专利名称：低压差线性稳压器的关断控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及关断控制技术，特别涉及低压差线性稳压器(LDO)的关断 控制电路。
背景技术：
便携式电子设备中完成信号处理功能的电路称为主干电路，例如移动通 话终端的音频信号处理电路，或者视频播放器的视频信号处理电路等等，该 主干电路通常与控制模块集成于一个电路模块中，该电路模块通常又集成于 便携式电子设备的处理芯片中。
所述控制模块，具有启动或关断主干电路的控制功能。如需要执行信号 处理时控制启动主干电路执行信号处理，这时电源为主干电路正常的处理操 作供电；在无需执行信号处理时，控制关断主千电路。该控制模块通常可以 由便携式电子设备的控制接口实现，上述控制功能可以由控制接口通过自身 具备的输出端向主干电路发送控制信号实现。例如在移动通话终端中，上述 控制接口可以由串行外围设备接口 (SPI, Serial Peripheral Interface )实现。
在上述主千电路所在的电路模块中，通常还具有复位模块，用于提供复
位低电平信号。该复位模块中可以包括电源复位单元(连接电源)和外部复 位信号单元(连接电路模块所在处理芯片上的外部复位信号输入引脚)，其
中电源复位单元在电源电压输入后即可输出复位低电平信号，而外部复位信 号输入单元随时可以接收由处理芯片上的外部复位信号输入引脚输入的复 位低电平信号。
上述提到的便携式电子设备的电源，可以是交流市电或是内部蓄电池， 但无论是交流市电经过整流(或交流适配器)后向主干电路供电，还是由内部蓄电池向主千电路供电，在工作的过程中，电源电压都将在很大范围内变
化。例如单体锂离子电池充足电时能够提供4.2伏特的电压，放电完后仅能 提供2.3伏特电压，变化范围很大。而便携式电子设备往往要求向主干电路 提供稳定的电源电压， 一些小型精密电子设备还要求电源非常千净(无紋波、 无噪声)。因此目前通常采用的做法是在电源的输入端加入线性稳压器，由 于线性稳压器具有设定的稳压电压，其首先将实际电源电压转换成该设定稳 压电压，再将转换后的稳压电压提供给主干电路，这样就保证了无论便携式 电子设备的电源电压如何变化，通过线性稳压器提供给主干电路的电压始终 是稳定不变的。
目前在便携式电子设备中常使用的线性稳压器为LDO,图l示出了 LDO 与主干电路以及控制模块集成于 一 个电路模块中时的连接关系示意图，其中 的虚线框表示它们所在的电路模块。如图1所示，LDO具有一个电源电压 输入端101、 一个电压输出端103和一个接地端。
LDO通过电源电压输入端101接收电源电压的输入，将该电源电压转 换为稳压电压后，通过电压输出端103提供给主干电路和控制模块。由于便 携式电子设备能够提供的电能非常有限，而即使主干电路与电源的连接被关 断的情况下，LDO自身仍会消耗一部分电能，所以及时关断LDO以避免其 耗电也非常重要。基于图l所示的电路结构，目前关断LDO使用的方法是， 使用LDO的一个输入端102作为关断信号接收端，对应地，在电路模块所 在的处理芯片上增加一个关断LDO专用的引脚，通过该增加的引脚向所述 关断信号接收端102发送外部关断信号，使得LDO关断。
为避免在便携式电子设备的处理芯片上增加一个关断LDO专用的引 脚，目前也有将LDO设置在主干电路所在电路模块的处理芯片之外的技术 方案，但这种做法增大了芯片应用商的成本，所以应用前景并不乐观。
可见，目前还没有出现将LDO和主干电路集成在一个电路模块中时， 既无需为该电路模块所在的处理芯片增加关断LDO专用的引脚，又能简便 的关断LDO的技术方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种LDO的关断控制电路，该 关断控制电路可以在LDO和主干电路集成在一个电路模块中时，无需为该 电路模块所在的处理芯片增加关断LDO专用的引脚，就能简便的关断LDO。
本发明的技术方案是这样实现的
一种低压差线性稳压器的关断控制电路，该关断控制电路集成于主干电路 所在的电路模块中，包括触发器、低压差线性稳压器LDO、控制模块和复位
模块；
所述触发器，接收到所述复位模块发送的复位低电平信号时，向LDO输出 低电平触发信号；接收所述控制模块输出信号的跳变沿时，向LDO输出高电平 触发信号；
