输出电压补偿电路、方法、稳压电路和显示装置与流程

本发明涉及供电技术领域，尤其涉及一种输出电压补偿电路、方法、稳压电路和显示装置。

背景技术：

ldo(低压差现象稳压器)在负载恒定时能够提供稳定的输出电压，但是，当负载发生突变时，ldo的输出电压会发生过冲或者下冲，会对系统正常工作产生影响。为了减小过冲和下冲对系统正常工作的影响，需要对ldo的瞬态响应进行改善。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种输出电压补偿电路、方法、稳压电路和显示装置，解决现有的稳压器在负载发生突变时，输出电压会变大或变小而导致对系统正常工作产生影响的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种输出电压补偿电路，应用于稳压器，所述稳压器通过其电压输出端提供输出电压，并通过输出节点提供反馈电压；所述输出电压补偿电路包括：

交流电压放大电路，与第一参考电压端和所述输出节点电连接，用于对第一参考电压与变化电压的差值进行放大，以得到并通过控制电压端输出控制电压；所述变化电压为所述反馈电压的变化值；所述第一参考电压端用于输入所述第一参考电压；

转换电路，与所述控制电压端电连接，用于将所述控制电压转换为相应的第一控制电流；以及，

电流补偿电路，分别与所述电压输出端和所述转换电路电连接，用于根据所述第一控制电流生成相应的第二控制电流，并根据所述第二控制电流相应改变所述输出电压。

实施时，所述交流电压放大电路包括第一电容、第一放大电阻、第二放大电阻和控制运算放大器；

所述第一电容的第一端与所述输出节点电连接，所述第一电容的第二端通过所述第一放大电阻与所述控制运算放大器的反相输入端电连接；

所述控制运算放大器的正相输入端与第一参考电压端电连接，所述控制运算放大器的反相输入端通过所述第二放大电阻与所述控制运算放大器的输出端电连接；

所述控制运算放大器的输出端与所述控制电压端电连接。

实施时，所述转换电路包括转换电阻；所述交流电压放大电路通过其控制电压端输出所述控制电压；

所述转换电阻的第一端与所述控制电压端电连接，所述转换电阻的第二端与第一电压端电连接。

实施时，所述转换电路包括控制电流输出端，所述转换电路通过所述控制电流输出端输出所述第一控制电流；

所述电流补偿电路包括第一补偿晶体管和第二补偿晶体管；

所述第一补偿晶体管的控制极与所述第二补偿控制晶体管的控制极电连接，所述第一补偿晶体管的第一极与电源电压端电连接，所述第一补偿晶体管的第二极与所述电压输出端电连接；

所述第二补偿晶体管的第一极与所述电源电压端电连接，所述第二补偿晶体管的控制极与所述第二补偿晶体管的第二极电连接，所述第二补偿晶体管的第二极与控制电流输出端电连接。

实施时，所述第一补偿晶体管和所述第二补偿晶体管都为p型晶体管。

实施时，所述稳压器包括稳压运算放大器、稳压控制晶体管、第一稳压电阻、第二稳压电阻和第二电容；

所述稳压运算放大器的正相输入端与所述第一稳压电阻的第一端电连接，所述第一稳压电阻的第二端与所述稳压运算放大器的输出端电连接，并所述稳压运算放大器的正相输入端与所述第二稳压电阻的第一端电连接，所述第二稳压电阻的第二端与第二电压端电连接；

