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一种LDO电路、控制方法、芯片及电子设备与流程

2022-07-02 08:18:10 来源:中国专利 TAG:

一种ldo电路、控制方法、芯片及电子设备
技术领域
1.本技术涉及电子技术领域,尤其涉及一种ldo电路、控制方法、芯片及电子设备。


背景技术:

2.ldo(low-dropout regulator,低压差线性稳压器)电路凭借其电路简单、尺寸小、功耗低、成本低而广泛应用于不同的电子设备中,为其内部各模块提供电源。
3.当ldo电路的输出电压稳定时,随着负载电流的变化,如从轻载切换到重载,ldo的输出电压会随之发生突变,产生下冲。下冲恢复到稳定值需要一定的时间,影响了ldo的瞬态响应,进而会影响以ldo输出电压为电源的模块的正常工作。


技术实现要素:

4.为了解决现有技术的问题,本技术实施例提供了一种ldo电路、控制方法、芯片及电子设备,可以实现对输出电压的下冲的快速响应。技术方案如下:
5.根据本技术的一方面,提供了一种ldo电路,所述ldo电路包括输出电路,所述输出电路包括多个供电支路;
6.所述输出电路被配置为:
7.当所述ldo电路的输出电压发生下冲时,将至少一个关断的供电支路导通。
8.可选地,所述输出电路被配置为:
9.当所述ldo电路的输出电压发生下冲时,将多个关断的供电支路依次导通。
10.可选地,所述输出电路还被配置为:
11.当所述ldo电路的输出电压发生过冲时,将至少一个导通的供电支路关断。
12.可选地,所述输出电路被配置为:
13.当所述ldo电路的输出电压发生过冲时,将多个导通的供电支路依次关断。
14.可选地,所述ldo电路还包括第一控制模块,所述第一控制模块用于生成供电支路的第一控制信号,所述第一控制信号包括用于关断供电支路的关断电平和用于导通供电支路的导通电平;
15.所述第一控制模块被配置为:
16.当所述ldo电路的输出电压发生下冲时,将至少一个供电支路的第一控制信号从关断电平调整为导通电平。
17.可选地,所述第一控制模块被配置为:
18.当所述ldo电路的输出电压发生下冲时,将多个供电支路的第一控制信号依次从关断电平调整为导通电平。
19.可选地,所述第一控制模块还被配置为:
20.当所述ldo电路的输出电压发生过冲时,将至少一个供电支路的第一控制信号从导通电平调整为关断电平。
21.可选地,所述第一控制模块被配置为:
22.当所述ldo电路的输出电压发生过冲时,将多个供电支路的第一控制信号依次从导通电平调整为关断电平。
23.可选地,所述第一控制模块包括输出电压检测模块和开关调控模块;
24.所述输出电压检测模块,被配置为当所述输出电压发生下冲时,输出下冲信号,并将所述下冲信号传输至所述开关调控模块;
25.所述开关调控模块,被配置为当接收到所述下冲信号时将至少一个供电支路的第一控制信号从关断电平调整为导通电平。
26.可选地,所述输出电压检测模块,还被配置为当所述输出电压发生过冲时,输出过冲信号,并将所述过冲信号传输至所述开关调控模块;
27.所述开关调控模块,还被配置为当接收到所述过冲信号时将至少一个供电支路的第一控制信号从导通电平调整为关断电平。
28.可选地,所述输出电路还被配置为:
29.在所述ldo电路的上电期间,将至少一个供电支路导通。
30.可选地,所述输出电路被配置为:
31.在所述ldo电路的上电期间,将多个供电支路依次导通。
32.可选地,所述ldo电路还包括第二控制模块,所述第二控制模块用于在所述ldo电路的上电期间生成供电支路的第二控制信号,所述第二控制信号包括用于关断供电支路的关断电平和用于导通供电支路的导通电平;
33.所述第二控制模块被配置为:
34.在所述ldo电路的上电期间,将至少一个供电支路的第二控制信号从关断电平调整为导通电平。
35.可选地,所述第二控制模块被配置为:
36.在所述ldo电路的上电期间,将多个供电支路的第二控制信号依次从关断电平调整为导通电平。
37.可选地,所述ldo电路还包括放大电路、第一反馈电阻单元和第二反馈电阻单元,其中,
38.所述放大电路的第一输入端用于接收参考电压,第二输入端用于接收第一反馈电阻单元和第二反馈电阻单元之间的反馈电压,输出端与所述输出电路的第一输入端连接;
39.所述输出电路的第二输入端用于接收电源电压,输出端与所述ldo电路的输出端连接;
40.所述第一反馈电阻单元的第一端与所述ldo电路的输出端连接,第二端与所述第二反馈电阻单元的第一端连接;
41.所述第二反馈电阻单元的第二端与用于接地。
42.根据本技术的另一方面,提供了一种ldo电路的控制方法,所述ldo电路包括输出电路,所述输出电路包括多个供电支路,所述方法包括:
43.基于所述输出电路,输出所述ldo电路的输出电压;
44.当所述ldo电路的输出电压发生下冲时,将至少一个关断的供电支路导通。
45.根据本技术的另一方面,提供了一种芯片,包括上述ldo电路。
46.根据本技术的另一方面,提供了一种电子设备,包括上述ldo电路。
47.本技术中,ldo电路可以包括输出电路,输出电路包括多个供电支路。在输出电压产生下冲时,通过导通供电支路实现对下冲的快速响应。
附图说明
48.在下面结合附图对于示例性实施例的描述中,本技术的更多细节、特征和优点被公开,在附图中:
49.图1示出了根据本技术示例性实施例提供的ldo电路示意图;
50.图2示出了根据本技术示例性实施例提供的ldo电路示意图;
51.图3示出了根据本技术示例性实施例提供的ldo电路示意图;
52.图4示出了根据本技术示例性实施例提供的第一控制模块示意图;
53.图5示出了根据本技术示例性实施例提供的ldo电路示意图;
54.图6示出了根据本技术示例性实施例提供的ldo电路示意图;
55.图7示出了根据本技术示例性实施例提供的ldo电路示意图;
