CN203038149U - 可编程低压差线性稳压器及其采样反馈回路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可编程低压差线性稳压器及其采样反馈回路，采样反馈回路包括电阻模块，电阻模块的第一端连接调整回路的电压输出端，电阻模块的第二端连接比较回路的反馈输入端，采样反馈回路还包括控制逻辑模块、电平转换模块和开关模块，控制逻辑模块的控制输出端连接电平转换模块的控制输入端，电平转换模块的第一电压输入端连接电源电压端，电平转换模块的第二电压输入端连接调整回路的电压输出端，电平转换模块的控制输出端连接开关模块的控制输入端，开关模块的第一端和第二端分别与电阻模块的第一端和第二端连接。本实用新型可实现有效提高可编程低压差线性稳压器的电源抑制比性能，满足各种移动设备、无线产品等对干净电源的需求。

Description

可编程低压差线性稳压器及其采样反馈回路

技术领域

本实用新型涉及一种电源电路技术领域，特别涉及一种可编程低压差线性稳压器及其采样反馈回路。

背景技术

目前各种移动设备、无线产品等对于低压差线性稳压器输出电压精度要求越来越高，而且需要低压差线性稳压器输出电压可以灵活配置的应用也越来越多，这些应用需求都使得输出电压可编程成为低压差线性稳压器必不可少的一项功能。

图1是传统的低压差线性稳压器结构，通过分压电阻Rf1和Rf2对输出电压VOUT进行分压，得到反馈电压VFB，由误差放大器将反馈电压VFB与基准电压电路输出的基准电压VREF相比较，根据比较结果调节调整管Q1的栅极电压大小，使输出电压VOUT维持在一个稳定的电压值。输出电压VOUT为：VOUT=VREF(Rf1+Rf2)/Rf1。

图2是目前普遍应用的可编程低压差线性稳压器结构，在传统的低压差线性稳压器基本结构基础上，采用电阻串Rf11~Rf1n替代传统的固定电阻Rf1，使电阻串Rf11~Rf1n组成一个电阻可调的可变分压电阻Rf1’，并增加控制逻辑，通过改变控制逻辑输出的控制信号ctrl<1>~ctrl<n>，控制开关SW1~SWn的断开与闭合，进而控制接入的电阻串Rf11~Rf1n的数量，达到改变可变分压电阻Rf1’电阻值的目的，从而调整可变分压电阻Rf1’与分压电阻Rf2之间的分压比例，实现低压差线性稳压器输出电压可编程功能。

但是，图2所示的可编程低压差线性稳压器在实现输出电压可编程功能的同时会产生一个负面影响，使低压差线性稳压器的电源抑制比性能严重下降。因为可变分压电阻模块Rf1’是可变电阻，通过开关SW1~SWn的断开与闭合控制接入的电阻串Rf11~Rf1n的数量实现阻值可调，在半导体中，开关都是由晶体管实现，这些开关都在电源电压VDD的电压域工作，因此VDD上的电压纹波通过开关SW1~SWn的寄生电容效应不可避免的被直接耦合到输出电压VOUT上，使低压差线性稳压器的电源抑制比性能严重下降。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种有效提高电源抑制比的可编程低压差线性稳压器及其采样反馈回路。

本实用新型提出可编程低压差线性稳压器的采样反馈回路，与可编程低压差线性稳压器的比较回路和调整回路连接，包括电阻模块，所述电阻模块的第一端连接所述调整回路的电压输出端，所述电阻模块的第二端连接所述比较回路的反馈输入端，所述采样反馈回路还包括控制逻辑模块、电平转换模块和开关模块，所述控制逻辑模块的控制输出端连接所述电平转换模块的控制输入端，所述电平转换模块的第一电压输入端连接电源电压端，所述电平转换模块的第二电压输入端连接所述调整回路的电压输出端，所述电平转换模块的控制输出端连接所述开关模块的控制输入端，所述开关模块的第一端和第二端分别与所述电阻模块的第一端和第二端连接。

优选地，所述电阻模块包括可变分压电阻串和固定分压电阻，所述可变分压电阻串的第一端作为电阻模块的第一端，连接所述调整回路的电压输出端；所述可变分压电阻串的第二端作为电阻模块的第二端，连接所述比较回路的反馈端；所述可变分压电阻串的第二端还经所述固定分压电阻接地。

