[實用新型]一種基于動態零極點跟蹤技術的LDO

無效

• 申請號: 201120147485.9
• 申請日: 2011-05-11
• 公開（公告）號: CN202110462U
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 周澤坤;胡志明;張雨河;石躍;明鑫;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周永宏

技術領域

本實用新型屬于電源管理領域，具體涉及一種低壓差線性穩壓器(LDO，Low?Dropout?Regulator)的設計。

背景技術

電源管理模塊是芯片的基本單元電路，其設計在手持和便攜設備領域尤為重要。無片外電容的低壓差線性穩壓器，是現在流行的典型線性穩壓器結構。隨著當前便攜式設備的廣泛使用，對LDO的性能也提出了新要求：更低的功耗，即更小的壓差和更低的靜態電流；更好的瞬態響應，即更優的補償方式和拓撲結構。

環路穩定性是LDO的關鍵指標，傳統的LDO采用輸出電容上的ESR(Equivalent?Series?Resistance)償的方式。由于ESR容易受環境，如溫度，工藝等的影響，變化較大，穩定提供的輸出電流被限制在很小的范圍內而顯得不夠優化。此外ESR的存在會在瞬時負載變化的時候惡化負載瞬時調整率(load?transient?regulation)。

現在出現了多種新的拓撲和補償方式：K.N.Leung提出的極點分裂技術和零極點抵消技術；Man提出的基于FVF的STC技術；Rincon-Mora提出的基于密勒倍增的零極點抵消技術以及K.N.Leung的阻尼因子校正技術(DFC)。但是它們都有一定的局限性：Leung提出的零極點抵消技術由工作在線性區的采樣管跟蹤工作在飽和區的功率管獲取負載信息，跟蹤負載不夠精確；STC技術由于拓撲結構限制環路增益不可能很高，輸出電壓靜態精度受限；Rincon-Mora提出的密勒倍增技術的電路實現由于其特殊工藝要求限制了在標準CMOS工藝中的應用；基于DFC技術的LDO補償架構存在環路復雜性和較大靜態電流的缺點。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有的LDO環路穩定性的問題，提出了一種基于動態零極點跟蹤技術的LDO。

本實用新型的技術方案是：一種基于動態零極點跟蹤技術的LDO，包括誤差放大器，緩沖器，擺率增強電路，第一電容、第二電容和可變電阻，所述誤差放大器的輸出端與緩沖器的輸入端相連接，緩沖器的輸出端與擺率增強電路的輸出端相連接，所述第一電容的一端接誤差放大器輸出端，另一端與可變電阻的一端相連接，所述第二電容的一端與誤差放大器相連接，另一端與可變電阻的另一端相連接，并作為LDO的輸出端。

所述誤差放大器包括PMOS管M1、M2、Mb1、M7，M8，NMOS管M3，M4，M5，M6管，其中Mb1作為尾電流源；M1，M2作為輸入對管；M7二極管連接；M8鏡像M7的電流并作為負載P管；M3，M4二極管連接作為第一級負載；M5鏡像M3的電流，M6鏡像M4的電流，且M6管作為負載N管；M5與M7漏極相連；M6與M8漏極相連作為誤差放大器輸出端。

所述緩沖器包括PMOS管Mb2、M9，其中，Mb2作為偏置電流管，M9作為源隨器，Mb2的漏極與M9的源極相連接，并作為緩沖器的輸出端；M9的柵極為緩沖器的輸入端，漏極接地。

所述擺率增強電路包括PMOS管Ms、M16、M15，NMOS管M13、M14，其中，M16漏極和Ms的柵極接緩沖器的輸出端，源極接LDO的輸入電壓，漏極接M14的漏極；M14二極管連接；M13鏡像M14的電流，漏極接M15的漏極。

所述可變電阻由NMOS管M12、PMOS管M11、M10組成，其中，M12鏡像所述擺率增強電路中NMOS管M14的電流；PMOS管M10柵極接NMOS管M12的漏極；PMOS管M11二極管連接，漏極接NMOS管M12的漏極，PMOS管M11源極和M10的源極相連接，并作為LDO的輸出端。

本實用新型的有益效果：本實用新型的基于動態零極點跟蹤技術的LDO，通過第一電容和可變電阻組成補償網絡，作為系統的動態零點；通過采用電流倍增模式的第二電容補償LDO電路環路的相位裕度，從而提高了LDO環路穩定性。

附圖說明

圖1為本實用新型的基于動態零極點跟蹤技術的LDO系統框圖。

圖2為本實用新型的基于動態零極點跟蹤技術的LDO的具體電路示意圖。

圖3為本實用新型電流模式電容倍增示意圖，其中，圖(a)為電路結構圖，(b)為等效示意圖。

圖4為本實用新型實施例中相位超前補償網絡等效架構圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體的實施例對本實用新型作進一步的闡述。