线性充电芯片的多环路控制电路及线性充电电路的制作方法

1.本公开的实施例涉及集成电路技术领域，具体地，涉及线性充电芯片的多环路控制电路及线性充电电路。


背景技术：

2.随着应用端需求的不断提升，线性充电芯片中的控制环路已从恒流充电环路(constant current loop,cc loop)和恒压充电环路(constant voltage loop，cv loop)控制，拓展成由usb端最大充电电流受限环路(usb current limit loop，usb loop)、输入电压动态管理环路(vin dynamic power management loop，vin_dpm loop)、温度控制环路(temperature regulation loop，temp loop)、cc loop以及cv loop，五个环路共同控制。各环路共同控制时环路竞争和环路补偿问题一直是线性充电芯片系统的设计难点之一。
3.在现有的电路设计方案中，通常是针对五个环路设计各自的误差放大器(ea)，并针对每个环路进行单独补偿。如图1所示，为现有的一种多环路控制的电路示例图，从图1中可以看到，包括cc loop、cv loop、usb loop、vin_dpm loop、temp loop五个环路，每个环路都有各自的补偿电容和补偿电阻，具体的cc loop的补偿电容和补偿电阻为r1、c1，对应的其他各个环路的补偿电容和补偿电阻分别为r2和c2、r3和c3、r4和c4、r5和c5，这样的电路设计结构简单，但是由于补偿电容面积较大，因此芯片面积也会较大。
4.因此如何解决线性充电芯片中由于多个环路各自的补偿电路造成的芯片面积较大的问题是亟需解决的。


技术实现要素：

5.本文中描述的实施例提供了一种线性充电芯片的多环路控制电路及线性充电电路，为了解决现有线性充电芯片中由于多个环路各自的补偿电路造成的芯片面积较大的问题。
6.根据本公开的第一方面，提供了一种线性充电芯片的多环路控制电路，通过多个控制环路控制功率输出管的栅极电压，将所述线性充电芯片的输入端电压转换为输出端电压或输出端电流，所述功率输出管为低压差线性稳压功率输出管，其特征在于，所述多环路控制电路包括：第一级电路、第二级电路、环路补偿电路、第三级电路，其中，所述第一级电路，被配置为将每个控制环路的误差放大器输出电压转换为对应的误差放大器输出电流，所述多个控制环路对应得到多个误差放大器输出电流；所述第二级电路，被配置为根据n输入折叠共源共栅结构将所述多个误差放大器输出电流转换为单端输出电压；环路补偿电路，被配置为由包含单个补偿电容的补偿电路跨接在所述单端输出电压和所述功率输出管的栅极电压之间；所述第三级电路，被配置为根据所述单端输出电压、所述环路补偿电路调节所述功率输出管的栅极电压。
7.可选的，所述第一级电路包括：第一至第五误差放大器、第一至第五晶体管，其中，第一至第五误差放大器的正输入端对应耦接第一至第五环路反馈信号，第一至第五误差放
大器的负输入端对应耦接第一至第五环路基准电压，第一至第五误差放大器的输出端对应耦接第一至第五晶体管的栅极，第一至第五误差放大器的输出端对应输出第一至第五误差放大器输出电压；第一至第五晶体管的源极都耦接接地端，第一至第五晶体管的漏极都耦接所述第二级电路，第一至第五晶体管的漏极对应输出第一至第五误差放大器输出电流。
8.可选的，所述第二级电路包括：第一转换模块、第二转换模块；所述第一转换模块，被配置为将多个误差放大器输出电流通过第一电阻转换为第一电压，并根据第一电流源、第二电阻得到与所述第一电压组成差分输入的第二电压；所述第二转换模块，被配置为将所述第一电压和所述第二电压通过所述n输入折叠共源共栅结构转换为所述单端输出电压。
9.可选的，所述第一转换模块包括：所述第一电阻、所述第二电阻、所述第一电流源，其中，所述第一电阻的一端耦接所述第一级电路，用于接收所述多个误差放大器输出电流，所述第一电阻的另一端耦接第一电源电压，所述第一电阻的一端还输出所述第一电压；所述第二电阻的一端耦接所述第一电流源的一端，所述第二电阻的另一端耦接所述第一电源电压，所述第二电阻的一端还输出所述第二电压，所述第一电阻与所述第二电阻的阻值相等；所述第一电流源的另一端耦接接地端。