所述LDO，接收到触发器输出的低电平触发信号后启动，将由电源电压转 换得到的稳压电压，提供给所述控制模块；接收到触发器输出的高电平触发信 号后关断；
所述控制模块，接收LDO提供的稳压电压时输出信号；当在需要关断 LDO时，跳变所述输出信号。
可见，本发明LDO的关断控制电路中，将LDO与控制模块、复位模块 集成于主干电路所在的电路模块中，并在该电路模块中增加了触发器。其中， 控制模块在需要关断LDO时，跳变输出到触发器的输出信号，触发器在接 收控制模块输出信号的跳变沿时，向LDO输出高电平信号，使LDO关断。 从而避免了 LDO由外部输入的关断信号来控制关断操作，即避免了为上述 电路模块所在的处理芯片增加关断LDO的专用引脚，又简便的实现了关断 LDO的目的。
图1为现有技术中LDO关断控制电路的结构示意图； 图2为本发明中LDO关断控制电路的结构示意图；图3为本发明中LDO关断控制电路的一种实施例的结构示意图； 图4为基于图3所示结构启动和关断LDO的过程中，LDO输出电流变 化的示意图5为本发明中LDO关断控制电路的一种应用实例的结构示意图； 图6为本发明中LDO关断控制电路的另一种应用实例的结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作 进一步的详细说明，这些说明是非限制性的。
图2为本发明提供的LDO的关断控制电路的结构示意图，该关断控制 电路集成于主干电路所在的电路模块中，包括LDO、触发器、复位模块和 控制模块。上述电路模块又集成于便携式电子设备的处理芯片中。
所述触发器，接收到复位模块发送的复位低电平信号时，向LDO输出 低电平触发信号；接收控制模块输出信号的跳变沿时，向LDO输出高电平 触发信号。
所述LDO，接收触发器输出的低电平触发信号后启动，将电源电压转 换为设定的稳压电压，提供给所述控制模块；接收到触发器输出的高电平触 发信号后关断。
所述控制模块，接收LDO的稳压电压时输出信号；在需要关断LDO时， 跳变所述输出信号。
可见，本发明LDO的关断控制电路中，将LDO与控制模块、复位模块 集成于主干电路所在的电路模块中，并在该电路模块中增加了触发器。其中， 控制模块在需要关断LDO时，跳变输出信号，触发器在接收控制模块输出 信号的跳变沿时，向LDO输出高电平信号，使LDO关断。从而避免了 LDO 由外部输入的关断信号来控制关断操作，即避免了为上述电路模块所在的处 理芯片增加关断LDO的专用引脚，又简便的实现了关断LDO的目的。
本发明控制模块在需要关断LDO时跳变输出信号，可以是由低电平信号向高电平信号跳变，也可以是由高电平信号向低电平信号跳变，下面以前
者为例给出本发明LD 0关断控制电路的 一 个实施例。
图3为本发明实施例中关断控制电路的结构。其中虚线框中为控制模 块，包括控制接口 301和电压转换器302;点划线框中为复位模块，包括 电源复位单元305、外部复位信号输入单元306、与非门303和反向器304; 触发器为D触发器。
本实施例中，LDO除包括一个电源电压输入端、 一个电压输出端(使 用Aout表示)和一个接地端之外，还包括一个触发信号接收端601,用于 接收D触发器输出的触发信号。当LDO通过上述触发信号接收端601接收 到D触发器输出的低电平触发信号时，启动并将电源电压转换为设定的稳 压电压提供给控制接口；当LDO通过上述触发信号接收端601接收D触发 器输出的上述低电平触发信号跳变为高电平触发信号时关断。与通常的情况 相同，上述LDO的电压输出端(A0UT)还给主干电路提供转换后的稳压电 压，以使主干电路能够完成正常的处理操作，图3中并未示出这一部分。
本实施例中，控制接口 301通过LDO的电压输出端(AOUT)接收供电 稳压电压，LDO通过自身的控制输出端(PWR—down )连接电压转换器302， 该控制输出端(PWR一down)为便携式电子设备的控制接口在通常情况下都 会具有的输出端，本发明利用了该已有输出端向电压转换器302输出的信 号。当控制接口 301接收LDO的电压输出端(AouT的)输出的稳压电压供 电时，控制输出端(PWR_down)的逻辑输出为0,即输出为低电平信号。 上述控制输出端(PWR_down)对应处理芯片上通常都会具有的控制串口， 通过该控制串口可以输入外部置数信号(这种情况下置数信号为置1信号)， 可以将控制输出端(PWR_down)的逻辑输出置1,即将低电平信号置为高 电平信号。