56.图8示出了根据本技术示例性实施例提供的ldo电路示意图;
57.图9示出了根据本技术示例性实施例提供的时序关系图;
58.图10示出了根据本技术示例性实施例提供的时序关系图;
59.图11示出了根据本技术示例性实施例提供的时序关系图;
60.图12示出了根据本技术示例性实施例提供的ldo电路的控制方法流程图。
具体实施方式
61.下面将参照附图更详细地描述本技术的实施例。虽然附图中显示了本技术的某些实施例,然而应当理解的是,本技术可以通过各种形式来实现,而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例,相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本技术。应当理解的是,本技术的附图及实施例仅用于示例性作用,并非用于限制本技术的保护范围。
62.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括,即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”;术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”;术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意,本技术中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分,并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
63.需要注意,本技术中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的,本领域技术人员应当理解,除非在上下文另有明确指出,否则应该理解为“一个或多个”。
64.本技术实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的,而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
65.本技术实施例提供了一种ldo电路,该ldo电路可以集成在芯片中,或者设置在电子设备中。
66.参照图1所示的ldo电路示意图,该ldo电路可以包括输出电路,输出电路包括多个供电支路。
67.本技术中利用供电支路的关断或导通对负载瞬态变化实现快速响应,因此,ldo电
路还可以包括用于实现低压差线性稳压功能的基本电路,该基本电路可以采用现有的电路结构,本实施例对此不作限定。可选地,图2示出了一种可能的ldo电路,该ldo电路可以包括上述输出电路、放大电路、第一反馈电阻单元和第二反馈电阻单元,其中:放大电路的第一输入端用于接收参考电压,第二输入端用于接收第一反馈电阻单元和第二反馈电阻单元之间的反馈电压,输出端与输出电路的第一输入端连接;输出电路的第二输入端用于接收电源电压,输出端与ldo电路的输出端连接;第一反馈电阻单元的第一端与ldo电路的输出端连接,第二端与第二反馈电阻单元的第一端连接;第二反馈电阻单元的第二端与用于接地。
68.下面将对输出电路的配置方式进行介绍,其余电路可以采用现有的原理实现,本实施例对其余电路的实现原理不作介绍。
69.上述输出电路可以被配置为:当ldo电路的输出电压发生下冲时,将至少一个关断的供电支路导通。可选地,还可以被配置为:当ldo电路的输出电压发生过冲时,将至少一个导通的供电支路关断。
70.在一种可能的实施方式中,ldo上电且输出电压稳定后,可以为其他模块提供稳定的电源。此时,可以存在至少一个供电支路处于导通状态,为输出电压提供一定的电压。
71.此后,当ldo电路的负载电流发生突变,从轻载切换到重载时,ldo电路的输出电压将随之发生突变,产生下冲。此时,可以将至少部分关断状态下的供电支路导通,增加对输出电压提供的电压,促进ldo电路的输出电压恢复到稳定值。
72.可选地,当ldo电路的负载电流发生突变,从重载切换到轻载时,ldo电路的输出电压将随之发生突变,产生过冲。此时,可以将至少部分导通状态下的供电支路关断,减少对输出电压提供的电压,促进ldo电路的输出电压恢复到稳定值。
73.需要说明的是,响应过冲之后,在输出电压处于稳定状态时,可以不导通已关断的供电支路。例如,在响应第一次过冲时将供电支路a关断,供电支路b保持导通,稳定后不将供电支路a导通,在响应第二次过冲时将供电支路b关断。同理,响应下冲之后,在输出电压处于稳定状态时,也可以不关断已导通的供电支路。
74.可选地,在响应过冲时关断的供电支路和响应下冲时导通的供电支路可以相同,也可以不同。例如,在响应过冲时将供电支路a关断,接下来响应下冲时可以将供电支路a导通,或者,也可以将关断的供电支路b导通。
75.可选地,在响应过冲时关断的供电支路的数量和响应下冲时导通的供电支路的数量可以相同,也可以不同。例如,在响应过冲时将3个供电支路关断,响应下冲时可以将3个供电支路导通,也可以将2个供电支路导通。进一步可选地,可以根据过冲电压的大小确定为响应过冲而关断的供电支路的第一数量,根据下冲电压的大小确定为响应下冲而导通的供电支路的第二数量,输出电路还可以被配置为:当ldo电路的输出电压发生过冲时,将上述第一数量的导通的供电支路关断;当ldo电路的输出电压发生下冲时,将上述第二数量的关断的供电支路导通。在此基础上,可以提高用于响应的供电支路的数量与过冲幅度或下冲幅度的适应性,提高瞬态响应的精确性。
76.通过上述对输出电路的配置方式,在ldo电路的输出电压产生过冲时,可以将至少一个导通的供电支路关断,从而实现对过冲的快速响应;在ldo电路的输出电压产生下冲时,可以将至少一个关断的供电支路导通,从而实现对下冲的快速响应。
77.需要说明的是,本技术通过增减供电支路的导通数量,可以在关断供电支路的瞬