10.可选的，所述第二转换模块包括：第六至第十三晶体管、第二电流源，其中，第六晶体管的栅极接收所述第一电压，所述第六晶体管的源极耦接所述第二电流源的一端，所述第六晶体管的漏极分别耦接第九晶体管的漏极、第十一晶体管的源极；第七晶体管的栅极接收所述第二电压，所述第七晶体管的源极耦接所述第二电流源的一端，所述第七晶体管的漏极分别耦接第八晶体管的漏极、第十晶体管的源极；第八晶体管的栅极、第九晶体管的栅极都耦接第一偏置电压，所述第八晶体管的源极、所述第九晶体管的源极都耦接第一电源电压；第十晶体管的栅极、第十一晶体管的栅极都耦接第二偏置电压，所述第十晶体管的漏极分别耦接第十二晶体管的漏极、所述第十二晶体管的栅极、所述第十三晶体管的栅极，所述第十一晶体管的漏极分别耦接第十三晶体管的漏极、所述第三级电路，所述第十一晶体管的漏极端输出所述单端输出电压；第十二晶体管的源极、第十三晶体管的源极都耦接接地端。
11.可选的，所述环路补偿电路包括：单个补偿电容、第三电阻，其中，所述单个补偿电容的一端接收所述单端输出电压，所述单个补偿电容的另一端耦接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端耦接所述功率输出管的栅极。
12.可选的，所述第三级电路包括：第十四晶体管、第十五晶体管、第四电阻，其中，所述第十四晶体管的源极耦接接地端，所述第十四晶体管的栅极接收所述单端输出电压，所述第十四晶体管的漏极耦接所述第十五晶体管的源极；所述第十五晶体管的栅极耦接第三偏置电压，所述第十五晶体管的漏极分别耦接所述第四电阻的一端、所述功率输出管的栅极；所述第四电阻的另一端耦接第二电源电压。
13.可选的，所述单个补偿电容的容值根据多个控制环路中补偿容值需求最大的控制环路确定。
14.可选的，所述第六晶体管和所述第七晶体管的背栅极耦接所述接地端。
15.根据本公开的第二方面，提供了一种线性充电电路，包括第一方面中任一项所述的线性充电芯片的多环路控制电路、低压差线性稳压功率输出管、第十六晶体管，所述多环
路控制电路用于调节所述低压差线性稳压功率输出管的栅极电压，其中，所述第十六晶体管的源极接收输入端电压，所述第十六晶体管的栅极耦接第二电源电压，所述第十六晶体管的漏极耦接所述低压差线性稳压功率输出管的漏极；所述低压差线性稳压功率输出管的栅极耦接所述多环路控制电路，所述低压差线性稳压功率输出管的源极耦接输出端电压。
16.本公开的实施例的线性充电芯片的多环路控制电路及线性充电电路中，多环路控制电路中的第一级电路先将每个控制环路的误差放大器输出电压转换为对应的误差放大器输出电流，然后经过第二级电路通过n输入折叠共源共栅结构将多个误差放大器输出电流转换为单端输出电压，至此实现了将多个误差放大器的多个输出转换为单个输出，这样在进行环路补偿时，就可以基于该单个输出(即单端输出电压)实现多个环路的补偿，因为只有一个输出，因此在补偿的时候只需要一个环路补偿电路(即一个电容一个电阻)，与现有的需要多个环路补偿，多个电容、电阻的电路结构相比大大的减少了面积。
附图说明
17.为了更清楚地说明本公开的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制，其中：
18.图1是现有的一种线性充电芯片的多环路控制电路的示例性电路图；
19.图2示出了本公开实施例的一种线性充电芯片的多环路控制电路的示意性框图；
20.图3示出了本公开实施例的一种线性充电芯片的多环路控制电路中的第一级电路的示例性电路图；
21.图4示出了本公开实施例的一种线性充电芯片的多环路控制电路的示例性电路图；
22.图5示出了本公开实施例的一种线性充电电路的示例性电路图；
23.附图中的元素是示意性的，没有按比例绘制。
具体实施方式
24.为了使本公开的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本公开的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，也都属于本公开保护的范围。
