提高穩(wěn)壓器瞬態(tài)響應(yīng)的方法及其穩(wěn)壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及穩(wěn)壓器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及提高穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應(yīng)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]穩(wěn)壓器是電子技術(shù)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用的部件之一，幾乎所有的電子電路都需要一個(gè)穩(wěn)定的電壓源。穩(wěn)壓器的作用是在輸入電壓發(fā)生變化或者負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí)，使輸出電壓保持穩(wěn)定。
[0003]穩(wěn)壓器大多運(yùn)用反饋原理來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的穩(wěn)壓作用的。圖1示出了常見的低壓差線性穩(wěn)壓器的電路圖。如圖1所示，穩(wěn)壓器100包括基準(zhǔn)電壓源103、誤差放大器104、反饋模塊106和調(diào)整模塊105。反饋模塊106連接到負(fù)載101上，對(duì)穩(wěn)壓器的輸出電壓Vout的變化進(jìn)行采樣，將反饋給誤差放大器104的輸入端。通常負(fù)載電流由于某種原因產(chǎn)生變化時(shí)，穩(wěn)壓器的輸出電壓也會(huì)隨之產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的變化，經(jīng)反饋模塊106采樣后提供給誤差放大器104，誤差放大器104對(duì)反饋模塊106輸出的反饋信號(hào)進(jìn)行放大后提供給調(diào)整模塊105，由放大后的反饋信號(hào)來調(diào)整調(diào)整模塊105的柵極電壓，抑制輸出電壓的變化，從而使得輸出電壓趨于恒定。
[0004]但當(dāng)負(fù)載電流由小突然變大，或者由大突然變小，由于負(fù)載電流的跳變時(shí)間較短，穩(wěn)壓器的反饋環(huán)路無法快速響應(yīng)此變化，因此，穩(wěn)壓器的輸出電壓會(huì)發(fā)生明顯的下沖或者上沖。
[0005]隨著電子電路的低功耗、高集成度要求不斷增強(qiáng)，對(duì)穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應(yīng)要求也越來越高。因此，針對(duì)穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應(yīng)問題，現(xiàn)有技術(shù)也提出的多種改善方案。但這些方案或者是加快反饋環(huán)路的速度，以更快地響應(yīng)負(fù)載變化導(dǎo)致輸出電壓的變化；或者是增大輸出端的穩(wěn)壓電容的容量。雖然這些技術(shù)方案在提高瞬態(tài)響應(yīng)方面有一定的效果，但同時(shí)往往需要大幅增加穩(wěn)壓器的靜態(tài)功耗或者芯片面積。不符合目前低功耗、高集成度的發(fā)展趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明目的在于提供一種提高穩(wěn)壓器瞬態(tài)響應(yīng)的方法，在較大幅度改善穩(wěn)壓器瞬態(tài)響應(yīng)的同時(shí)，小幅增加甚至不增加芯片的功耗和面積。
[0007]根據(jù)上述目的，本發(fā)明的提高穩(wěn)壓器瞬態(tài)響應(yīng)的方法包括:
[0008]穩(wěn)壓器為負(fù)載提供電流；
[0009]接收程序指令，并根據(jù)程序指令判斷是否會(huì)引起負(fù)載電流變化；以及
[0010]如判斷結(jié)果為負(fù)載電流會(huì)發(fā)生變化，則對(duì)穩(wěn)壓器進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，以使穩(wěn)壓器輸出電壓保持恒定。
[0011]在所述提高穩(wěn)壓器瞬態(tài)響應(yīng)的方法中，所述程序指令由一微控制器提供，所述方法還包括:
[0012]所述微控制器輸出的程序指令還提供給一執(zhí)行模塊；
