低壓差穩(wěn)壓器及電壓調節(jié)方法
閱讀：902發(fā)布：2020-05-11
專利匯可以提供低壓差穩(wěn)壓器及電壓調節(jié)方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務。并且一種低壓差穩(wěn)壓器及一種 電壓 調節(jié)方法，該低壓差穩(wěn)壓器包括：包括：第一 開關 陣列模 塊 (100)、 信號 控 制模 塊(200)、功率開關模塊(300)、電壓反饋模塊(400)和開關 控制模塊 (500)，第一開關陣列模塊(100)包括多個并聯(lián)的通路，用于輸入第一電壓(V1)，輸出第二電壓(V2)，信號控制模塊(200)用于周期性調節(jié)多個并聯(lián)通路的導通時間和導通狀態(tài)，以周期性調節(jié)第二電壓(V2)的大小，功率開關模塊(300)用于輸入第二電壓(V2)，輸出第三電壓(Vo)，電壓反饋模塊(400)用于根據(jù)第三電壓(Vo)生成反饋電壓(Vreg)，開關控制模塊(500)用于根據(jù)反饋電壓(Vreg)與參考電壓(Vref)的比較結果，控制功率開關模塊(300)的導通狀態(tài)，以調節(jié)第三電壓(Vo)的大小，使得第三電壓(Vo)維持在預設數(shù)值范圍內，以改善低壓差穩(wěn)壓器的 頻率 響應特性，通過非 算法 的方式提高低壓差穩(wěn)壓器的性能。，下面是低壓差穩(wěn)壓器及電壓調節(jié)方法專利的具體信息內容。
1.一種低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，包括：第一開關陣列模塊、信號控制模塊、功率開關模塊、電壓反饋模塊和開關控制模塊，其中，
所述第一開關陣列模塊包括多個并聯(lián)的通路，且所述第一開關陣列模塊的輸入端輸入第一電壓，輸出端輸出第二電壓；
所述信號控制模塊的輸出端與所述開關陣列模塊的控制端相連，用于周期性調節(jié)所述多個并聯(lián)通路的導通時間和導通狀態(tài)，以周期性調節(jié)所述第二電壓的大小；
所述功率開關模塊輸入端與所述第一開關陣列模塊的輸出端相連，用于輸入所述第二電壓，輸出第三電壓；
所述電壓反饋模塊的輸入端與所述功率開關模塊的輸出端相連，用于檢測所述第三電壓，并根據(jù)所述第三電壓生成反饋電壓進行輸出；
所述開關控制模塊的第一輸入端與所述電壓反饋模塊的輸出端相連，用于輸入所述反饋電壓，第二輸入端設置有參考電壓，輸出端與所述功率開關模塊的控制端相連，用于根據(jù)所述反饋電壓與所述參考電壓的比較結果，控制所述功率開關模塊的導通狀態(tài)，以調節(jié)所述第三電壓的大小，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內。
2.根據(jù)權利要求1所述的低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，所述第一開關陣列模塊包括：
多個第一控制開關組，所述多個第一控制開關組并聯(lián)，所述多個第一控制開關組與所述多個并聯(lián)的通路一一對應，其中，所述多個第一控制開關組中每個第一控制開關組至少包括一個控制開關。
3.根據(jù)權利要求1所述的低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，所述功率開關模塊包括單個開關；所述開關控制模塊包括：單個比較器。
4.根據(jù)權利要求1所述的低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，所述功率開關模塊包括：多個并聯(lián)的開關；所述開關控制模塊包括多個并聯(lián)的比較器，所述多個并聯(lián)的比較器與所述多個并聯(lián)的開關一一對應。
5.根據(jù)權利要求4所述的低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，所述開關控制模塊還包括：位于所述多個并聯(lián)的比較器與所述多個并聯(lián)的開關之間的控制器，用于選擇性通過所述多個比較器輸出的控制信號，控制所述比較器及其對應的開關之間通路的導通和截止。
6.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，所述功率開關模塊的輸出端與地之間設置有與外接負載并聯(lián)的耦合電容。
7.根據(jù)權利要求6所述的低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，所述信號控制模塊包括：
信號單元，用于產生周期性脈沖信號；
控制單元，用于接收所述周期性脈沖信號，并根據(jù)所述周期性脈沖信號生成多個控制信號，所述多個控制信號與所述多個并聯(lián)的通路一一對應，用于控制所述多個并聯(lián)的通路的導通時間和導通狀態(tài)，且所述多個控制信號之間有相位差，所述相位差大于零。
8.根據(jù)權利要求7所述的低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，所述控制單元輸出N個控制信號，相鄰控制信號之間的相位差為360°/N，其中，N為大于1的正整數(shù)。
9.根據(jù)權利要求6所述的低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，還包括：
第二開關陣列模塊，所述第二開關陣列模塊位于所述耦合電容背離所述功率開關模塊一側與地之間，所述第二開關陣列模塊包括：多個第二控制開關組，所述多個第二控制開關組并聯(lián)，所述多個第二控制開關組與所述多個第一控制開關組一一對應，用于控制所述耦合電容背離所述功率開關模塊一側與地之間各通路的導通狀態(tài)與導通時間，其中，所述多個第二控制開關組中每個第二控制開關組至少包括一個控制開關；
所述信號控制模塊還與所述第二開關陣列模塊相連，用于控制所述多個第二控制開關組的導通狀態(tài)和導通時間。
10.根據(jù)權利要求9所述的低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，所述第一開關陣列模塊中各控制開關為P型金屬-氧化物場效應晶體管，所述第二開關陣列模塊中各控制開關為N型金屬-氧化物場效應晶體管；或，所述第一開關陣列模塊中各控制開關為N型金屬-氧化物場效應晶體管，所述第二開關陣列模塊中各控制開關為P型金屬-氧化物場效應晶體管；
所述第二開關陣列模塊與所述信號控制模塊之間還設置有反相器。
11.根據(jù)權利要求9所述的低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，所述第一開關陣列模塊中各控制開關為P型金屬-氧化物場效應晶體管，所述第二開關陣列模塊中各控制開關為P型金屬-氧化物場效應晶體管；或，所述第一開關陣列模塊中各控制開關為N型金屬-氧化物場效應晶體管，所述第二開關陣列模塊中各控制開關為N型金屬-氧化物場效應晶體管。
12.根據(jù)權利要求9所述的低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，所述信號控制模塊包括：
信號單元，用于產生周期性脈沖信號；
控制單元，用于接收所述周期性脈沖信號，并根據(jù)所述周期性脈沖信號生成多個控制信號，所述控制信號與所述第一控制開關組和所述第二控制開關組一一對應，用于控制所述第一控制開關組和所述第二控制開關組的導通狀態(tài)與導通時間，且所述多個控制信號之間有相位差，所述相位差大于零。
13.一種電壓調節(jié)方法，應用于低壓差穩(wěn)壓器，其特征在于，該調節(jié)方法包括：
根據(jù)第一電壓，在第一控制信號的控制下控制多個并聯(lián)通路的導通時間和導通狀態(tài)，生成第二電壓，使得所述第二電壓呈周期性變化；
根據(jù)所述第二電壓，在第二控制信號的控制下，生成第三電壓，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內；
其中，所述第一控制信號為周期性變化信號，所述第二控制信號根據(jù)所述第三電壓和預設電壓的比較結果生成。