所述稳压运算放大器的反相输入端与第二参考电压端电连接，所述稳压运算放大器的输出端与所述稳压控制晶体管的控制极电连接；

所述稳压控制晶体管的第一极与电源电压端电连接，所述稳压控制晶体管的第二极与所述电压输出端电连接；

所述第二电容的第一端与所述电压输出端电连接，所述第二电容的第二端与第三电压端电连接；

所述稳压运算放大器的正相输入端与所述输出节点电连接。

本发明还提供了一种输出电压补偿方法，应用于上述的输出电压补偿电路，所述输出电压补偿方法包括：

稳压器通过输出节点提供反馈电压；

交流电压放大电路对第一参考电压与变化电压的差值进行放大，以得到并通过控制电压端输出控制电压；所述变化电位为稳压器通过输出节点提供的反馈电压的变化值；

转换电路将所述控制电压转换为相应的第一控制电流；

电流补偿电路根据所述第一控制电流生成相应的第二控制电流，并根据所述第二控制电流相应改变所述稳压器的输出电压。

本发明还提供了一种稳压电路，包括稳压器，所述稳压电路还包括上述的输出电压补偿电路；

所述稳压器包括电压输出端和输出节点；

所述输出电压补偿电路包括的交流电压放大电路与所述输出节点电连接；

所述输出电压补偿电路包括的电流补偿电路与所述电压输出端电连接。

本发明还提供了一种显示装置，包括上述的稳压电路。

与现有技术相比，本发明所述的输出电压补偿电路、方法、稳压电路和显示装置通过交流电压放大电路对第一参考电压与变化电压之间的差值进行反相放大，以得到控制电压，转换电路将所述控制电压转换为第一控制电路，电流补偿电路根据第一控制电流生成第二控制电流，根据所述第二控制电流改变输出电压，以对输出电压进行补偿。

附图说明

图1是本发明实施例所述的输出电压补偿电路的结构图；

图2是本发明另一实施例所述的输出电压补偿电路的结构图；

图3是本发明再一实施例所述的输出电压补偿电路的结构图；

图4是本发明又一实施例所述的输出电压补偿电路的结构图；

图5是本发明所述的输出电压补偿电路的一具体实施例的电路图。

具体实施方式

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。

本发明所有实施例中采用的晶体管均可以为三极管、薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件。在本发明实施例中，为区分晶体管除控制极之外的两极，将其中一极称为第一极，另一极称为第二极。

在实际操作时，当所述晶体管为三极管时，所述控制极可以为基极，所述第一极可以为集电极，所述第二极可以发射极；或者，所述控制极可以为基极，所述第一极可以为发射极，所述第二极可以集电极。

在实际操作时，当所述晶体管为薄膜晶体管或场效应管时，所述控制极可以为栅极，所述第一极可以为漏极，所述第二极可以为源极；或者，所述控制极可以为栅极，所述第一极可以为源极，所述第二极可以为漏极。

如图1所示，本发明实施例所述的输出电压补偿电路，应用于稳压器a1，所述稳压器a1通过其电压输出端vout提供输出电压，并通过输出节点vo提供反馈电压；所述输出电压补偿电路包括：

交流电压放大电路11，与第一参考电压端和所述输出节点vo电连接，用于对第一参考电压vref与变化电压的差值进行放大，以得到并通过控制电压端vx输出控制电压；所述变化电压为所述稳压器a1通过输出节点vo提供的反馈电压的变化值；所述第一参考电压端用于输入第一参考电压vref；

转换电路12，与所述控制电压端vx电连接，用于将所述控制电压转换为相应的第一控制电流i1，并通过第一控制电流输出端io1输出所述第一控制电流i1；以及，

电流补偿电路13，分别与所述电压输出端vout和所述转换电路12电连接，用于根据所述第一控制电流i1生成相应的第二控制电流i2，并根据所述第二控制电流i2相应改变所述输出电压。

本发明实施例所述的输出电压补偿电路通过交流电压放大电路11对第一参考电压与变化电压之间的差值进行反相放大，以得到控制电压，转换电路12将所述控制电压转换为第一控制电路i1，电流补偿电路13根据第一控制电流i1生成第二控制电流i2，根据所述第二控制电流i2改变输出电压。

在具体实施时，vref的取值可以根据实际情况选定，例如，vref可以为1.2v，但不以此为限。

在本发明实施例中，所述交流电压放大电路11对对第一参考电压vref与变化电压δv的差值进行放大，指的是：控制将vref-δv乘以系数k，并将得到的值反相，其中，k为正数。

在具体实施时，所述转换电路12的第一控制电流输出端可以与所述控制电压端vx电连接，但不以此为限。所述第一控制电流输出端io1用于输出所述第一控制电流i1。

采用本发明实施例所述的输出电压补偿电路，能够所述稳压器a1供电的负载突然增大时，稳压器a1的输出电压变小，则δv为负值，交流电压放大电路11对vref-δv进行放大，输出的控制电压比不存在变化电压时大，因此转换电路得到的第一控制电流i1比不存在变化电压时大，电流补偿电路13根据i1生成的第二控制电流也比不存在变化电压时大，因此能够提升所述输出电压。

