏置电流源IBIAS提供工作电流，固定偏置电流源IBIAS提供的工作电流为固定值，则可以通过自适应跃变电压VBN控制第五场效应管M5调整偏置电流的电流值，使得低压差线性稳压器在带载状态下有足够的尾电流使得调整管MP栅极进行快速充放电达到快速瞬态响应的效果。
本发明的较佳的实施例中，自适应电流跃变模块包括：
一第一P型场效应管MP1，第一P型场效应管MP1的源极连接输入电源，通过第一P型场效应管MP1的栅极接收第一输出信号VOA；
一第二P型场效应管MP2，第二P型场效应管MP2的栅极连接第一P型场效应管MP1的漏极，第二P型场效应管MP2的源极连接第一P型场效应管MP1的源极；
一第一N型场效应管MN1，第一N型场效应管MN1的栅极连接第二P型场效应管MP2的漏极，第一N型场效应管MN1的漏极连接第二P型场效应管MP2的漏极；
一第二N型场效应管MN2，第二N型场效应管MN2的栅极连接第一N型场效应管MN1的源极，第二N型场效应管MN2的漏极连接第一N型场效应管MN1的源极；
一第三N型场效应管MN3，第三N型场效应管MN3的栅极连接第二N型场效应管MN2的源极，第三N型场效应管MN3的漏极连接第二N型场效应管MN2的源极，第三N型场效应管MN3的源极接地；
一第四N型场效应管MN4，第四N型场效应管MN4的栅极连接第二P型场效应管MP2的漏极；
一第五N型场效应管MN5，第五N型场效应管MN5的栅极连接第四N型场效应管MN4的源极，第五N型场效应管MN5的漏极连接第四N型场效应管MN4的源极，第五N型场效应管MN5的源极接地；
一第六N型场效应管MN6，第六N型场效应管MN6的栅极连接第五N型场效应管MN5的栅极，第六N型场效应管MN6的源极接地；
一第七N型场效应管MN7，第七N型场效应管MN7的栅极连接第六N型场效应管MN6的漏极，第七N型场效应管MN7的源极接地；
一第八N型场效应管MN8，第八N型场效应管MN8的栅极连接第七N型场效应管MN7的源极，第八N型场效应管MN8的源极接地，第八N型场效应管MN8的漏极连接第七N型场效应管MN7的漏极；
一第三P型场效应管MP3，第三P型场效应管MP3的栅极接收第二输出信号VOP，第三P型场效应管MP3的源极连接输入电源；
一第四P型场效应管MP4，第四P型场效应管MP4的源极连接第三P型场效应管MP3的漏极，第四P型场效应管MP4的漏极连接第一N型场效应管MN1的栅极；
一第五P型场效应管MP5，第五P型场效应管MP5的栅极连接第四P型场效应管MP4的栅极，第五P型场效应管MP5的源极连接运算放大器1的输出端，第五P型场效应管MP5的漏极连接第四P型场效应管MP4的栅极；
一第一电阻R1，第一电阻R1的一端连接第三P型场效应管MP3的源极，第一电阻R1的另一端连接第七N型场效应管MN7的栅极；
一第二电阻R2，第二电阻R2的一端连接第四P型场效应管MP4的漏极，第二电阻R2的另一端连接第七N型场效应管MN7的漏极；
一电容C1，电容C1的一端连接第四N型场效应管MN4的栅极，电容C1的另一端连接第五N型场效应管MN5的源极；
一第一电流源ISR1，第一电流源ISR1的输入端连接输入电源，第一电流源ISR1的输出端连接第四N型场效应管MN4的漏极；
一第二电流源ISK1，第二电流源ISK1的输入端连接第五P型场效应管MP5的漏极，第二电流源ISK1的输出端连接第八N型场效应管MN8的源极；
一第三电流源ISK2，第三电流源ISK2的输入端连接第一P型场效应管MP1的漏极，第三电流源ISK2的输出端连接第三N型场效应管MN3的源极；
第一P型场效应管MP1的栅极作为自适应电流跃变模块2的第一输入端，第三P型场效应管MP3的栅极作为自适应电流跃变模块2的第二输入端，第五N型场效应管MN5的栅极作为自适应电流跃变模块2的输出端；