14.根據(jù)權利要求13所述的電壓調節(jié)方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第二電壓，在第二控制信號的控制下，生成第三電壓，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內包括：
當所述第三電壓大于所述預設電壓時，根據(jù)所述第二電壓，在第二控制信號的控制下，降低所述第三電壓的電壓值，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內；
當所述第三電壓小于所述預設電壓時，根據(jù)所述第二電壓，在第二控制信號的控制下，增大所述第三電壓的電壓值，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內。
低壓差穩(wěn)壓器及電壓調節(jié)方法
技術領域
背景技術
[0002] 如圖1所示，現(xiàn)有技術中的低壓差穩(wěn)壓器包括：功率開關001、反饋電壓結構002和開關控制器003，其中，所述功率開關001輸入端與輸入電壓Vdd相連，輸出端Vo與負載004相連，為負載004提供工作電壓，反饋電壓結構002一端與功率開關001的輸出端相連，用于檢測所述功率開關001的輸出端電壓Vo，并根據(jù)其生成反饋電壓Vreg輸出給開關控制器003，開關控制器003第一輸入端與參考電壓Vref相連，第二輸入端與反饋電壓結構002相連，輸出端與功率開關001相連，根據(jù)其第一輸入端輸入的參考電壓Vref和第二輸入端的反饋電壓Vreg控制功率開關001的導通與截止。
[0003] 現(xiàn)有技術中在改善上述低壓差穩(wěn)壓器的性能時主要圍繞開關控制器中控制算法的改進，因此，如何通過非算法的方式改善低壓差穩(wěn)壓器的性能成為本領域人員亟待解決的問題。
發(fā)明內容
[0004] 為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供了一種低壓差穩(wěn)壓器，該低壓差穩(wěn)壓器通過結構上的改進改善了所述低壓差穩(wěn)壓器的性能，從而實現(xiàn)了通過非算法的方式改善低壓差穩(wěn)壓器性能的目的。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明實施例提供了如下技術方案：
[0007] 所述第一開關陣列模塊包括多個并聯(lián)的通路，且所述第一開關陣列模塊的輸入端輸入第一電壓，輸出端輸出第二電壓；
[0008] 所述信號控制模塊的輸出端與所述開關陣列模塊的控制端相連，用于周期性調節(jié)所述多個并聯(lián)通路的導通時間和導通狀態(tài)，以周期性調節(jié)所述第二電壓的大??；
[0009] 所述功率開關模塊輸入端與所述第一開關陣列模塊的輸出端相連，用于輸入所述第二電壓，輸出第三電壓；
[0010] 所述電壓反饋模塊的輸入端與所述功率開關模塊的輸出端相連，用于檢測所述第三電壓，并根據(jù)所述第三電壓生成反饋電壓進行輸出；
[0011] 所述開關控制模塊的第一輸入端與所述電壓反饋模塊的輸出端相連，用于輸入所述反饋電壓，第二輸入端設置有參考電壓，輸出端與所述功率開關模塊的控制端相連，用于根據(jù)所述反饋電壓與所述參考電壓的比較結果，控制所述功率開關模塊的導通狀態(tài)，以調節(jié)所述第三電壓的大小，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內，以改善所述低壓差穩(wěn)壓器的頻率響應特性，從而改善了所述低壓差穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應和線性響應，提高了所述低壓差穩(wěn)壓器輸出電壓的精確度，提高了所述低壓差穩(wěn)壓器的性能。
[0012] 結合第一方面，在本發(fā)明的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一開關陣列模塊包括：
[0013] 多個第一控制開關組，所述多個第一控制開關組并聯(lián)，所述多個第一控制開關組與所述多個并聯(lián)的通路一一對應，其中，所述多個第一控制開關組中每個第一控制開關組至少包括一個控制開關。
[0014] 結合第一方面，在本發(fā)明的第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述功率開關模塊包括單個開關；所述開關控制模塊包括：單個比較器。
[0015] 結合第一方面，在本發(fā)明的第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述功率開關模塊包括：多個并聯(lián)的開關；所述開關控制模塊包括多個并聯(lián)的比較器，所述多個并聯(lián)的比較器與所述多個并聯(lián)的開關一一對應。
[0016] 結合第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式，在本發(fā)明的第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述開關控制模塊還包括：位于所述多個并聯(lián)的比較器與所述多個并聯(lián)的開關之間的控制器，用于選擇性通過所述多個比較器輸出的控制信號，控制所述比較器及其對應的開關之間通路的導通和截止。
[0017] 結合第一方面或上述任一種可能的實現(xiàn)方式，在本發(fā)明的第五種可能的實現(xiàn)方式中，所述功率開關模塊的輸出端與地之間設置有與外接負載并聯(lián)的耦合電容。
[0018] 結合第一方面的第五種可能的實現(xiàn)方式，在本發(fā)明的第六種可能的實現(xiàn)方式中，所述信號控制模塊包括：
[0019] 信號單元，用于產生周期性脈沖信號；
[0020] 控制單元，用于接收所述周期性脈沖信號，并根據(jù)所述周期性脈沖信號生成多個控制信號，所述多個控制信號與所述多個并聯(lián)的通路一一對應，用于控制所述多個并聯(lián)的通路的導通時間和導通狀態(tài)，且所述多個控制信號之間有相位差，所述相位差大于零。
[0021] 結合第一方面的第六種可能的實現(xiàn)方式，在本發(fā)明的第七種可能的實現(xiàn)方式中，所述信號單元為振蕩器。
[0022] 結合第一方面的第六種可能的實現(xiàn)方式，在本發(fā)明的第八種可能的實現(xiàn)方式中，所述控制單元輸出N個控制信號，相鄰控制信號之間的相位差為360°/N，其中，N為大于1的正整數(shù)。
[0023] 結合第一方面的第五種可能的實現(xiàn)方式，在本發(fā)明的第九種可能的實現(xiàn)方式中，還包括：
[0024] 第二開關陣列模塊，所述第二開關陣列模塊位于所述耦合電容背離所述功率開關模塊一側與地之間，所述第二開關陣列模塊包括：多個第二控制開關組，所述多個第二控制開關組并聯(lián)，所述多個第二控制開關組與所述多個第一控制開關組一一對應，用于控制所述耦合電容背離所述功率開關模塊一側與地之間各通路的導通狀態(tài)與導通時間，其中，所述多個第二控制開關組中每個第二控制開關組至少包括一個控制開關；
[0025] 所述信號控制模塊還與所述第二開關陣列模塊相連，用于控制所述多個第二控制開關組的導通狀態(tài)和導通時間。
[0026] 結合第一方面的第九種可能的實現(xiàn)方式，在本發(fā)明的第十種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一開關陣列模塊中各控制開關為P型金屬-氧化物場效應晶體管，所述第二開關陣列模塊中各控制開關為N型金屬-氧化物場效應晶體管；或，所述第一開關陣列模塊中各控制開關為N型金屬-氧化物場效應晶體管，所述第二開關陣列模塊中各控制開關為P型金屬-氧化物場效應晶體管；
[0027] 所述第二開關陣列模塊與所述信號控制模塊之間還設置有反相器。