间拉低ldo的过冲电压,或者在导通供电支路的瞬间拉高ldo的下冲电压,以减缓由于负载变化导致的瞬时电压过冲或下冲。而在一个或多个供电支路被关断/导通之后,由于ldo电路中运放反馈环路的作用,ldo电路的输出电压会再次稳定至预设的参考电压值,不受供电支路的导通数量的影响。
78.在一种可能的实施方式中,输出电路中的多个供电支路包括至少一个可用于响应过冲的供电支路和至少一个常通的供电支路。可用于响应过冲的多个供电支路是指,当该至少一个可用于响应过冲的供电支路都被关断时,不影响ldo电路输出稳定电压的基本功能。例如,在ldo电路工作时,当一个或多个可用于响应过冲的供电支路都关断之后,ldo电路仍可通过上述至少一个常通的供电支路维持电压输出,不至于导致ldo输出电压为0。在本示例中,可以根据所需的ldo最小负载能力设置常通的供电支路的数量,以使得当所有可用于响应过冲的供电支路都关断时,上述至少一个常通的供电支路能满足最小负载需求。需要说明的是,上述至少一个常通的供电支路不限于固定的供电支路,输出电路中导通的供电支路的数量大于等于上述设置的数量即可,例如,当常通的供电支路的数量设置为1个时,可以保证输出支路中存在任意1个或1个以上的供电支路导通,不限于某一固定的供电支路导通。
79.在一种可能的实施方式中,所有已关断的供电支路的均可以用于响应下冲。例如,当发生下冲时,根据下冲电压的大小,可以将部分已关断的供电支路依次导通,也可以将全部已关断的供电支路依次导通。
80.可选地,当输出电路包括多个可用于响应下冲的供电支路时,可以被配置为:当ldo电路的输出电压发生下冲时,将多个关断的供电支路依次导通。
81.可选地,当输出电路包括多个可用于响应过冲的供电支路时,可以被配置为:当ldo电路的输出电压发生过冲时,将多个导通的供电支路依次关断。
82.在一种可能的实施方式中,存在多个已导通的可用于响应过冲的供电支路,当输出电压产生过冲时,可以控制上述多个可用于响应过冲的供电支路依次关断,以实现对过冲的快速响应。相比于同时关断多个供电支路的技术方案,依次关断供电支路的耗时减少,可以降低瞬态功耗。
83.同理,存在多个已关断的供电支路的情况下,当输出电压产生下冲时,可以控制上述多个供电支路依次导通,实现对下冲的快速响应。相比于同时导通多个供电支路的技术方案,依次导通供电支路的耗时减少,可以降低瞬态功耗。
84.可选地,参照图3所示的ldo电路示意图,ldo电路还可以包括第一控制模块,该第一控制模块可以用于生成供电支路的第一控制信号,第一控制信号可以包括用于关断供电支路的关断电平和用于导通供电支路的导通电平。
85.第一控制模块可以被配置为:当ldo电路的输出电压发生下冲时,将至少一个供电支路的第一控制信号从关断电平调整为导通电平。
86.可选地,第一控制模块还可以被配置为:当ldo电路的输出电压发生过冲时,将至少一个供电支路的第一控制信号从导通电平调整为关断电平
87.其中,关断电平和导通电平相反。关断电平和导通电平与对应的供电支路相适配,例如,当供电支路高电平使能时,导通电平可以为高电平,关断电平可以为低电平;当供电支路低电平使能时,导通电平可以为低电平,关断电平可以为高电平。本实施例对具体的供
电支路及其使能信号不作限定。
88.在一种可能的实施方式中,第一控制模块输出的第一控制信号可以接入对应的供电支路。稳定状态下,当第一控制信号为导通电平时,对应的供电支路被控制为导通状态;当第一控制信号为关断电平时,对应的供电支路被控制为关断状态。第一控制模块可以对输出电压进行检测,当输出电压产生过冲时,可以通过第一预设逻辑确定对供电支路的具体控制,并将用于响应过冲的供电支路的第一控制信号从导通电平调整为关断电平。供电支路在第一控制信号从导通电平跳变至关断电平时关断,实现对过冲的快速响应。
89.当输出电压产生下冲时,可以通过第二预设逻辑确定对供电支路的具体控制,并将用于响应下冲的供电支路的第一控制信号从关断电平调整为导通电平。供电支路在第一控制信号从关断电平跳变至导通电平时导通,实现对下冲的快速响应。
90.可选地,对应于控制多个供电支路实现对下冲的快速响应的情况,第一控制模块可以被配置为:当ldo电路的输出电压发生下冲时,将多个供电支路的控制信号依次从关断电平调整为导通电平。
91.可选地,对应于控制多个供电支路实现对过冲的快速响应的情况,第一控制模块可以被配置为:当ldo电路的输出电压发生过冲时,将多个供电支路的控制信号依次从导通电平调整为关断电平。
92.在一种可能的实施方式中,第一控制模块可以在不同的时刻分别将多个第一控制信号从导通电平调整为关断电平。进而,可以控制多个供电支路在不同的时刻关断,也即是依次关断。
93.同理,第一控制模块可以在不同的时刻分别将多个第一控制信号从关断电平调整为导通电平。进而,可以控制多个供电支路在不同的时刻导通,也即是依次导通。
94.可选地,对于每个第一控制信号从导通电平跳变至关断电平的时刻,每两个相邻时刻的时间间隔相同,和/或,对于每个第一控制信号从关断电平跳变至导通电平的时刻,每两个相邻时刻的时间间隔相同。在此基础上,可以保证输出电压的稳定性。
95.可选地,参照图4所示的第一控制模块示意图,第一控制模块可以包括输出电压检测模块和开关调控模块。
96.输出电压检测模块,可以被配置为当输出电压发生下冲时,输出下冲信号,并将下冲信号传输至开关调控模块。开关调控模块,可以被配置为当接收到下冲信号时将至少一个供电支路的第一控制信号从关断电平调整为导通电平。
97.可选地,输出电压检测模块,还可以被配置为当输出电压发生过冲时,输出过冲信号,并将过冲信号传输至开关调控模块。开关调控模块,还可以被配置为当接收到过冲信号时将至少一个供电支路的第一控制信号从导通电平调整为关断电平。
98.其中,过冲信号和下冲信号相反。例如,过冲信号可以是负脉冲信号,下冲信号可以是正脉冲信号,反之亦然。本实施例对过冲信号和下冲信号的具体形式不作限定。
