等。流过调整管Ml的电流等于流过给反相器串30供电的电流。反相器串30的输入为clock信号，流过反相器供电电源的电流与clock信号的频率成正比。所以流过调整管Ml的电流也与clock信号的频率成正比。M2镜像Ml的电流，并提供输出电流II。所以M2提供的输出电流Il与输入信号elk的频率成正比，即elk的频率越高，输出的电流Il越大。
[0035]输出电压检测电路可以由图4所示实现。LDO的输出vout和参考电压vref作为模数转换器ADC的输入，模数转换器ADC根据vout与vref的差别大小输出4位code:enl?en4ml，m2，m3，m4的宽长比为1:2:4:8.12的大小由ADC输出的code值决定。12的最小值为ibl，12的最大值为ibl+ib2+ib3+ib4 = 15*ibl.输出电压vout的值越小，输出电流12越大。
[0036]偏置电流生成电路可以由图5所示实现。输入第一电流11通过第一镜像电路Ul、第二镜像电路U2生成第一镜像电流IP , Ilr = Il*kl，其中kl为根据对输出电压响应速度的要求设计的调整系数，mil的宽长比和ml2的宽长比的比为1: l，m23的宽长比和m24的宽长比的比为1:kl。输入第二电流12通过第三镜像电路U3、第四镜像电路U4生成第二镜像电流12^ , I2r = I2*k2，其中k2为根据对输出电压响应速度的要求设计的调整系数，m5的宽长比和m6的宽长比的比为1: 1，m7的宽长比和m8的宽长比的比为1:k2。
【主权项】
1.一种根据负载频率和输出电压动态调整偏置电流的稳压器，包括带隙基准(13)、运算放大器(14)、反馈电阻串(15)和功率管(16)，所述带隙基准用于产生基准电压Vref并输入给运算放大器(14)的负向输入端，所述反馈电阻串(15)连接至运算放大器(14)的正向输入端，所述反馈电阻串(15)包括一次串联的电阻Rl和电阻R2，所述电阻Rl的一端接功率管(16)的漏端，所述电阻R2的另一端接地，所述功率管(16)的源端接Vdd电源，所述功率管(16)的栅端接运算放大器的输出端，其特征在于:还包括频率检测电路(10)、偏置电流生成电路(11)以及输出电压检测电路(12)， 所述频率检测电路(10)用于检测负载数字电路输出信号elk的频率，并根据检测到的频率的高低生成第一电流Il输入至偏置电流生成电路； 所述输出电压检测电路(12)用于检测输出电压Vout，并根据输出电压Vout的高低生成第二电流12输入至偏置电流生成电路； 所述偏置电流生成电路根据输入的第一电流Il和第二电流12的大小来生成一个偏置电流13 ;其中13 = Il*kl+I2*k2 ；kl和k2是根据对稳压器的响应速度的要求设定的比例系数； 所述偏置电流生成电路的输出的偏置电流13作为运算放大器(14)的输入，给运算放大器(14)提供偏置电流。
2.根据权利要求1所述的根据负载频率和输出电压动态调整偏置电流的稳压器，其特征在于:所述频率检测电路(10)在生成第一电流Il时遵循的原则为；负载数字电路输出信号elk的频率越高，生成的第一电流Il就越大；负载数字电路输出信号elk的频率越低，生成的第一电流Il就越小。
3.根据权利要求2所述的根据负载频率和输出电压动态调整偏置电流的稳压器，其特征在于:所述输出电压检测电路(12)在生成第二电流12时遵循的原则为:输出电压Vout的值越小，生成的第二电流12就越大；输出电压Vout的值越大，生成的第二电流12就越小。
4.根据权利要求1-3之任一所述的根据负载频率和输出电压动态调整偏置电流的稳压器，其特征在于:所述第一运算放大器(101)、反相器串(30)、调整管Ml和调整管M2，第一运算放大器(101)的负向输入端接负载数字电路的供电电压vcore，第一运算放大器(101)的正向输入端接到反相器串的供电电压，第一运算放大器(101)的输出端接调整管Ml的栅端，所述调整管Ml的漏端接反相器串，所述调整管Ml和调整管M2的源端均接电源VDD，所述调整管M2的栅端接调整管Ml的栅端，所述调整管M2的漏端输出第一电流II。
5.根据权利要求4所述的根据负载频率和输出电压动态调整偏置电流的稳压器，其特征在于: 所述输出电压检测电路包括模数转换器ADC、M0S管ml、M0S管m2、M0S管m3、M0S管m4以及每个MOS管的漏端串联的开关，每个MOS管的栅端均接带隙基准提供的偏置电压vcmp，偏置电压vcmp是用于产生偏置电流，每个MOS管的源端均接电源VDD， 所述模数转换器ADC的输入端接输出电压Vout和参考电压Vref，模数转换器ADC根据输出电压Vout和参考电压Vref的差别大小输出思路使能信号(enl-en4)，每路使能信号控制一个开关。
6.根据权利要求5所述的根据负载频率和输出电压动态调整偏置电流的稳压器，其特征在于:MOS管ml、MOS管m2、MOS管m3、MOS管的宽长比为1:2:4:8ο
7.根据权利要求6所述的根据负载频率和输出电压动态调整偏置电流的稳压器，其特征在于:所述偏置电流生成电路包括第一镜像电路U1、第二镜像电路U2、第三镜像电路U3、第四镜像电路U4以及第五镜像电路U5，第一电流Il依次经过第一镜像电路Ul和第二镜像电路U2输出第一镜像电流IP，第二电流12依次经过第三镜像电路U3和第四镜像电路U4输出第二镜像电流12'，第一镜像电流IP和第二镜像电流12'均经过第五镜像电路U5输出第三电流13。
8.根据权利要求6所述的根据负载频率和输出电压动态调整偏置电流的稳压器，其特征在于:第一镜像电Ul路中的MOS管mil的宽长比和MOS管ml2的宽长比的比为1:1，第二镜像电路U2中的MOS管m23的宽长比和MOS管m24的宽长比的比为1:kl ； 第三镜像电路U3中MOS管m5的宽长比和MOS管m6的宽长比的比为1:1，第四镜像电路U4中的MOS管m7的宽长比和MOS管m8的宽长比的比为1:k2。
【专利摘要】本发明涉及一种根据负载频率和输出电压动态调整偏置电流的稳压器，包括带隙基准、运算放大器、反馈电阻串和功率管，带隙基准用于产生基准电压Vref并输入给运算放大器的负向输入端，反馈电阻串连接至运算放大器的正向输入端，反馈电阻串包括一次串联的电阻R1和电阻R2，电阻R1的一端接功率管的漏端，电阻R2的另一端接地，功率管的源端接VDD电源，功率管的栅端接运算放大器的输出端，还包括频率检测电路、偏置电流生成电路以及输出电压检测电路，本发明为了解决现有的低压差线性稳压器LDO功耗高的技术问题，采用本发明的电路，当负载数字电路的频率较高时，可以避免LDO有过大的压降。
【IPC分类】G05F1-56
【公开号】CN104699161
【申请号】CN201510141780
【发明人】成俊
【申请人】西安华芯半导体有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月27日