[发明专利]线性电压调节器的自适应控制

说明书

公开了线性电压调节器的自适应控制。在一个示例中，一种电路包括电压源、传递模块、差分放大器模块和控制模块。传递模块被配置为使用具有电阻的通道来电耦合电压源与负载，并且基于控制信号来修改通道的电阻。差分放大器模块被配置为基于电压参考与负载处的电压的表示的比较来生成差分信号。控制信号基于差分信号。控制模块被配置为根据传递函数来生成负载处的电压的表示。传递函数包括实质上位于传递函数的穿越频率处的零点。

技术领域

本公开涉及被配置为调节输出电压的线性电压调节器，诸如低压降(LDO)调节器。

背景技术

线性电压调节器可以调节输出电压。例如，线性电压调节器可以使用10伏的供电电压来输出5伏的电压。低压降(LDO)调节器可以调节接近供电电压的输出电压。例如，LDO调节器可以使用5.5伏的供电电压来输出5伏的电压。在任何情况下，可能期望线性电压调节器(诸如LDO调节器)具有高的动态性能(例如，快速地实现调节电压)、空载稳定性(例如，在小的负载电流或无负载电流的情况下调节输出电压)、以及具有低的电流消耗(例如，低的静态电流)。

发明内容

总体上，本公开涉及允许低压降(LDO)调节器在整个负载电流范围内(例如，空载到满载)保持稳定的技术，同时保持动态性能并限制电流消耗。在汽车的示例性应用中，这种LDO调节器可以在汽车关闭发动机而停车时调节由电气负载装置(例如，内部车灯)使用的电压。在一些示例中，LDO调节器可以在开环传递函数的穿越频率(crossoverfrequency)处动态地生成零点，而不是需要最小负载电流。换句话说，当输出电压(例如，5伏特)对应于期望的输出电压时，LDO调节器可以有效地抑制电压调节控制，而不是必定地限制负载电流，以允许LDO在低负载电流以及高负载电流下保持稳定。在一些示例中，这种抑制可以根据LDO调节器的负载电流而变化。例如，当负载电流减小时，抑制可以增加，使得当负载电流非常低(例如，小于50μA)或没有负载电流时，LDO调节器可以有效地抑制电压调节控制。

在示例中，一种电路包括电压源、传递模块、差分放大器模块和控制模块。传递模块被配置为使用具有电阻的通道来电耦合电压源与负载，并且基于控制信号来修改通道的电阻。差分放大器模块被配置为基于电压参考与负载处的电压的表示的比较来生成差分信号。控制信号基于差分信号。控制模块被配置为根据传递函数来生成负载处的电压的表示。传递函数包括实质上位于传递函数的穿越频率处的零点。

在另一示例中，一种方法包括由电路确定负载处的负载电流的表示，以及由电路在用于控制负载处的电压的传递函数的穿越频率处生成零点以生成负载处的电压的表示。在传递函数的穿越频率处生成零点是基于负载电流的表示。该方法还包括由电路响应于负载处的电压的表示与参考电压之间的差异来输出控制信号，并且由电路根据控制信号来控制负载处的电压。

在另一示例中，一种电路包括电流感测单元、控制模块、差分放大器模块和传递模块。电流感测单元被配置为确定负载处的负载电流的表示。控制模块被配置为在用于控制负载处的电压的传递函数的穿越频率处生成零点以生成负载处的电压的表示。传递函数的穿越频率处的零点是基于负载电流的表示。差分放大器模块被配置为响应于负载处的电压的表示与参考电压之间的差异来输出控制信号。传递模块被配置为根据控制信号来控制负载处的电压。

这些和其它示例的细节在附图和下面的说明中阐述。其它的特征、目的和优点将从说明书和附图以及权利要求书中变得显而易见。

附图说明

图1是示出根据本公开的一种或多种技术的被配置为在整个负载电流范围内保持稳定的示例系统的框图。

图2是示出根据本公开的一种或多种技术的图1的系统的示例第一电路的电路图。

图3是示出根据本公开的一种或多种技术的图1的系统的示例第二电路的电路图。

图4是示出根据本公开的一种或多种技术的图1的系统的示例第三电路的电路图。