一种LDO电路及使用该电路的设备的制作方法

一种ldo电路及使用该电路的设备
技术领域
1.本实用新型属于电子电路领域，尤其涉及一种宽范围电源电压及高电源抑制比ldo的电路及电子设备。


背景技术：

2.在mcu类芯片中，内部数字内核部分需要工作在较低的工作电压(比如1.5v或者1.2v等)，而整个芯片则常常工作于较宽的电源电压范围，比如1.6v～5.5v等，所以一个高可靠性的内部低压差线性稳压器(ldo，low
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dropout voltage regulator)尤为重要，目前大部分mcu的内部ldo有两种解决方案。第一种：输出功率管采用p型mos器件架构，如图1所示，但该结构往往在高频时很难做到较高的psrr。第二种：输出功率管采用n型mos器件的常规反馈系统结构，该结构很难在较低的电源电压下保证稳定的ldo输出电压，比如电源电压为1.6v时输出1.5v电压基本无法实现，或者需要特殊的工艺器件支持。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术很难同时满足较低电源电压下稳定输出固定的电压值、在高频时仍保持较好的抑制比(psrr)性能，本实用新型提供一种基于电荷泵的全新反馈控制结构实现了较低电源电压时即可输出正常电压，同时高频时有较高的psrr。
4.为实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种ldo电路，所述ldo电路包括nmos管；所述nmos管漏极连接电源；所述nmos管栅极连接电荷泵模块，所述电荷泵模块包括电荷泵和振荡器，所述振荡器提供电荷泵工作所需频率，电荷泵在振荡频率工作下提供一个可高于电源电压的波动电压；所述nmos管源极连接负载及反馈采样模块；所述反馈采样模块与参考电压模块连接至比较模块，所述比较模块将比较结果反馈至电荷泵模块。
5.在一种较优的实施方式中，所述反馈采样模块采样所述nmos管源极电压，所述比较模块将所述nmos管源极电压与参考电压模块提供的参考电压进行比较，产生一控制信号，
6.在一种较优的实施方式中，所述电荷泵模块还包括滤波电路。
7.另外，本申请还提供一种电子设备，采用上述ldo电路进行电压转换。
8.本实用新型具有以下有益效果：本申请采用nmos管，保证在高频时有较好的psrr，通过电荷泵与nmos管的配合产生更宽范围的电压输出，使得在较低电源电压时即可输出正常电压。
附图说明
9.图1为现有技术中的ldo结构图；
10.图2为本实用新型的结构图。
具体实施方式
11.如图2所示为本实用新型的一种电路实现方式。
12.如图2所示，nmos管(n1)漏极连接系统pvdd，栅极连接电荷泵模块(charge pump)，所述电荷泵模块至少包括一电荷泵和一振荡器，源极连接负载及反馈采样模块(feedback)，反馈采样模块(feedback)与参考电压模块(vref)连接至比较模块(cmp)，比较模块(cmp)将比较结果反馈至电荷泵模块(charge pump)。
13.其中，电荷泵模块(charge pump)主要由振荡器、电荷泵组成，还可以包括滤波电路。振荡器提供整个环路电荷泵工作所需频率，电荷泵在振荡频率工作下提供一个可高于电源电压的波动电压，而rc滤波器将该电压进行滤波，然后送到n型功率管栅极，最终在较低电源电压时仍然可以正常驱动功率管，保障ldo输出电压正常。由于功率管输出级采用n型器件，使得电源电压对ldo输出的影响明显减弱。
14.为了说明本实用新型的技术效果，下面对本实用新型提出的结构实现方法及主要模块原理进行阐述。
15.下述步骤为方便阐述本实用新型原理的而列举的一典型步骤，其步骤顺序不对本实用新型的结构构成限制。
16.第一步：nmos管开启。
17.当系统启动后，电荷泵模块(charge pump)开始工作，产生nmos管(n1)栅极驱动信号g，此时nmos管(n1)器件开启，从而产生ldo输出电压vo。
18.第二步：ldo输出偏高反馈系统启动。
19.ldo输出电压vo逐步上升，当上升到系统设定值(比如1.5v)时，反馈采样模块(feedback)输出信号vo
fb
将大于内部参考电压vref，此时经过比较模块(cmp)判断，输出判断数字信号(比如输出“1”)vcmpo到下一单元。
20.第三步：反馈控制电荷泵工作
21.当电荷泵模块(charge pump)接收到vcmpo变为“1”，则说明此时ldo输出电压vo偏高，此时需要使电荷泵模块(charge pump)的内部振荡器停振，此时输出信号g将变低，故而将n型功率管驱动能力调低，ldo输出vo也随之变低。当vo低于所设定值(比如1.5v)后vofb变低，比较模块(cmp)输出v
cmpo
变低，电荷泵模块(charge pump)内部的振荡器重新开始振荡，从而nmos管栅极驱动信号g升高，功率管驱动能力增强，ldo输出vo上升，如此反复。
22.最终，实现了ldo正常输出一个有一定纹波的vo电压，可供后续数字内核及模拟ip做电源使用。
23.上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种ldo电路，其特征在于，所述ldo电路包括nmos管；所述nmos管漏极连接电源；所述nmos管栅极连接电荷泵模块，所述电荷泵模块包括电荷泵和振荡器，所述振荡器提供电荷泵工作所需频率，电荷泵在振荡频率工作下提供一个可高于电源电压的波动电压；所述nmos管源极连接负载及反馈采样模块；所述反馈采样模块与参考电压模块连接至比较模块，所述比较模块将比较结果反馈至电荷泵模块。2.如权利要求1所述的ldo电路，其特征在于，所述反馈采样模块采样所述nmos管源极电压，所述比较模块将所述nmos管源极电压与参考电压模块提供的参考电压进行比较，产生一控制信号。3.如权利要求1所述的ldo电路，其特征在于，所述电荷泵模块还包括滤波电路。4.一种电子设备，其特征在于，采用权利要求1
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3任意一项所述的ldo电路进行电压转换。

技术总结
本实用新型具体涉及一种LDO电路及使用该电路的设备，包括NMOS管；所述NMOS管漏极连接电源；所述NMOS管栅极连接电荷泵模块，所述电荷泵模块包括电荷泵和振荡器，所述振荡器提供电荷泵工作所需频率，电荷泵在振荡频率工作下提供一个可高于电源电压的波动电压；所述NMOS管源极连接负载及反馈采样模块；所述反馈采样模块与参考电压模块连接至比较模块，所述比较模块将比较结果反馈至电荷泵模块。与现有LDO电路相比，本实用新型有较宽范围电源电压及高电源抑制比。电源抑制比。电源抑制比。


技术研发人员：杨勇
受保护的技术使用者：中微半导体（深圳）股份有限公司
技术研发日：2021.07.16
技术公布日：2021/11/30