抑制浮动电源共模瞬态干扰的快速响应低功耗稳压电路的制作方法

本发明属于电源管理，具体是涉及一种抑制浮动电源共模瞬态干扰的快速响应低功耗稳压电路。

背景技术：

1、在传统的浮动供电技术领域，自举电容供电技术是通过电容的放电给浮动域供电，实现电源短暂浮动的技术。由于其结构简单，成本低廉的优点被广泛应用在桥式驱动芯片，开关电源芯片中。此外，其他涉及高侧功率管开关控制的芯片中也有应用。

2、然而，自举电容只能实现单一的浮动供电，要满足驱动架构的复杂供电需求，就要对浮动电源进行线性稳压。传统的线性稳压器ldo(low dropout regulator-ldo)包括误差放大器，带隙基准等复杂结构，不便在高侧浮动区域集成，且浮动电源共模瞬态干扰抑制能力较差，因此不适用于浮动电源供电下的线性稳压。

3、图1展示了一种传统的浮动电源下的开环稳压电路，自举电容作为浮动电源，

4、采用齐纳稳压二极管(dz)产生简易的基准电压，通过功率管的源级调整负载电压，较大的输出稳压电容cl提供瞬态负载电流。开环的架构导致其负载变化时稳压效果较差，带负载能力较弱，且需要较大的输出稳压电容。

5、浮动电源供电下的稳压电路自身就需要较高的抗共模干扰能力，一般的解决办法是用大电容滤波，大电容作为临时的“电荷库”，可以在电源浮动瞬态期间提供或者储存电荷，减小输出电压的波动。然而较大的电容集成是困难且成本高昂的，这限制了设计稳压电路的滤波电容大小。采用自举电容供电的浮动电源，自举电容存储的电荷是有限的，并不能无限放电，因此其负载电路的静态功耗不能太大，这限制了设计稳压电路的静态功耗。

技术实现思路

1、为了解决传统浮动供电下的稳压电路的上述限制问题，提出一种抑制浮动电源共模瞬态干扰的快速响应低功耗稳压电路。能够在较低静态功耗下实现瞬态双向负载跳变的快速响应，实现对浮动电源的共模干扰抑制，且输出不需要大电容稳压。

2、本发明的技术方案为：

3、抑制浮动电源共模瞬态干扰的快速响应低功耗稳压电路，包括偏置电路和反馈电压缓冲器；

4、偏置电路用于产生稳定的两路偏置电压输出到反馈电压缓冲器；

5、反馈电压缓冲器在输出稳定电压的同时，还通过电流镜反馈回路将输出电压转化为电流反馈回偏置电路，针对两路偏置电压分别形成双负反馈环路，通过双负反馈环路的交替运行，实现对浮动电源共模瞬态干扰的双边抑制。

6、进一步的，所述偏置电路包括第一齐纳二极管、第一电阻、第二电阻、第一pmos管、第三pmos管、第四pmos管、第一nmos管、第五nmos管、第六nmos管、第七nmos管、第一电容；

7、第一nmos管的栅极和漏极互连，同时连接第一电阻的一端、第一齐纳二极管的阴极、第一电容的一端，连接点作为偏置电路的第一输出端输出第一偏置电压vbn，第一nmos管的源极接第一pmos管的源极；第一电阻的另一端接浮动电源bst；第一pmos管的栅极和漏极互连，同时连接第二电阻的一端、第一电容的另一端，连接点作为偏置电路的第二输出端输出第二偏置电压vbp；第二电阻的另一端接第五nmos管的栅极和漏极、第六nmos管的栅极、第七nmos管的栅极；第一齐纳二极管的阳极、第五nmos管的源极、第六nmos管的源极、第七nmos管的源极接浮动地；

8、第三pmos管的源极和第四pmos管的源极接浮动电源bst；第三pmos管的栅极和漏极互连，同时接第六nmos管的漏极；第四pmos管的漏极和第七nmos管的漏极接反馈电压缓冲器。

9、进一步的，所述反馈电压缓冲器包括第二nmos管、第三nmos管、第四nmos管、第八nmos管、第九nmos管、第二pmos管、第五pmos管、第六pmos管、第二电容、第三电容、第四电容、第三电阻、第四电阻、第二齐纳二极管；