[0028] 結合第一方面的第九種可能的實現(xiàn)方式，在本發(fā)明的第十一種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一開關陣列模塊中各控制開關為P型金屬-氧化物場效應晶體管，所述第二開關陣列模塊中各控制開關為P型金屬-氧化物場效應晶體管；或，所述第一開關陣列模塊中各控制開關為N型金屬-氧化物場效應晶體管，所述第二開關陣列模塊中各控制開關為N型金屬-氧化物場效應晶體管。
[0029] 結合第一方面的第九種可能的實現(xiàn)方式，在本發(fā)明的第十二種可能的實現(xiàn)方式中，
[0030] 所述信號控制模塊包括：
[0031] 信號單元，用于產生周期性脈沖信號；
[0032] 控制單元，用于接收所述周期性脈沖信號，并根據(jù)所述周期性脈沖信號生成多個控制信號，所述控制信號與所述第一控制開關組和所述第二控制開關組一一對應，用于控制所述第一控制開關組和所述第二控制開關組的導通狀態(tài)與導通時間，且所述多個控制信號之間有相位差，所述相位差大于零。
[0033] 結合第一方面第十二種可能的實現(xiàn)方式，在本發(fā)明的第十三種可能的實現(xiàn)方式中，所述信號單元為時鐘信號單元。
[0034] 結合第一方面第十三種可能的實現(xiàn)方式，在本發(fā)明的第十四種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一開關陣列模塊包括M個并聯(lián)的第一控制開關組，所述第二開關陣列模塊包括M個并聯(lián)的第二控制開關組，所述第一開關陣列模塊中相鄰第一控制開關組之間的相位差為360°/M，所述第二開關陣列模塊中相鄰第二控制開關組之間的相位差為360°/M，其中，M為大于1的正整數(shù)。
[0035] 第二方面，本發(fā)明提供了一種電壓調節(jié)方法，應用于低壓差穩(wěn)壓器，該調節(jié)方法包括：
[0036] 根據(jù)第一電壓，在第一控制信號的控制下，生成第二電壓，使得所述第二電壓呈周期性變化；
[0037] 根據(jù)所述第二電壓，在第二控制信號的控制下，生成第三電壓，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內；
[0038] 其中，所述第一控制信號為周期性變化信號，所述第二控制信號根據(jù)所述第三電壓和預設電壓的比較結果生成。
[0039] 結合第二方面，在本發(fā)明的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述第二電壓，在第二控制信號的控制下，生成第三電壓，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內包括：
[0040] 當所述第三電壓大于所述預設電壓時，根據(jù)所述第二電壓，在第二控制信號的控制下，降低所述第三電壓的電壓值，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內；
[0041] 當所述第三電壓小于所述預設電壓時，根據(jù)所述第二電壓，在第二控制信號的控制下，增大所述第三電壓的電壓值，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內。
[0042] 與現(xiàn)有技術相比，上述技術方案具有以下優(yōu)點：
[0043] 本發(fā)明實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器，包括：第一開關陣列模塊、信號控制模塊、功率開關模塊、電壓反饋模塊和開關控制模塊，其中，所述第一開關陣列模塊包括多個并聯(lián)的通路，用于輸入第一電壓，輸出第二電壓，所述信號控制模塊與所述開關陣列模塊相連，用于周期性調節(jié)所述多個并聯(lián)通路的導通時間和導通狀態(tài)，以周期性調節(jié)所述第二電壓的大小，所述功率開關模塊用于輸入所述第二電壓，輸出第三電壓，所述電壓反饋模塊用于根據(jù)所述第三電壓生成反饋電壓，所述開關控制模塊用于根據(jù)所述反饋電壓與所述參考電壓的比較結果，控制所述功率開關模塊的導通狀態(tài)，以調節(jié)所述第三電壓的大小，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內。
[0044] 由此可見，本發(fā)明實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器中，不僅可以通過所述開關控制模塊通過控制所述功率開關模塊的導通狀態(tài)，調節(jié)第三電壓的大小，還可以通過所述信號控制模塊通過控制所述第一開關陣列模塊中各并聯(lián)通路的導通時間和導通狀態(tài)，調節(jié)第三電壓的大小，而且，所述功率開關模塊受所述電壓反饋模塊和所述開關控制模塊的控制，所述第一開關陣列模塊不受所述電壓反饋模塊和所述開關控制模塊的控制，使得所述第一開關陣列模塊和所述功率開關模塊的控制信號不完全重疊，即所述第一開關陣列模塊和所述功率開關模塊相當于兩個不同截止頻率和不同中心頻率的控制系統(tǒng)，從而改善了所述低壓差穩(wěn)壓器的頻率響應特性，進而改善了所述低壓差穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應和線性響應，提高了所述低壓差穩(wěn)壓器輸出電壓的精確度，提高了所述低壓差穩(wěn)壓器的性能。
[0045] 由上可知，本發(fā)明實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器是通過對所述低壓差穩(wěn)壓器的電路結構進行改進來實現(xiàn)提高所述低壓差穩(wěn)壓器性能的目的，而非通過對所述開關控制模塊中控制算法的改進來實現(xiàn)所述低壓差穩(wěn)壓器性能的目的，從而實現(xiàn)了現(xiàn)了通過非算法的方式改善低壓差穩(wěn)壓器性能的目的。附圖說明
[0046] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0047] 圖1為現(xiàn)有技術中低壓差穩(wěn)壓器的電路結構示意圖；
[0048] 圖2為本發(fā)明一個實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器的結構示意圖；
[0049] 圖3為本發(fā)明一個具體實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器的結構示意圖；
[0050] 圖4為本發(fā)明另一個具體實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器的結構示意圖；
[0051] 圖5中示出了現(xiàn)有技術中的低壓差穩(wěn)壓器和本發(fā)明一個實施例中的低壓差穩(wěn)壓器的幅頻響應曲線；
[0052] 圖6示出了現(xiàn)有技術中的低壓差穩(wěn)壓器和本發(fā)明一個實施例中的低壓差穩(wěn)壓器的相頻響應曲線；
[0053] 圖7為本發(fā)明又一個具體實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器的局部結構示意圖；
[0054] 圖8為本發(fā)明一個具體實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器中，信號控制模塊的結構示意圖；
[0055] 圖9為圖8所示的低壓差穩(wěn)壓器工作過程中，耦合電容充電的等效電路示意圖；
[0056] 圖10為圖8所示的低壓差穩(wěn)壓器工作過程中，耦合電容放電的等效電路示意圖；
[0057] 圖11為本發(fā)明又一個具體實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器的結構示意圖；
[0058] 圖12為本發(fā)明再一個具體實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器的結構示意圖。
具體實施方式
[0059] 本發(fā)明實施例提供了一種低壓差穩(wěn)壓器，包括：第一開關陣列模塊、信號控制模塊、功率開關模塊、電壓反饋模塊和開關控制模塊，其中，