优选地，所述控制逻辑模块包括多路控制输出端，所述电平转换模块包括多路电平转换电路，所述开关模块包括多个开关，所述可变分压电阻串包括多个采样电阻，一路电平转换电路的控制输入端对应连接所述控制逻辑模块的一路控制输出端，一路电平转换电路的控制输出端对应连接一个开关的控制输入端，一个开关的第一端和第二端分别与一个采样电阻的第一端和第二端连接。

优选地，所述开关模块的电压输入端连接所述调整回路的电压输出端。

优选地，所述多个采样电阻串联。

本实用新型还提出一种可编程低压差线性稳压器，包括比较回路、调整回路和采样反馈回路，所述采样反馈回路包括电阻模块，所述电阻模块的第一端连接所述调整回路的电压输出端，所述电阻模块的第二端连接所述比较回路的反馈输入端，所述采样反馈回路还包括控制逻辑模块、电平转换模块和开关模块，所述控制逻辑模块的控制输出端连接所述电平转换模块的控制输入端，所述电平转换模块的第一电压输入端连接电源电压端，所述电平转换模块的第二电压输入端连接所述调整回路的电压输出端，所述电平转换模块的控制输出端连接所述开关模块的控制输入端，所述开关模块的第一端和第二端分别与所述电阻模块的第一端和第二端连接。

优选地，所述比较回路包括基准电压电路和误差放大器，所述误差放大器的第一输入端连接所述基准电压电路的输出端，所述误差放大器的第二输入端作为所述比较回路的反馈输入端，连接所述电阻模块的第二端；所述误差放大器的比较输出端连接所述调整回路的控制端，所述调整回路的电压输入端连接电源电压端。

优选地，所述调整回路包括调整管，所述调整管为MOS管，所述MOS管的栅极作为所述调整回路的控制端，连接所述误差放大器的比较输出端；所述MOS管的漏极作为所述调整回路的电压输入端，连接电源电压端；所述MOS管的源极作为所述调整回路的电压输出端，连接所述电阻模块的第一端。

优选地，所述调整回路包括调整管，所述调整管为三极管，所述三极管的基极作为所述调整回路的控制端，连接所述误差放大器的比较输出端；所述三极管的集电极作为所述调整回路的电压输入端，连接电源电压端；所述三极管的发射极作为所述调整回路的电压输出端，连接所述电阻模块的第一端。

本实用新型将控制信号转换到输出电压域再加载到开关SW1~SWn上，不会把VDD上的电压纹波引到输出电压VOUT上，可实现有效提高可编程低压差线性稳压器的电源抑制比性能，满足各种移动设备、无线产品等对干净电源的需求。

附图说明

图1为现有技术中低压差线性稳压器的电路简图；

图2为现有技术中可编程低压差线性稳压器的电路简图；

图3为本实用新型可编程低压差线性稳压器的采样反馈回路的结构示意图；

图4为本实用新型可编程低压差线性稳压器的采样反馈回路的电路简图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图3所示，图3为本实用新型可编程低压差线性稳压器的采样反馈回路的结构示意图，该实施例提出的可编程低压差线性稳压器的采样反馈回路10与可编程低压差线性稳压器的比较回路20和调整回路30连接，包括电阻模块11，电阻模块11的第一端连接调整回路30的电压输出端，电阻模块11的第二端连接比较回路20的反馈输入端，采样反馈回路10还包括控制逻辑模块12、电平转换模块13和开关模块14，控制逻辑模块12的控制输出端连接电平转换模块13的控制输入端，电平转换模块13的第一电压输入端连接电源电压端VDD，电平转换模块13的第二电压输入端连接调整回路30的电压输出端VOUT，电平转换模块13的控制输出端连接开关模块14的控制输入端，开关模块14的第一端和第二端分别与电阻模块11的第一端和第二端连接。其中，调整回路30的电压输出端VOUT作为可编程低压差线性稳压器的电压输出端。

