一种消除线性稳压器输出过冲的方法与电路与流程

1.本发明属于线性稳压器技术领域，具体涉及一种消除线性稳压器输出过冲的方法与电路。


背景技术：

2.随着信息科学的快速发展，电源技术变得越来越重要。因为差线性稳压器(ldo)的面积小，高电源抑制比，功耗小，低噪声以及应用外围电路简单等优点在众多电源中，受到人们的普遍关注。此外，由于ldo还具有较好的线性瞬态响应和负载瞬态响应，使它在便携式、工业化、汽车行业等领域占有重要地位，在电子设备中应用广泛。因此，ldo的设计成为当前电源技术领域的研究热点，具有重要的理论意义和实际应用价值，然而市面上各种的线性稳压器仍存在各种各样的问题。
3.如图3所示：线性稳压器主要工作原理是：通过负反馈作用调整流过功率管的输出电流，使输出电压保持稳定。在图1中，参考电压vref与误差放大器的反相输入端相连；输出电压vout通过电阻反馈网路rfl、rf2分压后，将产生的输出反馈电压vfb与误差放大器的同相输入端相连。当输出电压vout降低时，vout经反馈网路分压后，误差放大器的同相输入端电压降低，参考电压与反馈电压的差值减小，功率管栅极电压降低，输出电流增加并对负载电容cl充电，输出电压升高。相反，当输出电压vout升高时，误差放大器的同相输入端电压升高，其输入电压差值增大，功率管的输出电流减小，cl向负载rl放电，输出电压降低。这样，线性稳压器总是处于深度负反馈状态，对输出电压进行连续校正，使输出电压稳定；
4.但是，现有技术的主要缺点：
5.1、受限于低功耗设计要求，误差放大器响应速度慢，易造成vout输出过冲。
6.2、在电源快速上电时，vfb突变，造成vout输出过冲。
7.3、在电源反复上下电时，由于负载电容cl储能特性，易造成vout输出过冲。
8.4、vout输出过冲，易造成芯片损坏。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种消除线性稳压器输出过冲的方法与电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
10.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种消除线性稳压器输出过冲的方法，包括有以下方法步骤：
11.s1、比较器comp1实现对基准电压v
ref
和反馈电压v
fb
进行比较，输出判断信号en1，en1信号控制比较器comp3输出上拉管p1，当v
fb
突变，即v
fb
电压高于v
ref
时，比较器comp1输出信号en1变为低电平，比较器comp3上拉管p1开启，输出en3变为高电平，v
out
端下拉管n2工作，使得v
out
降低，防止v
out
随v
fb
升高产生过冲；
12.s2、比较器comp2实现对电源电压v
in
和输出电压v
out
进行比较，输出判断信号en2，en2信号控制v
out
端下拉管n1，当v
out
电压高于v
in
电压时，比较器comp2判断信号en2输出高电
平，下拉管n1工作，使得v
out
降低，防止v
out
产生过冲；
13.s3、比较器comp3实现对v
in-v
thp
和v
pgate
进行比较，输出判断信号en3，其中v
thp
为输出驱动管pmos管阈值电压，当v
pgate
电压高于v
in-v
thp
电平，即输出驱动管pmos即将关闭时，判断信号en3输出高电平，下拉管n2工作，使得v
out
降低，使负载电容c
l
快速放电。
14.较佳的，所述比较器comp1、所述比较器comp2和所述比较器comp3分别用于实现对v
ref
与v
fb
的电压、v
out
与v
in
的电压以及v
pgate
与v
in-v
thp
的电压进行比对，通过判断电压大小实现控制信号的输出，控制下拉管的工作，从而抑制v
out
的输出过冲。
15.较佳的，所述比较器comp2实现对电源电压v
in
和输出电压v
out
进行比较，实现对输入的电压进行判断，通过输出控制信号实现抑制v
out
的输出过冲，并且还能够有效的防止芯片损坏。
16.较佳的，所述比较器comp3实现对v
in-v
thp
和v
pgate
进行比较，并且通过判断驱动pmos是否即将关闭，并且在所述输出驱动管pmos即将关闭时给负载电容cl快速放电，由于负载电容c