[0060] 所述第一開關陣列模塊包括多個并聯(lián)的通路，且所述第一開關陣列模塊的輸入端輸入第一電壓，輸出端輸出第二電壓；
[0061] 所述信號控制模塊的輸出端與所述開關陣列模塊的控制端相連，用于周期性調節(jié)所述多個并聯(lián)通路的導通時間和導通狀態(tài)，以周期性調節(jié)所述第二電壓的大?。?/div>
[0062] 所述功率開關模塊輸入端與所述第一開關陣列模塊的輸出端相連，用于輸入所述第二電壓，輸出第三電壓；
[0063] 所述電壓反饋模塊的輸入端與所述功率開關模塊的輸出端相連，用于檢測所述第三電壓，并根據(jù)所述第三電壓生成反饋電壓進行輸出；
[0064] 所述開關控制模塊的第一輸入端與所述電壓反饋模塊的輸出端相連，用于輸入所述反饋電壓，第二輸入端設置有參考電壓，輸出端與所述功率開關模塊的控制端相連，用于根據(jù)所述反饋電壓與所述參考電壓的比較結果，控制所述功率開關模塊的導通狀態(tài)，以調節(jié)所述第三電壓的大小，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內。
[0065] 本發(fā)明實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器中，不僅可以通過所述開關控制模塊通過控制所述功率開關模塊的導通狀態(tài)，調節(jié)所述第三電壓的大小，還可以通過所述信號控制模塊通過控制所述第一開關陣列模塊中各并聯(lián)通路的導通時間和導通狀態(tài)，調節(jié)所述第三電壓的大小，而且，所述功率開關模塊受所述電壓反饋模塊和所述開關控制模塊的控制，所述第一開關陣列模塊不受所述電壓反饋模塊和所述開關控制模塊的控制，使得所述第一開關陣列模塊和所述功率開關模塊的控制信號不完全重疊，即所述第一開關陣列模塊和所述功率開關模塊相當于兩個不同截止頻率和不同中心頻率的控制系統(tǒng)，從而改善了所述低壓差穩(wěn)壓器的頻率響應特性，進而改善了所述低壓差穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應和線性響應，提高了所述低壓差穩(wěn)壓器輸出電壓的精確度，提高了所述低壓差穩(wěn)壓器的性能。
[0066] 由上可知，本發(fā)明實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器是通過對所述低壓差穩(wěn)壓器的電路結構進行改進來實現(xiàn)提高所述低壓差穩(wěn)壓器性能的目的，而非通過對所述開關控制模塊中控制算法的改進來實現(xiàn)所述低壓差穩(wěn)壓器性能的目的，從而實現(xiàn)了通過非算法的方式改善低壓差穩(wěn)壓器性能的目的。
[0067] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0068] 如圖2所示，本發(fā)明實施例提供了一種低壓差穩(wěn)壓器，包括：第一開關陣列模塊100、信號控制模塊200、功率開關模塊300、電壓反饋模塊400和開關控制模塊500。其中，所述第一開關陣列模塊100包括多個并聯(lián)的通路，且所述第一開關陣列模塊100的輸入端輸入第一電壓V1，輸出端輸出第二電壓V2，其中，第一電壓為外界供電電壓Vdd；
[0069] 所述信號控制模塊200的輸出端與所述第一開關陣列模塊100的控制端相連，用于周期性調節(jié)所述第一開關陣列模塊100中多個并聯(lián)通路的導通時間和導通狀態(tài)，從而周期性調節(jié)第二電壓V2的大??；
[0070] 所述功率開關模塊300輸入端與所述第一開關陣列模塊100的輸出端相連，輸出端與負載600相連，用于輸入第二電壓V2，輸出第三電壓V0給負載600，為負載600提供驅動信號；
[0071] 所述電壓反饋模塊400的輸入端與所述功率開關模塊300的輸出端相連，用于檢測所述第三電壓Vo，，并根據(jù)所述第三電壓V0生成反饋電壓Vreg進行輸出；
[0072] 所述開關控制模塊500第一輸入端與所述電壓反饋模塊400的輸出端相連，用于輸入所述反饋電壓Vreg，第二輸入端設置有參考電壓Vref，輸出端與所述功率開關模塊300的控制端相連，用于根據(jù)所述反饋電壓Vreg與所述參考電壓Vref的比較結果，控制所述功率開關模塊300的導通狀態(tài)，以調節(jié)所述第三電壓V0的大小，使得所述第三電壓V0維持在預設數(shù)值范圍內。
[0073] 在上述實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，負載600的一端與所述功率開關模塊300的輸出端相連，另一端與地相連。
[0074] 在本發(fā)明實施例中，所述信號控制模塊200用于控制所述第一開關陣列模塊100中各并聯(lián)通路的導通時間和導通狀態(tài)，使得所述第一開關陣列模塊100中各并聯(lián)通路的導通時間和導通狀態(tài)在不同時刻不完全相同，從而實現(xiàn)所述第二電壓V2大小的周期性調節(jié)，進而實現(xiàn)所述功率開關模塊300輸出電壓的調節(jié)。
[0075] 在本發(fā)明實施例中，所述電壓反饋模塊400用于檢測所述功率開關模塊300輸出端的第三電壓Vo，并將其以反饋電壓Vreg的形式反饋給所述開關控制模塊500。需要說明的是，所述反饋電壓Vreg可以為實際電壓值，也可以為指示電壓值大小的信號，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0076] 還需要說明的是，在本發(fā)明實施例中，所述電壓反饋模塊400可以通過分壓電阻實現(xiàn)，也可以通過電壓傳感器元件實現(xiàn)，還可以通過其他實現(xiàn)電壓反饋的方式實現(xiàn)，由于其具體實現(xiàn)方式已為本領域人員所熟知，本發(fā)明對此不再詳細贅述。
[0077] 所述開關控制模塊500接收到所述反饋電壓Vreg后，將所述反饋電壓Vreg與其第二輸入端的參考電壓Vref做比較，并根據(jù)所述反饋電壓Vreg與所述參考電壓Vref的比較結果生成控制信號，控制所述功率開關模塊300的導通狀態(tài)。
[0078] 具體的，在上述任一實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，如圖3和圖4，所述第一開關陣列模塊100包括：多個第一控制開關組，所述多個第一控制開關組并聯(lián)，用于接收第一電壓V1，輸出第二電壓V2，其中，所述多個第一控制開關組與所述多個并聯(lián)的通路一一對應，用于在所述信號控制模塊200的控制下控制與其對應的通路的導通狀態(tài)。
[0079] 需要說明的，在上述實施例中，所述多個第一控制開關組中每個控制開關組至少包括一個控制開關。具體的，在本實施例的一個實施例中，所述多個第一控制開關組中每個控制開關組包括一個控制開關；在本實施例的另一個實施例中，所述多個第一控制開關組中至少一個第一控制開關組包括多個控制開關，且同一第一控制開關組中的多個控制開關可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)，還可以部分串聯(lián)，部分并聯(lián)，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0080] 還需要說明的是，所述第一控制開關組中任一個控制開關均可以工作在飽和區(qū)，也可以工作在關閉區(qū)，還可以工作在線性區(qū)，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定，即所述第一開關陣列模塊100中這些控制開關可以同時打開，也可以同時關閉，還可以部分打開，部分關閉，從而可以使得所述信號控制模塊200通過控制所述第一開關陣列模100中各第一控制開關組中控制開關的工作狀態(tài)，調節(jié)各第一控制開關組的導通時間和導通狀態(tài)，進而實現(xiàn)所述第二電壓V2的大小調節(jié)，最終實現(xiàn)所述功率開關模塊300輸出電壓的調節(jié)。
