[发明专利]一种支持双向电流的线性稳压器及控制方法

权利要求书

1.一种支持双向电流的线性稳压器，其特征在于，包括：连接外部电压源的功率管二、接地的功率管一；所述功率管二第一端口分别连接误差放大器第一接口、共模反馈模块第二接口；所述共模反馈模块第二接口连接功率管一第一端口，所述共模反馈模块第一接口连接所述误差放大器，所述误差放大器第二接口连接所述功率管一第一端口，所述功率管二第二端口与所述功率管一第二端口连接所述稳压器输出端；所述共模反馈模块包括连接所述功率管二第一端口的第一开关，所述第一开关端口二连接第二开关端口一、第一电容端口一，所述第一电容端口二连接第三开关端口二、第四开关端口一；所述第三开关端口一连接所述稳压器输出端；所述第四开关端口二连接第二电容端口二并接地，所述第二电容第一端口连接所述第二开关端口二并连接第一PMOS管栅极；所述第一PMOS管源极连接外部电流源，其漏极连接第一NMOS管漏极；所述第一NMOS管源极接地，所述第一NMOS管栅极连接漏极；所述功率管一的第一端口连接第二PMOS管栅极，所述第二PMOS管源极连接所述外部电流源，所述第二PMOS管漏极连接所述第一NMOS管漏极；所述共模反馈模块还包括第三PMOS管，所述第三PMOS管栅极连接参考电压，所述第三PMOS管源极连接所述外部电流源，其漏极连接第二NMOS管漏极、所述误差放大器；所述第二NMOS管源极接地，其栅极连接漏极。

2.根据权利要求1所述的线性稳压器，其特征在于：所述稳压器还包括第一端口连接所述误差放大器的差模反馈模块，所述差模反馈模块第二端口连接所述稳压器输出端。

3.根据权利要求1所述的线性稳压器，其特征在于：所述功率管一设计为第三NMOS管，所述功率管二设计为第四NMOS管；所述第四NMOS管栅极连接电荷泵后再连接所述误差放大器；所述第四NMOS管漏极连接所述外部电压源，其源极连接所述稳压器输出端；所述第三NMOS管栅极连接所述误差放大器，其源极接地，其漏极连接所述稳压器输出端。

4.根据权利要求1所述的线性稳压器，其特征在于：所述第一PMOS管尺寸与所述第二PMOS管尺寸相同，且为所述第三PMOS管尺寸的一半。

5.利用根据权利要求1所述线性稳压器实现电压控制的方法，其特征在于，设置功率管一和功率管二具有相同的阈值电压V_th,共模反馈模块设置相同参考电压V_th,共模反馈模块控制共模电压值V_共，共模电压值由功率管一第一端口处电压值V_BG与功率管二第一端口处电压值V_TG经公式计算：V_共=（（V_TG-V_out）+V_BG）/2，V_out为所述稳压器输出端电压值；共模反馈模块控制共模电压值，所述误差放大器接收共模电压值变化，控制共模电压值保持在阈值电压值±10mW范围内，从而实现所述稳压器稳定的电压输出。

6.利用权利要求5所述电压控制的方法，其特征在于，利用时钟控制第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，当时钟信号为时，所述第一开关和所述第三开关连通，第一电容被功率管二第一端口处与所述稳压器输出端电压差值充电，此时第一电容电压为（V_TG-V_out）；时钟信号由变更到时，第一开关、第三开关断开，第二开关、第四开关连通，第一电容电压被转移到第二电容，第二电容电压为（V_TG-V_out）。

7.根据权利要求6所述电压控制的方法，其特征在于，所述误差放大器接收共模电压变化，该变化值由△V_共表达，△V_共=A((（V_TG-V_out）+V_BG)/2-V_th)，A表示所述第三PMOS管与所述第二NMOS管组成的放大器电压放大倍数，与所述第三PMOS管和所述第二NMOS管的跨导相关，表示为A=g_m3/g_m2, g_m3表示第三PMOS管的跨导，g_m2表示第二NMOS管的跨导；V_out增大导致的共模电压降低由所述误差放大器调节，使得稳压器输出端电压降低；V_out降低导致的共模电压增加由所述误差放大器调节，使得稳压器输出端电压增加；以保持所述稳压器输出端电压稳定在设定值。