[实用新型]一种用于MCU的宽电压输入无电容LDO电路

说明书

本实用新型涉及集成电路的技术领域，公开了一种用于MCU的宽电压输入无电容LDO电路，包括第一负反馈环路，所述第一负反馈环路的前馈部通过电源切换模块与MCU供电电压相连，通过NMOS场效应管M1与LDO电路的输出端相连，其反馈部包括第一分压电阻模块，所述电源切换模块用于根据MCU供电电压的大小，控制电荷泵的开启和关闭，从而切换不同的电源为第一负反馈环路的前馈部提供电压，进而保证MCU供电电压在工作电压范围内变化时，NMOS场效应管M1始终导通，LDO电路的输出始终存在。本实用新型的电路结构紧凑，控制方便，便于普及和推广。

技术领域

本实用新型涉及集成电路的技术领域，特别是一种用于MCU的宽电压输入无电容LDO电路。

背景技术

微处理器MCU是一个复杂的系统，包括ROM，SRAM，SFR，指令运算单元以及各种外设。为了系统稳定可靠地工作，供电电压VDD必须在一定电压范围内，当电压太高时，会损坏电路，而电压太低时，晶体管工作不正常，尤其是ROM，会发生读出错误的现象。

随着MCU封装越来越小，对于管脚数量的精简越来越重要，并且MCU内部的逻辑电路需要一个较低的电压，这就需要内置低压差线性稳压器LDO来实现，为了不占用管脚资源，这个LDO会设计成capless形式。然而，作为带有很多模拟功能的单片机来说，模拟电路和IO电路的工作电压由于需要对接其它电路，工作电压范围有着宽范围的需求，并且在一些低功耗应用中，模拟电路和IO电路的供电可能会比较低，这样，LDO的输入电压就有可能变得很低，有时甚至与内部逻辑电路需求的最低电压很接近。由于传统的LDO结构无法做到很低的压差输出Dropout，或者零压差输出Dropout，这就要求LDO必须重新考虑设计方法。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于MCU的宽电压输入无电容LDO电路，解决了现有 LDO无法做到很低的压差输出Dropout等问题。

本实用新型可以通过以下技术方案实现：

一种用于MCU的宽电压输入无电容LDO电路，包括第一负反馈环路，所述第一负反馈环路的前馈部通过电源切换模块与MCU供电电压相连，通过NMOS场效应管M1与LDO电路的输出端相连，其反馈部包括第一分压电阻模块，所述电源切换模块用于根据MCU供电电压的大小，控制电荷泵的开启和关闭，从而切换不同的电源为第一负反馈环路的前馈部提供电压，进而保证MCU供电电压在工作电压范围内变化时，NMOS场效应管M1始终导通，LDO电路的输出始终存在。

进一步，所述第一负反馈环路的前馈部包括依次相连的误差放大器第一级、误差放大器第二级和NMOS场效应管M0，所述误差放大器第一级的正向端与基准电压模块相连，反向端与第一分压电阻模块相连，所述NMOS场效应管M0和NMOS 场效应管M1的栅极均与误差放大器第二级的输出端相连，还与栅极滤波电容C0 相连，所述NMOS场效应管M0的源极与第一分压电阻模块相连，漏极和NMOS场效应管M1的漏极均与MCU供电电压相连，所述NMOS场效应管M1的源极与LDO 电路的输出端相连，所述误差放大器第二级还与电源切换模块相连，

所述电源切换模块包括电荷泵所在的第二负反馈环路，MCU供电电压高于预设值，控制电荷泵关闭，由MCU供电电压供误差放大器第二级正常工作，保证 NMOS场效应管M0、M1始终导通；所述MCU供电电压低于预设值，控制电荷泵反复开启和关闭，由第二负反馈环路的输出电压供误差放大器第二级正常工作，保证NMOS场效应管M0、M1始终导通。

进一步，所述电荷泵的使能端与比较器的输出端相连，所述比较器的正向端与第二分压电阻模块相连，反向端与基准电压模块相连，所述第二分压电阻模块还与电荷泵的输出端相连，所述电荷泵的输出端与误差放大器第二级相连、储能电容C1相连、通过PMOS场效应管M2与MCU供电电压相连，所述电荷泵的电源端与MCU供电电压相连。