[0081] 在上述實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，如圖3所示，所述功率開關模塊300包括單個開關，所述開關控制模塊500包括單個比較器。優(yōu)選的，所述開關為功率開關。在本實施例中，當所述比較器接收到的反饋電壓Vreg大于所述參考電壓Vref時，所述比較器輸出控制信號，通過控制所述開關工作在不同的線性區(qū)，增大所述開關的等效電阻，降低所述功率開關模塊300輸出端的第三電壓Vo；當所述比較器接收到的反饋電壓Vreg小于所述參考電壓Vref時，所述比較器輸出控制信號，通過控制所述開關工作在不同的線性區(qū)，減小所述開關的等效電阻，增大所述功率開關模塊300輸出端的第三電壓Vo。
[0082] 在本發(fā)明的另一個實施例中，如圖4所示，所述功率開關模塊300包括多個并聯(lián)的開關，相應的，所述開關控制模塊500包括多個并聯(lián)的比較器501，所述多個并聯(lián)的比較器501與所述多個并聯(lián)的開關一一對應。優(yōu)選的，所述多個開關為MOSFET，即金屬-氧化物半導體場效應晶體管
[0083] 在上述實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，所述功率開關模塊300中的多個開關同時導通和同時截止，在本實施例中，所述開關控制模塊500中多個比較器501對其對應的開關的控制過程與單個比較器對其對應的開關的控制過程較為類似，本發(fā)明對此不再詳細贅述。
[0084] 在本發(fā)明的另一個實施例中，所述開關控制模塊500還包括：位于所述多個并聯(lián)的比較器501與所述多個并聯(lián)的開關之間的控制器502，所述控制器502用于選擇性通過所述多個比較器501輸出的控制信號，控制所述比較器501及其對應的開關之間通路的導通與截止。在本實施例中，當所述比較器501接收到反饋電壓大于所述參考電壓時，所述控制器502可以通過控制多個開關中處于導通的開關工作在不同的線性區(qū)，來增大所述多個開關的等效電阻，降低所述功率開關模塊300輸出端的第三電壓Vo，也可以通過選擇性控制所述比較器501輸出的控制信號，控制所述功率開關模塊300中處于導通狀態(tài)的開關數(shù)量，來增大所述功率開關模塊300的等效電阻，降低所述功率開關模塊300輸出端的第三電壓Vo，還可以同時控制所述功率開關模塊300中處于導通狀態(tài)的開關數(shù)量和所述多個開關中處于導通的開關工作在不同的線性區(qū)，來增大所述功率開關模塊300的等效電阻，降低所述功率開關模塊300輸出端的第三電壓Vo，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0085] 同理，當所述比較器501接收到反饋電壓Vreg小于所述參考電壓Vref時，所述控制器502可以通過控制多個開關中處于導通的開關工作在不同的線性區(qū)，來減小所述功率開關模塊300的等效電阻，增大所述功率開關模塊300輸出端的第三電壓Vo，也可以通過選擇性控制所述比較器501輸出的控制信號，控制所述功率開關模塊300中處于導通狀態(tài)的開關數(shù)量，來減小所述功率開關模塊300的等效電阻，增大所述功率開關模塊300輸出端的第三電壓Vo，還可以同時控制所述功率開關模塊300中處于導通狀態(tài)的開關數(shù)量和所述多個開關中處于導通的開關工作在不同的線性區(qū)，來減小所述功率開關模塊300的等效電阻，增大所述功率開關模塊輸出端的第三電壓Vo，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0086] 需要說明的是，在上述任一實施例中，所述功率開關模塊300中的任一個開關均可以工作在飽和區(qū)、關閉區(qū)或線性區(qū)，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0087] 進一步需要說明的是，在上述實施例中，所述開關控制模塊500控制所述功率開關模塊300中導通開關的數(shù)量與其輸入端反饋電壓與參考電壓的比較結果有關，當所述反饋電壓與所述參考電壓之間的差值越大，所述功率開關模塊300中處于導通狀態(tài)的開關的數(shù)量越多，反之，所述反饋電壓與所述參考電壓之間的差值越小，所述功率開關模塊300中處于導通狀態(tài)的開關的數(shù)量越少，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0088] 還需要說明的是，在上述任一實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制器502為選通器，也可以為由邏輯門中的或門組成的選通電路，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0089] 在上述任一實施例的基礎上，仍請參見圖4，在本發(fā)明的一個實施例中，所述信號控制模塊200包括：
[0090] 信號單元201，用于產生周期性脈沖信號；
[0091] 控制單元202，用于接收所述周期性脈沖信號，并根據(jù)所述周期性脈沖信號生成多個控制信號，所述多個控制信號與所述多個并聯(lián)的通路一一對應，用于控制所述第一開關陣列模塊100中各并聯(lián)的通路的導通時間和導通狀態(tài)，從而調節(jié)所述第二電壓V2的大小，其中，所述多個控制信號之間有相位差，且所述相位差大于零。
[0092] 在上述實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一開關陣列模塊100包括N個并聯(lián)的通路，即所述第一開關陣列模塊100包括N個并聯(lián)的第一開關控制組，相應的，所述控制單元202輸出N個控制信號，每個控制信號對應一個第一開關控制組，則在本實施例中，所述N個控制信號在相位上是相關的，也是間相的，相鄰控制信號之間的相位差為360°/N，即相鄰第一控制開關組的控制信號之間的相位差為360°/N，其中，N為大于1的正整數(shù)。
[0093] 具體的，在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一開關陣列模塊100包括4個并聯(lián)的第一開關控制組，所述信號控制模塊200輸出的4個控制信號，相鄰控制信號之間的相位差為360°/4＝90°，即相鄰第一控制開關組的控制信號之間的相位差為360°/4＝90°。在本發(fā)明的另一個實施例中，所述第一開關陣列模塊100包括8個并聯(lián)的第一開關控制組，所述信號控制模塊200輸出的8個控制信號，相鄰控制信號之間的相位差為360°/8＝45°，即相鄰第一控制開關組的控制信號之間的相位差為360°/8＝45°。
[0094] 在上述實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，所述信號單元201為振蕩器，用于產生周期性脈沖信號。需要說明的是，在本發(fā)明實施例中，所述振蕩器產生的周期性脈沖信號可以為鋸齒形脈沖信號，也可以為矩形脈沖信號或其他周期性脈沖信號，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。還需要說明的是，在所述低壓差穩(wěn)定器的工作過程中，所述振蕩器產生的周期性脈沖信號的頻率可以是固定的，也可以是實時變化的，同理，其幅值也可以是固定的或實時變化的，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0095] 具體的，在本發(fā)明的一個可選實施例中，所述周期性脈沖信號的占空比為1∶1，頻率為10Mhz，但本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0096] 在上述任一實施例的基礎上，所述控制單元202包括多個并聯(lián)的延時單元，所述多個延時單元用于接收所述周期性脈沖信號，并將其轉換成多相周期性脈沖信號輸出給所述多個第一控制開關組，其中，每個延時單元對應一相周期性脈沖信號，相應的，也對應一個第一控制開關組，用于將其接收的周期性脈沖信號輸出給其對應的第一控制開關組，通過控制其對應的周期性脈沖信號的輸出時間，控制其對應的第一控制開關組的導通時間。
