CN104765401B - 一种利用负载变化信号调节功率器件的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用负载变化信号调节功率器件的装置，包括负载和放大器，还包括电流源，所述电流源包括脉冲发生器、压控开关和电流产生单元，脉冲发生器用于根据负载变化信号产生脉冲信号，脉冲信号用于控制压控开关的控制端，电流产生单元的一端接地，另一端接压控开关的输入端，压控开关的输出端连接与负载和放大器之间，电流产生单元根据负载变化信号产生对应的电流Ib_a。为了解决现有的线性稳压器只能依靠放大器独自调节输出功率的技术问题，本发明使用负载切换时的控制信号Vsw(x)产生的脉冲信号，可以使线性稳压器电路的放大器瞬态响应速度随负载切换而变化，可以满足系统在负载切换时对的瞬态响应速度变化的需求。
Description
技术领域
本发明涉及芯片领域，尤其是一种利用负载变化信号调节功率器件以增强线性稳压器瞬态反应速度的装置。
背景技术
参见图1，现有的线性稳压器通过放大器控制输出功率器件，输出稳定电压，在不同负载情况下，通过调节输出功率器件，可以确保输出恒定的电压值Vout，并能保证一定的电流输出能力，R0和R1分别为不同的负载情况，对应的输出电流为I0和I1，Vsw是不同负载切换的控制信号。
在现有的线性稳压器输出能力范围内，即放大器及环路工作在正常范围内时，线性稳压器的瞬态响应速度与偏置电流Ib保持正比关系，当偏置电流Ib不变时，线性稳压器的瞬态响应不变，在不同负载之间切换时，线性稳压器系统需要一定的反应时间调节输出功率器件，因此会产生电压跌落或者过冲。
然而，现有的线性稳压器只能依靠放大器独自调节输出功率器件，在不同负载之间切换时，现有的线性稳压器不能随着负载的切换来适应系统对的瞬态响应速度变化的需求。
发明内容
为了解决现有的线性稳压器只能依靠放大器独自调节输出功率的技术问题，本发明提供一种利用负载变化信号调节功率器件以增强线性稳压器瞬态反应速度的装置。
本发明的技术解决方案：
一种利用负载变化信号调节功率器件的线性稳压器，包括负载和放大器，其特殊之处在于：还包括电流源，所述电流源包括脉冲发生器、压控开关和电流产生单元，所述脉冲发生器用于根据负载变化信号产生脉冲信号，脉冲信号用于控制压控开关的控制端，所述电流产生单元的一端接地，另一端接压控开关的输入端，所述压控开关的输出端连接在负载和放大器之间，
所述电流产生单元根据负载变化信号产生对应的电流Ib_a。
一种利用负载变化信号调节功率器件的线性稳压器，包括至少两个负载和放大器，其特殊之处在于：还包括电流源，所述电流源包括控制器、脉冲发生器、压控开关和电流产生单元，所述控制器用于对至少两个负载变化信号进行叠加处理输出总的负载变化信号给脉冲发生器；所述脉冲发生器用于根据总的负载变化信号产生脉冲信号，脉冲信号用于控制压控开关的控制端，所述电流产生单元的一端接地，另一端接压控开关的输入端，所述压控开关的输出端连接在负载和放大器之间，所述电流产生单元根据负载变化信号产生对应的电流Ib_a。
上述电流产生单元包括电阻Ra。
一种利用负载变化信号调节功率器件的线性稳压器，包括负载和放大器，其特殊之处在于：还包括电流源，所述电流源包括脉冲发生器和MOS管Ma，所述脉冲发生器用于负载变化信号产生脉冲信号，脉冲信号用于控制MOS管Ma的栅端，所述MOS管Ma的源端接地，所述MOS管Ma的漏端连接在负载和放大器之间。
一种利用负载变化信号调节功率器件的线性稳压器，包括至少两个负载和放大器，其特殊之处在于：还包括电流源，所述电流源包括控制器、脉冲发生器和MOS管Ma，所述控制器用于对至少两个负载变化信号进行叠加处理输出总的负载变化信号给脉冲发生器；所述脉冲发生器用于根据总的负载变化信号产生脉冲信号，脉冲信号用于控制MOS管Ma的栅端，所述MOS管Ma的源端接地，所述MOS管Ma的漏端连接在负载和放大器之间。
本发明所具有的优点：
本发明提供的一种利用负载变化信号调节功率器件的电流源，使用负载切换时的控制信号Vsw(x)产生的脉冲信号，可以使线性稳压器电路的放大器瞬态响应速度随负载切换而变化，可以满足系统在负载切换时对的瞬态响应速度变化的需求，同时在系统没有负载切换时不增加静态电流的消耗。
附图说明
图1是现有的线性稳压器结构示意图；
图2是本发明的结构原理图；
图3是本发明的脉冲发生器输入与输出之间的关系示意图；
