CN116610177A - 低压差稳压电路、驱动方法及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种低压差稳压电路、驱动方法及电子设备,其中,所述低压差稳压电路包括:缓冲模块的第一端与所述误差放大模块的输出端相连接;所述缓冲模块的第二端与所述调整模块的第一端连接,所述缓冲模块的第三端接入偏置电压,以通过所述偏置电压提供所述调整模块工作的基本电流;所述调整模块的第二端与外部负载连接;所述误差放大模块,用于基于预设参考电压和所述调整模块提供的反馈电压,生成第一输出电压;所述缓冲模块,用于基于所述第一输出电压,确定第二输出电压;所述调整模块,用于基于所述外部负载的电流变化,生成所述反馈电压;基于所述第二输出电压确定用于输出至所述外部负载的目标电流。
Description
技术领域
本申请涉及但不限于电子设计自动化领域,尤其涉及一种低压差稳压电路、驱动方法及电子设备。
背景技术
在相关技术的低压差(Low-Dropout,LDO)稳压电路中,采用恒定电流源提供调整晶体管的电压,以调整该晶体管的输出电流。这样,即使没有电流供给移动设备,LDO电路中的电流消耗也保持恒定,导致即使不使用移动设备,电流也会持续消耗,使得移动设备的使用时间缩短,不能较好地应用于需要低功耗的移动设备。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例至少提供一种低压差稳压电路、驱动方法及电子设备。
第一方面,本申请实施例提供一种低压差稳压电路,所述低压差稳压电路包括:误差放大模块、缓冲模块和调整模块;所述缓冲模块的第一端与所述误差放大模块的输出端相连接;所述缓冲模块的第二端与所述调整模块的第一端连接,所述缓冲模块的第三端接入偏置电压,以通过所述偏置电压提供所述调整模块工作的基本电流;所述调整模块的第二端与外部负载连接;
所述误差放大模块,用于基于预设参考电压和所述调整模块提供的反馈电压,生成第一输出电压;
所述缓冲模块,用于基于所述第一输出电压,确定第二输出电压;
所述调整模块,用于基于所述外部负载的电流变化,生成所述反馈电压;以及,基于所述第二输出电压确定用于输出至所述外部负载的目标电流。
第二方面,本申请实施例提供一种低压差稳压电路的驱动方法,所述方法包括:
采用所述低压差稳压电路中的缓冲模块基于输入的偏置电压,向所述低压差稳压电路中的调整模块提供工作的基本电流;
采用所述调整模块基于外部负载的电流变化,生成反馈电压;
采用所述低压差稳压电路中的误差放大模块基于预设参考电压和所述反馈电压,生成第一输出电压;
采用所述低压差稳压电路中的缓冲模块基于所述第一输出电压,确定第二输出电压;
采用所述低压差稳压电路中的调整模块基于所述第二输出电压,生成用于输出至所述外部负载的目标电流。
第三方面,本申请实施例提供一种电子设备,所述电子设备包括:外部负载和上述的低压差稳压电路;所述外部负载与所述低压差稳压电路的输出端相连接;
所述外部负载,用于向所述低压差稳压电路反馈电流变化;
所述低压差稳压电路,用于基于所述外部负载的电流变化,向所述外部负载提供满足所述电流变化的目标电流。
本申请实施例提供一种计算机程序,包括计算机可读代码,当所述计算机可读代码在计算机设备中运行时,所述计算机设备中的处理器执行用于实现上述方法中的部分或全部步骤。
本申请实施例提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质,所述计算机程序被计算机读取并执行时,实现上述方法中的部分或全部步骤。
本申请实施例提供一种低压差稳压电路,在低压差稳压电路中,通过将缓冲模块的第一端与误差放大模块的输出端相连接,从而能够将该误差放大模块输出的电压提供给缓冲模块。缓冲模块的第二端与调整模块的第一端连接;调整模块的第二端与外部负载连接。通过调整模块基于外部负载的电流变化,生成反馈电压,这样,调整模块能够及时感知外部负载的电流变化,并及时向误差放大模块进行反馈。将该反馈电压反馈至误差放大模块,以使误差放大模块基于预设参考电压和反馈电压,生成第一输出电压;这样,第一输出电压作为缓冲模块的输入,以调整整个缓冲模块的输出电压,从而调整缓冲模块的输出电流,使得缓冲模块的输出电流能够随着外部负载所需电流的变化而变化。缓冲模块基于第一输出电压,确定第二输出电压并提供至调整模块,以使调整模块基于第二输出电压确定用于输出至外部负载的目标电流。在该低压差稳压电路中,缓冲模块的第三端接入偏置电压,以通过偏置电压提供调整模块工作的基本电流,这样,在外部负载处于低功耗的状态下,该低压差稳压电路中所消耗的电流很小;而且通过调整模块感知外部负载的电流变化,以使误差放大模块的第一输出电压能够随着外部负载的电流变化而变化,从而缓冲模块能够按照外部负载需求的电流量调整该调整模块的目标电流,使得目标电流满足且适合的低功耗的外部负载。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,而非限制本公开的技术方案。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,这些附图示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。
图1为本申请实施例提供的低压差稳压电路的组成结构示意图;
图2A为本申请实施例提供的低压差稳压电路的另一组成结构示意图;
图2B为本申请实施例提供的低压差稳压电路的又一组成结构示意图;
图2C为本申请实施例提供的低压差稳压电路的再一组成结构示意图;
图2D为本申请实施例提供的低压差稳压电路的另一组成结构示意图;
图3A为相关技术中LDO电路的组成结构示意图;
图3B为相关技术中LDO电路的另一组成结构示意图;
图3C为相关技术中LDO电路的电流消耗仿真示意图;
图4为本申请实施例提供的LDO的组成结构示意图;
图5为本申请实施例提供的LDO的电流消耗仿真示意图;
图6为本申请实施例提供的一种低压差稳压电路的驱动方法的实现流程示意图;
图7为本申请实施例提供的一种电子设备的组成结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步详细阐述,所描述的实施例不应视为对本申请的限制,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