[0097] 在上述實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個可選實施例中，所述延時單元由偶數(shù)個反相器串聯(lián)實現(xiàn)，所述延時單元包括的反相器的數(shù)量由其對應的具體延時時間而定，本發(fā)明對此并不做限定。如，當所述第一開關陣列模塊100包括4個并聯(lián)的第一控制開關組，所述周期性脈沖信號的頻率為10Mhz，則相鄰相周期性脈沖的相位差為360°/4＝90°，時間差為25ns，即第二個延時單元輸出的信號比第一個延時單元的輸出信號相位大90°，時間延遲
25ns。
25ns。
[0098] 需要說明的是，在上述任一實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一開關陣列模塊100中各控制開關優(yōu)選為同一工藝庫下同一參數(shù)的MOSFET(即金屬-氧化物半導體場效應晶體管)。其中，所述金屬-氧化物半導體場效應晶體管可以為P型金屬-氧化物半導體場效應晶體管，也可以為N型金屬-氧化物半導體場效應晶體管，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0099] 在上述任一實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述低壓差穩(wěn)壓器還包括位于所述信號控制模塊200輸出端與所述第一開關陣列模塊100控制端之間的驅動器(圖中未示出)，以增大所述信號控制模塊200輸出的控制信號，提高所述信號控制模塊200的驅動能力，保證所述信號控制模塊200輸出的控制信號能夠控制所述第一開關陣列
100中各第一控制開關組可以工作在飽和區(qū)、截止區(qū)和線性區(qū)的任一狀態(tài)，但本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
100中各第一控制開關組可以工作在飽和區(qū)、截止區(qū)和線性區(qū)的任一狀態(tài)，但本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0100] 由上可知，本發(fā)明實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器可以通過所述電壓反饋模塊400檢測所述功率開關模塊300輸出端的第三電壓并反饋給所述開關控制模塊500，再利用所述開關控制模塊500根據(jù)所述反饋電壓和參考電壓的比較結果控制所述功率開關模塊300工作狀態(tài)，實現(xiàn)所述功率開關模塊300輸出電壓的調節(jié)，使得所述功率開關模塊300的輸出電壓保持穩(wěn)定或維持在一定的浮動范圍內。此外，本發(fā)明實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器還可以通過所述信號控制模塊200控制所述第一開關陣列模塊100中所述多個并聯(lián)通路的導通時間和導通狀態(tài)，調節(jié)所述第一開關陣列模塊100輸出端提供給所述功率開關模塊300輸入端的第二電壓，從而實現(xiàn)所述功率開關模塊300輸出電壓的調節(jié)。
[0101] 其中，所述功率開關模塊300受所述電壓反饋模塊400和所述開關控制模塊500的控制，所述第一開關陣列模塊100受所述信號控制模塊200控制，而不受所述電壓反饋模塊400和所述開關控制模塊500的控制，從而使得所述第一開關陣列模塊100和所述功率開關模塊300的控制信號不完全重疊，即所述第一開關陣列模塊100和所述功率開關模塊300相當于兩個不同截止頻率和不同中心頻率的控制系統(tǒng)，從而改善了所述低壓差穩(wěn)壓器的頻率響應特性，進而改善了所述低壓差穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應和線性響應，提高了所述低壓差穩(wěn)壓器輸出電壓的精確度，提高了所述低壓差穩(wěn)壓器的性能。
[0102] 如圖5和圖6所示，圖5中示出了現(xiàn)有技術中的低壓差穩(wěn)壓器和本發(fā)明實施例中的低壓差穩(wěn)壓器的幅頻響應曲線；圖6示出了現(xiàn)有技術中的低壓差穩(wěn)壓器和本發(fā)明實施例中的低壓差穩(wěn)壓器的相頻響應曲線。其中，曲線a為現(xiàn)有技術中的低壓差穩(wěn)壓器的幅頻響應曲線和相頻響應曲線；曲線b為本發(fā)明實施例中的低壓差穩(wěn)壓器的幅頻響應曲線和相頻響應曲線。由圖5和圖6可知，本發(fā)明實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器改善了所述低壓差穩(wěn)壓器的頻率響應特性，提高了包括該低壓差穩(wěn)壓器的電源系統(tǒng)在某一特定范圍內的高增益特性，以及帶寬。
[0103] 在上述任一實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，所述功率開關模塊300與地Gnd之間還設置有與所述負載600并聯(lián)的耦合電容C，所述耦合電容C可以起到過濾所述功率開關模塊300輸出電流中的交流部分。另一方面，所述耦合電容C還可以在所述第一開關陣列模塊100中各通路逐漸關斷的過程中，給所述負載600提供驅動信號，從而降低了所述供電電壓Vdd對所述負載600的供電，進而降低為所述負載600提供供電電壓的電源系統(tǒng)的峰值功耗。下面對所述耦合電容C能夠降低為所述負載600提供供電電壓的電源系統(tǒng)的峰值功耗進行具體說明。
[0104] 在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述低壓差穩(wěn)壓器工作過程中，所述第二電壓的最小值為第一值，最大值為第二值，即所述第二電壓V2從第一值變化至第二值的過程中，所述第二電壓V2逐漸增大，當所述第二電壓V2從第二值變化至第一值的過程中，所述第二電壓V2逐漸減小。
[0105] 在上述實施例中，當所述功率開關模塊300處于導通狀態(tài)時，在所述第二電壓V2從第一值變化至第二值的過程中，所述第二電壓V2逐漸增大，所述第二電壓V2一方面通過所述功率開關模塊300給所述負載600提供驅動信號，同時通過所述功率開關模塊300給所述耦合電容C進行充電，直至所述耦合電容C達到飽和或所述第二電壓V2達到第二值；當所述第二電壓V2從第二值變化至第一值的過程中，所述第二電壓V2逐漸減小，相應的，所述功率開關模塊300輸出端的第三電壓會下降，當所述功率開關模塊300輸出端的第三電壓小于所述耦合電容C正極的電壓時，所述耦合電容C會進行放電，對所述負載600的驅動信號進行補償，與所述功率開關模塊300輸出端輸出的信號共同作為所述負載600的驅動信號，從而在為所述負載600提供供電電壓的電源系統(tǒng)的峰值功耗不變的情況下，延長了所述負載600正常工作的時間，也即在所述負載600功耗和正常工作時間均不變的情況下，降低了為所述負載600提供供電電壓的電源系統(tǒng)的峰值功耗。
[0106] 在上述實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，如圖7所示，所述低壓差穩(wěn)壓器還包括：
[0107] 第二開關陣列模塊700，所述第二開關陣列模塊700位于所述負載600和所述耦合電容C背離所述功率開關模塊300一側的公共端與地Gnd之間，所述第二開關陣列模塊700包括：多個第二控制開關組，所述多個第二控制開關組并聯(lián)，所述多個第二控制開關組與所述多個第一控制開關組一一對應，用于控制所述負載600與所述耦合電容C背離所述功率開關模塊300一側公共端與地Gnd之間各通路的導通狀態(tài)與導通時間，其中，所述多個第二控制開關組中每個第二控制開關組至少包括一個控制開關。