调整管MP提供的负载电流升高时，第一输出信号VOA为高电平，第二P型场效应管MP2的栅极电压降低并导通为电容C1充电，使第四N型场效应管MN4的栅极电压升高并导通，第五N型场效应管MN5和第六N型场效应管MN6产生自适应跃变电压。
具体地，本实施例中，通过第三P型场效应管MP3的栅极采样负载电流，第四P型场效应管MP4和第五P型场效应管MP5通过第三电流源ISK2提供的偏置电流建立静态工作点，使得第三P型场效应管MP3的漏极电压和工作电压VOUT相近，提高负载电流的采样精度。
优选的，通过第一输出信号VOA控制第四N型场效应管MN4的快速导通，实现快速响应。
优选的，当低压差线性稳压器处于空载状态或稳态时，第一输出信号VOA形成偏压使得第一P型场效应管MP1形成的电流大于第二电流源ISK1的电流，导致第二P型场效应管MP2的栅极电压过高关闭，第三P型场效应管MP3采样的负载电流几乎为零，同时第二电阻R2上的低电平使得第四N型场效应管MN4关闭、第五N型场效应管MN5和第六N型场效应管MN6截止，自适应跃变电压VBN变为零，此时运算放大器1内的偏置电流不受自适应跃变电压VBN影响。
优选的，当负载电流瞬态升高时，运算放大器1输出的第一输出信号VOA瞬间变高，第二P型场效应管MP2的栅极电压变低并快速导通对电容C1进行充电，使得第四N型场效应管MN4的栅极电压迅速升高并导通，同时第一电流源ISR1提供的偏置电流作用到第五N型场效应管MN5和第六N型场效应管MN6上使得第五N型场效应管MN5和第六N型场效应管MN6快速产生自适应跃变电压VBN。
优选的，待低压差线性稳压器的反馈环路重新建立完成后，第一N型场效应管MN1、第二N型场效应管MN2和第三N型场效应管MN3对第四N型场效应管MN4的栅极电压钳位至固定高电平保持导通稳定。
优选的，第七N型场效应管MN7起到负载电流变换方向时的迟滞作用，防止负载电流跳变引起的第四N型场效应管MN4重复开启。
优选的，由于第一输出信号VOA的响应时间短，因此通过第一P型场效应管MP1和第二P型场效应管MP2即可快速导通第四N型场效应管MN4，加快自适应电流跃变模块2的响应速度。
优选的，当负载电流减小时，第四N型场效应管MN4关闭使得自适应跃变电压VBN过低，导致自适应电流跃变模块2关闭，低压差线性稳压器在最小静态电流下进行低功耗工作。
优选的，由于第四N型场效应管MN4的栅极电压是跃迁信号，因此自适应电流跃变模块2可以通过改变第五N型场效应管MN5和第六N型场效应管MN6的比例因子实现在低压差线性稳压器处于轻载和重载状态时均提供相同的负载电流，极大的加速了低压差线性稳压器处于轻载状态时的瞬态响应速度。
本发明的较佳的实施例中，第二电流源ISK1和第三电流源ISK2为电流沉，第一电流源ISR1为电流源。
具体地，本实施例中，通过第一电流源ISR1、第二电流源ISK1和第三电流源ISK2为自适应电流跃变模块2提供偏置电流。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种适用于低压差线性稳压器的自适应电流跃变电路，其特征在于，包括:
一运算放大器，设置于一低压差线性稳压器内，通过所述运算放大器的第一输入端接收所述低压差线性稳压器的一基准电压信号，通过所述运算放大器的第二输入端接收所述低压差线性稳压器的一反馈电压信号，所述运算放大器根据所述基准电压信号和所述反馈电压信号产生一偏置电流；
一调整管，所述调整管的栅极连接所述运算放大器的第一输出端，所述调整管的源极连接外部的输入电源，所述调整管的漏极连接外部的负载模块，所述调整管接收所述输入电源提供的输入电压并根据所述输入电压为所述低压差线性稳压器提供负载电流，以及通过所述调整管的漏极输出一工作电压至所述负载模块进行供电；
