电压调节器包括：功率器件，所述功率器件由NMOS晶体管形成，所述NMOS晶体管具有被耦合到输入电压的漏端子、提供输出电压的源端子和接收栅驱动信号的栅端子；以及集成AC/DC控制环路，所述集成AC/DC控制环路被配置成接入输出电压并基于输出电压相对于第一参考电压和第二参考电压的值而产生栅驱动信号。AC控制部分产生栅驱动控制信号，该栅驱动控制信号被AC耦合到功率器件的栅端子作为栅驱动信号的AC分量。DC控制部分控制栅驱动信号的DC电压电平。AC控制部分由输入电压供电，而DC控制部分由大于输入电压的高源电压供电。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】电压调节器包括：功率器件，所述功率器件由NMOS晶体管形成，所述NMOS晶体管具有被耦合到输入电压的漏端子、提供输出电压的源端子和接收栅驱动信号的栅端子；以及集成AC/DC控制环路，所述集成AC/DC控制环路被配置成接入输出电压并基于输出电压相对于第一参考电压和第二参考电压的值而产生栅驱动信号。AC控制部分产生栅驱动控制信号，该栅驱动控制信号被AC耦合到功率器件的栅端子作为栅驱动信号的AC分量。DC控制部分控制栅驱动信号的DC电压电平。AC控制部分由输入电压供电，而DC控制部分由大于输入电压的高源电压供电。【专利说明】高带宽PSRR电源调节器
本专利技术涉及电源调节器或电压调节器，并且特别地涉及具有高带宽电源抑制比 (PSRR)的电源调节器。
技术介绍
用于调节正电源轨（rail)的电源调节器通常使用NM0S或PM0S晶体管器件作为 功率器件而实现。NM0S晶体管由于其晶体管的跨导(&)而产生的低输出阻抗而是优选的。 低输出阻抗意味着仅需要对栅电压进行小的校正以保持来自电源电压(或输入电压（Vin)) 上的扰动或来自驱动负载的输出电压（Vout)的扰动的调节。即使当校正环路的增益减小 时，例如在超过环路的主极点频率时，输出电压与等效PM0S器件相比仍被更好地调节。 使用NM0S器件作为功率器件的不利方面在于，为了获得小的Vin-Vout电压降以 提高效率，必须驱动NM0S器件的栅电压高于电源电压Vin。如果大于电源电压的电压不可 获得，则使用电荷泵来产生用于栅电压的所需电压值。电荷泵电路通常不提供很大的电流 且趋向于非常能量低效的。然而，为了实现足够高频的电压调节，亦即高PSRR，要求相对高 的驱动电流以驱动NM0S功率器件的栅。对于高栅驱动电压的要求与对于高栅驱动电流的 要求是相互矛盾的，使得使用电荷泵电路来驱动NM0S功率器件的栅端子并不令人满意。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，接收输入电压并产生输出电压的电压调节器包括：功 率器件，所述功率器件包括NM0S晶体管，所述NM0S晶体管具有被耦合到输入电压的漏端 子、提供输出电压的源端子和接收栅驱动信号的栅端子；以及集成AC/DC控制环路，其被配 置成接入（access)输出电压并基于输出电压相对于第一参考电压和第二参考电压的值而 产生栅驱动信号。集成AC/DC控制环路包括AC控制部分和DC控制部分。AC控制部分被配 置成接入指示输出电压的电压与第一参考电压之间的差，其中AC控制部分产生栅驱动控 制信号，该栅驱动控制信号被AC耦合到功率器件的栅端子作为栅驱动信号的AC分量，并且 由输入电压对AC控制部分供电。DC控制部分被配置成接入栅驱动控制信号与第二参考电 压之间的差，其中DC控制部分控制栅驱动信号的DC电压电平，并且由大于输入电压的高源 电压对DC控制部分供电。 在考虑以下详细描述和附图时，可更好地理解本专利技术。 【专利附图】【附图说明】 图1是根据本专利技术的一个实施例的具有高带宽PSRR的电压调节器的示意图。 图2是根据本专利技术的备选实施例的具有高带宽PSRR的电压调节器的示意图。 【具体实施方式】 根据本专利技术的原理，接收输入电压的电压调节器实现具有AC耦合的集成AC/DC控 制环路以驱动NMOS功率器件的栅端子以提供输出电压的调节。更具体而言，从输入电压对 供应栅驱动信号的AC分量的AC控制部分供电，而从低功率电荷泵对供应DC栅驱动电压电 平的DC控制部分供电。以这种方式，电压调节器在比值和带宽两方面都实现高电源抑制比 (PSRR)，并且在低输入-输出电压降和相对低电源消耗下获得高PSRR。此外，通过对输入 电压中的高频噪声进行滤波来实现工作的高带宽。本专利技术的电压调节器避免了对在实现方 面、特别是在移动设备中不切实际的大滤波电感器的需要。 图1是根据本专利技术的一个实施例的具有高带宽PSRR的电压调节器的示意图。