25.除非另外定义，否则在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开主题所属领域的技术人员所通常理解的相同含义。进一步将理解的是，诸如在通常使用的词典中定义的那些的术语应解释为具有与说明书上下文和相关技术中它们的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的形式来解释，除非在此另外明确定义。如在此所使用的，将两个或更多部分“连接”或“耦接”到一起的陈述应指这些部分直接结合到一起或通过一个或多个中间部件结合。另外，诸如“第一”和“第二”的术语仅用于将一个部件(或部件的一部分)与另一个部件(或部件的另一部分)区分开。
26.为了解决图1的线性充电芯片的多环路控制电路各自的补偿电路造成的芯片面积较大的问题，提出了一种新的线性充电芯片的多环路控制电路结构。本公开实施例的线性
充电芯片的多环路控制电路公用一个补偿电路，不需要多个补偿电路，因此可以减少芯片面积。下面对本公开的线性充电芯片的多环路控制电路进行详细的说明。
27.图2示出了本公开实施例的线性充电芯片的多环路控制电路200的示意性框图，如图2所示，多环路控制电路是通过多个控制环路控制功率输出管mpwr的栅极电压v
ldo_gate
，将线性充电芯片的输入端电压vin转换为输出端电压vout或输出端电流，功率输出管mpwr为低压差线性稳压功率输出管mpwr(此处需要说明的本公开实施例中的线性充电芯片的多环路控制使用的是低压差线性稳压器ldo结构)，具体的多环路控制电路200包括：第一级电路210、第二级电路220、环路补偿电路230、第三级电路240，
28.其中，第一级电路210与第二级电路220耦接，第一级电路210被配置为将每个控制环路的误差放大器输出电压转换为对应的误差放大器输出电流，多个控制环路对应得到多个误差放大器输出电流。线性充电芯片的环路控制中，每个环路中都有一个对应的误差放大器，每个误差放大器将环路的反馈电压和对应的参考电压的差值进行放大并输出每个误差放大器对应的误差放大器输出电压，图2中的实施例是针对有cc loop、cv loop、usb loop、vin_dpm loop、temp loop五个环路的情况，因此通过转换后分别得到五个环路对应的五个误差放大器输出电流：icc、icv、iusb、idpm、itemp。
29.第二级电路220分别耦接第一级电路210、第三级电路240、环路补偿电路230，第二级电路220被配置为根据n输入折叠共源共栅结构将多个误差放大器输出电流(图2中为icc、icv、iusb、idpm、itemp)转换为单端输出电压vop2。第二级电路220的作用是为了将多端输出(多个误差放大器的输出电流icc、icv、iusb、idpm、itemp)转换为单端输出(vop2)，相当于使每个环路的误差放大器的输出都统一到一个输出端进行控制，这样在进行环路补偿时，由于只有一个输出端所以就只需一个补偿电路，从而节省芯片面积。其中，n输入折叠共源共栅结构是指n型输入折叠共源共栅结构，应用在第二级电路220中主要是为了满足较大的电压输出摆幅的要求。因为在将多个误差放大器输出电流(图2中为icc、icv、iusb、idpm、itemp)转换为单端输出电压vop2的过程中，如果直接将多个误差放大器输出电流转换为单个输出电压则得到的电压的直流电平较高，无法满足后续电路的需求，需要将其转换为一个直流电平较低的输出电压，因此选择有较大的电压输出摆幅的n输入折叠共源共栅结构来实现转换得到直流电平较低的单端输出电压vop2。
30.环路补偿电路230分别耦接第二级电路220、第三级电路240，环路补偿电路230被配置为由包含单个补偿电容cc的补偿电路跨接在单端输出电压vop2和功率输出管mpwr的栅极电压vldo_gate之间。由于从第二级电路220输出的是单端输出电压vop2，因此只需要一个环路补偿电路230，也只需要一个补偿电容cc。环路补偿电路230的作用与现有的图1中的各个环路的补偿电路的作用是相同的。
31.第三级电路240分别耦接第二级电路220、环路补偿电路230、功率输出管mpwr，第三级电路240被配置为根据单端输出电压vop2、环路补偿电路230调节功率输出管mpwr的栅极电压v
ldo_gate
。第三级电路240与现有的图1中的对应的部分是相同的，作用也是为了对功率输出管mpwr的栅极电压v
ldo_gate