[0013]所述執(zhí)行模塊根據(jù)程序指令控制所述負(fù)載工作。
[0014]在所述提高穩(wěn)壓器瞬態(tài)響應(yīng)的方法中，所述微控制器輸出的程序指令先提供給一時(shí)序控制模塊，由所述時(shí)序控制模塊輸出所述程序指令以判斷是否會(huì)引起負(fù)載電流變化，所述時(shí)序控制模塊在經(jīng)過一延時(shí)后，將所述程序指令提供給所述執(zhí)行模塊，所述延時(shí)長(zhǎng)度保證在對(duì)所述穩(wěn)壓器進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)之后所述執(zhí)行模塊才接收到所述程序指令。
[0015]在所述提高穩(wěn)壓器瞬態(tài)響應(yīng)的方法中，所述程序指令包含負(fù)載工作頻率信息或工作負(fù)載信息。
[0016]本發(fā)明還提供使用上述方法的穩(wěn)壓器，包括:基準(zhǔn)電壓源和調(diào)整模塊，所述調(diào)整模塊輸出電壓給負(fù)載，其特征在于，還包括一判斷調(diào)節(jié)模塊，接收程序指令，在根據(jù)所述程序指令判斷負(fù)載電流將變化時(shí)，輸出一調(diào)節(jié)信號(hào)；
[0017]所述調(diào)整模塊接收所述調(diào)節(jié)信號(hào)，對(duì)輸出電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使輸出電壓保持恒定。
[0018]在所述穩(wěn)壓器中，所述程序指令由于微控制器提供，所述微控制器輸出的程序指令還提供給一執(zhí)行模塊；所述執(zhí)行模塊根據(jù)程序指令控制所述負(fù)載工作。
[0019]在所述穩(wěn)壓器中，還包含:
[0020]一時(shí)序控制模塊，接收所述微控制器的程序指令，并分別與所述判斷調(diào)節(jié)模塊和所述執(zhí)行模塊相連，以向所述判斷調(diào)節(jié)模塊和所述執(zhí)行模塊提供所述程序指令，其中，所述時(shí)序控制模塊在經(jīng)過一延時(shí)后，將所述程序指令提供給所述執(zhí)行模塊，所述延時(shí)長(zhǎng)度保證所述判斷調(diào)節(jié)模塊在對(duì)所述穩(wěn)壓器進(jìn)行調(diào)節(jié)之后所述執(zhí)行模塊才接收到所述程序指令。
[0021]在所述穩(wěn)壓器中，所述程序指令包含負(fù)載工作頻率指令，所述執(zhí)行模塊為時(shí)鐘頻率選擇器。
[0022]在所述穩(wěn)壓器中，所述程序指令包含工作負(fù)載信息。
[0023]在所述穩(wěn)壓器中，還包含誤差放大器和反饋模塊。
[0024]在所述穩(wěn)壓器中，所述判斷調(diào)節(jié)模塊包括:
[0025]控制器，接收所述程序指令；
[0026]運(yùn)放，所述運(yùn)放的輸出受所述控制器發(fā)生翻轉(zhuǎn)；
[0027]電容器，與所述運(yùn)放的輸出端相連；以及
[0028]電容器陣列，與所述電容器相連；
[0029]所述運(yùn)放的輸出通過所述電容器和所述電容器陣列的分壓后，輸出所述調(diào)節(jié)信號(hào)。
[0030]在所述穩(wěn)壓器中，所述電容器陣列包括多個(gè)并列的電容器，所述多個(gè)并列的電容器的數(shù)量與所述負(fù)載數(shù)量相對(duì)應(yīng)。
[0031]在所述穩(wěn)壓器中所述電容器陣列中的多個(gè)并列的電容器分別串接有開關(guān)；所述控制器根據(jù)所述程序指令中的工作負(fù)載信息控制所述開關(guān)的斷開或閉合。
【附圖說明】
[0032]圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中常見的低壓差線性穩(wěn)壓器的電路圖；
[0033]圖2示出了本發(fā)明的穩(wěn)壓器的電路框圖；
[0034]圖3示出了本發(fā)明的提高穩(wěn)壓器瞬態(tài)響應(yīng)的方法的流程圖；
[0035]圖4示出了程序指令中包含負(fù)載工作頻率信息時(shí)的實(shí)施例；
