[發明專利]穩壓器

有效

• 申請號: 201210528551.6
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN103853222A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 周立波
• 申請（專利權）人: 艾爾瓦特集成電路科技（天津）有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅

技術領域

本發明的各實施方式涉及低壓差穩壓器領域，更具體地涉及用于高壓的線性穩壓器，尤其是用于集成電路的高壓線性穩壓器。

背景技術

低壓差線性穩壓器(LDO，Low?Dropout?Regulator)具有輸出噪聲小、結構簡單、低功耗以及小封裝尺寸等突出優點，已成為電源管理應用中的重要電路。其在集成電路尤其是芯片中廣為應用。

現有的低壓差線性穩壓器往往使用誤差放大器直接對電壓調整管進行反饋控制，以補償穩壓器輸出端的電壓隨負載變化而產生的波動。這對于低壓輸入電源而言通常是有效、經濟并且安全的。這里的低壓通常指5V以下，這對于電壓調整管和誤差放大器的額定工作電壓的要求較低，這也意味著誤差放大器的成本較低。然而，對于相對高壓的應用環境，例如12V以上，若仍采用該誤差放大器直接控制電壓調整管，則該誤差放大器將工作在相對高壓的狀態下。這要求誤差放大器具有比低壓環境下工作高得多的額定工作電壓，這進而意味著該誤差放大器的成本將大大增加，因為誤差放大器的成本是隨著額定工作電壓的增加而顯著增加的。這顯然不利于低壓差線性穩壓器在相對高壓環境的廣泛應用。

另外，現有的線性穩壓器中通常在偏置電路中使用MOS管來產生偏置電流。由于MOS管的阻值受到流經的偏置電流的變化的影響而變化，因而偏置電路中的極點位置也會隨著偏置電流的變化而變化。這對于穩壓器中的補償電路的設計是非常不利的。

發明內容

鑒于上述原因，本發明提供一種穩壓器，其用于解決上述現有的低壓穩壓器中所存在的問題的至少一部分。

根據本發明的一個方面，提供一種穩壓器，包括：

源跟隨器，包括串聯在高壓輸入電源和地之間的第一電阻、高壓隔離開關和低壓PMOS晶體管，其中所述第一電阻的第一端接所述高壓輸入電源而其第二端接所述高壓隔離開關的第一端，所述高壓隔離開關的第二端接所述低壓PMOS晶體管的源極；

誤差放大器，其反相輸入端連接至一基準電壓源，其輸出端耦合到所述低壓PMOS晶體管的柵極；

功率PMOS晶體管，其源極耦合到所述高壓輸入電源，其柵極耦合到所述高壓隔離開關的第一端，該功率PMOS晶體管的漏極作為所述穩壓器的輸出端，并且經過串聯的第二電阻和第三電阻接地，其中所述第二電阻和第三電阻之間的連接點耦合到所述誤差放大器的同相輸入端。

根據本發明的另一方面，所述高壓隔離開關包括一個高壓NMOS晶體管，其漏極作為所述高壓隔離開關的第一端，其源極作為所述高壓隔離開關的第二端。

根據本發明的另一方面，所述誤差放大器的電源端和所述高壓NMOS晶體管的柵極通過一降壓電路耦合到所述輸入電源。

根據本發明的另一方面，所述降壓電路包括：第四電阻，其一端耦合到所述高壓輸入電源，另一端耦合到一齊納二極管的陰極；一NMOS電壓調整管，該NMOS電壓調整管的漏極耦合到所述輸入電源，該NMOS電壓調整管的柵極耦合到所述齊納二極管的陰極，該NMOS電壓調整管的源極作為該降壓電路的輸出端，并耦合到一偏置電阻；以及一濾波電容并聯到該偏置電阻的兩端。

根據本發明的另一方面，在所述穩壓器的輸出端和所述誤差放大器的輸出端之間耦合有一補償電容。

根據本發明的另一方面，在所述穩壓器的輸出端和接地之間耦合有一輸出電容。

根據本發明的另一方面，所述高壓輸入電源的電壓大于或等于12V。

根據本發明的另一方面，所述誤差放大器EA的工作電壓小于或等于5V。

根據本發明的另一方面，提供一種集成電路，其包括根據本發明所述的穩壓器。

通過設置高壓隔離開關，可以將運算放大器的低工作電壓與輸入高壓源相隔離，從而可以使用低壓運算放大器來驅動用于高壓電源的穩壓器，使得運算放大器乃至整個穩壓器的成本顯著降低。通過采用第一電阻產生偏置電流，使得該第一電阻下游的極點位置變化范圍較小，從而便于穩壓器電路中各電學參數的設計，使得整個穩壓器的設計變得容易。

附圖說明

當結合附圖閱讀下文對示范性實施方式的詳細描述時，這些以及其他目的、特征和優點將變得顯而易見，在附圖中：

圖1是根據本發明優選實施例的穩壓器的電路圖；

圖2是根據本發明優選實施例的降壓電路的電路圖。

具體實施方式

現在將僅通過示例性方式來詳細地描述本發明的各種實施方式。