l
具有储能特性，从而避免电源反复上下电造成vout输出过冲。
17.一种消除线性稳压器输出过冲的电路，包括有三组比较器，三组所述比较器分别为比较器comp1、比较器comp2和比较器comp3，所述比较器comp1和所述比较器comp3的一端共同电性连接有mos管p1，还包括有输出驱动管pmos，所述输出驱动管pmos的上电性连接有v
out
，所述输出驱动管pmos上电性连接有电阻反馈网路，所述电阻反馈网路中包括有电阻r
fl
和电阻r
f2
，所述电阻r
fl
和电阻r
f2
用于实现分压，且分压后将产生的输出反馈电压v
fb
与误差放大器的同相输入端相连，所述误差放大器上电性连接有基准电压v
ref
。
18.优选的，所述比较器comp3的输出控制信号en3与所述v
out
电性连接，所述比较器comp3上电性连接有v
in-v
thp
和v
pgate
，所述比较器comp1上电性连接有基准电压v
ref
和反馈电压v
fb
。
19.优选的，所述比较器comp2的输出控制信号en2与所述v
out
电性连接，所述比较器comp2上电性连接有电源电压v
in
和输出电压v
out
。
20.优选的，所述v
out
与所述mos管p1的一端电性连接，所述mos管p1的另一端上电性连接有所述电源电压v
in
。
21.优选的，所述电阻r
fl
和所述电阻r
f2
串联连接，所述v
out
上还电性连接有电容负载电容c
l
和电阻负载r
l
。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.本发明通过vfb和vref判断比较，可以防止vfb突变，造成vout输出过冲；通过vin和vout判断比较，可以防止芯片损坏；通过判断驱动pmos是否即将关闭，给负载电容cl快速放电，从而避免电源反复上下电，由于负载电容cl储能特性，导致vout输出过冲。并且通过3组比较器产生控制信号，防止vout输出过冲；通过判断实现负载电容cl快速放电，不受外围器件影响；通过判断防止芯片损坏，同时也保护了与ldo输出相连接电路与器件的安全。
附图说明
24.图1为本发明的流程步骤示意图；
25.图2为本发明的系统电路示意图；
26.图3为本发明的比较器电路示意图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种消除线性稳压器输出过冲的方法，包括有以下方法步骤：
29.s1、比较器comp1实现对基准电压v
ref
和反馈电压v
fb
进行比较，输出判断信号en1，en1信号控制比较器comp3输出上拉管p1，当v
fb
突变，即v
fb
电压高于v
ref
时，比较器comp1输出信号en1变为低电平，比较器comp3上拉管p1开启，输出en3变为高电平，v
out
端下拉管n2工作，使得v
out
降低，防止v
out
随v
fb
升高产生过冲；
30.s2、比较器comp2实现对电源电压v
in
和输出电压v
out
进行比较，输出判断信号en2，en2信号控制v
out
端下拉管n1，当v
out
电压高于v
in
电压时，比较器comp2判断信号en2输出高电平，下拉管n1工作，使得v
out
降低，防止v
out
产生过冲；
31.s3、比较器comp3实现对v
in-v
thp
和v
pgate
进行比较，输出判断信号en3，其中v
thp
为输出驱动管pmos管阈值电压，当v
pgate
电压高于v
in-v
thp
电平，即输出驱动管pmos即将关闭时，判断信号en3输出高电平，下拉管n2工作，使得v
out
降低，使负载电容c
l
快速放电。
32.为了实现对下拉管进行控制，从而抑制v
out
的输出过冲，本实施例中，优选的，所述比较器comp1、所述比较器comp2和所述比较器comp3分别用于实现对v
ref
与v
fb
的电压、v
out
与v
in
的电压以及v
pgate
与v
in-v
thp
的电压进行比对，通过判断电压大小实现控制信号的输出，控制下拉管的工作，从而抑制v
out
的输出过冲。
33.为了实现对电源电压v
in
和输出电压v
out
进行比较，防止v
out