一自适应电流跃变模块，所述自适应电流跃变模块的第一输入端连接所述运算放大器的所述第一输出端并接收所述运算放大器输出的一第一输出信号，所述自适应电流跃变模块的第二输入端连接所述运算放大器的一第二输出端并接收所述运算放大器输出的一第二输出信号，所述自适应电流跃变模块的输出端连接所述运算放大器的一第三输入端；
所述自适应电流跃变模块根据所述第一输出信号和所述第二输出信号产生一自适应跃变电压至所述运算放大器的所述第三输入端并通过所述自适应跃变电压控制调整所述偏置电流的电流值；
所述自适应电流跃变模块包括：
一第一P型场效应管，所述第一P型场效应管的源极连接所述输入电源，通过所述第一P型场效应管的栅极接收所述第一输出信号；
一第二P型场效应管，所述第二P型场效应管的栅极连接所述第一P型场效应管的漏极，所述第二P型场效应管的源极连接所述第一P型场效应管的源极；
一第一N型场效应管，所述第一N型场效应管的栅极连接所述第二P型场效应管的漏极，所述第一N型场效应管的漏极连接所述第二P型场效应管的漏极；
一第二N型场效应管，所述第二N型场效应管的栅极连接所述第一N型场效应管的源极，所述第二N型场效应管的漏极连接所述第一N型场效应管的源极；
一第三N型场效应管，所述第三N型场效应管的栅极连接所述第二N型场效应管的源极，所述第三N型场效应管的漏极连接所述第二N型场效应管的源极，所述第三N型场效应管的源极接地；
一第四N型场效应管，所述第四N型场效应管的栅极连接所述第二P型场效应管的漏极；
一第五N型场效应管，所述第五N型场效应管的栅极连接所述第四N型场效应管的源极，所述第五N型场效应管的漏极连接所述第四N型场效应管的源极，所述第五N型场效应管的源极接地；
一第六N型场效应管，所述第六N型场效应管的栅极连接所述第五N型场效应管的栅极，所述第六N型场效应管的源极接地；
一第七N型场效应管，所述第七N型场效应管的栅极连接所述第六N型场效应管的漏极，所述第七N型场效应管的源极接地；
一第八N型场效应管，所述第八N型场效应管的栅极连接所述第七N型场效应管的源极，所述第八N型场效应管的源极接地，所述第八N型场效应管的漏极连接所述第七N型场效应管的漏极；
一第三P型场效应管，所述第三P型场效应管的栅极接收所述第二输出信号，所述第三P型场效应管的源极连接所述输入电源；
一第四P型场效应管，所述第四P型场效应管的源极连接所述第三P型场效应管的漏极，所述第四P型场效应管的漏极连接所述第一N型场效应管的栅极；
一第五P型场效应管，所述第五P型场效应管的栅极连接所述第四P型场效应管的栅极，所述第五P型场效应管的源极连接所述运算放大器的输出端，所述第五P型场效应管的漏极连接所述第四P型场效应管的栅极；
一第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述第三P型场效应管的源极，所述第一电阻的另一端连接所述第七N型场效应管的栅极；
一第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述第四P型场效应管的漏极，所述第二电阻的另一端连接所述第七N型场效应管的漏极；
一电容，所述电容的一端连接所述第四N型场效应管的栅极，所述电容的另一端连接所述第五N型场效应管的源极；
一第一电流源，所述第一电流源的输入端连接所述输入电源，所述第一电流源的输出端连接所述第四N型场效应管的漏极；
一第二电流源，所述第二电流源的输入端连接所述第五P型场效应管的漏极，所述第二电流源的输出端连接所述第八N型场效应管的源极；
一第三电流源，所述第三电流源的输入端连接所述第一P型场效应管的漏极，所述第三电流源的输出端连接所述第三N型场效应管的源极；