在以下的描述中,涉及到“一些实施例”,其描述了所有可能实施例的子集,但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集,并且可以在不冲突的情况下相互结合。
所涉及的术语“第一/第二/第三”仅仅是区别类似的对象,不代表针对对象的特定排序,可以理解地,“第一/第二/第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序,以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请的目的,不是旨在限制本申请。
在对本申请实施例进行进一步详细说明之前,先对本申请实施例中涉及的名词和术语进行说明,本申请实施例中涉及的名词和术语适用于如下的解释。
1)低压差线性稳压器(Low Drop-Out,LDO),使用在其线性区域内运行的晶体管或场效应晶体管(Field Effect Transistor,FET),从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。所谓压降电压,是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100毫伏(mV)之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。
2)直流-直流转换器(Direct current-Direct current converter,DC-DC),是转变输入电压并有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类:升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。
本申请实施例提供的低压差稳压电路,通过缓冲模块的第三端接入偏置电压,以通过偏置电压提供调整模块工作的基本电流,这样,在外部负载处于低功耗的状态下,该低压差稳压电路中所消耗的电流很小;而且通过调整模块感知外部负载的电流变化,以使误差放大模块的第一输出电压能够随着外部负载的电流变化而变化,从而缓冲模块能够按照外部负载需求的电流量调整该调整模块的目标电流,使得目标电流满足且适合的低功耗的外部负载。本申请实施例提供的低压差稳压电路可以是应用在电子设备的电源中,其中电子设备可以是笔记本电脑,平板电脑,台式计算机,手机等。
图1为本申请实施例提供的低压差稳压电路的组成结构示意图,结合图1进行以下说明:低压差稳压电路包括:误差放大模块101、缓冲模块102和调整模块103;缓冲模块102的第一端与所述误差放大模块101的输出端相连接;缓冲模块102的第二端与调整模块103的第一端连接;调整模块103的第二端与外部负载104连接。
误差放大模块101,用于基于预设参考电压和调整模块103提供的反馈电压105,生成第一输出电压。
这里,误差放大模块包括两个输入端,第一输入端用于接入调整模块的反馈电压,第二输入端用于接入预设参考电压。在误差放大模块中通过对接入的反馈电压和预设参考电压的差值进行放大,得到该第一输出电压,并通过误差放大模块的输出端向缓冲模块提供该第一输出电压。该误差放大模块具有输出电压随着外部负载的电流增大而增大的特性。这样,第一输出电压即为误差放大模块提供给缓冲模块的输入电压,以使得缓冲模块能够通过第一输出电压调整自身的输出电压。
在一些可能的实现方式中,预设参考电压可以是通过低压差稳压电路外接的参考电路产生的,在该低压差稳压电路的工作过程中,预设参考电压是稳定的。误差放大模块可以是通过误差放大器和镜像电路实现的,在该误差放大模块中,通过将镜像电路作为该误差放大器的负载,误差放大电路和镜像电路相连接。如图4所示,误差放大器可以通过晶体管MP3和MP4实现,镜像电路可以通过晶体管MN1和MN2实现。将误差放大器和镜像电路之间连接的端口作为误差放大模块的输出端,与缓冲模块的第一端连接,从而能够将误差放大模块输出的第一输出电压提供给缓冲模块。由于误差放大模块接入的反馈电压是调整模块通过感知外部负载的电流变化反馈的,所以误差放大模块输出的第一输出电压能够随着外部负载的电流变化而变化。
缓冲模块102,用于基于所述第一输出电压,确定第二输出电压。
这里,缓冲模块的第三端接入偏置电压106,以通过所述偏置电压提供调整模块工作的基本电流。该基本电流为调整模块从断开状态进入导通状态时所需的电流,即该基本电流为使得调整模块能够导通的最小电流。这样,在缓冲模块的第三端通过接入偏置电压,能够为调整模块提供工作所需的基本电流,由于该基本电流仅需支持调整模块的基本工作,所以该基本电流为电流量很小的电流。如此,在外部负载处于低功耗状态下(比如,不使用外部负载)时,低压差稳压电路中的缓冲器仅消耗电流量很小的基本电流,从而能够节省功耗。
在一些可能的实现方式中,误差放大模块将第一输出电压提供至缓冲模块之后,在缓冲模块中通过第一输出电压能够调整另一镜像电路的栅极电压,从而使得该输出的镜像电流发生变化,进而通过该镜像电流,以确定缓冲模块向调整模块提供的第二输出电压。该另一镜像电路可以通过图4所示的晶体管MP5和MP6实现。由于第一输出电压是随着外部负载的电流变化而变化的,在缓冲模块中通过第一输出电压得到的第二输出电压,所以该第二输出电压能够随着外部系统的电流变化而变化,进而能够通过第二输出电压对调整模块的输出电流进行调整,以使得调整模块输出的电流满足外部负载的需求。
调整模块103,用于基于所述外部负载的电流变化,生成所述反馈电压;以及,基于所述第二输出电压确定用于输出至所述外部负载的目标电流。
这里,外部负载可以是与低压差稳压电路连接的电子设备、芯片或者电路模块等外部负载。由于调整模块的第二端与外部负载连接,所以调整模块能够感知外部负载的电流变化。该电流变化可以用于表征外部负载当前所需电流相对于前一时刻所需电流的变化量,还可以是用于表征外部负载所需的电流的实际电流值,还可以是表征外部负载所需的电流的表征值等。当外部负载所需的电流发生变化时,调整模块的输出端的电压也会随着发生变化,进而调整模块的反馈电压随之变化。这样,由于反馈电压的变化,误差放大模块的第一输出电压也随之变化,从而使得缓冲模块的第二输出电压随之变化,由于该第二输出电压是提供给调整模块的,所以调整模块通过该第二输出电压所确定的目标电流也随之变化。如此,通过调整模块感知外部负载的电流变化,能够使得调整模块最终提供给外部电流的目标电流满足外部负载的电流变化。
