[发明专利]一种基于双向计数控制的稳压电路

说明书

技术领域

本发明属于微电子和电源管理技术领域，具体涉及一种基于双向计数控制的稳压电路。

背景技术

稳压电源可以为各种电器设备供电，也可以为芯片内部供电。常见的稳压控制电路主要包括线性稳压源，开关电容式稳压电路，以及开关电源电路。其中线性稳压源采用运算放大器实时调整输出电压，能够精确控制输出电压值，电压纹波小，但是难以满足大的降压需要；开关电容式稳压电路，外围元件少，电路简单，但是驱动能力较弱，降压幅度有限；开关电源电路，效率高，功耗小，电压调整范围大，但是外围元件较多，存在一定的电磁干扰问题。

针对大的降压幅度，大的驱动能力，小的电压纹波的需要，目前的设计方案存在外围元件多，电路复杂的缺点。

发明内容

本发明提供了一种基于双向计数控制的稳压电路，是一种满足特定需求的降压控制方案，具有驱动能力强，电压纹波极小，降压幅度大，控制电路功耗低，外围元件少的优点。其降压稳定值控制在一个较小的电压区间，并能够实时检测，及时调整输出电压大小以使其能够保持稳定在目标电压区间内。

本发明提供的基于双向计数控制的稳压电路，包括限流电阻Rz、稳压二极管Zener、功率晶体管NMOS、电容C、分压检测电阻串RJ1、RJ2、RJ3、比较器1、比较器2、逻辑电路、振荡器、双向计数器、电平转换器以及数模转换器，所有模块的功能以及连接关系如下：

限流电阻Rz，限制流过稳压二极管Zener的电流，其一端连接输入电压端口，另一端连接稳压二极管Zener的负端；

稳压二极管Zener，将高的输入电压转化为一较低的受温度影响的电压值VDDH，其正端连接地，负端连接限流电阻Rz，并连接至数模转换器的输入端3；

功率晶体管NMOS，为负载提供电流，其漏端连接输入电压端口，栅端连接数模转换器的输出端4，源端连接电容C上极板、分压检测电阻串中RJ1的一端以及输出电压端口；

电容C，减小输出电压纹波，其上极板连接功率晶体管NMOS源端，下极板连接地；

分压检测电阻串RJ1、RJ2、RJ3，检测输出电压值，其中RJ1、RJ2、RJ3相串联，RJ1的一端连接至功率晶体管NMOS源端，RJ1的另一端连接RJ2，RJ2的一端连接RJ1和比较器1的负输入端，RJ2的另一端连接RJ3，RJ3的一端连接RJ2和比较器2的负输入端，RJ3的另一端连接地；

比较器1，将上限电压检测信号与参考电压信号进行比较，当参考电压信号小于上限电压检测信号时，输出低电平，当参考电压信号大于上限电压检测信号时，输出高电平，其正输入端连接参考电压，负输入端连接分压检测电阻串中RJ1与RJ2的连接端，输出端连接逻辑电路的输入端3；

比较器2，将下限电压检测信号与参考电压信号进行比较，当参考电压信号小于下限电压检测信号时，输出低电平，当参考电压信号大于下限电压检测信号时，输出高电平，其正输入端连接参考电压，负输入端连接分压检测电阻串中RJ2与RJ3的连接端，输出端连接逻辑电路的输入端2；

逻辑电路，根据输入端3接收到的比较器1的输出信号和输入端2接收到的比较器2的输出信号以及输入端1接收到的双向计数器输出端6输出的计数是否达到最大或者最小值判断信号，产生正向计数信号，反向计数信号和停止计数信号，分别通过输出端4、5、6输出到双向计数器输入端3、2、1，当比较器1和比较器2都输出高电平时，正向计数信号为1，反向计数信号为0，停止计数信号在双向计数器计数达到最大值时为1，在双向计数器计数未达到最大值时为0；当比较器1输出低电平，比较器2输出高电平时，正向计数信号为0，反向计数信号为0，停止计数信号为1；当比较器1和比较器2都输出低电平时，正向计数信号为0，反向计数信号为1，停止计数信号在双向计数器计数达到最小值时为1，在双向计数器计数未达到最小值时为0，逻辑电路输入端1连接双向计数器的输出端6，输入端2连接比较器2的输出端，输入端3连接比较器1的输出端，其三个输出端4、5、6分别连接至双向计数器的输入端3、输入端2、输入端1；

振荡器，产生时钟信号，其输出端接双向计数器的输入端4；