进行下拉，并与环路补偿电路230配合实现调节功率输出管mpwr的栅极电压v
ldo_gate
，使线性充电芯片输出所需的输出端电压vout或输出端电流，其中输出端电流是由输出端电压vout产生的。比如，当vout端接电池时，充电电流就是输出端电流，是由输出端电压vout产生的。
32.本公开实施例中的线性充电芯片的多环路控制电路中的第一级电路先将每个控制环路的误差放大器输出电压转换为对应的误差放大器输出电流，然后经过第二级电路通过n输入折叠共源共栅结构将多个误差放大器输出电流转换为单端输出电压至此实现了将多个误差放大器的多个输出转换为单个输出，这样在进行环路补偿时，就可以基于该单个输出(即单端输出电压)实现多个环路的补偿，因为只有一个输出，因此在补偿的时候只需要一个环路补偿电路(即一个电容一个电阻)，与现有的需要多个环路补偿，多个电容、电阻的电路结构相比可以减少芯片面积。
33.进一步的，图3-4示出了本公开实施例的一种线性充电芯片的多环路控制电路200的示例性电路图。如图3所示，第一级电路210包括：第一至第五误差放大器(第一误差放大器cc、第二误差放大器usb_limit、第三误差放大器cv、第四误差放大器temp、第五误差放大器dpm)、第一至第五晶体管(第一晶体管mn1_cc、第二晶体管mn1_usb、第三晶体管mn1_cv、第四晶体管mn1_temp、第五晶体管mn1_dpm)，其中，第一至第五误差放大器的正输入端对应耦接第一至第五环路反馈信号(第一环路反馈信号vcc_fb、第二环路反馈信号vusb_fb、第三环路反馈信号vcv_fb、第四环路反馈信号vtemp_fb、第五环路反馈信号vdpm_fb)，第一至第五误差放大器的负输入端对应耦接第一至第五环路基准电压(第一环路基准电压vref、第二环路基准电压vref、第三环路基准电压vref、第四环路基准电压vref_temp、第五环路基准电压vref)，第一至第五误差放大器的输出端对应耦接第一至第五晶体管(mn1_cc、mn1_usb、mn1_cv、mn1_temp、mn1_dpm)的栅极，第一至第五误差放大器的输出端对应输出第一至第五误差放大器输出电压(第一误差放大器输出电压vo_cc、第二误差放大器输出电压vo_usb、第三误差放大器输出电压vo_cv、第四误差放大器输出电压vo_temp、第五误差放大器输出电压vo_dpm)；第一至第五晶体管(mn1_cc、mn1_usb、mn1_cv、mn1_temp、mn1_dpm)的源极都耦接接地端vss，第一至第五晶体管(mn1_cc、mn1_usb、mn1_cv、mn1_temp、mn1_dpm)的漏极都耦接第二级电路220，第一至第五晶体管(mn1_cc、mn1_usb、mn1_cv、mn1_temp、mn1_dpm)的漏极对应输出第一至第五误差放大器输出电流(icc、iusb、icv、itemp、idpm)。
34.如图4所示，第二级电路220包括：第一转换模块221、第二转换模块222；第一转换模块221，被配置为将多个误差放大器输出电流(icc、iusb、icv、itemp、idpm)通过第一电阻r1转换为第一电压von1，并根据第一电流源is1、第二电阻r2得到与第一电压von1组成差分输入的第二电压vop1；第二转换模块222，被配置为将第一电压von1和第二电压vop1通过n输入折叠共源共栅结构转换为单端输出电压vop2。
35.进一步的，如图4所示，第一转换模块221包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第一电流源is1，其中，第一电阻r1的一端耦接第一级电路210，用于接收多个误差放大器输出电流(icc、iusb、icv、itemp、idpm)，第一电阻r1的另一端耦接第一电源电压vdd，第一电阻r1的一端还输出第一电压von1；第二电阻r2的一端耦接第一电流源is1的一端，第二电阻r2的另一端耦接第一电源电压vdd，第二电阻r2的一端还输出第二电压vop1，第一电阻r1与第二电阻r2的阻值相等；第一电流源is1的另一端耦接接地端vss。第二转换模块222包括：第六至第十三晶体管(m6-m13)、第二电流源is2，其中，第六晶体管m6的栅极接收第一电压von1，第六晶体管m6的源极耦接第二电流源is2的一端，第六晶体管m6的漏极分别耦接第九晶体管m9的漏极、第十一晶体管m11的源极；第七晶体管m7的栅极接收第二电压vop1，第七晶体管m7的源极耦接第二电流源is2的一端，第七晶体管m7的漏极分别耦接第八晶体管m8的漏极、