在一些可能的实现方式中,该调整模块可以通过调整晶体管和感知电流变化的分压电阻实现。分压电阻能够通过感知外部负载的电流变化,生成反馈电压,并反馈至误差放大模块。在缓冲模块中,通过第二输出电压调整该调整晶体管的输出电流,使得调整晶体管的输出电流能够随着外部负载的电流变化而变化,从而使得最终输出的目标电流能够匹配外部负载所需的电流。
在本申请实施例提供的低压差稳压电路中,通过将缓冲模块的第一端与误差放大模块的输出端相连接,从而能够将该误差放大模块输出的电压提供给缓冲模块。通过调整模块基于外部负载的电流变化,生成反馈电压,这样,调整模块能够及时感知外部负载的电流变化,并及时向误差放大模块进行反馈。将误差放大模块的第一输出电压作为缓冲模块的输入,调整整个缓冲模块的输出电流,使得缓冲模块的输出电流能够随着外部负载所需电流的变化而变化。由于缓冲模块的输出电流的变化,使得缓冲模块的输出电压发生变化,从而通过变化的输出电压调节调整模块的输出电流。在该低压差稳压电路中,缓冲模块的第三端接入偏置电压,以通过偏置电压提供调整模块工作的基本电流,这样,在外部负载处于低功耗的状态下,该低压差稳压电路中所消耗的电流很小;而且通过调整模块感知外部负载的电流变化,以使误差放大模块的第一输出电压能够随着外部负载的电流变化而变化,从而调整模块能够为低功耗的外部负载提供满足需求的目标电流,节省电流功耗。
在一些实施例中,调整模块103可以通过调整子模块和分压子模块实现,如图2A所示,
调整子模块201的第一端与所述缓冲模块102的第二端相连接,所述调整子模块201的第二端与所述分压子模块202的第一端相连接,所述调整子模块201的第三端连接电源电压;所述分压子模块202的第二端与所述误差放大模块101的第一端连接,所述分压子模块202的第三端接地。
这里,调整子模块的第一端作为调整模块的第一端,以接入缓冲模块输出的第二输出电压。调整子模块的第二端作为调整模块的第二端,连接外部负载,并且调整子模块的第二端在调整模块的内部与分压子模块的第一端连接,以便于分压子模块能够感知调整子模块向外部负载输出的电压,并及时向误差放大模块进行反馈。
所述调整子模块201,用于基于所述第二输出电压,生成所述目标电流,并传输至所述外部负载;
这里,缓冲模块将第二输出电压提供给调整子模块之后,在调整子模块中,以该第二输出电压为栅极电压,改变调整子模块的输出电流,该输出电流即为目标电流,并将该目标电流提供给外部负载。调整子模块201的第二端分别与分压子模块的第一端、电路输出端相连接,以连接外部负载,从而通过调整子模块201的第二端向外部负载输出目标电流,以满足外部负载所需的电流。
在一些可能的实现方式中,该调整子模块可以通过P型晶体管实现,该晶体管的栅极作为调整子模块的第一端,这样第二输出电压即为该晶体管的栅极电压。该晶体管等漏极作为调整子模块的第二端,即调整模块的输出端,以将目标电流输出至外部负载。该晶体管的源极作为调整子模块的第三端,以连接电源电压。
所述分压子模块202,用于对所述外部负载的电流变化对应的电压进行分压,得到所述反馈电压,并反馈至所述误差放大模块。
这里,该分压子模块可以通过分压电阻实现。比如,通过电阻RF1与RF2串接作为该分压子模块。电阻RF1的第一端与作为调整子模块的晶体管的漏极连接,以及时感知外部负载的电流变化。电阻RF1的第二端与电阻RF2的第一端连接,并将该连接点的电压作为反馈,反馈至误差放大器。电阻RF2的第二端接地。这样,在外部负载需要增大电流的情况下,与该外部负载连接的输出端的电压要降低,所以电阻RF1与RF2产生的反馈电压降低,并反馈至误差放大模块。该误差放大模块的第一输出电压增大,并控制缓冲模块的第二输出电压随着外部负载的电流的增大而减小,即作为调整子模块的晶体管的栅极电压降低。在一些可能的实现方式中,在误差放大模块的第一输出电压增大时,缓冲模块的输出电流随着外部负载的电流的增大而增大,从而使得缓冲模块的第二输出电压随着外部负载的电流的增大而减小。如图4所示,误差放大模块的第一输出电压为输出节点AO的输出电压,缓冲模块的输出电流为输出节点BO的输出电流,即节点BO的电压随着外部负载的电流的增大而减小。如此,该晶体管的栅源电压差增大,从而使得该晶体管输出的目标电流增大,进而能够为外部负载提供所需要的大电流。
在本申请实施例中,通过分压子模块感知外部负载的电流变化对应的电压,并起到分压作用,将形成的反馈电压及时反馈至误差放大器,以使得缓冲模块提供的第二输出电压是随着外部负载的电流变化而变化的。通过调整子模块按照缓冲模块提供的第二输出电压调整输出的目标电流,从而能够使得该目标电流匹配外部负载的需求。
在一些实施例中,缓冲模块102可以通过第一电源子模块和电流调整子模块实现,如图2B所示,第一电源子模块211的第一端接入所述偏置电压,第一电源子模块的第二端接入电源电压,第一电源子模块第三端分别与所述电流调整子模块212的第二端、所述调整模块103的第一端相连接,所述电流调整子模块212的第一端与所述误差放大模块101的输出端连接,所述电流调整子模块212的第三端与所述电源电压连接,所述电流调整子模块212的第四端接地。
这里,第一电源子模块的第一端作为缓冲模块的第三端,以接入偏置电压,从而能够通过该偏置电压为调整模块提供基本工作的基本电流。如图4所示,以调整模块包括晶体管MP7为例,第一电源子模块的第一端作为缓冲模块的第三端,以接入偏置电压,从而能够通过该偏置电压为MP7提供基本工作的基本电流。晶体管MP7进行基本工作的基本电流为使得晶体管MP7能够导通的最小电流。
第一电源子模块的第三端与电流调整子模块的第二端连接,该连接节点作为缓冲模块的输出节点,并与调整模块的第一端连接,以向调整模块输出第二输出电压。电流调整子模块的第一端作为缓冲模块的第一端,以接入误差放大模块的输出端提供的第一输出电压。
所述第一电源子模块211,用于基于所述偏置电压,生成能够支持所述调整模块工作的所述基本电流。
这里,该偏置电压可以是预设的固定电压,还可以是通过外接的参考电路提供的电压。将该偏置电压作为第一电源子模块的输入电压,使得该第一电源子模块能够按照该偏置电压生成基本电流。由于该第一电源子模块的作用是提供调整模块能正常工作的电流,而且调整模块正常工作需要的电流是很小的,所以第一电源子模块仅需要输出一个电流量很小的基本电流。这样,即使在外部负载所需的电流无变化或者处于未被使用状态的情况下,在缓冲模块中第一电源子模块仅消耗一个电流量较小的基本电流,从而能够节省功耗。
