[发明专利]一种低压差NMOS型稳压器及迟滞控制方法

说明书

本发明提供了一种低压差NMOS型稳压器和该稳压器的迟滞控制方法，其中，低压差NMOS型稳压器包括NMOS功率管，ADC模块，迟滞控制单元，充电电路，和放电电路；ADC模块分别与NMOS功率管的源极和迟滞控制单元连接，充电电路和放电电路都分别与迟滞控制单元和NMOS功率管的栅极连接；ADC模块用于对NMOS型稳压器的输出电压进行测量，并将电压测量结果输出至迟滞控制单元；迟滞控制单元用于根据电压测量结果，发送充电电路控制信号到充电电路，发送放电电路控制信号到放电电路；充电电路和放电电路分别用于给NMOS功率管的栅极充电和放电；所发明的低压差NMOS型稳压器，实现了电源电压与输出电压间低压差的同时，继承了传统NMOS型线性稳压器优良的负载跳变响应、电源抑制特性。

技术领域

本发明涉及电源管理技术领域，具体涉及一种低压差NMOS型稳压器及迟滞控制方法。

背景技术

MCU(Microcontroller Unit)、SOC(System On Chip)的供电范围通常是从1.8V到3.3V以上；而MCU内核通常采用高速低压器件，因此芯片内部通常会集成一个稳压器给内核提供1.2V-1.5V的供电电压；

现有技术中最常用的稳压器是基于PMOS功率管输出的低压差线性稳压器，该结构的优点是支持低压差，例如1.8V的低电源电压下能够轻松输出1.5V的输出电压；但该结构的缺点是电源抑制比较差、负载跳变响应较差；在LDO输出端挂载足够大的外部电容(0.1uF以上)，通常可以显著地改善负载跳变响应和电源抑制比，但这就提高了成本、且占用了IO口；

另一种基于NMOS功率管输出的线性稳压器，则可以显著提高电源抑制比、改善负载跳变响应；但该结构的最大的缺点是：由于NMOS的栅极电压至少要高于输出电压与阈值电压之和，才会具备驱动能力，而栅极电压又受限于电源电压，导致了NMOS功率管难以实现电源电压与输出电压两者之间的低压差。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种基于NMOS功率管的低压差稳压器，解决了现有技术中存在的PMOS功率管稳压器电源抑制比较差、负载跳变响应较差，以及自身栅极电压受限于电源电压等问题。

第一个方面，根据本发明的实施例，设计了一种低压差NMOS型稳压器，主要包括NMOS功率管，ADC模块，迟滞控制单元，充电电路和放电电路；ADC模块分别与NMOS功率管的源极和迟滞控制单元连接，充电电路和放电电路都分别与迟滞控制单元和NMOS功率管的栅极连接；ADC模块用于对NMOS型稳压器的输出电压进行测量，并将电压测量结果输出至迟滞控制单元；迟滞控制单元用于根据电压测量结果，发送充电电路控制信号到所述充电电路和/或发送放电电路控制信号到所述放电电路；充电电路和放电电路分别用于给NMOS功率管的栅极充电和放电。

在一个实施例中，ADC模块包括电阻分压网络、电压比较器和NMOS型开关，ADC模块包括电阻分压网络、电压比较器和NMOS型开关，电阻分压网络的输入端与NMOS功率管的源极相连接，电阻分压网络的不同分压电阻之间有若干个输出节点，电压比较器的正向输入端连接有同一个参考电压源，电压比较器的输出端分别与迟滞控制单元和NMOS型开关的栅极相连接，NMOS型开关的源极和漏极依次连接在不同的所述输出节点之上。

在一个实施例中，电压比较器包括两个，两个电压比较器的负向输入端分别与不同的输出节点连接，电压测量结果包括第一电压测量结果、第二电压测量结果和第三电压测量结果；

第一电压测量结果表示输出电压低于阈值Vth1，第二电压测量结果表示输出电压不低于阈值Vth1但低于阈值Vth2，第三电压测量结果表示输出电压不低于阈值Vth2。

在一个实施例中，电压比较器包括三个，三个电压比较器的负向输入端分别与不同的输出节点连接，电压测量结果包括第一电压测量结果、第二电压测量结果、第三电压测量结果和第四电压测量结果；