99.在一种可能的实施方式中,输出电压检测模块的输入端可以与ldo电路的输出端连接,用于检测ldo电路的输出电压。输出电压检测模块的输出端可以与开关调控模块的输入端连接。开关调控模块的输出端可以与相应的供电支路连接。
100.输出电压检测模块还可以被配置为判断ldo电路的输出电压是否大于第一阈值或是否小于第二阈值。当输出电压大于第一阈值时,表明输出电压产生过冲,此时,输出电压
检测模块可以生成过冲信号并输出至开关调控模块。当开关调控模块接收到过冲信号时,可以通过第一预设逻辑确定对供电支路的具体控制,并将用于响应过冲的供电支路的第一控制信号从导通电平调整为关断电平。可选地,对应于上述控制多个供电支路实现快速响应的情况,开关调控模块可以被配置为当接收到过冲信号时将多个供电支路的第一控制信号依次从导通电平调整为关断电平。
101.当输出电压小于第二阈值时,表明输出电压产生下冲,此时,输出电压检测模块可以生成下冲信号并输出至开关调控模块。当开关调控模块接收到下冲信号时,可以通过第二预设逻辑确定对供电支路的具体控制,并将用于响应过冲的供电支路的第一控制信号从关断电平调整为导通电平。可选地,对应于上述控制多个供电支路实现快速响应的情况,开关调控模块可以被配置为当接收到下冲信号时将多个供电支路的第一控制信号依次从关断电平调整为导通电平。
102.可选地,对应于上述根据过冲幅度或下冲幅度确定用于响应的供电支路的数量的情况,输出电压检测模块还可以被配置为当输出电压大于第一阈值时,根据当前输出电压的大小确定为响应过冲而关断的供电支路的第一数量,并将第一数量的信息传输至开关调控模块;当输出电压小于第二阈值时,根据当前输出电压的大小确定为响应下冲而导通的供电支路的第二数量,并将第二数量的信息传输至开关调控模块。其中,当输出电压大于第一阈值时,当前输出电压可以是指过冲电压;当输出电压小于第二阈值时,当前输出电压可以是指下冲电压。
103.其中,过冲电压的过冲幅度越大,上述第一数量越大;反之,过冲幅度越小,上述第一数量越小。同理,下冲电压的下冲幅度越大,上述第二数量越大;反之,下冲幅度越小,上述第二数量越小。
104.在一种可能的实施方式中,可以预先设置过冲电压的大小和关断的供电支路的数量之间的对应关系,进而,当输出电压大于第一阈值时,可以根据该对应关系确定当前的过冲电压所需关断的供电支路的数量。
105.在另一种可能的实施方式中,上述根据当前输出电压的大小确定为响应过冲而关断的供电支路的第一数量具体可以是指:根据当前输出电压的大小,确定当前输出电压与预设参考电压之间的第一差值的大小;根据第一差值的大小,确定为响应过冲而关断的供电支路的第一数量。同理,可以预先设置第一差值的大小和关断的供电支路的数量之间的对应关系,进而,当输出电压大于第一阈值时,可以根据该对应关系确定当前的过冲电压所需关断的供电支路的数量。
106.确定上述第二数量的实施方式与上述同理,可以预先设置下冲电压的大小和导通的供电支路的数量之间的对应关系,进而,当输出电压小于第二阈值时,可以根据该对应关系确定当前的下冲电压所需导通的供电支路的数量。
107.或者,根据当前输出电压的大小,确定当前输出电压与预设参考电压之间的第二差值的大小;根据第二差值的大小,确定为响应下冲而导通的供电支路的第二数量。同理,可以预先设置第二差值的大小和导通的供电支路的数量之间的对应关系,进而,当输出电压小于第二阈值时,可以根据该对应关系确定当前的下冲电压所需导通的供电支路的数量。可选的,上述第一差值的大小和关断的供电支路的数量之间的对应关系,与第二差值的大小和导通的供电支路的数量之间的对应关系可以相同,在此基础上,基于电压幅度与参
考电压之间的偏差而采用同一对应关系时,可以降低电路逻辑的复杂度,提高处理效率。
108.相对应的,开关调控模块可以被配置为:当接收到过冲信号和第一数量的信息时,根据上述第一数量以及当前导通的供电支路,确定待关断的供电支路,将待关断的供电支路的第一控制信号从导通电平调整为关断电平;当接收到下冲信号和第二数量的信息时,根据上述第二数量以及当前关断的供电支路,确定待导通的供电支路,将待导通的供电支路的第一控制信号从关断电平调整为导通电平。
109.在一种可能的实施方式中,当接收到过冲信号和第一数量的信息时,开关调控模块可以通过第一预设逻辑,在当前导通的供电支路中确定待关断的供电支路,待关断的供电支路的数量可以小于等于第一数量。例如,当前可用于响应过冲的供电支路大于等于第一数量时,可以将其中任意第一数量个供电支路作为待关断的供电支路,此时,待关断的供电支路的数量等于第一数量;当前可用于响应过冲的供电支路小于第一数量时,可以在保证输出电路中导通的供电支路的数量等于设置的常通数量的基础上,关断其余导通的供电支路,此时,待关断的供电支路的数量可以小于第一数量。
110.同理,当接收到下冲信号和第二数量的信息时,开关调控模块可以通过第二预设逻辑,在当前关断的供电支路中确定待导通的供电支路,待导通的供电支路的数量可以小于等于第二数量。例如,当前可用于响应下冲的供电支路大于等于第二数量时,可以将其中任意第二数量个供电支路作为待导通的供电支路,此时,待导通的供电支路的数量等于第二数量;当前可用于响应下冲的供电支路小于第二数量时,可以将所有关断的供电支路作为待导通的供电支路,此时,待导通的供电支路的数量可以小于第二数量。
111.本实施例对在可用于响应的供电支路中确定具体供电支路所采用的策略不作限定,例如,可以采用随机确定的方式,或者还可以采用顺序确定的方式。
112.可选地,输出电路还被配置为:
113.在ldo电路的上电期间,将至少一个供电支路导通。
114.在一种可能的实施方式中,当ldo电路上电时,可以将至少一个供电支路导通,为输出电压提供基础电压,用以实现基础的低压差线性稳压功能。可选地,上电时导通的供电支路数量,可以大于或等于常通的供电支路数量。
115.可选地,参照图5所示的ldo电路示意图,当采用多个供电支路在上电期间导通时,输出电路可以被配置为:
116.在ldo电路的上电期间,将多个供电支路依次导通。
117.在一种可能的实施方式中,采用多个供电支路的情况下,在ldo电路上电期间,可以控制上述多个供电支路依次导通,以减小上电时的电压过冲。由于输出电压的幅度与驱动的功率有关,当供电支路依次导通时,每次导通的瞬时功率较小,输出电压的过冲幅度也较小,相比于同时导通多个供电支路的技术方案,输出电压的过冲幅度大大减小,进而可以避免系统的电源电压因ldo电路的输出电压的过冲幅度太大而被拉低,提高了系统的稳定性。
118.可选地,参照图6所示的ldo电路示意图,ldo电路还可以包括第二控制模块,第二控制模块可以用于在ldo电路的上电期间生成供电支路的第二控制信号,第二控制信号包括用于关断供电支路的关断电平和用于导通供电支路的导通电平。其中,关断电平和导通电平与上述第一控制信号同理。
119.第二控制模块可以被配置为:
120.在ldo电路的上电期间,将至少一个供电支路的第二控制信号从关断电平调整为导通电平。
121.在一种可能的实施方式中,第二控制模块输出的第二控制信号可以接入对应的供电支路。ldo电路上电之前,每个供电支路的第二控制信号可以为关断电平。
122.可以通过使能信号控制ldo电路是否上电。当使能信号使能时,第二控制模块可以将在上电期间导通的供电支路的第二控制信号从关断电平调整为导通电平。进而,供电支路可以在第二控制信号从关断电平跳变至导通电平时导通,为输出电压提供基础电压。
123.可选地,对应于上电时控制多个供电支路导通的情况,第二控制模块可以被配置为在ldo电路的上电期间,将多个供电支路的第二控制信号依次从关断电平调整为导通电平。
124.在一种可能的实施方式中,第二控制模块可以在不同的时刻分别将多个供电支路的第二控制信号从关断电平调整为导通电平。进而,可以控制多个供电支路在不同的时刻导通,也即是依次导通。
125.可选地,对于每个第二控制信号从关断电平跳变至导通电平的时刻,每两个相邻时刻的时间间隔相同。在此基础上,可以平稳调节上电期间ldo电路输出电压的过冲幅度,进一步提高系统的稳定性。
126.上述第一控制模块和第二控制模块可以相同,也可以不同。当第一控制模块和第二控制模块相同时,一个供电支路的第一控制信号和第二控制信号也可以是同一控制信号。当第一控制模块和第二控制模块不同时,在ldo电路的上电期间,可以选择第二控制模块输出的第二控制信号对各个供电支路进行控制;此后,可以选择第一控制模块输出的第一控制信号对各个供电支路进行控制。
127.本技术实施例可以获得如下有益效果:
128.(1)ldo电路可以包括输出电路,输出电路包括多个供电支路,可以在输出电压产生下冲时,通过导通供电支路实现对下冲的快速响应。还可以在输出电压产生过冲时,通过关断供电支路实现对过冲的快速响应。
129.(2)在响应过冲时,控制多个供电支路依次关断,和/或,在响应下冲时,控制多个供电支路依次导通,可以降低ldo电路的瞬态功耗。
130.(3)在ldo电路上电期间,可以控制多个供电支路依次导通,大大减小输出电压的过冲幅度,进而可以避免系统的电源电压因ldo电路的输出电压的过冲幅度太大而被拉低,提高了系统的稳定性。
131.本技术实施例还提供了一种ldo电路,该ldo电路可以集成在芯片中,或者设置在电子设备中。参照图7所示的ldo电路示意图,与上述实施例提供的ldo电路的不同点在于,上述实施例的供电支路可以灵活运用于响应过冲或下冲,本实施例将供电支路划分为用于响应过冲的第一供电支路,和/或用于响应下冲的第二供电支路,和/或常通的第三供电支路。
132.可选地,输出电路可以被配置为:
133.当ldo电路的输出电压发生过冲时,将至少一个导通的第一供电支路关断;和/或
134.当ldo电路的输出电压发生下冲时,将至少一个关断的第二供电支路导通。
135.在一种可能的实施方式中,可以预先将输出电路中的各个供电支路配置为上述第一供电支路、第二供电支路或第三供电支路。其中第一供电支路为用于响应过冲的供电支路,第二供电支路为用于响应下冲的供电支路,第三供电支路为常通的供电支路。在ldo电路上电时,可以控制第三供电支路的初始状态为导通状态。当输出电路中存在第一供电支路时,可以控制第一供电支路的初始状态为导通状态;当输出电路中存在第二供电支路时,可以控制第二供电支路的初始状态为关断状态。
136.当ldo电路的负载电流发生突变,从重载切换到轻载时,ldo电路的输出电压将随之发生突变,产生过冲。此时,可以将导通状态下的第一供电支路关断,瞬时减少对输出电压提供的电压,从而将过冲的输出电压拉低,促进ldo电路的输出电压快速恢复到稳定值。
137.当ldo电路的负载电流发生突变,从轻载切换到重载时,ldo电路的输出电压将随之发生突变,产生下冲。此时,可以将关断状态下的第二供电支路导通,瞬时增加对输出电压提供的电压,从而将下冲的输出电压拉高,促进ldo电路的输出电压恢复到稳定值。
138.可选地,当输出电路包括多个第一供电支路时,输出电路可以被配置为当ldo电路的输出电压发生过冲时,将多个导通的第一供电支路依次关断;和/或
139.当输出电路包括多个第二供电支路时,输出电路可以被配置为当ldo电路的输出电压发生下冲时,将多个关断的第二供电支路依次导通。
140.可选地,对应于上述ldo电路包括第一控制模块的技术方案,第一控制模块可以用于生成第一供电支路和/或第二供电支路的第一控制信号,第一控制模块可以被配置为:
141.当ldo电路的输出电压发生过冲时,将至少一个第一供电支路的第一控制信号从导通电平调整为关断电平;和/或
142.当ldo电路的输出电压发生下冲时,将至少一个第二供电支路的第一控制信号从关断电平调整为导通电平。
143.可选地,当存在多个第一供电支路和/或多个第二供电支路时,第一控制模块可以被配置为:
144.当ldo电路的输出电压发生过冲时,将多个第一供电支路的第一控制信号依次从导通电平调整为关断电平;和/或
