本發(fā)明涉及，特別涉及一種輸入電壓或電源電壓變化范圍較寬的線性穩(wěn)壓電路。
背景技術：
：線性穩(wěn)壓電路的一種常用結構為低壓降穩(wěn)壓電路ldo(lowdrop-out)。圖1所示，為傳統技術的ldo電路10，其中電阻r1與r2構成輸出端的分壓電路13，分壓值vdet與參考電壓vref通過誤差放大器11放大，誤差放大器的輸出控制功率器件12的導通狀態(tài)，以將輸入電壓vcc轉換為輸出電壓vout；但上述的傳統ldo電路屬于雙極點結構，為了保證環(huán)路穩(wěn)定性，需要很大尺寸的補償電容14。圖2所示，為一種常用的hdo(highdrop-out)電路20，與圖1的技術差異在于，該hdo電路20中，功率器件由pmos管改為nmos管22，穩(wěn)壓電路變成單極點系統，不需要圖1中的頻率補償電容14也能保證系統的環(huán)路穩(wěn)定性；雖然hdo電路結構可以解決雙極點的問題，但該結構對于輸入信號和輸出信號相差較小的電路系統卻不能使用，從電路hdo20我們可以得出：vcc≥vout+vth其中vcc是輸入電壓，vth為nmos的閾值電壓，vout為輸出電壓；即輸入信號vcc至少要比輸出信號vout高一個vth，對于輸出信號和輸入信號要求差距很小的應用環(huán)境無法使用。為了解決功率器件高效導通的問題，需要使用電荷泵改善功率器件的柵極電壓，專利cn101866193a提出了這樣的電路結構，如圖3所示，電荷泵34提高功率器件32的柵極電壓，從而解決了vcc≤vout+vth時功率器件不能充分導通的問題，但此結構中的電荷泵輸出端高壓電位的改變與時鐘的頻率及儲能電容大小有直接的關系，環(huán)路反應時間會較慢，輸入信號vcc很高時，輸出電壓vout抖動很大。技術實現要素：為了在輸入信號vcc變化范圍較大的情況下，得到穩(wěn)定的輸出信號，本發(fā)明提出一種新的使用控制電壓切換模式線性穩(wěn)壓電路，該方法可以在輸入信號vcc≤vout+vth條件下，使輸出電壓vout更接近輸入電壓vcc，在vcc>vout+vth時，快速輸出穩(wěn)定的vout電壓。本發(fā)明解決該技術問題所采用的方案，一種線性穩(wěn)壓電路，包括電荷泵，電壓轉換控制電路，比較器，誤差放大器，功率器件和分壓電路，其中，電荷泵，其輸入電連接于外部輸入信號vcc，輸出信號cp_out電連接于電壓轉換控制電路的輸入；比較器，其輸入電連接于帶隙基準電壓vref和信號vcc的分壓v1，輸出信號cpo電連接于電壓轉換控制電路的輸入；誤差放大器，其輸入電連接于帶隙基準電壓vref和分壓電路的輸出vedt，輸出信號apo電連接于電壓轉換控制電路的輸入；電壓轉換控制電路，其輸入電連接于比較器的輸出cpo、誤差放大器的輸出apo、電荷泵的輸出cp_out，輸出電連接于功率器件的柵極；功率器件，其輸入電連接于電壓轉換控制電路的輸出，以外部輸入vcc信號作為電源，輸出vout作為種線性穩(wěn)壓電路的輸出；分壓電路，其電連接于輸出信號vout和地之間，輸出信號vdet電連接于誤差放大器的輸入；所述信號vcc經過電阻分壓后的信號v1與帶隙基準電壓vref作為比較器的輸入，比較器的輸出信號cpo作為電壓轉換控制電路的控制信號，若cpo為0，電壓轉換控制電路將apo信號連接至功率器件的柵極，若cpo為1，電壓轉換控制電路將cp_out信號連接至功率器件的柵極，通過電壓控制轉換電路對所述功率器件上的柵極電壓進行不同的切換，實現穩(wěn)定輸出。優(yōu)選地，所述電荷泵，配置一個大于vout+vth的高壓，vout為預期的輸出信號值，vth為mos管閾值電壓，電荷泵的輸出點cp_out連接至電壓轉換控制電路的輸入；同時，輸出信號vout的分壓vdet與基準電源vref經過誤差放大器放大后的信號apo電連接至電壓轉換控制電路，電壓轉換控制電路的輸出電連接至功率器件的柵極。本發(fā)明的有益效果是，在輸入信號vcc≤vout+vth的條件下，保證功率器件電壓高效的傳輸，在輸入信號vcc>vout+vth的條件下使輸出電壓快速穩(wěn)定的輸出。附圖說明下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1為傳統的ldo電路的電路圖。