在一些可能的实现方式中,第一电源子模块可以通过第一晶体管实现,该第一晶体管可以是P型晶体管,比如,图4中的晶体管MP2。该第一晶体管的栅极接入所述偏置电压,源极连接电源电压,漏极与所述电流调整子模块的第二端相连接。通过第一晶体管基于所述偏置电压,生成能够支持所述调整模块工作的最小电流,并将所述最小电流作为所述基本电流。这样,通过第一晶体管为调整模块中的调整子模块提供正常工作的最小电流,从而能够节省低压差稳压电路对电源的消耗。
所述电流调整子模块212,用于基于所述第一输出电压,调整所述电流调整子模块的第二端的输出电压,得到所述第二输出电压。
这里,电流调整子模块的第二端作为缓冲模块的输出端,与调整模块的第一端连接,并向调整模块提供第二输出电压。将第一输出电压提供给电流调整子模块之后,在电流调整子模块中,第一输出电压调整该电流调整子模块中的输出电流,使得该输出电流能够随着外部负载的电流变化而变化;随着电流调整子模块中的输出电流的变化该调整子模块的输出电压发生变化,从而得到提供给调整模块的第二输出电压。如图4所示,该电流可以是晶体管MN4和晶体管MP6所在的整条支路所流过的电流,比如,晶体管MN产生的电流4和晶体管MP6产生的电流之和。比如,通过第一输出电压使得调整电流随着外部负载的电流增大而增大,以及随着外部负载的电流减小而减小。按照该输出电流,在电流调整子模块的第二端生成第二输出电压,以提供给调整模块中的调整子模块。如此,在缓冲模块中,通过第一电源子模块的第一端接入偏置电压,以便于为调整模块提供正常工作的最小电流,从而在外部负载处于低功耗状态的情况下,第一电源子模块也不会消耗较多的电源,以节省功耗。由于第一输出电压随着外部负载的电流的增大而增大,通过该第一输出电压控制电流调整子模块输出的调整电流随着外部负载的电流的增大而增大,进而能够通过确定的第二输出电压调整通过调整模块提供给外部负载的目标电流。而且在外部负载不需要较大的电流的情况下,第一输出电压也不会增大,从而不会使得电流调整子模块输出较大的调整电流,进而该电流调整子模块能够节省功耗。
在一些实施例中,电流调整子模块212可以通过电流调整单元和镜像单元实现,如图2C所示,电流调整单元231的第一端与所述误差放大模块101的输出端连接,所述电流调整单元231的第二端与所述镜像单元232的第一端连接,所述电流调整单元231的第三端分别与所述镜像单元232的第二端、所述调整模块103的第一端连接。
这里,电流调整单元231的第一端作为电流调整子模块的第一端,与误差放大模块的输出端连接,以接入第一输出电压。电流调整单元231的第二端与所述镜像单元232的第一端连接,以便于向镜像单元提供电压。电流调整单元231的第三端与镜像单元232的第二端连接,该连接节点作为电流调整子模块的第二端,向调整模块提供第二输出电压。
所述电流调整单元,用于基于所述第一输出电压对所述镜像单元产生的镜像电流进行调整,以使所述镜像单元输出第一输出电流,并基于所述第一输出电压和所述第一输出电流,确定所述第二输出电压。
这里,该镜像单元可以是通过镜像电路实现,能够按照电流调整模块提供的电压,输出相应大小的第一输出电流。由于第一输出电压能够随着外部负载所需电流的增大而增大,而且电流调整单元基于该第一输出电压向镜像单元提供的电压,所以该第一输出电流也能够随着外部负载所需电流的增大而增大。
在一些可能的实现方式中,误差放大模块将第一输出电压提供给电流调整单元。在外部负载需要的电流发生变化时,电流调整单元通过该第一输出电压能够按照外部负载的电流变化调整镜像单元产生的镜像电流的大小。如此,使得镜像单元输出的第一输出电流能够随着外部负载的电流变化而变化,进而能够为调整模块提供第二输出电压,以使得调整模块能够输出匹配外部负载所需的目标电流。
在一些可能的实现方式中,该电流调整单元231可以通过第二晶体管和第三晶体管实现,该第二晶体管可以是如图4所示的晶体管MN3,第三晶体管可以是如图4所示的晶体管MN4。其中,所述第二晶体管的栅极与所述误差放大模块的输出端连接,漏极与所述镜像单元的第一端相连接,源极接地;
所述第三晶体管的栅极与所述误差放大模块的输出端连接,漏极分别与所述镜像单元的第二端、所述调整模块的第一端连接,源极接地。
所述第二晶体管,用于基于所述第一输出电压,生成所述第三输出电压。
这里,第二晶体管的栅极作为电流调整单元的第一端,第二晶体管的漏极作为电流调整单元的第二端。这样,通过第二晶体管的栅极接入第一输出电压,并将漏极的电压作为第三输出电压,提供给镜像单元。
所述镜像单元,用于基于所述第三输出电压,生成所述第一输出电流。
这里,如果镜像单元是通过两个晶体管实现的镜像电路,可以将该第三输出电压提供给这两个晶体管的栅极,以使得该镜像单元输出的第一输出电流随着该第三输出电压的变化而变化。如此,镜像单元的第一输出电流能够随着外部负载所需电流的变化而变化。
所述第三晶体管,用于基于所述第一输出电压,生成第二输出电流;以及基于所述第一输出电流和所述第二输出电流,得到所述第二输出电压。
这里,通过第一输出电流和第二输出电流之和,确定第二输出电压。第三晶体管的栅极连接第一输出电压,而且第三晶体管的源极接地,从而第三晶体管基于栅源电压差,产生电流,即第二输出电流。由于该第三晶体管的漏极与调整模块的第一端连接,所以为使得调整模块中的晶体管能够产生满足外部负载所需的目标电流,所以按照第一输出电流和第二输出电流,对电源电压进行分压,以产生提供给该调整模块中的晶体管栅极的第二输出电压。在一个具体例子中,如果外部负载所需的电流增大,那么调整模块中的反馈电压降低,而且由于误差放大模块的输出电压能够随着外部电流的增大而增大,所以第一输出电压增大。这样,提供给第二晶体管的栅极电压增大,从而第二晶体管提供给镜像单元的第三输出电压减小,即镜像单元中晶体管的栅极电压降低,栅源电压差增大,从而镜像单元输出的第一输出电流增大。由于提供给第三晶体管的栅极电压增大,使得第三晶体管的输出电流增大,为使得调整模块中的晶体管能够产生满足外部负载的大电流,所以镜像单元产生的第一输出电流以及第三晶体管产生的第二输出电流之和,迅速流过第三晶体管,以拉低镜像单元和第三晶体管的漏极之间的输出节点的电压,即拉低了第二输出电压。从而将较小的第二输出电压提供给调整模块中的晶体管,以使得调整模块中的晶体管的栅源电压差增大,从而能够输出满足外部负载所需的大电流。如此,第二输出电压既受第三晶体管的影响也受镜像单元的影响。如图4所示,如果外部负载所需的电流增大,晶体管MP6的输出电流为第一输出电流和晶体管MN4的输出电流为第二输出电流。第一输出电流和第二输出电流均为大电流,第一输出电流和第二输出电流之和,作为一个大电流,从晶体管MN4流过,这样晶体管MN4由于流过大电流,拉低节点BO的瞬时电压,节点BO的电势变低,即拉低调整模块的输入电压,得到第二输出电压;从而向作为调整模块的晶体管MP7提供较小的第二输出电压,进而能够升高晶体管MP7的栅源电压差,从而输出较大的电流,满足外部负载的需求。