采用本发明实施例所述的输出电压补偿电路，能够所述稳压器a1供电的负载突然减小时，稳压器a1的输出电压变大，则δv为正值，交流电压放大电路11对vref-δv进行放大，输出的控制电压比不存在变化电压时小，因此转换电路得到的第一控制电流i1比不存在变化电压时小，电流补偿电路13根据i1生成的第二控制电流也比不存在变化电压时小，因此能够降低所述输出电压。

具体的，所述交流电压放大电路可以包括第一电容、第一放大电阻、第二放大电阻和控制运算放大器；

所述第一电容的第一端与所述输出节点电连接，所述第一电容的第二端通过所述第一放大电阻与所述控制运算放大器的反相输入端电连接；

所述控制运算放大器的正相输入端与第一参考电压端电连接，所述控制运算放大器的反相输入端通过所述第二放大电阻与所述控制运算放大器的输出端电连接。

如图2所示，在图1所述的输出电压补偿电路的实施例的基础上，所述交流电压放大电路11可以包括第一电容c1、第一放大电阻r3、第二放大电阻r4和控制运算放大器u2；

所述第一电容c1的第一端与所述输出节点vo电连接，所述第一电容c1的第二端通过所述第一放大电阻r3与所述控制运算放大器u2的反相输入端电连接；

所述控制运算放大器u2的正相输入端接入第一参考电压vref，所述控制运算放大器u2的反相输入端通过所述第二放大电阻r4与所述控制运算放大器u2的输出端电连接；

所述控制运算放大器u2的输出端与控制电压端vx电连接。

在图2所示的实施例中，第一参考电压vref可以大于或等于0.8v而小于或等于2v，但不以此为限。

在图2中，标号为vdd的为电源电压，标号为gnd的为地端。

如图2所示的输出电压补偿电路的实施例在工作时，c1滤除所述反馈电压中的直流分量，所述反馈电压的变化值δv通过c1传送至r3的第一端，经过u2反相放大时，u2通过vx输出的控制电压等于-δv×r4/r3。

具体的，所述转换电路可以包括转换电阻；所述交流电压放大电路通过其控制电压端输出所述控制电压；

所述转换电阻的第一端与所述控制电压端电连接，所述转换电阻的第二端与第一电压端电连接。

在具体实施时，所述第一电压端可以为地端，也可以为低电压端，但不以此为限。

具体的，所述转换电路可以包括控制电流输出端，所述转换电路通过所述控制电流输出端输出所述第一控制电流；

所述电流补偿电路包括第一补偿晶体管和第二补偿晶体管；

所述第一补偿晶体管的控制极与所述第二补偿控制晶体管的控制极电连接，所述第一补偿晶体管的第一极与电源电压端电连接，所述第一补偿晶体管的第二极与所述电压输出端电连接；

所述第二补偿晶体管的第一极与所述电源电压端电连接，所述第二补偿晶体管的控制极与所述第二补偿晶体管的第二极电连接，所述第二补偿晶体管的第二极与控制电流输出端电连接。

在具体实施时，流过所述第一补偿晶体管的第一极和所述第一补偿晶体管的第二极的电流为第二控制电流。

在本发明实施例中，所述第一补偿晶体管和所述第二补偿晶体管可以都为p型晶体管。

如图3所示，在图1所示的输出电压补偿电路的实施例的基础上，所述转换电路12包括控制电流输出端iout，所述转换电路12通过所述控制电流输出端iout输出所述第一控制电流i1；

所述电流补偿电路13包括第一补偿晶体管p2和第二补偿晶体管p3；

所述第一补偿晶体管p2的栅极与所述第二补偿控制晶体管p3的栅极电连接，所述第一补偿晶体管p2的源极与电源电压端电连接，所述第一补偿晶体管p2的漏极与所述电压输出端vout电连接；

所述第二补偿晶体管p3的源极与所述电源电压端电连接，所述第二补偿晶体管p3的栅极与所述第二补偿晶体管p3的漏极电连接，所述第二补偿晶体管p3的漏极与控制电流输出端iout电连接；

所述电源电压端用与输入电源电压vdd。

在图3所示的输出电压补偿电路的实施例中，p2和p3都为pmos管(p型金属-氧化物-半导体场效应晶体管)，但不以此为限。

在图3所示的输出电压补偿电路的实施例中，p2和p3组成一个电流镜，流过p2的源极和p2的漏极的电流为第二控制电流i2；i2的电流值与i1的电流值的比值为p2的宽长比和p3的宽长比的比值。