电压转换器302的作用是将控制接口 301输出信号中的参量转换为D 触发器使用的参量，使D触发器能够正确接收。例如控制输出端 (PWR一down )的逻辑输出为1时对应的实际输出电压约为1.2伏特，由于对于D触发器来说，接收到的实际电压为3伏特时，其对应的逻辑输入才认为是高电平信号，因此电压转换器302此时的作用就是将控制输出端 (PWR—down)输出的实际电压1.2伏特转换为D触发器适用的3伏特，使 得D触发器能够正确接收控制接口 301输出信号的跳变沿，其转换原理与 通常情况下的相同，这里不再赘述。可以看出，在本实施例中，控制接口 301并没有直接执行关断主干电^各 的操作，而是通过关断LDO，切断主干电路的供电，相当于通过关断LDO 同时实现了对主干电路的关断。本实施例中，电源复位单元305由电源供电，在上电时就发送复位4氐电 平信号，这一部分功能与通常情况下是相同的，区别在于电源复位单元305 发送的复位低电平信号输出给D触发器的复位端307。外部复位信号输入单 元306接收所在处理芯片通常情况下都会具有的复位信号引脚输入的复位 低电平信号，该复位低电平信号为外部信号。只要电源复位单元305和复位 信号输入单元306的其中 一个输出复位低电平信号，与非门303均输出高电 平信号，再经过反向器304转换为低电平信号，输出到D触发器的复位端 307。本实施例中，D触发器包括正向输出端2端、反向输出端2^端、复位 端307、 D端和CP端。其中D端接收电源电压输入，在有电源电压fT入时 D触发器处于工作状态；复位端307与反向器304的输出端连接，正向输出 端2端与LDO的触发信号接收端601连接，在反向器304输出低电平信号 时，上述正向输出端e端输出为0，即输出低电平触发信号，使得LDO启动； CP端与电压转换器302的输出端连接，当电压转换器302输出低电平信号 时，正向输出端e端的输出不发生改变，当电压转换器302输出的信号由低 电平信号跳变为高电平信号时，D触发器的正向输出端e端输出高电平信号， 使得LDO关断。基于图3所示的关断控制电路结构，LDO的启动和关断遵循以下过程1) 上电后，电源复位单元305发出复位低电平信号，该复位低电平信 号通过与非门303和反向器304之后，以低电平信号的形式输出到D触发 器的复位端307,则D触发器的正向输出端e端输出为低电平信号，使得LDO 启动；2) LD0启动后，由电压输出端(A0UT)向控制接口 301提供稳压电压， 控制接口 301的控制输出端(PWR—down)输出为低电平信号，因此控制输 出端(PWR—down)的输出信号此时对D触发器不起作用；3 )需要关断LDO时，通过电路模块所在处理芯片上已有的控制串口发 送外部置数信号，将控制接口 301的控制输出端(PWR—down)的输出信号 置为高电平信号，此时D触发器的CP端所接收的信号将由低电平信号向高 电平信号跳变，因此D触发器的正向输出端e端输出高电平触发信号，LDO 关断；4)如果在上述第3)之后想再次启动LDO，则可以通过外部复位信号 输入单元306输入的外部复位低电平信号实现，该复位低电平信号通过与非 门303和反向器304之后，以低电平信号的形式输出到D触发器的复位端 307，则D触发器的正向输出端e端输出为低电平触发信号，LDO重新启动。以上1) -4)中所描述的过程，随着LDO的启动和关断，LDO提供的 稳压电压所对应的电流输出将发生变化，如图4所示。图4所示的401段为 首次启动LDO后输出的电流示意图，402,炎为关断LDO后^T出的电流示意 图，403段为重新启动LDO后输出的电流示意图。可以看出，在每次LDO 启动后，将经历一段电流输出的不稳定期，即图4中的折线部分，当LDO 完成将电源电压转换为设定的稳压电压时，随即进入电流输出的稳定期，即 图4中401段和403段中的直线部分，在关断LDO后，LDO的输出电流为 0。上述D触发器只是本发明实施例给出的一种具体实施方式