图4是本发明实施例一的结构原理图；
图5是本发明实施例二的结构原理图；
图6是本发明实施例三的结构原理图。
具体实施方式
参见图2与图3，线性稳压器的瞬态响应速度随负载的变化方式取决于电流源随负载切换变化的方式，本发明采用的电流源使用随负载切换的电流Ib_a，因此该偏置电流源可以根据负载切换的条件进行配置，负载切换幅度较大时可配置更大的脉冲宽度Tp，或者更大的偏置电流Ib_a。例如：如果负载R0和R1相差较大数量级，即输出的负载电流I0与I1相差较大时，可提高Ib_a，或使得脉冲宽度Tp时间更长，或使得Vsw脉冲幅度越大，更大程度的提升瞬态响应速度，保证输出Vout更加稳定，以满足系统的需求。同时在不需要快速瞬态响应速度的高温环境下使偏置电流Ib不变或者降低，使得瞬态响应速度在不同电压下更稳定，或达到节省能耗的作用。Ib_a可为正向或负向电流，电流方向根据负载由重载变为轻载或者由轻载变为重载决定。
参见图4，本发明的实施例一是采用单个负载切换信号Vsw产生相应脉冲信号控制压控开关，利用电阻Ra来得到电流Ib_a，Ib_a等于电阻Ra两端电压除以电阻阻值，通过压控开关来实现本发明中的电流源。其中电流源包括脉冲发生器、压控开关、电阻，所述电流源依次通过压控开关、接入放大器输出功率器件。压控开关、电阻和脉冲发生器是现有单元。
参见图5，本发明的实施例二是采用单个负载切换信号Vsw产生相应脉冲信号控制MOS管Ma，利用MOS管Ma来得到电流Ib_a，Ib_a等于流经MOS管Ma的电流，通过MOS管来实现本发明中的电流源。其中电流源包括脉冲发生器、MOS管，所述电流源依次通过MOS管、接入放大器输出功率器件。MOS管可以为N型或者P型，脉冲发生器是现有单元。
参见图6，本发明的实施例三是多个负载切换信号Vsw(x)经过控制器和脉冲发生器产生脉冲信号控制压控开关，负载切换信号通过控制器来控制脉冲信号的脉冲宽度Tp，利用来得到电流Ib_a，Ib_a等于电阻Ra两端电压除以电阻阻值，通过压控开关来实现本发明中的电流源。
以上实施例中的MOS管均采用是NMOS管或者PMOS管。
Claims (5)
1.一种利用负载变化信号调节功率器件的装置，包括负载和放大器，其特征在于：还包括电流源，所述电流源能根据负载切换幅度配置相应的脉冲宽度Tp；所述电流源包括脉冲发生器、压控开关和电流产生单元，所述脉冲发生器用于根据负载变化信号产生脉冲信号，脉冲信号用于控制压控开关的控制端，所述电流产生单元的一端接地，另一端接压控开关的输入端，所述压控开关的输出端连接在负载和放大器之间，
所述电流产生单元根据负载变化信号产生对应的电流Ib_a。
2.一种利用负载变化信号调节功率器件的装置，包括至少两个负载和放大器，其特征在于：还包括电流源，所述电流源包括控制器、脉冲发生器、压控开关和电流产生单元，所述控制器用于对至少两个负载变化信号进行叠加处理输出总的负载变化信号给脉冲发生器；所述脉冲发生器用于根据总的负载变化信号产生脉冲信号，脉冲信号用于控制压控开关的控制端，所述电流产生单元的一端接地，另一端接压控开关的输入端，所述压控开关的输出端连接在负载和放大器之间，所述电流产生单元根据负载变化信号产生对应的电流Ib_a。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用负载变化信号调节功率器件的装置，其特征在于：所述电流产生单元包括电阻Ra。
4.一种利用负载变化信号调节功率器件的装置，包括负载和放大器，其特征在于：还包括电流源，所述电流源能根据负载切换幅度配置相应的脉冲宽度Tp；所述电流源包括脉冲发生器和MOS管Ma，所述脉冲发生器用于负载变化信号产生脉冲信号，脉冲信号用于控制MOS管Ma的栅端，所述MOS管Ma的源端接地，所述MOS管Ma的漏端连接在负载和放大器之间。
5.一种利用负载变化信号调节功率器件的装置，包括至少两个负载和放大器，其特征在于：还包括电流源，所述电流源包括控制器、脉冲发生器和MOS管Ma，所述控制器用于对至少两个负载变化信号进行叠加处理输出总的负载变化信号给脉冲发生器；所述脉冲发生器用于根据总的负载变化信号产生脉冲信号，脉冲信号用于控制MOS管Ma的栅端，所述MOS管Ma的源端接地，所述MOS管Ma的漏端连接在负载和放大器之间。
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