[0036]圖5示出了程序指令中包含工作負(fù)載信息時(shí)的實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0038]首先，請(qǐng)參見圖2，圖2示出了本發(fā)明的穩(wěn)壓器電路框圖。如圖2所示，本發(fā)明的穩(wěn)壓器21與現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)基本類似，包括有基準(zhǔn)電壓源、誤差放大器、反饋模塊和調(diào)整模塊211。為清楚起見，在圖2中，沒有圖示出與本發(fā)明無關(guān)的部件，例如，基準(zhǔn)電壓源、誤差放大器和反饋模塊。本發(fā)明在此基礎(chǔ)上，增加了判斷調(diào)節(jié)模塊212和時(shí)序控制模塊213。
[0039]穩(wěn)壓器21中的調(diào)整模塊211輸出經(jīng)穩(wěn)壓的電壓Vout，向負(fù)載22提供電壓源。時(shí)序控制模塊213連接到微控制器24上，接收微控制器24輸出的程序指令。微控制器24輸出的程序指令用于控制負(fù)載22的工作。因此，程序指令中包含了負(fù)載的各種工作信息。例如，負(fù)載的工作頻率；運(yùn)行的負(fù)載的數(shù)量等。穩(wěn)壓器21中的時(shí)序控制模塊213接收程序指令后，將程序指令分別提供給判斷調(diào)節(jié)模塊212和執(zhí)行模塊23，判斷調(diào)節(jié)模塊212根據(jù)程序指令中包含的會(huì)引起負(fù)載電流變化的信息，判斷負(fù)載電流是否將發(fā)生變化，如果判斷結(jié)果是負(fù)載電流將發(fā)生變化，則輸出一調(diào)節(jié)信號(hào)。該調(diào)節(jié)信號(hào)提供給調(diào)整模塊211，由調(diào)整模塊211根據(jù)調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使輸出電壓保持恒定。時(shí)序控制模塊213接收到程序指令后，將程序指令進(jìn)行延時(shí)，然后把程序指令提供給執(zhí)行模塊23，由執(zhí)行模塊23控制負(fù)載22的工作。時(shí)序控制模塊213對(duì)程序指令的延時(shí)長(zhǎng)度一般要保證判斷調(diào)節(jié)模塊212在對(duì)穩(wěn)壓器21進(jìn)行調(diào)節(jié)之后，執(zhí)行模塊23才接收到程序指令。這樣可以保證在負(fù)載的工作狀態(tài)(工作電流)變化之前，穩(wěn)壓器21已完成了輸出電流的調(diào)整，以適應(yīng)負(fù)載工作電流的變化，從而提高穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應(yīng)，消除【背景技術(shù)】中提到的在負(fù)載電流突變時(shí)穩(wěn)壓器輸出電壓發(fā)生下沖或上沖的現(xiàn)象。
[0040]在上述實(shí)施例中，雖然獨(dú)立地示出了時(shí)序控制模塊213和執(zhí)行模塊23，但應(yīng)當(dāng)理解，時(shí)序控制模塊213和執(zhí)行模塊23的功能也可以通過由微控制器24來實(shí)現(xiàn)，上述的實(shí)施例并不應(yīng)當(dāng)理解成將這些模塊限制為獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的。
[0041]此外，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，可以省略上述的時(shí)序控制模塊213。微控制器24輸出的程序指令，通過一寄存器(圖中未示出)分別輸出到判斷調(diào)節(jié)模塊212和執(zhí)行模塊23，判斷調(diào)節(jié)模塊212和執(zhí)行模塊23同時(shí)工作，這種結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相比，也可以改善穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應(yīng)。
[0042]圖3示出了圖2所示的穩(wěn)壓器中提高其瞬態(tài)響應(yīng)的方法的流程圖。請(qǐng)參見圖3，在流程開始時(shí)，在步驟31，穩(wěn)壓器21為負(fù)載提供電流，負(fù)載正常工作。在步驟32，判斷調(diào)節(jié)模塊212從微控制器24接收程序指令，該程序指令可以通過時(shí)序控制模塊213提供，也可以直接從微控制器24獲得。
[0043]然后判斷調(diào)節(jié)模塊212根據(jù)程序指令中包含的會(huì)引起負(fù)載電流變化的信息，判斷負(fù)載電流是否將