145.当ldo电路的输出电压发生下冲时,将多个第二供电支路的第一控制信号依次从关断电平调整为导通电平。
146.可选地,对应于上述第一控制模块包括输出电压检测模块和开关调控模块的技术方案:
147.输出电压检测模块,可以被配置为当输出电压发生过冲时,输出过冲信号,并将过冲信号传输至开关调控模块;当输出电压发生下冲时,输出下冲信号,并将下冲信号传输至开关调控模块;
148.开关调控模块,可以被配置为当接收到过冲信号时将至少一个第一供电支路的第一控制信号从导通电平调整为关断电平,当接收到下冲信号时将至少一个第二供电支路的第一控制信号从关断电平调整为导通电平。
149.可选地,当输出电路中存在第三供电支路时,输出电路还被配置为:
150.在ldo电路的上电期间,将第一供电支路和第三供电支路导通。
151.优选地,输出电路可以被配置为:
152.在ldo电路的上电期间,将每个第一供电支路和每个第三供电支路分别导通。
153.在此种优选方案中,在保证ldo电路上电后第一供电支路和第三供电支路导通的同时,在上电期间依次导通供电支路,避免系统的电源电压因ldo电路的输出电压的过冲幅度太大而被拉低,提高了系统的稳定性。
154.当输出电路中存在第三供电支路时,在ldo电路上电后,第三供电支路可以保持导通,不因为输出电压的过冲或下冲而关断。
155.可选地,对应于上述ldo电路包括第二控制模块的技术方案,第二控制模块可以用于在ldo电路的上电期间生成第一供电支路和第三供电支路的第二控制信号。第二控制模块可以被配置为:
156.在ldo电路的上电期间,将第一供电支路和第三供电支路的第二控制信号从关断电平调整为导通电平。
157.可选地,第二控制模块可以被配置为:
158.在ldo电路的上电期间,将多个第二控制信号依次从关断电平调整为导通电平。
159.此种可选方案的实施方式可参照上述实施例对第二控制模块的介绍。
160.在另一种可选方案中,第二控制模块可以用于生成第三供电支路的第二控制信号,第一控制模块和第二控制模块可以被配置为:
161.在ldo电路的上电期间,将第一供电支路的第一控制信号和第三供电支路的第二控制信号作为目标控制信号,将多个目标控制信号依次从关断电平调整为导通电平。
162.在一种可能的实施方式中,第一控制模块输出的第一控制信号可以接入对应的第一供电支路,第二控制模块输出的第二控制信号可以接入对应的第三供电支路。在ldo电路的上电期间,第一控制模块和第二控制模块输出的控制信号可以互相配合,使得每个第一供电支路和每个第三供电支路的控制信号分别从关断电平调整为导通电平,也即是使得每个第一供电支路和每个第三供电支路分别导通。
163.上述第一供电支路在响应过冲时被关断,直至ldo电路再次上电后,第一供电支路可以被复位为初始状态,即导通状态。同理,上述第二供电支路在响应下冲时被导通,直至ldo电路再次上电后,第二供电支路可以被复位为初始状态,即关断状态。
164.本实施例与上述实施例的同理之处可参照上述实施例的介绍,本实施例不再赘述。
165.本技术实施例可以获得如下有益效果:
166.(1)ldo电路的输出电路中可以具体设置用于响应过冲的第一供电支路和/或用于响应下冲的第二供电支路,并在输出电压产生过冲时,通过关断第一供电支路实现对过冲的快速响应,在输出电压产生下冲时,通过导通第二供电支路实现对下冲的快速响应。此外,输出电路还可以设置常通的第三供电支路,保证ldo电路的基本运行。
167.(2)在响应过冲时,控制多个第一供电支路依次关断,和/或,在响应下冲时,控制多个第二供电支路依次导通,可以降低ldo电路的瞬态功耗。
168.(3)在ldo电路上电期间,可以控制多个供电支路依次导通,大大减小输出电压的过冲幅度,进而可以避免系统的电源电压因ldo电路的输出电压的过冲幅度太大而被拉低,提高了系统的稳定性。
169.下面将结合一个具体电路结构,对本技术提供的ldo电路进行介绍,但不限于本实
施例提供的具体电路结构。本实施例提供的ldo电路可以实现1bit(比特)或多比特的瞬态响应调节,也即是控制一个或多个供电支路实现瞬态响应。
170.参照图8所示的ldo电路示意图,该ldo电路可以包括误差放大器amp、输出电路、负载电阻电容、反馈电阻串、上电分级启动控制电路、输出电压检测电路和瞬态响应开关调控电路,其中输出电路包括多个支路,每个支路由mos管和与mos管串联的开关组成。上述多个支路可以划分为上电启动支路组、过冲调节支路组、下冲调节支路组。
171.其中,上电启动支路组对应于上述第三供电支路,包括3个并联的mos管mp1、mp2、mp3,每个mos管与一个开关相适配,构成3个第三供电支路,分别基于s1p、s2p、s3p信号(对应于上述第三供电支路的第二控制信号)进行控制。
172.过冲调节支路组对应于上述第一供电支路,包括2个并联的mos管mp4、mp5,每个mos管与一个开关相适配,构成2个第一供电支路,分别基于s4p、s5p信号(对应于上述第一供电支路的第一控制信号)进行控制。
173.下冲调节支路组对应于上述第二供电支路,包括2个并联的mos管mp6、mp7,每个mos管与一个开关相适配,构成2个第二供电支路,分别基于s6p、s7p信号(对应于上述第二供电支路的第一控制信号)进行控制。
174.mos管mp1、mp2、mp3、mp4、mp5、mp6、mp7的第一端均用于接入电源电压vdd,第二端均与ldo电路的输出端连接,第三端(即控制端)均与误差放大器amp的输出端连接。
175.负载电阻电容包括负载电阻esr和负载电容cload。负载电阻esr的一端与ldo电路的输出端连接,另一端与负载电容cload连接。负载电容cload的一端与负载电阻esr连接,另一端接地。
176.反馈电阻串包括串联的电阻r1、r2,分别对应于上述第一反馈电阻单元和第二反馈电阻单元。电阻r1的一端与ldo电路的输出端连接,另一端与电阻r2连接。电阻r2的一端与电阻r1连接,另一端接地。