，在实际应 用中，还可以使用JK触发器实现相同的功能，该JK触发器具有正向输出端e端、反向输出端2W端、复位端和CP端，依次相当于上述实施例中D 触发器的正向输出端2端、反向输出端gw端、复位端307和CP端。该JK 触发器还具有一个J输入端和一个K输入端，将这两个输入端连4妄起来，接 收电源电压输入以使JK触发器处于工作状态，相当于D触发器中的D端。 该JK触发器在功能上和执行过程上与上述D触发器的完全相同，这里不再 赘述。虽然以上所描述的是控制模块在需要关断LDO时跳变输出信号时，由 低电平信号向高电平信号跳变的情况，但实际上，还可以是由高电平信号向 低电平信号跳变。以上述描述的D触发器和JK触发器为例，在这种情况下 需要采用在触发器内部增加反向器等常用手段，将触发器的工作原理改变为 当CP端接收控制模块输出信号由高电平向低电平信号跳变时，正向输出端 输出高电平触发信号。相应的，对控制模块也需要作一些改变，即通过预先 设置，使控制模块在接收到LDO输出的稳压电压时，控制输出端 (PWR_down)输出高电平信号，在需要关断LDO时，通过电路模块所在 处理芯片上巳有的控制串口发送外部置数信号(这种情况下置数信号为置0 信号)，将该控制输出端(PWR—down)输出的高电平信号置为低电平信号， 上述预先设置也是通过常用手段可以实现的，因此这里不再赘述。下面还是以图3所示实施例中的关断控制电路结构为例，举出一个具体 的应用实例。下面以移动通话终端为例，举出一种图3所示的LDO关断控 制电路的应用实例，图5示出了本应用实例中关断控制电路的具体结构。在本应用实例中，虚线框51中所示的部分为LDO内部的具体电路结构， 主要包括电压转换电路511、执行电路512和接地电路513，假设外部电源 电压为3伏特，设定的稳压电压值为1.2伏特；vdd3V表示电源电压输入为 3伏特，vss3V表示接地；控制接口为移动通话终端中的SPI; D触发器501、 反向器502、与非门504、电源复位单元505、电压转换器503和外部复位 信号输入单元507。以下仅对本应用实例中LDO的内部电路进行详细说明。电压转换电路511为两个以上电阻串联构成的分压电路，假设移动通话 终端内部需要1.2伏特的稳压电压，根据电源可提供的最大电压3伏特以及分压电阻的具体取值，选择1.2伏特电压的输出点，将该输出点与执行电路 512连接起来。由于电源电压的不稳定性，上述输出点输出的电压值可能出 现不足1.2伏特的情况，这就需要执行电路512对上述选择的输出点输出的 电压值进行稳压操作，使其稳定在1.2伏特，再通过电压输出端(AOUT)向 SPI提供设定的稳压电压。上述电压转换电路511和执行电路512的详细内 部结构及应用与通常情况下的相同，这里不再赘述。接地电路513中包括一个NMOS管，其栅极与反向器506的输出端连 接，漏极与电压转换电路511中的最后一个分压电阻连接，源极接地。从图 5可以看出，如果在按照本发明提供的方式关断LDO后，如果接地电路5B 中的NMOS管还是保持导通状态，则电压转换电路511中的分压电阻还是 会消耗一部分电能，因此在关断LDO的同时，还需要使上述NMOS管截止。为实现这一目的，本发明的LDO关断电路中还增加了上述反向器506, 当D触发器的正向输出端e端输出高电平信号时，该高电平信号经过反向器 506反向后成为低电平信号输入NMOS管的栅极，使NMOS管截止，即在 关断LDO的同时，避免了由于接地电路513导致的耗电。当然上述接地电路513中使用NMOS管只是一种具体的举例，实际也 可以采用PMOS管来实现，这种情况下的电路结构如图6所示。在这种情况 下，PMOS管的栅极与D触发器的正向输出端e端连接，漏极与电压转换电 路511中的第一个分压电阻的输入端连接，源极连接电源。因此在使用PMOS 管的情况下，本发明的LDO关断控制电路中就不需要增加反向器506,这 是因为D触发器的正向输出端e端输出高电平信号时，该高电平信号就可以 使PMOS管截止，因此直接将D触发器的正向输出端2端输出连接到PMOS 管的栅极就可以实现相同的目的。综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改 进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种低压差线性稳压器的关断控制电路，其特征在于，该关断控制电路集成于主干电路所在的电路模块中，包括触发器、低压差线性稳压器LDO、控制模块和复位模块；所述触发器，接收到所述复位模块发送的复位低电平信号时，向LDO输出低电平触发信号；接收所述控制模块输出信号的跳变沿时，向LDO输出高电平触发信号；所述LDO，接收到触发器输出的低电平触发信号后启动，将由电源电压转换得到的稳压电压，提供给所述控制模块；接收到触发器输出的高电平触发信号后关断；所述控制模块，接收LDO提供的稳压电压时输出信号；在需要关断LDO时，跳变所述输出信号。