第十晶体管m10的源极；第八晶体管m8的栅极、第九晶体管m9的栅极都耦接第一偏置电压vbp1，第八晶体管m8的源极、第九晶体管m9的源极都耦接第一电源电压vdd；第十晶体管m10的栅极、第十一晶体管m11的栅极都耦接第二偏置电压vbp2，第十晶体管m10的漏极分别耦接第十二晶体管m12的漏极、第十二晶体管m12的栅极、第十三晶体管m13的栅极，第十一晶体管m11的漏极分别耦接第十三晶体管m13的漏极、第三级电路240，第十一晶体管m11的漏极端输出单端输出电压vop2；第十二晶体管m12的源极、第十三晶体管m13的源极都耦接接地端vss。进一步的，第六晶体管m6和第七晶体管m7的背栅极耦接接地端vss。
36.如图4所示，环路补偿电路230包括：单个补偿电容cc、第三电阻r3，其中，单个补偿电容cc的一端接收单端输出电压vop2，单个补偿电容cc的另一端耦接第三电阻r3的一端，第三电阻r3的另一端耦接功率输出管mpwr的栅极。单个补偿电容cc的容值根据多个控制环路中补偿容值需求最大的控制环路确定。在每个控制环路都有各自的补偿电路的情况下，比如图1中的所示的情况，每个控制环路都有对应的补偿电容，不同控制环路对应的补偿电容是不同的，在本公开实施例中只有一个补偿电容cc，因此为了满足所有控制环路的需求，选择一个需求最大的环路对应的补偿电容的电容值作为cc的值，在本公开实施例中有五种环路的情况下，实际应用中可以选择cc环路对应的补偿电容(即图1中的c1)的电容值作为cc电容的值。
37.如图4所示，第三级电路240包括：第十四晶体管m14、第十五晶体管m15、第四电阻r4，其中，第十四晶体管m14的源极耦接接地端vss，第十四晶体管m14的栅极接收单端输出电压vop2，第十四晶体管m14的漏极耦接第十五晶体管m15的源极；第十五晶体管m15的栅极耦接第三偏置电压vbn3，第十五晶体管m15的漏极分别耦接第四电阻r4的一端、功率输出管mpwr的栅极；第四电阻r4的另一端耦接第二电源电压vcp。
38.结合图3-4对本公开实施例的线性充电芯片的多环路控制电路200的原理进行说明：将五个误差放大器(cc、usb_limit、cv、temp和dpm)的输出电压(vo_cc、vo_usb、vo_cv、vo_temp和vo_dpm)分别转换成误差放大器输出电流icc、iusb、icv、itemp和idpm。此五个下拉电流共同流经第一电阻r1产生第一电压von1。第一电压von1的直流电平是由第一电源电压vdd(一般为5v)和第一电阻r1上的压降(毫伏级别)作差得到的，因此第一电压von1的直流电平一般会较高，而根据后续电路的需求，最终得到的单端输出电压vop2希望是直流电平较低的电压。因此将第一电压von1、通过由第一电流源is1、第二电阻r2得到的第二电压vop1形成差分输入电压，通过n输入折叠共源共栅结构(即第二转换模块222)得到直流电平较低的单端输出电压vop2。然后由单端输出电压vop2驱动第三级电路240中的晶体管(m14)下拉功率输出管mpwr的栅极电压v
ldo_gate
，从而达到控制输出端电压vout或输出端电流目的。由于五个环路最终只由vop2控制输出，因此只需要一个补偿电容cc和补偿电阻r3跨接在vop2和v
ldo_gate
之间，显著地减少了芯片面积。
39.另外，还需要说明的是，由于系统的恒流和恒压的精度要求，需要当某一环路工作时其余环路都处于关闭状态。比如，当icc下拉电流存在时，iusb，icv，itemp，和idpm都应等于0，因此在实际应用中需要通过对每个环路的误差放大器的跨导gm和增益进行适当设计，使得当某一差分输入对(比如vcc_fb和vref)工作时，其余误差放大器的输出(vo_usb、vo_cv、vo_temp和vo_dpm)为低，不产生iusb，icv，itemp和idpm的下拉电流。此外，由于整个电路由三级放大实现，因此对于第一级的五个误差放大器的增益有一定要求，不能使环路增