[0108] 具體的，在上述實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，所述多個第二控制開關組中每個第二控制開關組包括一個控制開關，在本發(fā)明的另一個實施例中，所述多個第二控制開關組中至少一個第二控制開關組包括多個控制開關，且同一第二控制開關組中的多個控制開關可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)，還可以部分串聯(lián)，部分并聯(lián)，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0109] 需要說明的是，所述第二控制開關組中任一個控制開關均可以工作在飽和區(qū)，也可以工作在關閉區(qū)，還可以工作在線性區(qū)，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0110] 在本實施例中，所述信號控制模塊200還與所述第二開關陣列模塊700相連，用于控制所述多個第二控制開關組的導通狀態(tài)與導通時間。具體的，在本發(fā)明的一個實施例中，如圖8所示，所述信號控制模塊包括：
[0111] 信號單元201，用于產生周期性脈沖信號；
[0112] 控制單元202，用于接收所述周期性脈沖信號，并根據(jù)所述周期性脈沖信號生成多個控制信號，所述多個控制信號與所述第一控制開關組和第二控制開關組一一對應，所述控制信號用于同時控制所述第一控制開關組和所述第二控制開關組的導通時間與導通狀態(tài)。
[0113] 在上述實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個可選實施例中，所述第一開關陣列模塊100包括M個并聯(lián)的第一控制開關組，所述第二開關陣列模塊700包括M個并聯(lián)的第二控制開關組，則所述第一開關陣列模塊100中各第一控制開關組在相位上是相關的，相鄰第一控制開關組的控制信號之間的相位差為360°/M，所述第二開關陣列模塊700中各第二控制開關組在相位上也是相關的，相鄰第二控制開關組的控制信號之間的相位差為360°/M，其中，M為大于1的正整數(shù)。
[0114] 具體的，在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一開關陣列模塊100包括4個并聯(lián)的第一控制開關組，所述第二開關陣列模塊700包括4個并聯(lián)的第二控制開關組，所述信號單元201輸出4個控制信號，相鄰控制信號之間的相位差為360°/4＝90°，即相鄰第一控制開關組的控制信號之間的相位差為360°/4＝90°，相鄰第二控制開關組的控制信號之間的相位差為360°/4＝90°；在本發(fā)明的另一個實施例中，所述第一開關陣列模塊100包括8個并聯(lián)的第一開關控制組，所述第二開關陣列模塊700包括8個并聯(lián)的第二開關控制組，所述信號控制模塊200輸出的8個控制信號，相鄰控制信號之間的相位差為360°/8＝45°，相鄰第一控制開關組的控制信號之間的相位差為360°/8＝45°，相鄰第二控制開關組的控制信號之間的相位差為360°/8＝45°。
[0115] 在上述實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一開關陣列模塊100中各控制開關為P型金屬-氧化物場效應晶體管，所述第二開關陣列模塊700中各控制開關為N型金屬-氧化物場效應晶體管；在本發(fā)明的另一個實施例中，所述第一開關陣列模塊100中各控制開關為N型金屬-氧化物場效應晶體管，所述第二開關陣列模塊700中各控制開關為P型金屬-氧化物場效應晶體管，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0116] 需要說明的是，當所述第一開關陣列模塊100中各控制開關為P型金屬-氧化物場效應晶體管，所述第二開關陣列模塊700中各控制開關為N型金屬-氧化物場效應晶體管時，或所述第一開關陣列模塊100中各控制開關為N型金屬-氧化物場效應晶體管，所述第二開關陣列模塊700中各控制開關為P型金屬-氧化物場效應晶體管時，所述第二開關陣列模塊700與所述信號控制模塊200之間還設置有反相器，或所述第一開關陣列模塊100與所述信號控制模塊200之間還設置有反相器，以保證在所述信號控制模塊200的控制信號下，所述第一開關陣列模塊100和所述第二開關陣列模塊700中對應的第一控制開關組和第二控制開關組同時打開或同時關閉。
[0117] 下面以所述第一開關陣列模塊100中各控制開關為P型金屬-氧化物場效應晶體管，所述第二開關陣列模塊700中各控制開關為N型金屬-氧化物場效應晶體管，且所述第二開關陣列模塊700與所述信號控制模塊200之間設置有反相器為例對本發(fā)明實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器進行說明。
[0118] 由于對P型金屬-氧化物場效應晶體管而言，其控制信號為高電平時截止，其控制信號為低電平時導通；對N型金屬-氧化物場效應晶體管而言，其控制信號為高電平時導通，控制信號為低電平時截止。因此，在本實施中，當所述信號控制模塊200提供的控制信號為高電平Vdd時，所述第一開關陣列模塊100中各控制開關截止，所述第二開關陣列中各控制開關也截止；當所述信號控制模塊200提供的控制信號為低電平零時，所述第一開關陣列模塊100中各控制開關導通，所述第二開關陣列模塊700中各控制開關也導通；當所述信號控制模塊200提供的控制信號介于高電平Vdd和低電平零之間且靠近所述低電平零時，所述第一開關陣列模塊100中各控制開關處于近導通狀態(tài)，所述第二開關陣列模塊700中各控制開關也處于近導通狀態(tài)。
[0119] 需要說明的是，在實際應用當中，為達到更好的增益效果，對控制開關的柵極控制電壓需要在電壓值方面作出相應調整，不考慮負電壓的應用下，對于PMOS來說，柵極電壓應小于高電平Vdd電壓且大于低電平零V，更偏向于零V時(如0.05V)，我們稱之為近導通狀態(tài)。對于NMOS來說，小于高電平Vdd電壓且大于低電平零V，更偏向于高電平Vdd，如(Vdd-0.05V)的電壓值，稱之為近導通狀態(tài)。而在本實施例中，由于所述第二開關陣列模塊700中各控制開關為NMOS，且所述第二開關陣列模塊700與所述信號控制模塊200之間設置有反相器，故在本實施例中，所述第一開關陣列模塊100和第二開關陣列模塊700中各控制開關的近導通狀態(tài)均介于高電平Vdd和低電平零之間且靠近所述低電平零，如位于0V-0.05V，不包括0V，包括0.05V。
[0120] 在本發(fā)明上述實施例中，在本發(fā)明一個實施例中，所述第二電壓V2的最小值為第一值，最大值為第二值，在所述功率開關模塊300處于導通狀態(tài)時，當所述信號控制模塊200提供的控制信號由高電平Vdd逐漸降為低電平零，所述第一開關陣列模塊100和所述第二開關陣列模塊700中的各控制開關逐漸導通，所述第二電壓V2逐漸由第一值增大到第二值，在這個過程中，所述第二電壓V2通過所述功率開關控制模塊500給負載600提供驅動信號，同時通過所述功率開關模塊300給所述耦合電容充電，如圖9所示，Vx點的電勢增大，離Vdd電勢越近，而Vy點的電勢減小，離Gnd越近；當所述耦合電容C達到飽和或第二電壓V2達到第二值時，所述耦合電容C停止充電；當所述信號控制模塊200提供的控制信號由低電平零逐漸上升到高電平Vdd時，所述第一開關陣列模塊100和第二開關陣列模塊700中各控制開關逐漸截止，當所述功率開關模塊300輸出端的輸出電壓小于所述耦合電容C正極的電壓時，所述耦合電容C開始放電，如圖10所示，Vx點的電勢減小，離Vdd電勢越遠，而Vy點的電勢增大，離Gnd電勢越遠。
[0121] 在本發(fā)明的其他實施例中，所述第一開關陣列模塊100中各控制開關和所述第二開關陣列模塊700中各控制開關也可以全為P型金屬-氧化物場效應晶體管，或全為N型金屬-氧化物場效應晶體管，本發(fā)明對此并不做限定，視情況而定。