本实施例在控制逻辑模块12与开关模块14之间增加电平转换模块13，通过电平转换模块13将控制逻辑模块12输出的控制信号ctrl<1>~ctrl<n>转换到可编程低压差线性稳压器的输出电压域后，再加载到开关模块14上，控制开关模块14的闭合/断开，实现对电阻模块11的电阻值可调，进而调整电阻模块11分压比例，实现低压差线性稳压器输出电压可编程。由于低压差线性稳压器的输出电压VOUT具有比较高的电源抑制比，开关模块14上的控制信号都是输出电压VOUT电压域而不是电源电压VDD电压域，不会把VDD上的电压纹波引到输出电压VOUT上，电源抑制比大大提高，可满足各种移动设备、无线产品等对干净电源的需求。

如图4所示，图4为本实用新型可编程低压差线性稳压器的采样反馈回路的电路简图。本实施例采样反馈回路与可编程低压差线性稳压器的比较回路和调整回路连接。其中，比较回路包括基准电压电路21和误差放大器22，调整回路包括调整管Q1，电阻模块包括可变分压电阻串RF1’和固定分压电阻RF2。调整管Q1可为MOS管或三极管，当调整管Q1为MOS管时，MOS管的栅极作为调整回路的控制端，漏极作为调整回路的电压输入端，源极作为调整回路的电压输出端。当调整管Q1为三极管时，三极管的基极作为调整回路的控制端，集电极作为调整回路的电压输入端，发射极作为调整回路的电压输出端。本实施例以MOS管作为调整管Q1为例。

基准电压电路21的输出端连接误差放大器22的第一输入端，误差放大器22的比较输出端连接调整管Q1的栅极端，调整管Q1的漏极连接电源电压端VDD，调整管Q1的源极作为调整回路的电压输出端VOUT，输出可编程低压差线性稳压器的输出电压，调整管Q1的源极还经串联的可变分压电阻串RF1’和固定分压电阻RF2接地。误差放大器22的第二输入端作为比较回路的反馈输入端，连接在可变分压电阻串RF1’和固定分压电阻RF2之间的节点上。

控制逻辑模块12包括多路控制输出端，电平转换模块包括多路电平转换电路U1~Un，开关模块包括多个开关SW1~SWn，可变分压电阻串RF1’包括多个采样电阻RF11~RF1n，多个采样电阻RF11~RF1n串联。控制逻辑模块12的一路控制输出端对应连接一路电平转换电路Ui的控制输入端，一路电平转换电路Ui的控制输出端对应连接一个开关SWi的控制输入端，一个开关SWi的第一端和第二端分别与一个采样电阻Rf1i的第一端和第二端连接。电平转换电路U1~Un的第一电压输入端连接电源电压端VDD，电平转换电路U1~Un的第二电压输入端连接调整回路的电压输出端VOUT，开关SW1~SWn的电压输入端也连接调整回路的电压输出端VOUT。

控制逻辑模块12产生的控制信号ctrl<1>~ctrl<n>输入到电平转换电路U1~Un，电平转换电路U1~Un将对应的控制信号ctrl<1>~ctrl<n>由电源电压VDD的电压域转换到输出电压VOUT的电压域后，再输出至对应的开关SW1~SWn，根据控制信号ctrl<1>~ctrl<n>控制对应的开关SW1~SWn断开或闭合。当开关SWi断开时，采样电阻Rf1i串联到可变分压电阻串RF1’中，Rf1i的电阻值计入RF1’的总电阻值；当开关SWi闭合时，采样电阻Rf1i短路，Rf1i的电阻值不计入RF1’的总电阻值，实现RF1’的总电阻值受控制信号ctrl<1>~ctrl<n>可调。RF1’阻值变化后，RF1’与RF2的电阻比值变化，反馈电压VFB产生变化，反馈电压VFB与基准电压VREF经过误差放大器22比较后，误差放大器22控制调整管Q1输出的输出电压VOUT稳定在新的电压值。

本实施例通过电平转换电路U1~Un将控制逻辑模块12输出的控制信号ctrl<1>~ctrl<n>转换到VOUT电压域后，再加载到开关SW1~SWn上，由于低压差线性稳压器的输出电压VOUT具有比较高的电源抑制比，开关SW1~SWn上的控制信号都是输出电压VOUT电压域而不是电源电压VDD电压域，不会把VDD上的电压纹波引到输出电压VOUT上，电源抑制比大大提高，可满足各种移动设备、无线产品等对干净电源的需求。