所述第一P型场效应管的栅极作为所述自适应电流跃变模块的所述第一输入端，所述第三P型场效应管的栅极作为所述自适应电流跃变模块的所述第二输入端，所述第五N型场效应管的栅极作为所述自适应电流跃变模块的输出端；
所述调整管提供的所述负载电流升高时，所述第一输出信号为高电平，所述第二P型场效应管的栅极电压降低并导通为所述电容充电，使所述第四N型场效应管的栅极电压升高并导通，所述第五N型场效应管和所述第六N型场效应管产生所述自适应跃变电压。
2.根据权利要求1所述的自适应电流跃变电路，其特征在于，还包括一负反馈模块，所述负反馈模块的输入端连接所述运算放大器的所述第二输入端，所述负反馈模块的输出端连接所述调整管的漏极，通过所述负反馈模块控制调整所述工作电压的电压值。
3.根据权利要求2所述的自适应电流跃变电路，其特征在于，所述负反馈模块包括：
一第一反馈电阻，所述第一反馈电阻的一端连接所述调整管的漏极，所述第一反馈电阻的另一端连接所述运算放大器的所述第二输入端；
一第二反馈电阻，所述第二反馈电阻的一端连接所述第一反馈电阻的另一端，所述第二反馈电阻的另一端接地；
所述第一反馈电阻的一端作为所述负反馈模块的输入端，所述第一反馈电阻的另一端作为所述负反馈模块的输出端。
4.根据权利要求1所述的自适应电流跃变电路，其特征在于，所述运算放大器的所述第一输入端为反相输入端，所述运算放大器的所述第二输入端为同相输入端。
5.根据权利要求1所述的自适应电流跃变电路，其特征在于，所述运算放大器包括：
一第一场效应管，通过所述第一场效应管的栅极接收所述低压差线性稳压器的所述反馈电压信号；
一第二场效应管，通过所述第二场效应管的栅极接收所述低压差线性稳压器的所述基准电压信号，所述第二场效应管的源极连接所述第一场效应管的源极；
一第三场效应管，所述第三场效应管的栅极连接所述第一场效应管的漏极，所述第三场效应管的源极连接所述输入电源；
一第四场效应管，所述第四场效应管的栅极连接所述第三场效应管的栅极，所述第四场效应管的源极连接所述第三场效应管的源极，所述第四场效应管的漏极连接所述第二场效应管的漏极；
所述第一场效应管的栅极作为所述运算放大器的所述第二输入端，所述第二场效应管的栅极作为所述运算放大器的所述第一输入端，所述第三场效应管的漏极作为所述运算放大器的所述第一输出端，所述第四场效应管的漏极作为所述运算放大器的所述第二输出端；
通过所述第三场效应管的漏极输出所述第一输出信号，通过所述第四场效应管的漏极输出所述第二输出信号。
6.根据权利要求5所述的自适应电流跃变电路，其特征在于，所述第一场效应管和所述第二场效应管为N型MOS管，所述第三场效应管和所述第四场效应管为P型MOS管。
7.根据权利要求5所述的自适应电流跃变电路，其特征在于，所述运算放大器还包括：
一固定偏置电流源，所述固定偏置电流源的输入端连接所述第一场效应管的源极，所述固定偏置电流源的输出端接地；
一第五场效应管，所述第五场效应管的栅极连接所述自适应电流跃变模块的输出端接收所述自适应跃变电压，所述第五场效应管的源极接地，所述第五场效应管的漏极连接所述第二场效应管的源极；
所述第五场效应管的栅极作为所述运算放大器的所述第三输入端；
通过所述固定偏置电流源和所述第五场效应管产生所述偏置电流，并通过所述自适应跃变电压控制调整所述偏置电流的电流值。
8.根据权利要求7所述的自适应电流跃变电路，其特征在于，所述第五场效应管为可变偏置电流源。
9.根据权利要求8所述的自适应电流跃变电路，其特征在于，所述第二电流源和所述第三电流源为电流沉，所述第一电流源为电流源。
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