[0122] 在上述任一實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，如圖11所示，所述信號單元201為時鐘信號單元，所述時鐘信號單元用于產生周期性脈沖信號。所述控制單元202包括多個并聯(lián)的延時單元，所述多個延時單元用于接收所述周期性脈沖信號，并將其轉換成多相周期性脈沖信號輸出給所述多個第一控制開關組和所述多個第二控制開關組，其中，每個延時單元對應一相周期性脈沖信號，相應的，也對應一個第一控制開關組和一個第二控制開關組，用于將其接收的周期性脈沖信號輸出給其對應的第一控制開關組和第二控制開關組，通過控制其對應的周期性脈沖信號的輸出時間，控制其對應的第一控制開關組和第二控制開關組的導通時間和截止時間。
[0123] 在上述實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個可選實施例中，所述延時單元由偶數(shù)個反相器串聯(lián)實現(xiàn)，所述延時單元包括的反相器的數(shù)量由其對應的具體延時時間而定，本發(fā)明對此并不做限定。
[0124] 需要說明的是，所述時鐘信號單元提供的周期性信號分為正半周期和負半周期，在一個周期內，所述第一開關陣列模塊100中各第一控制開關組依次導通所能占用的時間僅為半個周期，故在本實施例中，相鄰第一控制開關組對應的控制信號之間的時間延遲為T/2M，才能保證所述第一開關陣列模塊100中各第一控制開關組存在全部導通或全部截止的時刻，其中，T為所述時鐘信號單元提供的控制信號的周期，M為所述第一開關陣列模塊100中第一控制開關組的數(shù)量，相應的，相鄰第二控制開關組對應的控制信號之間的時間延遲也為T/2M。如，在本發(fā)明的一個具體實施例中，所述第一開關陣列模塊100包括4個第一控制開關組，所述第二開關陣列模塊700包括4個第二控制開關組，所述時鐘信號單元提供的周期性信號的周期為2μs，則相鄰第一控制開關組對應的控制信號之間的時間延遲為2μs/(2*4)＝0.25μs，相鄰第二控制開關組對應的控制信號之間的時間延遲也為2μs/(2*4)＝
0.25μs。
0.25μs。
[0125] 如圖12所示，在本發(fā)明的一個具體應用實施例中，所述負載600為由所述時鐘信號單元控制的數(shù)字電路800，所述數(shù)字電路800包括組合邏輯電路801和時序邏輯電路802，其中，當所述信號控制模塊200控制所述第一開關陣列模塊100處于導通或近導通狀態(tài)時，所述第二電壓V2與所述數(shù)字電路800的輸入端相連，為所述數(shù)字電路800提供驅動信號，所述數(shù)字電路800進入工作狀態(tài)。當所述數(shù)字電路800處于工作狀態(tài)時，在所述信號控制模塊200中所述時鐘信號單元提供的周期性脈沖信號中上升沿的觸發(fā)下，所述組合邏輯電路801對其輸入信號進行求值，然后將其計算結果輸出給所述時序邏輯電路802，所述時序邏輯電路802在所述信號控制模塊200中所述時鐘信號單元提供的周期性脈沖信號中上升沿的觸發(fā)下，保持所述組合邏輯電路801的輸出結果。
[0126] 需要說明的是，所述時序邏輯電路802與所述組合邏輯電路801所接收的控制信號存在一定的時間延遲，以保證在所述組合邏輯電路801對其輸入的輸入信號進行求值并輸出后，再利用所述時序邏輯電路802對所述組合邏輯電路801的輸出結果進行保存。還需要說明的是，在本發(fā)明的其他實施例中，所述數(shù)字電路800還可以是組合邏輯電路801和時序邏輯電路802的多種組合，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。
[0127] 綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器，不僅可以通過所述開關控制模塊500通過控制所述功率開關模塊300的導通狀態(tài)，調節(jié)所述功率開關模塊300提供給所述負載600的電壓，還可以通過所述信號控制模塊200通過控制所述第一開關陣列模塊100中各并聯(lián)通路的導通時間和導通狀態(tài)，調節(jié)所述功率開關模塊300提供給所述負載600的電壓，而且，所述功率開關模塊300受所述電壓反饋模塊400和所述開關控制模塊500的控制，所述第一開關陣列模塊不受所述電壓反饋模塊400和所述開關控制模塊500的控制，使得所述第一開關陣列模塊100和所述功率開關模塊300的控制信號不完全重疊，即所述第一開關陣列模塊100和所述功率開關模塊300相當于兩個不同截止頻率和不同中心頻率的系統(tǒng)，從而改善了所述低壓差穩(wěn)壓器的頻率響應特性，進而改善了所述低壓差穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應和線性響應，提高了所述低壓差穩(wěn)壓器輸出電壓的精確度，提高了所述低壓差穩(wěn)壓器的性能。
[0128] 而且，本發(fā)明實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器還可以利用所述耦合電容C在所述功率開關模塊300輸出端的輸出電壓小于所述耦合電容正極的電壓時，對所述負載600的驅動信號進行補償，使得所述耦合電容C的放電電流與所述功率開關模塊300輸出端輸出的電流共同作為所述負載600的驅動電流，從而在為所述負載600提供供電電壓的電源系統(tǒng)的峰值功耗不變的情況下，延長了所述負載600正常工作的時間，也即在所述負載600功耗和正常工作時間均不變的情況下，降低了為所述負載600提供供電電壓的電源系統(tǒng)的峰值功耗。
[0129] 此外，本發(fā)明實施例還提供了一種電壓調節(jié)方法，應用于上述任一實施例所提供的低壓差穩(wěn)壓器，該調節(jié)方法包括：
[0130] 根據(jù)第一電壓，在第一控制信號的控制下，生成第二電壓，使得所述第二電壓呈周期性變化；
[0131] 根據(jù)所述第二電壓，在第二控制信號的控制下，生成第三電壓，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內；
[0132] 其中，所述第一控制信號為周期性變化信號，所述第二控制信號根據(jù)所述第三電壓和預設電壓的比較結果生成。
[0133] 在上述實施例的基礎上，在本發(fā)明的一個實施例中，所述根據(jù)所述第二電壓，在第二控制信號的控制下，生成第三電壓，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內包括：
[0134] 當所述第三電壓大于所述預設電壓時，根據(jù)所述第二電壓，在第二控制信號的控制下，降低所述第三電壓的電壓值，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內；
[0135] 當所述第三電壓小于所述預設電壓時，根據(jù)所述第二電壓，在第二控制信號的控制下，增大所述第三電壓的電壓值，使得所述第三電壓維持在預設數(shù)值范圍內。
[0136] 需要說明的是，在本發(fā)明實施例中，所述第一電壓為外界供電電壓Vdd，所述第三電壓為提供給外界負載的電壓，也即所述低壓差穩(wěn)壓器的輸出電壓。
[0137] 由上可知，本發(fā)明實施例所提供的電壓調節(jié)方法，不僅可以通過第一控制信號通過調節(jié)所述第二電壓調節(jié)所述第三電壓，可以通過所述第二控制信號直接調節(jié)所述第三電壓，其中，所述第一控制信號為周期性變化信號，所述第二控制信號根據(jù)所述第三電壓和預設電壓的比較結果生成，即所述第一控制信號和所述第二控制信號不完全重疊，即所述第一控制信號和所述第二控制信號相當于兩個不同截止頻率和不同中心頻率的系統(tǒng)，從而改善了所述低壓差穩(wěn)壓器的頻率響應特性，進而改善了所述低壓差穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應和線性響應，提高了所述低壓差穩(wěn)壓器輸出電壓的精確度，提高了所述低壓差穩(wěn)壓器的性能。
[0138] 本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。
[0139] 對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
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