如图4所示,如果外部负载所需的电流减小,晶体管MP6和晶体管MN4留出的电流均较小;即从晶体管MP6和晶体管MN4流过较小的电流,拉高节点BO的电流,即节点BO的电势升高,拉高了调整模块的输入电压,得到较大的第二输出电压;从而向作为调整模块的晶体管MP7提供较大的第二输出电压,进而能够减低晶体管MP7的栅源电压差,从而输出小的电流,满足外部负载的需求。
在本申请实施例,通过第二晶体管和第三晶体管实现电流调整单元,将第一输出电压作为第二晶体管和第三晶体管的栅极电压,以调整镜像单元所输出的电流的大小,使镜像单元输出的电流能够随着外部电流的增大而增大,以及随着外部电流的减小而减小,所以能够满足外部负载所需的低功耗特性。
在一些可能的实现方式中,该镜像单元可以通过两个晶体管实现,比如,通过第四晶体管和第五晶体管得到该镜像单元,第四晶体管的栅极、漏极和所述第五晶体管的栅极分别与所述电流调整单元中第二晶体管的漏极连接,所述第四晶体管的源极和所述第五晶体管的源极分别连接电源电压,所述第五晶体管的漏极分别与电流调整单元中第三晶体管的漏极、调整模块的第一端连接。第四晶体管和所述第五晶体管形成镜像电路,所述第四晶体管的输出电流与第五晶体管的输出电流之间满足预设比例。比如,第五晶体管的输出电流大于第四晶体管的输出电流且满足预设比例,该预设比例可以是在晶体管的工艺设计过程中设定的。这样,电流调整单元中的第二晶体管通过第一输出电压向第四晶体管和第五晶体管的栅极提供栅极电压,能够将第一输出电压随着外部负载的电流产生的变化映射在第五晶体管的输出电流中,该第五晶体管能够输出较大的电流,即第一输出电流。这样,通过该第五晶体管输出的第一输出电流即能够随着外部负载所需电流的增大而增大,进而使得产生的第二输出电压能够调整上述调整模块以向外部负载提供合适的目标电流。而且在外部负载工作在低功耗状态的情况下,误差放大模块的第一输出电压较小,这样第四晶体管和第五晶体管输出的镜像电流较小,消耗的电量较少,从而能够节省功耗。
在一些实施例中,误差放大模块101可以通过第二电源子模块和放大子模块实现,如图2D所示,所述放大子模块241的第一端接入所述反馈电压,所述放大子模块241的第二端接入参考电压243,所述放大子模块241的第三端与所述第二电源子模块242的第三端连接;所述第二电源子模块242的第一端接入偏置电压244,第二电源子模块242的第二端接入电源电压。
所述第二电源子模块242,用于基于所述偏置电压和所述电源电压,生成供所述放大子模块工作的第三输出电流。
这里,第二电源子模块可以通过晶体管实现,比如,图4中的晶体管MP1。该晶体管的栅极连接偏置电压,源极连接电源电压,漏极与放大子模块连接,这样,通过该偏置电压和电源电压形成栅源电压差,以产生电流,即第三输出电流。
所述放大子模块241,用于基于所述第三输出电流,对所述反馈电压和所述参考电压的差值进行放大,得到所述第一输出电压。
这里,放大子模块通过第三输出电流进入工作状态,并对接入的反馈电压和所述参考电压的差值进行放大,以向电流调整单元中的第二晶体管提供第一输出电压,进而调整缓冲模块输出的第二输出电压。该放大子模块可以是通过图5所示的晶体管MP3、MP4、MN1、MN2所形成的电路实现的。
在本申请实施例中,通过连接偏置电压的第二电源子模块为放大子模块提供工作的第三输出电流,这样,相比于采用恒定的电流源为放大子模块提供工作的第三输出电流,能够节省电路中的损耗;而且通过放大子模块接入反馈电压,能够向缓冲模块提供随着外部负载所需电流的增大而增大的第一输出电压,以调整缓冲模块向调整模块提供的第二输出电压,从而使得调整模块能够为外部负载提供所需的目标电流。
下面说明本申请实施例提供的低压差稳压电路在实际场景中的应用,以根据负载情况可调的低压降LDO电路为例进行说明。
在相关技术中,LDO电路由误差放大器、缓冲器和传输晶体管组成。误差放大器的功能是通过比较参考电压与系统期望电压的差值来放大输出电压,缓冲器用于驱动传输晶体管。因此,LDO中使用的大多数电流消耗都在LDO的缓冲器使用。最后,通过晶体管提供系统所需的电流。如图3A和图3B所示,其中I1和I2是支持误差放大器和缓冲器工作的电流源。无论系统所需的负载电流是多少,这些电流源均使用恒定的电流。图3A为相关技术中LDO电路的组成结构示意图,如图3A所示,LDO电路包括误差放大器、缓冲器和传输晶体管。其中,误差放大器包括:电源电压端VDD、电流源I1、反馈电压VBF、参考电压VREF、P型晶体管MP1、P型晶体管MP2、N型晶体管MN1和N型晶体管MN2;P型晶体管MP1和P型晶体管MP2对输入电压的电压差进行放大,P型晶体管MP1的栅极接入系统的反馈电压VFB,P型晶体管MP2的栅极接入系统期望的参考电压VFB。电流源I1为P型晶体管MP1和MP2提供所需的电流,以启动P型晶体管MP1和MP2,使得P型晶体管MP1和MP2能够对输入电压的电压差进行放大。N型晶体管MN1和MN2为误差放大器的输出负载。误差放大器的输出节点AO,将误差放大器的输出电压提供给晶体管MP3的栅极,以通过AO的输出电压调节晶体管MP3的输出电流的大小。
缓冲器包括电流源I2和P型晶体管MP3。LDO内部使用的电流均消耗在缓冲器中,电流源I2提供缓冲器工作的电流源,该电流源I2与晶体管MP3的源极相连接。为使得电流源I2与晶体管MP3连接之后能够通过调整输出节点BO的电压,以调节晶体管MP4的输出电流,需要采用电流量较大的恒定电流源作为电流源I2;这样,电流源I2中的大量电流从晶体管MP3流过,能够降低输出节点BO的电压,从而使得晶体管MP4的输出电流增大。如此,为了控制晶体管MP4的输出电流的大小,电流源I2和晶体管MP3就需要大量的电流,无论晶体管MP4的输出电流是多少,电流源I2中的大电流是稳定的,所以LDO电路连接的移动设备会持续消耗恒定电流,即使不使用移动设备,电流也会持续消耗。