具体的，所述稳压器可以包括稳压运算放大器、稳压控制晶体管、第一稳压电阻、第二稳压电阻和第二电容；

所述稳压运算放大器的正相输入端通过所述第一稳压电阻与所述稳压运算放大器的输出端电连接，并所述稳压运算放大器的正相输入端通过所述第二稳压电阻与第二电压端电连接；

所述稳压运算放大器的反相输入端与第二参考电压端电连接，所述稳压运算放大器的输出端与所述稳压控制晶体管的控制极电连接；

所述稳压控制晶体管的第一极与电源电压端电连接，所述稳压控制晶体管的第二极与所述电压输出端电连接；

所述第二电容的第一端与所述电压输出端电连接，所述第二电容的第二端与第三电压端电连接；

所述稳压运算放大器的正相输入端与所述输出节点电连接。

在具体实施时，所述第二参考电压端输入的第二参考电压可以与第一参考电压端输入的第一参考电压相等，但不以此为限。

在本发明实施例中，所述稳压控制晶体管可以为p型晶体管。

在具体实施时，所述第二电压端和所述第三电压端可以为地端，或低电压端，但不以此为限。

如图4所示，在如图1所示的输出电压补偿电路的实施例的基础上，所述稳压器a1可以包括稳压运算放大器u1、稳压控制晶体管p1、第一稳压电阻r1、第二稳压电阻r2和第二电容c2；

所述稳压运算放大器u1的正相输入端与所述第一稳压电阻r1的第一端电连接，所述第一稳压电阻r1的第二端与所述稳压运算放大器u1的输出端电连接，并所述稳压运算放大器u1的正相输入端与所述第二稳压电阻r2的第一端电连接，所述第二稳压电阻r2的第二端与地端gnd电连接；

所述稳压运算放大器u1的反相输入端接入第二参考电压vref2，所述稳压运算放大器u1的输出端与所述稳压控制晶体管p1的栅极电连接；

所述稳压控制晶体管p1的源极与电源电压端电连接，所述稳压控制晶体管的第二极与所述电压输出端vout电连接；所述电源电压端用于输入电源电压vdd；

所述第二电容c2的第一端与所述电压输出端vout电连接，所述第二电容c2的第二端与所述地端gnd电连接；

所述稳压运算放大器u1的正相输入端与所述输出节点vo电连接。

在图4所示的实施例中，p1为pmos管，但不以此为限。

在实际操作时，当p1被替换为n型晶体管时，u1的正相输入端和u1的反相输入端需要对调，以保证反馈电路为负反馈电路。

在图4所示的实施例中，u1、p1、r1、r2和c2构成一个基本的ldo(低压差线性稳压器)。本发明实施例所述的输出电压补偿电路能够改善ldo的瞬态响应。

下面通过一具体实施例来说明本发明所述的输出电压补偿电路。

如图5所示，本发明所述的输出电压补偿电路的一具体实施例应用于稳压器a1，所述稳压器a1通过其电压输出端vout提供输出电压，并通过输出节点vo提供反馈电压；本发明所述的输出电压补偿电路的该具体实施例包括交流电压放大电路11、转换电路12和电流补偿电路13；

所述交流电压放大电路11包括第一电容c1、第一放大电阻r3、第二放大电阻r4和控制运算放大器u2；

所述第一电容c1的第一端与所述输出节点vo电连接，所述第一电容c1的第二端通过所述第一放大电阻r3与所述控制运算放大器u2的反相输入端电连接；

所述控制运算放大器u2的正相输入端接入第一参考电压vref，所述控制运算放大器u2的反相输入端通过所述第二放大电阻r4与所述控制运算放大器u2的输出端电连接；

所述控制运算放大器u2的输出端与控制电压端vx电连接；

所述转换电路12包括转换电阻r5；

所述转换电阻r5的第一端与控制电压端vx电连接，所述转换电阻r5的第二端与地端gnd电连接；

所述电流补偿电路13包括第一补偿晶体管p2和第二补偿晶体管p3；

所述第一补偿晶体管p2的栅极与所述第二补偿控制晶体管p3的栅极电连接，所述第一补偿晶体管p2的源极与电源电压端电连接，所述第一补偿晶体管p2的漏极与所述电压输出端vout电连接；