10、第二nmos管的栅极接第一偏置电压vbn，其漏极接第五pmos管的漏极和栅极、第六pmos管的栅极、第四pmos管的漏极、第二电容的一端；第五pmos管和第六pmos管的源极接浮动电源bst；

11、第二nmos管的源极接第二pmos管的源极、第二电容的另一端、第三电容的一端、第四电容的一端、第四nmos管的源极、第三电阻的一端、第四电阻的一端、第二齐纳二极管的阴极，连接点作为反馈电压缓冲器的输出端输出电压v0；

12、第二pmos管的漏极接第八nmos管的漏极和栅极、第九nmos管的栅极、第七nmos管的漏极、第三电容的另一端；第八nmos管的源极、第九nmos管的源极、第四电容的另一端、第四电阻的另一端、第二齐纳二极管的阳极接浮动地；

13、第六pmos管的漏极接第三nmos管的栅极和漏极、第四nmos管的栅极；第四nmos管的漏极接浮动电源bst；第三nmos管的源极接第三电阻的另一端和第九nmos管的漏极。

14、进一步的，所述第一pmos管和第二pmos管具有相同的尺寸，第一nmos管和第二nmos管具有相同的尺寸。

15、进一步的，所述第五nmos管、第六nmos管和第七nmos管的尺寸一致。

16、进一步的，所述第五pmos管和第六pmos管的尺寸比例为1：k，第八nmos管和第九nmos管的尺寸比例为1：n，k和n为大于零的任意整数。

17、本发明的有益效果为，整个反馈电压缓冲器并没有采用较大电容稳压，而是采用电流镜放大小电容实现等效的有源大电容稳压效果，以节省芯片面积。采用电流镜反馈环路，整体呈现低阻特性，环路带宽较大，负载瞬态响应快速。采用的双负反馈环路交替运行，实现对浮动电源共模瞬态干扰的双边抑制，能够输出一个稳定的电压。静态功耗也由偏置电路限定，整体功耗较低。

技术特征：

1.抑制浮动电源共模瞬态干扰的快速响应低功耗稳压电路，其特征在于，包括偏置电路和反馈电压缓冲器；

2.根据权利要求1所述的抑制浮动电源共模瞬态干扰的快速响应低功耗稳压电路，其特征在于，所述偏置电路包括第一齐纳二极管、第一电阻、第二电阻、第一pmos管、第三pmos管、第四pmos管、第一nmos管、第五nmos管、第六nmos管、第七nmos管、第一电容；

3.根据权利要求2所述的抑制浮动电源共模瞬态干扰的快速响应低功耗稳压电路，其特征在于，所述反馈电压缓冲器包括第二nmos管、第三nmos管、第四nmos管、第八nmos管、第九nmos管、第二pmos管、第五pmos管、第六pmos管、第二电容、第三电容、第四电容、第三电阻、第四电阻、第二齐纳二极管；

4.根据权利要求3所述的抑制浮动电源共模瞬态干扰的快速响应低功耗稳压电路，其特征在于，所述第一pmos管和第二pmos管具有相同的尺寸，第一nmos管和第二nmos管具有相同的尺寸。

5.根据权利要求4所述的抑制浮动电源共模瞬态干扰的快速响应低功耗稳压电路，其特征在于，所述第五nmos管、第六nmos管和第七nmos管的尺寸一致。

6.根据权利要求5所述的抑制浮动电源共模瞬态干扰的快速响应低功耗稳压电路，其特征在于，所述第五pmos管和第六pmos管的尺寸比例为1：k，第八nmos管和第九nmos管的尺寸比例为1：n，k和n为大于零的任意整数。

技术总结
本发明属于电源管理技术领域，具体是涉及一种抑制浮动电源共模瞬态干扰的快速响应低功耗稳压电路。本发明包括偏置电路和反馈电压缓冲器；偏置电路用于产生稳定的两路偏置电压输出到反馈电压缓冲器；反馈电压缓冲器在输出稳定电压的同时，还通过电流镜反馈回路将输出电压转化为电流反馈回偏置电路，针对两路偏置电压分别形成双负反馈环路，通过双负反馈环路的交替运行，实现对浮动电源共模瞬态干扰的双边抑制。本发明能够在较低静态功耗下实现瞬态双向负载跳变的快速响应，实现对浮动电源的共模干扰抑制，且输出不需要大电容稳压。

技术研发人员：毕栋梁
受保护的技术使用者：成都恩吉芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23