晶体管MP4作为传输晶体管从漏极输出电流,以提供系统所需的电流。电阻RF1和RF2用于感知P型晶体管MP4输出的电流,以产生反馈电压VFB。电容CL为去耦合电容(de-coupling capacitor),对LDO输出的电源电压有稳定的作用。电流源I1和I2是支持误差放大器和缓冲器工作的电流源。无论系统所需的负载电流是多少,电流源I1和I2均使用恒定电流。
在图3A的基础上增加R1电阻后,电流消耗随负载电流变化,但由于改变R1电流的MN5的电流量是由I2提供的,所以I2的电流量应尽可能大,只要能调节R1电阻的电流量即可。如图3B所示,图3B为相关技术中LDO电路的另一组成结构示意图,图3B中误差放大器的组成结构与图3A中误差放大器的组成结构相同,图3B中缓冲器与3A中缓冲器的组成结构不同。在图3B中,缓冲器包括:电流源I2、N型晶体管MN3、MN4、MN5、MN6、电阻R1、R2和P型晶体管MP3。在图3B中,传输晶体管这一部分包括:P型晶体管MP4、MP5。其中,晶体管MP5的栅极连接偏置电压PBIAS,是为了使晶体管MP4的输出电流不受LDO输出电压变化的影响。电容C1、C2、C3用于使得LDO的动作稳定,阻止LDO的抖动。
在图3B和图3A所示的LDO的电路结构中,均使用电流量较大的恒定电流源I2,这样,无论LDO所连接的系统所需的电流是多少,LDO内的电流源I2消耗的电流均是恒定的。如图3C所示,随着系统的负载电流31的变化,LDO内缓冲器的消耗电流32是恒定不变的。这样,图3A和图3B所示的LDO的电路结构不能够支持移动应用所要求的低功耗模式。当使用图3A和图3B所示的LDO的电路结构时,移动设备会持续消耗恒定电流,导致即使不使用移动设备,电流也会持续消耗。在这种情况下,移动设备的使用时间缩短,在需要低功耗的移动应用中会出现较大的问题。
基于此,本申请实施例提供一种低压差稳压电路,如图4所示,低压差稳压电路包括三个模块:误差放大器、缓冲器和传输晶体管。其中,误差放大器包括:电源电压端VDD、P型晶体管MP1、MP3、MP4、N型晶体管MN1、MN2;P型晶体管MP1的栅极连接偏置电压BIAS,源极连接电源电压VDD,这样,晶体管MP1通过栅极连接的偏置电压BIAS能够为起到放大作用的MP3和MP4提供工作的电流源。晶体管MP3的栅极输入系统的反馈电压VFB,晶体管MP4的栅极输入系统期望的参考电压VREF。晶体管MN1、MN2为误差放大器的输出负载。误差放大器的输出电压通过输出节点AO输出至缓冲器。晶体管MP2的栅极连接偏置电压BIAS,能够向BO输出较小的电流,从而为晶体管MP7提供能够正常工作的小电流。外部负载需要大电流时,AO的电压变大,随着AO电压的增加,晶体管MN5和MN6的栅源电压差增大,所以晶体管MN5和MN6的输出电流变大。随着晶体管MN6和MN6的输出电流的增大,从而为系统提供的电流也会增大。
在图4中,LDO的缓冲器包括:P型晶体管MP2、MP5、MP6、N型晶体管MN3、MN4;晶体管MP2栅极连接偏置电压BIAS,晶体管MP2的输出电流很小,为晶体管MP7提供基本的工作电流。误差放大器的输出节点AO输出的电压与缓冲器中晶体管MN3和MN4的栅极相连接,为晶体管MN3和MN4提供栅极电压。误差放大器的输出节点AO的电压随系统所需电流增大而增大。该输出节点AO的电压可通过增加或减少晶体管MN3和MN4的电流量,以调整晶体管MP5和MP6的栅极电压,从而调整MP6的输出电流,以使缓冲器消耗的电流量按照系统需求量增加或减少。传输晶体管包括P型晶体管MP7,从漏极输出电流,以提供系统所需的电流,并生成恒定电压,该恒定电压作为LDO的输出电压。电阻RF1和RF2用于感知LDO电路的输出电压,以产生反馈电压VFB。电容CL为去耦合电容,对LDO输出的电源电压有稳定的作用。
在图4中,如果LDO电路所连接的外部负载需要大电流,即output端需要输出大电流,这样output端的输出电压减小。由于电阻RF1和RF2的分压作用,VFB的电压减小,并反馈至误差放大器。误差放大器的输出节点AO的输出电压增大,晶体管MN3的栅极电压增大,这样,晶体管MN3的栅源电压差增大,使得晶体管MN3的输出电流增大,从而提供给晶体管MP5和MP6的栅极电压减小。由于MP5和MP6的栅极电压减小,使得MP6的输出电流增大,而且MN4的栅极与输出节点AO连接,所以晶体管MN4的输出电流增大。这样,从晶体管MN4迅速流过大电流,将输出节点BO的电压拉低,使得晶体管MP7的栅极电压降低,从而晶体管MP7的栅源电压差增大,晶体管MP7的输出电流增大,进而使得输出端output能够向外部负载输出大电流。
如果LDO电路所连接的外部负载需要小电流时,即output端需要输出小电流,这样output端的输出电压增大。由于电阻RF1和RF2的分压作用,VFB的电压增大,并反馈至误差放大器。误差放大器的输出节点AO的输出电压减小。晶体管MN3的栅极电压是减小的,这样,晶体管MN3的栅源电压差减小,使得晶体管MN3的输出电流减小,从而提供给晶体管MP5和MP6的栅极电压增大。由于MP5和MP6的栅极电压增大,使得MP6的输出电流减小,而且MN4的栅极与输出节点AO连接,所以晶体管MN4的输出电流减小。这样,从晶体管MN4迅速流过小电流,输出节点BO的电压升高,使得晶体管MP7的栅极电压增大,从而晶体管MP7的栅极和源极之间的电压差减小,晶体管MP7的输出电流减小,进而使得输出端output能够向外部负载输出小电流。
在图4中提供的LDO电路结构中,通过晶体管MP2连接偏置电压为晶体管MP7提供基本的工作电流,所以晶体管MP2的电流是非常小的。当LDO电路的外部负载需要大电流时,通过晶体管MN3调整晶体管MP5和MP6的输出电流,使得晶体管MP6的输出电流增大,从而使得输出节点BO的电压降低,进而使得晶体管MP7的输出电流增大,从而电子设备提供大电流。但是当电子设备不需要大电流或者不使用该电子设备时,在LDO电路中仅晶体管MP2流过较小的电流,晶体管MP5和MP6中流过的电流随着外部负载需要的电流而变化;因此,在本申请实施例提供的LDO电路中缓存器的电流消耗根据系统需求电流量进行调整,从而满足适合移动设备的低功耗特性。
在本申请实施例提供的LDO电路中缓冲器的电流消耗是根据系统所需的电流(比如,负载电流)而变的,如图5所示,LDO电路中缓冲器的消耗电流52随着系统所需的负载电流51的变化而变化。这样,LDO电路允许缓存器的电流消耗根据系统需求电流量进行调整,从而能够满足适合移动设备的低功耗特性。