所述第二补偿晶体管p3的源极与所述电源电压端电连接，所述第二补偿晶体管p3的栅极与所述第二补偿晶体管p3的漏极电连接，所述第二补偿晶体管p3的漏极与控制电流输出端iout电连接；

所述电源电压端用与输入电源电压vdd；

所述稳压器a1包括稳压运算放大器u1、稳压控制晶体管p1、第一稳压电阻r1、第二稳压电阻r2和第二电容c2；

所述稳压运算放大器u1的正相输入端与所述第一稳压电阻r1的第一端电连接，所述第一稳压电阻r1的第二端与所述稳压运算放大器u1的输出端电连接，并所述稳压运算放大器u1的正相输入端与所述第二稳压电阻r2的第一端电连接，所述第二稳压电阻r2的第二端与地端gnd电连接；

所述稳压运算放大器u1的反相输入端接入第二参考电压vref2，所述稳压运算放大器u1的输出端与所述稳压控制晶体管p1的栅极电连接；

所述稳压控制晶体管p1的源极与电源电压端电连接，所述稳压控制晶体管的第二极与所述电压输出端vout电连接；所述电源电压端用于输入电源电压vdd；所述电压输出端vout的电压为输出电压；

所述第二电容c2的第一端与所述电压输出端vout电连接，所述第二电容c2的第二端与所述地端gnd电连接；

所述稳压运算放大器u1的正相输入端与所述输出节点vo电连接。

在图5所示的本发明所述的输出电压补偿电路的具体实施例中，p1、p2和p3都为pmos管，但不以此为限。

在图5所示的本发明所述的输出电压补偿电路的具体实施例中，vref可以等于1.2v，vref2可以等于1.2v，但不以此为限。

本发明如图5所示的输出电压补偿电路的具体实施例在工作时，输出节点vo的电压(也即反馈电压)等于输出电压的(rz2/(rz1+rz2))倍，其中，rz1为r1的电阻值，rz2为r2的电阻值；

则反馈电压的变化值δv等于所述输出电压的变化值的(rz2/(rz1+rz2))倍；

c1隔直通交，以将δv输出至r3，则u2对vref-δv进行放大，放大系数k等于r4z/r3z，其中，r3z为r3的电阻值，r4z为r4的电阻值，也即控制电压等于(vref-δv)×r4z/r3z，则第一控制电流i1的电流值等于(vref-δv)×r4z/(r3z×r5z)；第二控制电流i2的电流值等于b×(vref-δv)×r4z/(r3z×r5z)，其中b等于p2的宽长比与p3的宽长比之间的比值，b为电流镜(p2和p3组成所述电流镜)的转换系数；i2灌入vout，以为c2充电，从而改变输出电压的电压值。

其中，rz5为r5的电阻值。

当所述输出电压稳定时，δv等于0；

而当所述输出电压下冲时，δv小于0，则i2的电流值大于输出电压稳定时的i2的电流值，会使得输出电压升高，以进行对稳压器的输出电压进行电压补偿；

而当所述输出电压过冲时，δv大于0，则i2的电流值小于输出电压稳定时的i2的电流值，会使得输出电压降低，以进行对稳压器的输出电压进行电压补偿。

本发明实施例所述的输出电压补偿方法，应用于上述的输出电压补偿电路，所述输出电压补偿方法包括：

稳压器通过输出节点提供反馈电压；

交流电压放大电路对稳压器通过输出节点提供的反馈电压的变化值进行反相放大，以得到并通过控制电压端输出控制电压；

转换电路将所述控制电压转换为相应的第一控制电流；

电流补偿电路根据所述第一控制电流生成相应的第二控制电流，并根据所述第二控制电流相应改变所述稳压器的输出电压。

本发明实施例所述的输出电压补偿方法通过交流电压放大电路对第一参考电压与变化电压之间的差值进行反相放大，以得到控制电压，转换电路将所述控制电压转换为第一控制电路，电流补偿电路根据第一控制电流生成第二控制电流，根据所述第二控制电流改变输出电压，以对输出电压进行补偿。

本发明实施例所述的稳压电路，包括稳压器，所述稳压电路还包括上述的输出电压补偿电路；

所述稳压器包括电压输出端和输出节点；

所述输出电压补偿电路包括的交流电压放大电路与所述输出节点电连接；

所述输出电压补偿电路包括的电流补偿电路与所述电压输出端电连接。

本发明实施例所述的显示装置包括上述的稳压电路。

本发明实施例所提供的显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。