参 考图1，电压调节器10接收输入电压Vin(节点12)并使用NM0S晶体管Ml作为功率器件产 生经调节的输出电压Vout(节点14)。更具体地，功率器件Ml的漏端子接收输入电压Vin， 而功率器件Ml的源端子提供输出电压Vout。输出电压Vout可被耦合以驱动负载16。功 率器件Ml的栅端子(节点34)接收由反馈控制环路产生的栅驱动信号以调制功率器件Ml 的栅电压以便调节输出电压Vout。 根据本专利技术的实施例，电压调节器1〇包括集成AC/DC控制环路，该集成AC/DC控 制环路包括AC控制部分和DC控制部分。AC控制部分由运算放大器24、缓冲器驱动器26 和电容器C1形成。AC控制部分基于输出电压Vout而产生AC和DC控制信息两者，并且还 提供栅驱动信号的AC分量以便调制功率器件Ml的栅电压。DC控制部分由控制功率器件 Ml的栅端子34处的栅驱动信号的DC分量或DC电压电平的低功率高电压控制放大器32形 成。 在电压调节器10中，从输入电压Vin对AC控制部分供电。AC控制部分基于输出 电压Vout而产生AC和DC控制信息。AC控制部分还产生被AC耦合到功率器件Ml的栅端 子的栅驱动信号的AC分量。同时，由提供大于输入电压Vin的高源电压V CP的电荷泵30对 DC控制部分进行供电（supply)。DC控制部分设置功率器件Ml的栅端子处的栅驱动信号的 DC电压电平。 在工作中，AC控制部分直接地或通过分压器将输出电压Vout调节至第一参考电 压V Kefl。AC控制部分产生栅驱动控制信号Vgdc (节点28)，其包含栅驱动信号(节点34)的 AC和DC控制信息两者。在AC控制部分中，栅驱动控制信号Vgdc作为栅驱动信号的AC分 量而被AC耦合到功率器件Ml的栅端子。同时，栅驱动控制信号Vgdc被提供给DC控制部 分，该DC控制部分进行操作以将栅驱动控制信号Vgdc调节至第二参考电压V Kef2以设置栅 驱动信号的DC电压电平。以这种方式，AC控制部分和DC控制部分在工作方面被集成，其 中AC控制部分向DC控制部分提供输出电压反馈控制的DC信息。 更具体地，AC控制部分中的运算放大器24在其负输入端子上接收输出电压或指 示输出电压的电压并在其正输入端子上接收第一参考电压V Krfl。运算放大器24产生指示输 出电压与第一参考电压VKrfl之间的差的输出信号。运算放大器24的输出信号被缓冲器驱 动器26缓存以产生栅驱动控制信号Vgdc (节点28)。栅驱动控制信号Vgdc然后通过电容 器C1被AC耦合以驱动功率器件Ml的栅端子34。经由AC耦合，只有栅驱动控制信号Vgdc 的AC分量通过电容器Cl至功率器件Ml的栅端子(节点34)。栅驱动控制信号Vdgc的DC 电平被电容器Cl阻挡。AC控制部分因此向功率器件Ml的栅端子提供栅驱动信号的AC分 量。 同时，DC控制部分中的控制放大器32在正输入端子上接收在AC控制部分中产生 的栅驱动控制信号Vgdc (节点28)。控制放大器32还在负输入端子上接收第二参考电压 νΚε?2。控制放大器32是低功率高电压跨导放大器并产生输出电流L，输出电流L具有指示 栅驱动控制信号与第二参考电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种接收输入电压并产生输出电压的电压调节器，包括： 功率器件，所述功率器件包括NMOS晶体管，所述NMOS晶体管具有被耦合到输入电压的漏端子、提供输出电压的源端子和接收栅驱动信号的栅端子；以及 集成AC/DC控制环路，所述集成AC/DC控制环路被配置成接入输出电压并基于所述输出电压相对于第一参考电压和第二参考电压的值而产生栅驱动信号，所述集成AC/DC控制环路包括AC控制部分和DC控制部分，其中： 所述AC控制部分被配置成接入指示所述输出电压的电压与第一参考电压之间的差，所述AC控制部分产生栅驱动控制信号，所述栅驱动控制信号被AC耦合到所述功率器件的栅端子作为栅驱动信号的AC分量，所述AC控制部分由所述输入电压供电；以及 所述DC控制部分被配置成接入所述栅驱动控制信号与第二参考电压之间的差，所述DC控制部分控制栅驱动信号的DC电压电平，所述DC控制部分由大于所述输入电压的高源电压供电。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：RG范伊廷格，P威尔逊，
申请(专利权)人：麦奎尔有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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