2、 如权利要求1所述的关断控制电路，其特征在于，所述触发器包括正向 输出端、电源电压输入端、CP输入端和复位端；所述电源电压输入端，接收输入电源电压，使触发器处于工作状态； 所述复位模块发送的复位低电平信号，是发送到所述复位端的； 所述向LDO输出的低电平触发信号及高电平触发信号，是由所述正向输出 端输出的；所述控制模块输出信号的跳变沿，是输出到所述CP输入端的。
3、 如权利要求2所述的关断控制电路，其特征在于，所述控制模块包括 控制接口，接收LDO提供的稳压电压后向电压转换器输出信号；在需要关断LDO时，跳变输出信号，向电压转换器输出跳变后的输出信号；电压转换器，将控制接口的输出信号中的参量转换为所述触发器适用的参 量后输出。
4、 如权利要求3所述的关断控制电路，其特征在于，所述跳变输出信号， 是由所述控制接口通过接收所述电路模块外部的置数信号实现的。
5、 如权利要求2所述的关断控制电路，其特征在于，所述复位模块包括 电源复位单元，接收电源电压输入后，将复位低电平信号输出到与非门； 外部复位信号输入单元，接收所述电路模块外部输入的复位低电平信号，并输出到与非门；与非门，将所述电源复位单元输出的复位低电平信号或所述外部复位信号 输入单元接收的复位低电平信号进行与非操作后输出到第 一反向器；第一反向器，将所述与非门的输出信号进行反向操作后，输出给所述触发 器的复位端。
6、 如权利要求2所述的关断控制电路，其特征在于，所述LDO包括电 压转换电路、执行电路和由NMOS管构成的接地电路；该关断控制电路中还包 括第二反向器，将所述触发器的正向输出端输出的高电平触发信号进行反向操 作后，输出给所述NMOS管的栅极；所述电压转换电路，由两个以上分压电阻串联构成，根据电源电压的最大 输出值和分压电阻的取值，在与设定稳压电压值相同的分压输出点向执行电路丰lr出电压；所述执行电路，接收触发器的正向输出端输出的低电平触发信号后启动， 将电压转换电路输出的电压转换为设定的稳压电压，提供给所述控制模块；接 收到所述触发器的正向输出端输出的高电平触发信号后关断；所述由NMOS管构成的接地电路，NMOS管的栅极与第二反向器的输出端 连接，漏极与电压转换电路中的最后一个电阻的输出端连接，源极接地。
7、 如权利要求2所述的关断控制电路，其特征在于，所述LDO包括电 压转换电路、执行电路和由PMOS管构成的接地电路；所述电压转换电路，由两个以上电阻串联构成，根据电源电压的最大输出 值和分压电阻的取值，在与设定稳压电压值相同的分压输出点向执行电路输出 电压；所述执行电路，接收触发器的正向输出端输出的低电平触发信号后启动， 将电压转换电路输出的电压转换为设定的稳压电压，提供给所述控制模块；接收到所述触发器的正向输出端输出的高电平触发信号后关断；所述由PMOS管构成的接地电路，PMOS管的栅极与所述触发器的正向输出端连接，漏极与电压转换电路中第一个电阻的输入端连接，源极连接电源。
全文摘要
本发明公开了低压差线性稳压器LDO的关断控制电路，集成于主干电路所在的电路模块中，包括触发器，接收到所述复位模块发送的复位低电平信号时，向LDO输出低电平触发信号；接收控制模块输出信号的跳变沿时，向LDO输出高电平触发信号；LDO，接收到触发器输出的低电平触发信号后启动，将由电源电压转换得到的稳压电压，提供给所述控制模块；接收到触发器输出的高电平触发信号后关断；控制模块，接收LDO提供的稳压电压时输出信号；当需要关断LDO时，跳变所述输出信号。应用本发明，可以在LDO位于处理芯片内部时，无需为处理芯片增加专用于关断LDO的引脚，就能简便的关断LDO。
文档编号G05F1/56GK101299157SQ20081003905
公开日2008年11月5日 申请日期2008年6月16日 优先权日2008年6月16日
发明者冰 夏 申请人:那微微电子科技(上海)有限公司