基于前述的实施例,本申请实施例提供的低压差稳压电路的驱动方法,可以由装置实现,该装置包括所包括的各单元、以及各单元所包括的各模块,可以通过计算机设备中的处理器来实现;当然也可通过具体的逻辑电路实现;在实施的过程中,处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、微处理器(Microprocessor Unit,MPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)或现场可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array,FPGA)等。
本申请实施例提供一种低压差稳压电路的驱动方法,应用于上述实施例中的低压差稳压电路,该低压差稳压电路的驱动方法的实现流程如图6所示,结合图6所示的步骤进行以下说明:
步骤S601,采用所述低压差稳压电路中的缓冲模块基于输入的偏置电压,向所述低压差稳压电路中的调整模块提供工作的基本电流。
步骤S602,采用所述调整模块基于外部负载的电流变化,生成反馈电压。
步骤S603,采用所述低压差稳压电路中的误差放大模块基于预设参考电压和所述反馈电压,生成第一输出电压。
步骤S604,采用所述低压差稳压电路中的缓冲模块基于第一输出电压,确定第二输出电压。
步骤S605,采用所述低压差稳压电路中的调整模块基于所述第二输出电压,生成用于输出至所述外部负载的目标电流。
在本申请实施例中,通过采用调整模块基于外部负载的电流变化,生成反馈电压,这样,调整模块能够及时感知外部负载的电流变化,并及时向误差放大模块进行反馈。将该反馈电压反馈至误差放大模块,以使误差放大模块基于预设参考电压和反馈电压,生成第一输出电压,使得缓冲模块的输出电流能够随着外部负载所需电流的变化而变化。缓冲模块基于第一输出电压,确定第二输出电压并提供至调整模块,以使调整模块基于第二输出电压确定用于输出至外部负载的目标电流。这样,在外部负载处于低功耗的状态下,该低压差稳压电路中所消耗的电流很小;而且通过调整模块感知外部负载的电流变化,以使误差放大模块的第一输出电压能够随着外部负载的电流变化而变化,从而缓冲模块能够按照外部负载需求的电流量调整该调整模块的目标电流,使得目标电流满足且适合的低功耗的外部负载。
本申请实施例提供一种电子设备,图7为本申请实施例提供的一种电子设备的组成结构示意图,如图7所示,电子设备700包括:外部负载701和低压差稳压电路702;
所述外部负载701与所述低压差稳压电路702的输出端相连接;
所述外部负载701,用于向所述低压差稳压电路702反馈电流变化;
所述低压差稳压电路702,用于基于所述外部负载701的电流变化,向所述外部负载701提供满足所述电流变化的目标电流。
以上装置实施例的描述,与上述方法实施例的描述是类似的,具有同方法实施例相似的有益效果。在一些实施例中,本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上述方法实施例描述的方法,对于本申请装置实施例中未披露的技术细节,请参照本申请方法实施例的描述而理解。
需要说明的是,本申请实施例中,如果以软件功能模块的形式实现上述的电路版图的布线方法,并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ReadOnly Memory,ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样,本申请实施例不限制于任何特定的硬件、软件或固件,或者硬件、软件、固件三者之间的任意结合。
本申请实施例提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述方法中的部分或全部步骤。
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述方法中的部分或全部步骤。所述计算机可读存储介质可以是瞬时性的,也可以是非瞬时性的。
本申请实施例提供一种计算机程序,包括计算机可读代码,在所述计算机可读代码在计算机设备中运行的情况下,所述计算机设备中的处理器执行用于实现上述方法中的部分或全部步骤。
本申请实施例提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质,所述计算机程序被计算机读取并执行时,实现上述方法中的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一些实施例中,所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质,在另一些实施例中,计算机程序产品具体体现为软件产品,例如软件开发包(Software Development Kit,SDK)等等。
这里需要指出的是:上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处,其相同或相似之处可以互相参考。以上设备、存储介质、计算机程序及计算机程序产品实施例的描述,与上述方法实施例的描述是类似的,具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请设备、存储介质、计算机程序及计算机程序产品实施例中未披露的技术细节,请参照本申请方法实施例的描述而理解。
需要说明的是,本申请实施例中,如果以软件功能模块的形式实现上述的像素电容电路的驱动方法,并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory,ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样,本申请实施例不限制于任何特定的硬件、软件或固件,或者硬件、软件、固件三者之间的任意结合。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解,在本申请的各种实施例中,上述各步骤/过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各步骤/过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元;既可以位于一个地方,也可以分布到多个网络单元上;可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中,也可以是各单元分别单独作为一个单元,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中;上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory,ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者,本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低压差稳压电路,其特征在于,所述低压差稳压电路包括:误差放大模块、缓冲模块和调整模块;所述缓冲模块的第一端与所述误差放大模块的输出端相连接;所述缓冲模块的第二端与所述调整模块的第一端连接,所述缓冲模块的第三端接入偏置电压,以通过所述偏置电压提供所述调整模块工作的基本电流;所述调整模块的第二端与外部负载连接;