圖2為傳統的hdo電路的電路圖。圖3為現有技術的一種線性穩(wěn)壓電路結構示意圖。圖4為本發(fā)明的一種線性穩(wěn)壓電路的整體架構示意圖。圖5為本發(fā)明的電壓轉換控制電路結構示意圖。圖6為本發(fā)明中電荷泵的一種具體實施電路示意圖。圖7為本發(fā)明中誤差放大器的一種具體實施電路示意圖。具體實施方式如圖4所示，為本發(fā)明的一種線性穩(wěn)壓電路的整體架構示意圖；具體包括比較器41、功率器件42、分壓電路43、電荷泵44、誤差放大器45和電壓轉換控制電路46；如圖4所示，外部輸入信號vcc經過電荷泵升壓后輸出cp_out，cp_out作為電壓轉換控制電路的一個輸入信號，輸出信號vout經過電阻r1、r2分壓后產生信號vdet，vdet與帶隙基準電壓vref作為誤差放大器的輸入，誤差放大器的輸出信號apo作為電壓轉換控制電路的另一個輸入信號，vcc信號經過電阻分壓后的信號v1與帶隙基準輸入信號vref作為比較器的輸入，比較器的輸出信號cpo作為電壓轉換控制電路的控制信號，比較器的輸出信號cpo作為電壓轉換控制電路的控制信號，若cpo為0或者1時，進行轉換邏輯，實現穩(wěn)定電壓輸出。如圖5所示，為本發(fā)明的電壓轉換控制電路結構示意圖；具體包括誤差放大器、電荷泵、電壓轉換控制電路、功率管的柵極和比較器；其中，比較器的輸出信號cpo作為電壓轉換控制電路的控制信號，根據比較器的輸出值cpo，電壓轉換控制電路來切換不同的模式，實現穩(wěn)定電壓輸出；具體表現為，若cpo為0或者1時，實現轉換邏輯；其工作方式如真值表1所示：表1電壓轉換控制電路的轉換邏輯比較器輸出誤差放大器電荷泵010101其中，比較器輸出的“1”，“0”代表比較器輸出結果，誤差放大器和升壓電荷泵的“1”，“0”分別代表是否將輸出信號傳輸至功率器件的柵極；當輸入信號vcc>vout+vth時，電壓轉換控制電路將誤差放大器的輸出信號傳輸至功率器件的柵極；當輸入信號vcc≤vout+vth時，電壓轉換控制電路將電荷泵上的高壓信號傳輸至功率器件的柵極，使功率器件高效的傳輸。參看圖5所示，一種具體實施方式，為配置一個電荷泵電路，建立好一個大于vout+vth的高壓cp_out，外部輸入信號vcc經過電荷泵升壓后輸出cp_out，cp_out作為電壓轉換控制電路的一個輸入信號，輸出信號vout經過電阻r1、r2分壓后產生信號vdet，vdet與帶隙基準輸入信號vref作為誤差放大器的輸入，誤差放大器的輸出信號apo作為電壓轉換控制電路的另一個輸入信號，vcc信號經過電阻分壓后的信號v1與帶隙基準輸入信號vref作為比較器的輸入，比較器的輸出信號cpo作為電壓轉換控制電路的控制信號，若cpo為0，表示vcc>vout+vth，電壓轉換控制電路將apo信號連接至功率器件的柵極，環(huán)路建立，以傳統hdo的工作方式穩(wěn)壓；若cpo為1，表示vcc≤vout+vth，電壓轉換控制電路將誤差放大器的輸出apo與功率器件的柵極斷開，將電荷泵上的輸出信號cp_out傳輸至功率器件的柵極，使功率器件高效的傳輸。這樣，針對不同的輸入信號，電壓轉換控制電路實現兩種模式的切換，最后輸出穩(wěn)定電壓信號。如圖6所示，為電荷泵的一種具體實施電路示意圖，如圖6所示，為一種電荷泵60，該電荷泵提前配置好，該電荷泵提供控制轉換中所需的高壓cp_out，ck和ckb代表兩相不交疊時鐘，電荷泵輸出結果cp_out電連接至電壓轉換控制電路。如圖7所示，為誤差放大器的一種具體實施電路示意圖，該誤差放大器采用套筒式結構，如圖7所示70為一種誤差放大器，vb1、vb2是兩個偏置電壓，誤差放大器的輸出結果apo連接至電壓轉換控制電路。上述僅為本發(fā)明的具體實施例，本領域普通技術人員在不脫離本發(fā)明技術思路的基礎上能有許多變形和變化，這些顯而易見形成的技術方案也包含在本發(fā)明保護的技術范圍內，故凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、同等替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的權利保護范圍之內。當前第1頁12