益过高，这样会导致系统不稳定，相位裕度变差。
40.本公开的实施例还提供了一种线性充电电路300，如图5所示，线性充电电路300包括图4中的线性充电芯片的多环路控制电路200、低压差线性稳压功率输出管mpwr、第十六晶体管m16，多环路控制电路200用于调节低压差线性稳压功率输出管mpwr的栅极电压v
ldo_gate
，其中，第十六晶体管m16的源极接收输入端电压vin，第十六晶体管m16的栅极耦接第二电源电压vcp，第十六晶体管m16的漏极耦接低压差线性稳压功率输出管mpwr的漏极；低压差线性稳压功率输出管mpwr的栅极耦接多环路控制电路200，低压差线性稳压功率输出管mpwr的源极耦接输出端电压vout。图5中的线性充电电路300可以为电池充电，充电时耦接vout端，由vout提供充电电流。将图4中的多环路控制电路200应用在线性充电电路300中，可以减小线性充电电路300所在芯片的整体面积。
41.综上，本公开实施例中的线性充电芯片的多环路控制电路实现了减少芯片面积的效果。
42.附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的装置和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
43.除非上下文中另外明确地指出，否则在本文和所附权利要求中所使用的词语的单数形式包括复数，反之亦然。因而，当提及单数时，通常包括相应术语的复数。相似地，措辞“包含”和“包括”将解释为包含在内而不是独占性地。同样地，术语“包括”和“或”应当解释为包括在内的，除非本文中明确禁止这样的解释。在本文中使用术语“示例”之处，特别是当其位于一组术语之后时，所述“示例”仅仅是示例性的和阐述性的，且不应当被认为是独占性的或广泛性的。
44.适应性的进一步的方面和范围从本文中提供的描述变得明显。应当理解，本公开的各个方面可以单独或者与一个或多个其它方面组合实施。还应当理解，本文中的描述和特定实施例旨在仅说明的目的并不旨在限制本公开的范围。
45.以上对本公开的若干实施例进行了详细描述，但显然，本领域技术人员可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下对本公开的实施例进行各种修改和变型。本公开的保护范围由所附的权利要求限定。

技术特征：
1.一种线性充电芯片的多环路控制电路，通过多个控制环路控制功率输出管的栅极电压，将所述线性充电芯片的输入端电压转换为输出端电压或输出端电流，所述功率输出管为低压差线性稳压功率输出管，其特征在于，所述多环路控制电路包括：第一级电路、第二级电路、环路补偿电路、第三级电路，其中，所述第一级电路，被配置为将每个控制环路的误差放大器输出电压转换为对应的误差放大器输出电流，所述多个控制环路对应得到多个误差放大器输出电流；所述第二级电路，被配置为根据n输入折叠共源共栅结构将所述多个误差放大器输出电流转换为单端输出电压；环路补偿电路，被配置为由包含单个补偿电容的补偿电路跨接在所述单端输出电压和所述功率输出管的栅极电压之间；所述第三级电路，被配置为根据所述单端输出电压、所述环路补偿电路调节所述功率输出管的栅极电压。2.根据权利要求1所述的线性充电芯片的多环路控制电路，其特征在于，所述第一级电路包括：第一至第五误差放大器、第一至第五晶体管，其中，第一至第五误差放大器的正输入端对应耦接第一至第五环路反馈信号，第一至第五误差放大器的负输入端对应耦接第一至第五环路基准电压，第一至第五误差放大器的输出端对应耦接第一至第五晶体管的栅极，第一至第五误差放大器的输出端对应输出第一至第五误差放大器输出电压；第一至第五晶体管的源极都耦接接地端，第一至第五晶体管的漏极都耦接所述第二级电路，第一至第五晶体管的漏极对应输出第一至第五误差放大器输出电流。3.根据权利要求1所述的线性充电芯片的多环路控制电路，其特征在于，所述第二级电路包括：第一转换模块、第二转换模块；所述第一转换模块，被配置为将多个误差放大器输出电流通过第一电阻转换为第一电压，并根据第一电流源、第二电阻得到与所述第一电压组成差分输入的第二电压；所述第二转换模块，被配置为将所述第一电压和所述第二电压通过所述n输入折叠共源共栅结构转换为所述单端输出电压。4.