本实用新型还提出一种可编程低压差线性稳压器，包括比较回路、调整回路和采样反馈回路，采样反馈回路包括电阻模块，电阻模块的第一端连接调整回路的电压输出端，电阻模块的第二端连接比较回路的反馈输入端，采样反馈回路还包括控制逻辑模块、电平转换模块和开关模块，控制逻辑模块的控制输出端连接电平转换模块的控制输入端，电平转换模块的第一电压输入端连接电源电压端，电平转换模块的第二电压输入端连接调整回路的电压输出端，电平转换模块的控制输出端连接开关模块的控制输入端，开关模块的第一端和第二端分别与电阻模块的第一端和第二端连接。

本实用新型可编程低压差线性稳压器包括的采样反馈回路可包括前述图3和图4所示实施例中所有技术方案，其详细结构可参照前述实施例，在此不做赘述，且比较回路和调整回路的详细结构和工作原理为现有技术，在此也不做赘述。由于采用了前述采样反馈回路的方案，本实用新型的可编程低压差线性稳压器相对现有的可编程低压差线性稳压器而言，可实现有效提高电源抑制比性能，满足各种移动设备、无线产品等对干净电源的需求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种可编程低压差线性稳压器的采样反馈回路，与可编程低压差线性稳压器的比较回路和调整回路连接，包括电阻模块，所述电阻模块的第一端连接所述调整回路的电压输出端，所述电阻模块的第二端连接所述比较回路的反馈输入端，其特征在于，所述采样反馈回路还包括控制逻辑模块、电平转换模块和开关模块，所述控制逻辑模块的控制输出端连接所述电平转换模块的控制输入端，所述电平转换模块的第一电压输入端连接电源电压端，所述电平转换模块的第二电压输入端连接所述调整回路的电压输出端，所述电平转换模块的控制输出端连接所述开关模块的控制输入端，所述开关模块的第一端和第二端分别与所述电阻模块的第一端和第二端连接。

2.根据权利要求1所述的采样反馈回路，其特征在于，所述电阻模块包括可变分压电阻串和固定分压电阻，所述可变分压电阻串的第一端作为电阻模块的第一端，连接所述调整回路的电压输出端；所述可变分压电阻串的第二端作为电阻模块的第二端，连接所述比较回路的反馈端；所述可变分压电阻串的第二端还经所述固定分压电阻接地。

3.根据权利要求2所述的采样反馈回路，其特征在于，所述控制逻辑模块包括多路控制输出端，所述电平转换模块包括多路电平转换电路，所述开关模块包括多个开关，所述可变分压电阻串包括多个采样电阻，一路电平转换电路的控制输入端对应连接所述控制逻辑模块的一路控制输出端，一路电平转换电路的控制输出端对应连接一个开关的控制输入端，一个开关的第一端和第二端分别与一个采样电阻的第一端和第二端连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的采样反馈回路，其特征在于，所述开关模块的电压输入端连接所述调整回路的电压输出端。

5.根据权利要求4所述的采样反馈回路，其特征在于，所述多个采样电阻串联。

6.一种可编程低压差线性稳压器，包括比较回路和调整回路，其特征在于，还包括如权利要求1至5任一项所述的采样反馈回路。

7.根据权利要求6所述的可编程低压差线性稳压器，其特征在于，所述比较回路包括基准电压电路和误差放大器，所述误差放大器的第一输入端连接所述基准电压电路的输出端，所述误差放大器的第二输入端作为所述比较回路的反馈输入端，连接所述电阻模块的第二端；所述误差放大器的比较输出端连接所述调整回路的控制端，所述调整回路的电压输入端连接电源电压端。

8.根据权利要求7所述的可编程低压差线性稳压器，其特征在于，所述调整回路包括调整管，所述调整管为MOS管，所述MOS管的栅极作为所述调整回路的控制端，连接所述误差放大器的比较输出端；所述MOS管的漏极作为所述调整回路的电压输入端，连接电源电压端；所述MOS管的源极作为所述调整回路的电压输出端，连接所述电阻模块的第一端。

9.根据权利要求7所述的可编程低压差线性稳压器，其特征在于，所述调整回路包括调整管，所述调整管为三极管，所述三极管的基极作为所述调整回路的控制端，连接所述误差放大器的比较输出端；所述三极管的集电极作为所述调整回路的电压输入端，连接电源电压端；所述三极管的发射极作为所述调整回路的电压输出端，连接所述电阻模块的第一端。

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