[发明专利]一种低压差线性稳压器及其控制电路

说明书

本申请公开了一种低压差线性稳压器及其控制电路，控制电路包括误差放大器和防倒灌电路，防倒灌电路用于将输入电压和输出电压进行比较，以将功率晶体管的衬底电压和控制端电压切换为输入电压和输出电压之间的最高电位，从而可以在输出电压大于输入电压时及时关断功率晶体管及其寄生体二极管，防止电流倒灌对功率晶体管的损坏，提高低压差线性稳压器的可靠性。

技术领域

本发明涉及线性调整器技术领域，更具体地，涉及一种低功耗的低压差线性稳压器及其控制电路。

背景技术

低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)是将不稳定的输入电压转换为可调节的直流输出电压，以便于作为其它系统的供电电源。由于线性稳压器具有结构简单、静态功耗小、输出电压纹波小等特点，因此线性稳压器常被用于移动消费类电子设备芯片的片内电源管理。

图1示出了传统的低压差线性稳压器的电路示意图。如图1所示，低压差线性稳压器100包括功率晶体管Mpout、误差放大器110以及电阻R1和电阻R2。功率晶体管Mpout用于根据输入电压Vin向后级负载提供输出电压Vout。电阻R1和电阻R2串联连接在功率晶体管Mpout的输出端和地之间，电阻R1和电阻R2的中间节点用于提供输出电压Vout的反馈电压VFB。误差放大器110用于将反馈电压VFB与一参考电压VREF进行比较，以获得二者之间的误差信号，并根据二者之间的误差信号调整功率晶体管Mpout的栅极电位，调节控制使得反馈电压VFB等于参考电压VREF，从而稳定输出电压Vout。

传统的LDO的功率晶体管Mpout的源极和衬底与输入电压Vin的连接方式如图1所示，功率晶体管Mpout的衬底与漏极之间的寄生体二极管D1的阴极与输入电压Vin连接，阳极与输出电压Vout连接。因为传统的LDO多应用于降压场合，所以一般情况下输入电压Vin大于输出电压Vout，功率晶体管Mpout的寄生体二极管D1处于反向截止，不会影响LDO的正常工作。但是随着集成电路的快速发展和LDO的广泛应用，有时负载端会存在着多电源供电的情况，使得输出电压Vout大于输入电压Vin，或者在应用时出现输入电压Vin短接到地或者悬空的情况，这些都会使得功率晶体管Mpout中的寄生体二极管D1正向导通，不仅会损耗电路中的电流，甚至可能造成功率晶体管Mpout永久性的损坏。所以，需要对传统的LDO的防倒灌问题进行解决。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种低压差线性稳压器及其控制电路，在输出电压大于输入电压时及时关断功率晶体管及其寄生体二极管，防止电流倒灌对功率晶体管的损坏，提高低压差线性稳压器的可靠性。

根据本发明实施例的一方面，提供了一种低压差线性稳压器的控制电路，所述低压差线性稳压器包括连接于电源端和输出端之间的功率晶体管，所述控制电路用于驱动所述功率晶体管以将输入电压转换为输出电压，其中，所述控制电路包括：误差放大器，用于根据所述输出电压的反馈电压与参考电压之间的电压差驱动所述功率晶体管；以及防倒灌电路，用于将所述输入电压和所述输出电压进行比较，以将所述功率晶体管的衬底电压和控制端电压切换为所述输入电压和所述输出电压之间的最高电位。

优选地，所述防倒灌电路还用于在所述输出电压大于所述输入电压时，关断所述误差放大器的输出端至所述功率晶体管的控制端之间的信号路径。

优选地，所述控制电路还包括连接于所述误差放大器的输出端与所述功率晶体管的控制端之间的开关电路，其中，所述防倒灌电路还用于根据所述输入电压和所述输出电压之间的比较结果控制所述开关电路的导通和关断。

优选地，所述开关电路包括并联连接于所述误差放大器的输出端与所述功率晶体管的控制端之间的第一开关管和第二开关管，其中，所述第一开关管的控制端接收第一开关控制信号，所述第二开关管的控制端接收第二开关控制信号。

优选地，所述第一开关管选自P型MOSFET，所述第二开关管选自N型MOSFET。