根据权利要求3所述的线性充电芯片的多环路控制电路，其特征在于，所述第一转换模块包括：所述第一电阻、所述第二电阻、所述第一电流源，其中，所述第一电阻的一端耦接所述第一级电路，用于接收所述多个误差放大器输出电流，所述第一电阻的另一端耦接第一电源电压，所述第一电阻的一端还输出所述第一电压；所述第二电阻的一端耦接所述第一电流源的一端，所述第二电阻的另一端耦接所述第一电源电压，所述第二电阻的一端还输出所述第二电压，所述第一电阻与所述第二电阻的阻值相等；所述第一电流源的另一端耦接接地端。5.根据权利要求3所述的线性充电芯片的多环路控制电路，其特征在于，所述第二转换模块包括：第六至第十三晶体管、第二电流源，其中，第六晶体管的栅极接收所述第一电压，所述第六晶体管的源极耦接所述第二电流源的一端，所述第六晶体管的漏极分别耦接第九晶体管的漏极、第十一晶体管的源极；
第七晶体管的栅极接收所述第二电压，所述第七晶体管的源极耦接所述第二电流源的一端，所述第七晶体管的漏极分别耦接第八晶体管的漏极、第十晶体管的源极；第八晶体管的栅极、第九晶体管的栅极都耦接第一偏置电压，所述第八晶体管的源极、所述第九晶体管的源极都耦接第一电源电压；第十晶体管的栅极、第十一晶体管的栅极都耦接第二偏置电压，所述第十晶体管的漏极分别耦接第十二晶体管的漏极、所述第十二晶体管的栅极、所述第十三晶体管的栅极，所述第十一晶体管的漏极分别耦接第十三晶体管的漏极、所述第三级电路，所述第十一晶体管的漏极端输出所述单端输出电压；第十二晶体管的源极、第十三晶体管的源极都耦接接地端。6.根据权利要求1所述的线性充电芯片的多环路控制电路，其特征在于，所述环路补偿电路包括：单个补偿电容、第三电阻，其中，所述单个补偿电容的一端接收所述单端输出电压，所述单个补偿电容的另一端耦接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端耦接所述功率输出管的栅极。7.根据权利要求1所述的线性充电芯片的多环路控制电路，其特征在于，所述第三级电路包括：第十四晶体管、第十五晶体管、第四电阻，其中，所述第十四晶体管的源极耦接接地端，所述第十四晶体管的栅极接收所述单端输出电压，所述第十四晶体管的漏极耦接所述第十五晶体管的源极；所述第十五晶体管的栅极耦接第三偏置电压，所述第十五晶体管的漏极分别耦接所述第四电阻的一端、所述功率输出管的栅极；所述第四电阻的另一端耦接第二电源电压。8.根据权利要求6所述的线性充电芯片的多环路控制电路，其特征在于，所述单个补偿电容的容值根据多个控制环路中补偿容值需求最大的控制环路确定。9.根据权利要求5所述的线性充电芯片的多环路控制电路，其特征在于，所述第六晶体管和所述第七晶体管的背栅极耦接所述接地端。10.一种线性充电电路，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的线性充电芯片的多环路控制电路、低压差线性稳压功率输出管、第十六晶体管，所述多环路控制电路用于调节所述低压差线性稳压功率输出管的栅极电压，其中，所述第十六晶体管的源极接收输入端电压，所述第十六晶体管的栅极耦接第二电源电压，所述第十六晶体管的漏极耦接所述低压差线性稳压功率输出管的漏极；所述低压差线性稳压功率输出管的栅极耦接所述多环路控制电路，所述低压差线性稳压功率输出管的源极耦接输出端电压。

技术总结
本公开的实施例提供一种线性充电芯片的多环路控制电路及线性充电电路，多环路控制电路包括：第一级电路、第二级电路、环路补偿电路、第三级电路，第一级电路，被配置为将每个控制环路的误差放大器输出电压转换为对应的误差放大器输出电流，得到多个误差放大器输出电流；第二级电路，被配置为根据N输入折叠共源共栅结构将多个误差放大器输出电流转换为单端输出电压；环路补偿电路，被配置为由包含单个补偿电容的补偿电路跨接在单端输出电压和功率输出管的栅极电压之间；第三级电路，被配置为根据单端输出电压、环路补偿电路调节功率输出管的栅极电压。解决了现有线性充电芯片中由于多个环路各自的补偿电路造成的芯片面积较大的问题。大的问题。大的问题。


技术研发人员：赵佳姮
受保护的技术使用者：圣邦微电子（北京）股份有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/9/6