的输出过冲和防止芯片损坏，本实施例中，优选的，所述比较器comp2实现对电源电压v
in
和输出电压v
out
进行比较，实现对输入的电压进行判断，通过输出控制信号实现抑制v
out
的输出过冲，并且还能够有效的防止芯片损坏。
34.为了实现电源反复上下电，防止v
out
输出过冲，本实施例中，优选的，所述比较器comp3实现对v
in-v
thp
和v
pgate
进行比较，并且通过判断驱动pmos是否即将关闭，并且在所述输出驱动管pmos即将关闭时给负载电容c
l
快速放电，从而避免电源反复上下电，所述负载电容c
l
具有储能特性，进而导致v
out
输出过冲。
35.请参阅图2-3，一种消除线性稳压器输出过冲的电路，包括有三组比较器，三组所述比较器分别为比较器comp1、比较器comp2和比较器comp3，所述比较器comp1和所述比较器comp3的一端共同电性连接有mos管p1，还包括有输出驱动管pmos，所述输出驱动管pmos的上电性连接有v
out
，所述输出驱动管pmos上电性连接有电阻反馈网路，所述电阻反馈网路中包括有电阻r
fl
和电阻r
f2
，所述电阻r
fl
和电阻r
f2
用于实现分压，且分压后将产生的输出反馈电压v
fb
与误差放大器的同相输入端相连，所述误差放大器上电性连接有基准电压v
ref
。
36.为了实现将比较控制信号进行输送给电路，进行控制调节，本实施例中，优选的，所述比较器comp3的输出控制信号en3与所述v
out
电性连接，所述比较器comp3上电性连接有v
in-v
thp
和v
pgate
，所述比较器comp1上电性连接有基准电压v
ref
和反馈电压v
fb
。
37.为了实现对电源电压v
in
和输出电压v
out
进行比较判定，并且比较控制信号进行输
送给电路，本实施例中，优选的，所述比较器comp2的输出控制信号en2与所述v
out
电性连接，所述比较器comp2上电性连接有电源电压v
in
和输出电压v
out
。
38.为了实现电路系统进行电压的输送，本实施例中，优选的，所述v
out
与所述mos管p1的一端电性连接，所述mos管p1的另一端上电性连接有所述电源电压v
in
。
39.为了实现对存储电能进行消耗，防止v
out
输出过冲，本实施例中，优选的，所述电阻r
fl
和所述电阻r
f2
串联连接，所述v
out
上还电性连接有电容负载电容c
l
和电阻负载r
l
。
40.本发明的工作原理及使用流程：
41.第一步、比较器comp1实现对基准电压v
ref
和反馈电压v
fb
进行比较，输出判断信号en1，en1信号控制比较器comp3输出上拉管p1，当v
fb
突变，即v
fb
电压高于v
ref
时，比较器comp1输出信号en1变为低电平，比较器comp3上拉管p1开启，输出en3变为高电平，v
out
端下拉管n2工作，使得v
out
降低，防止v
out
随v
fb
升高产生过冲；
42.第二步、比较器comp2实现对电源电压v
in
和输出电压v
out
进行比较，输出判断信号en2，en2信号控制v
out
端下拉管n1，当v
out
电压高于v
in
电压时，比较器comp2判断信号en2输出高电平，下拉管n1工作，使得v
out
降低，防止v
out
产生过冲；
43.第三步、比较器comp3实现对v
in-v
thp
和v
pgate
进行比较，输出判断信号en3，其中v
thp
为输出驱动管pmos管阈值电压，当v
pgate
电压高于v
in-v
thp
电平，即输出驱动管pmos即将关闭时，判断信号en3输出高电平，下拉管n2工作，使得v
out
降低，使负载电容c
l
快速放电；
44.通过vfb和vref判断比较，可以防止vfb突变，造成vout输出过冲；通过vin和vout判断比较，可以防止芯片损坏；通过判断驱动pmos是否即将关闭，给负载电容cl快速放电，从而避免电源反复上下电，由于负载电容cl储能特性，导致vout输出过冲。并且通过3组比较器产生控制信号，防止vout输出过冲；通过判断实现负载电容cl快速放电，不受外围器件影响；通过判断防止芯片损坏，同时也保护了与ldo输出相连接电路与器件的安全。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。