所述误差放大模块,用于基于预设参考电压和所述调整模块提供的反馈电压,生成第一输出电压;
所述缓冲模块,用于基于所述第一输出电压,确定第二输出电压;
所述调整模块,用于基于所述外部负载的电流变化,生成所述反馈电压;以及,基于所述第二输出电压确定用于输出至所述外部负载的目标电流。
2.根据权利要求1所述的低压差稳压电路,其特征在于,所述调整模块,包括:调整子模块和分压子模块;
所述调整子模块的第一端与所述缓冲模块的第二端相连接,所述调整子模块的第二端与所述分压子模块的第一端相连接,所述调整子模块的第三端连接电源电压;所述分压子模块的第二端与所述误差放大模块的第一端连接,所述分压子模块的第三端接地;
所述调整子模块,用于基于所述第二输出电压,生成所述目标电流,并传输至所述外部负载;
所述分压子模块,用于对所述外部负载的电流变化对应的电压进行分压,得到所述反馈电压,并反馈至所述误差放大模块。
3.根据权利要求1所述的低压差稳压电路,其特征在于,所述缓冲模块,包括:第一电源子模块和电流调整子模块;
所述第一电源子模块的第一端接入所述偏置电压,所述第一电源子模块的第二端接入电源电压,所述第一电源子模块的第三端分别与所述电流调整子模块的第二端、所述调整模块的第一端相连接,所述电流调整子模块的第一端与所述误差放大模块的输出端连接,所述电流调整子模块的第三端与所述电源电压连接,所述电流调整子模块的第四端接地;
所述第一电源子模块,用于基于所述偏置电压,生成能够支持所述调整模块工作的所述基本电流;
所述电流调整子模块,用于基于所述第一输出电压,调整所述电流调整子模块的第二端的输出电压,得到所述第二输出电压。
4.根据权利要求3所述的低压差稳压电路,其特征在于,所述第一电源子模块包括第一晶体管,所述第一晶体管的栅极接入所述偏置电压,源极连接电源电压,漏极与所述电流调整子模块的第二端相连接;
所述第一晶体管,用于基于所述偏置电压,生成能够支持所述调整模块工作的最小电流,并将所述最小电流作为所述基本电流。
5.根据权利要求3所述的低压差稳压电路,其特征在于,所述电流调整子模块,包括:电流调整单元和镜像单元;
所述电流调整单元的第一端与所述误差放大模块的输出端连接,所述电流调整单元的第二端与所述镜像单元的第一端连接,所述电流调整单元的第三端分别与所述镜像单元的第二端、所述调整模块的第一端连接;
所述电流调整单元,用于基于所述第一输出电压对所述镜像单元产生的镜像电流进行调整,以使所述镜像单元输出第一输出电流,并基于所述第一输出电压和所述第一输出电流,确定所述第二输出电压。
6.根据权利要求5所述的低压差稳压电路,其特征在于,所述电流调整单元,包括:第二晶体管和第三晶体管;
所述第二晶体管的栅极与所述误差放大模块的输出端连接,漏极与所述镜像单元的第一端相连接,源极接地;
所述第三晶体管的栅极与所述误差放大模块的输出端连接,漏极与所述镜像单元的第二端、所述调整模块的第一端连接,源极接地;
所述第二晶体管,用于基于所述第一输出电压,生成所述第三输出电压;
所述镜像单元,用于基于所述第三输出电压,生成所述第一输出电流;
所述第三晶体管,用于基于所述第一输出电压,生成第二输出电流;以及基于所述第一输出电流和所述第二输出电流,得到所述第二输出电压。
7.根据权利要求5所述的低压差稳压电路,其特征在于,所述镜像单元,包括:第四晶体管和第五晶体管;
所述第四晶体管和所述第五晶体管形成镜像电路,所述第四晶体管的输出电流与所述第五晶体管的输出电流之间满足预设比例。
8.根据权利要求1所述的低压差稳压电路,其特征在于,所述误差放大模块,包括:第二电源子模块和放大子模块;
所述放大子模块的第一端接入所述反馈电压,所述放大子模块的第二端接入参考电压,所述放大子模块的第三端与所述第二电源子模块的第三端连接;所述第二电源子模块的第一端接入偏置电压,第二电源子模块的第二端接入电源电压;
所述第二电源子模块,用于基于所述偏置电压和所述电源电压,生成供所述放大子模块工作的第三输出电流;
所述放大子模块,用于基于所述第三输出电流,对所述反馈电压和所述参考电压的差值进行放大,得到所述第一输出电压。
9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:外部负载和上述权利要求1至8任一项中所述的低压差稳压电路;所述外部负载与所述低压差稳压电路的输出端相连接;
所述外部负载,用于向所述低压差稳压电路反馈电流变化;
所述低压差稳压电路,用于基于所述外部负载的电流变化,向所述外部负载提供满足所述电流变化的目标电流。
10.一种低压差稳压电路的驱动方法,其特征在于,应用于上述权利要求1至8中任一项所述的低压差稳压电路,所述方法包括:
采用所述低压差稳压电路中的缓冲模块基于输入的偏置电压,向所述低压差稳压电路中的调整模块提供工作的基本电流;
采用所述调整模块基于外部负载的电流变化,生成反馈电压;
采用所述低压差稳压电路中的误差放大模块基于预设参考电压和所述反馈电压,生成第一输出电压;
采用所述低压差稳压电路中的缓冲模块基于所述第一输出电压,确定第二输出电压;
采用所述低压差稳压电路中的调整模块基于所述第二输出电压,生成用于输出至所述外部负载的目标电流。
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CN202310458115.4A CN116610177A (zh) | 2023-04-25 | 2023-04-25 | 低压差稳压电路、驱动方法及电子设备 |
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