177.误差放大器amp对应于上述放大电路,其反相输入端用于接入参考电压vref,正相输入端用于接入反馈电压vfb,输出端分别与mos管mp1、mp2、mp3、mp4、mp5、mp6、mp7的控制端连接。其中,反馈电压vfb为电阻r1、r2之间的电压。误差放大器amp基于使能信号enn进行驱动,当使能信号enn使能时,误差放大器amp正常工作。
178.上电分级启动控制电路用于接收使能信号enn和带隙参考电路信号bgr_ok,输出s1p、s2p、s3p信号。
179.输出电压检测电路对应于上述输出电压检测模块,基于s1p、s2p、s3p信号进行控制,其输入端与ldo电路的输出端连接,输出端与瞬态响应开关调控电路连接。
180.瞬态响应开关调控电路对应于上述开关调控模块,输入端与输出电压检测电路连接,输出s4p、s5p、s6p、s7p信号。
181.下面将参照图9所示的时序关系图,对该ldo电路实现多级启动的工作原理进行介绍。
182.当使能信号enn从高电平跳变至低电平时,使能信号enn使能,ldo电路开始上电。此时,bgr_ok信号可以相应的从低电平跳变至高电平。上电分级启动控制电路在使能信号enn的控制下使得bgr_ok信号(从低到高的跳变信号)依次延时t1,得到s1p、s2p和s3p信号:s1p信号从低电平跳变为高电平的时刻与bgr_ok信号相同(也可以存在一定的时间间隔),
s2p信号从低电平跳变为高电平的时刻比s1p信号延迟时间t1,s3p信号从低电平跳变为高电平的时刻比s2p信号延迟时间t1。
183.图9中,输出电压ldo_vout示意图中的实线表示为依次导通mp1、mp2、mp3时输出电压ldo_vout的电压变化,虚线表示为同时导通mp1、mp2、mp3时输出电压ldo_vout的电压变化。可以看出,在s1p、s2p、s3p信号的控制下,mp1、mp2、mp3分别接入电路,使得在上电期间ldo电路的输出电压ldo_vout的过冲幅度相比同时打开mp1、mp2和mp3大大减小,进而可以避免电源电压因ldo的输出电压ldo_vout的过冲太大而被拉低,提高了系统的稳定性。
184.下面将参照图10所示的时序关系图,对该ldo电路实现1bit的瞬态响应调节的工作原理进行介绍。
185.在输出电压ldo_vout稳定后,当负载电流i_load发生突变时,从重载imax切换到轻载imin,ldo的输出电压会随之发生突变,产生过冲。此时,输出电压检测电路在s1p、s2p和s3p信号的控制下输出一个负脉冲信号(对应于上述过冲信号)。该负脉冲信号作用于瞬态响应开关调控电路,使得瞬态响应开关调控电路产生一个负脉冲信号s4p或s5p(也即是1bit的控制信号),控制过冲调节支路组中的mos管mp4或mp5关断,以此通过增加误差放大器的带宽来加快环路响应,进而使得ldo的输出电压快速恢复到稳定值。
186.当负载电流i_load发生突变时,从轻载imin切换到重载imax,ldo的输出电压会随之发生突变,产生下冲。此时,输出电压检测电路在s1p、s2p和s3p信号的控制下输出一个正脉冲信号(对应于上述下冲信号)。该正脉冲信号作用于瞬态响应开关调控电路,使得瞬态响应开关调控电路产生一个正脉冲信号s6p或s7p(也即是1bit的控制信号),控制下冲调节支路组中的mos管mp6或mp7导通,从而增加供电支路,进而使得ldo的输出电压快速恢复到稳定值。
187.图10中,输出电压ldo_vout示意图中的实线表示为采用本技术进行瞬态响应调节时输出电压ldo_vout的电压变化,虚线表示为未进行瞬态响应调节时输出电压ldo_vout的电压变化。可以看出,采用本技术时输出电压ldo_vout恢复到稳定值的时间缩短,ldo电路的瞬态响应性能提高。
188.下面将参照图11所示的时序关系图,对该ldo电路实现多比特的瞬态响应调节的工作原理进行介绍。
189.在输出电压ldo_vout稳定后,当负载电流i_load发生突变时,从重载imax切换到轻载imin,ldo的输出电压会随之发生突变,产生过冲。此时,输出电压检测电路在s1p、s2p和s3p信号的控制下输出一个负脉冲信号(对应于上述过冲信号)。该负脉冲信号作用于瞬态响应开关调控电路,使得瞬态响应开关调控电路根据不同的阈值电压产生两个负脉冲信号s4p和s5p(也即是2bit的控制信号),控制过冲调节支路组中的mos管mp4和mp5逐级关断,以此通过增加误差放大器的带宽来加快环路响应,进而使得ldo的输出电压快速恢复到稳定值。
190.当负载电流i_load发生突变时,从轻载imin切换到重载imax,ldo的输出电压会随之发生突变,产生下冲。此时,输出电压检测电路在s1p、s2p和s3p信号的控制下一个正脉冲信号(对应于上述下冲信号)。该正脉冲信号作用于瞬态响应开关调控电路,使得瞬态响应开关调控电路根据不同的阈值电压产生两个正脉冲信号s6p和s7p(也即是2bit的控制信号),控制下冲调节支路组中的mos管mp6和mp7逐级导通,从而增加供电支路,进而使得ldo
的输出电压快速恢复到稳定值。
191.图11中,输出电压ldo_vout示意图中的实线表示为采用逐级导通和逐级关断进行瞬态响应调节时输出电压ldo_vout的电压变化,虚线表示为未采用逐级导通和逐级关断进行瞬态响应调节时输出电压ldo_vout的电压变化。可以看出,采用逐级导通和逐级关断时,可以对输出电压ldo_vout过冲或下冲的幅度进行多位精细化的调节,能够根据负载的实时变化去调节接入的mos管数量,从而使ldo具有对ldo的输出电压快速响应的作用的同时,又能降低瞬态功耗。
192.本实施例中以一组包括2个mos管为例,相对应的控制信号可以是2bit。当一组包括2个以上的mos管时,相对应的控制信号不限于2bit,可以是任意多比特。
193.本技术实施例可以获得如下有益效果:
194.(1)ldo电路可以包括用于响应过冲的第一供电支路和用于响应下冲的第二供电支路,并在输出电压产生过冲时,通过关断第一供电支路实现对过冲的快速响应,在输出电压产生下冲时,通过导通第二供电支路实现对下冲的快速响应。
195.(2)在响应过冲时,控制多个第一供电支路依次关断,和/或,在响应下冲时,控制多个第二供电支路依次导通,可以降低ldo电路的瞬态功耗。
196.(3)在ldo电路上电期间,可以控制多个第三供电支路依次导通,大大减小输出电压的过冲幅度,进而可以避免系统的电源电压因ldo电路的输出电压的过冲幅度太大而被拉低,提高了系统的稳定性。
197.本技术实施例还提供了一种ldo电路的控制方法,可以用于控制上述ldo电路。参照图12所示的ldo电路的控制方法流程图,该方法可以如下:
198.步骤1201,基于输出电路,输出ldo电路的输出电压;
199.步骤1202,当所述ldo电路的输出电压发生下冲时,将至少一个关断的供电支路导通。
200.可选地,当存在多个关断的供电支路时,所述当所述ldo电路的输出电压发生下冲时,将至少一个关断的供电支路导通,包括:当所述ldo电路的输出电压发生下冲时,将多个关断的供电支路依次导通。
201.可选地,所述方法还包括:当所述ldo电路的输出电压发生过冲时,将至少一个导通的供电支路关断。
202.可选地,存在多个导通的供电支路时,所述当所述ldo电路的输出电压发生过冲时,将至少一个导通的供电支路关断,包括:当所述ldo电路的输出电压发生过冲时,将多个导通的供电支路依次关断。
203.可选地,所述ldo电路还包括第一控制模块,所述第一控制模块用于生成供电支路的第一控制信号,所述第一控制信号包括用于关断供电支路的关断电平和用于导通供电支路的导通电平;
204.所述方法还包括:当所述ldo电路的输出电压发生下冲时,将至少一个供电支路的第一控制信号从关断电平调整为导通电平。
205.可选地,当存在多个关断的供电支路时,所述当所述ldo电路的输出电压发生下冲时,将至少一个供电支路的第一控制信号从关断电平调整为导通电平,包括:当所述ldo电路的输出电压发生下冲时,将多个供电支路的第一控制信号依次从关断电平调整为导通电
平。
206.可选地,所述方法还包括:当所述ldo电路的输出电压发生过冲时,将至少一个供电支路的第一控制信号从导通电平调整为关断电平。
207.可选地,当存在多个导通的供电支路时,所述当所述ldo电路的输出电压发生过冲时,将至少一个供电支路的第一控制信号从导通电平调整为关断电平,包括:当所述ldo电路的输出电压发生过冲时,将多个供电支路的第一控制信号依次从导通电平调整为关断电平。
208.可选地,所述第一控制模块包括输出电压检测模块和开关调控模块,所述方法还包括:
209.当所述输出电压发生下冲时,控制所述输出电压检测模块输出下冲信号,并将所述下冲信号传输至所述开关调控模块;
210.当接收到所述下冲信号时,控制所述开关调控模块将至少一个供电支路的第一控制信号从关断电平调整为导通电平。
211.可选地,所述方法还包括:
212.当所述输出电压发生过冲时,控制所述输出电压检测模块输出过冲信号,并将所述过冲信号传输至所述开关调控模块;
213.当接收到所述过冲信号时,控制所述开关调控模块将至少一个供电支路的第一控制信号从导通电平调整为关断电平。
214.可选地,所述方法还包括:
215.在所述ldo电路的上电期间,将至少一个供电支路导通。
216.可选地,所述在所述ldo电路的上电期间,将至少一个供电支路导通,包括:
217.在所述ldo电路的上电期间,将多个供电支路依次导通。
218.可选地,所述ldo电路还包括第二控制模块,所述第二控制模块用于在所述ldo电路的上电期间生成供电支路的第二控制信号,所述第二控制信号包括用于关断供电支路的关断电平和用于导通供电支路的导通电平;
219.所述方法还包括:
220.在所述ldo电路的上电期间,将至少一个供电支路的第二控制信号从关断电平调整为导通电平。
221.可选地,所述在所述ldo电路的上电期间,将至少一个供电支路的第二控制信号从关断电平调整为导通电平,包括:
222.在所述ldo电路的上电期间,将多个供电支路的第二控制信号依次从关断电平调整为导通电平。
223.可选地,所述ldo电路还包括放大电路、第一反馈电阻单元和第二反馈电阻单元,其中,
224.所述放大电路的第一输入端用于接收参考电压,第二输入端用于接收第一反馈电阻单元和第二反馈电阻单元之间的反馈电压,输出端与所述输出电路的第一输入端连接;
225.所述输出电路的第二输入端用于接收电源电压,输出端与所述ldo电路的输出端连接;
226.所述第一反馈电阻单元的第一端与所述ldo电路的输出端连接,第二端与所述第
二反馈电阻单元的第一端连接;
227.所述第二反馈电阻单元的第二端与用于接地。
228.本技术实施例中,ldo电路可以包括输出电路,输出电路包括多个供电支路。在输出电压产生下冲时,通过导通供电支路实现对下冲的快速响应。
229.本技术示例性实施例还提供一种芯片,包括本技术实施例提供的ldo电路。本技术实施例中,ldo电路可以包括输出电路,输出电路包括多个供电支路。在输出电压产生下冲时,通过导通供电支路实现对下冲的快速响应,提高芯片性能和稳定性。
230.本技术示例性实施例还提供一种电子设备,包括本技术实施例提供的ldo电路。本技术实施例中,ldo电路可以包括输出电路,输出电路包括多个供电支路。在输出电压产生下冲时,通过导通供电支路实现对下冲的快速响应,提高电子设备的性能和稳定性。
231.以上对本技术所提供一种ldo电路、控制方法、芯片及电子设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本技术的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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