[發明專利]一種基于電壓感應的LDO瞬態響應增強電路

有效

• 申請號: 201310231004.6
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103324237A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 譚洪舟;曾衍瀚;張俊;曾淼旺;許遠坤
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G05F1/569
• 分類號: G05F1/569
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及低壓差線穩壓器LDO領域，更具體地，涉及一種基于電壓感應的LDO瞬態響應增強電路。

背景技術

低壓差線穩壓器LDO由于其輸出噪聲低、壓降小、成本低等優點，在便攜式電子產品中得到了越來越廣泛的應用。在由LDO穩壓的高速數字電路中，主頻越來越高，甚至達到幾GHz。數字電路內電平的瞬間跳變會引起電流的瞬間跳變。把數字電路看成是LDO的負載，負載電流的瞬間跳變會對LDO的輸出電壓產生影響。

LDO的瞬態響應包含有線性瞬態響應和負載瞬態響應。線性瞬態響應指的是輸入電壓階躍突變時，LDO輸出電壓的響應情況；負載瞬態響應指的是負載電流階躍突變時，LDO的輸出響應情況。由于LDO芯片正常工作時的供電電壓相對穩定，而負載電流經常出現切換。而在實際LDO設計中，負載瞬態響應更應該被注重。

傳統的LDO采用如圖1所示的結構，需要外接μF級別的電容，外接電容有兩個好處。一是外接電容的串聯等效會產生一個零點，控制合適的值可以使這個零點抵消LDO系統的一個極點，增大相位裕度，使LDO輸出穩定；二是大的外接電容有助于提高LDO的瞬態響應，對負載電流突變引起的輸出電壓波動具有很好的抑制作用。

但傳統LDO電路中，由于有幾μF的外接輸出電容，無法集成在芯片內部，因此無法適用在片上操作SOC等應用場合。在SOC等應用場合中，LDO必須全部集成在芯片中，由于芯片成本的制約，輸出電容一般不超過幾個nF，這對LDO的瞬態性能提出了嚴峻的挑戰。然而由于傳統LDO電路結構限制，為了增強LDO的瞬態響應能力而不減弱其他性能，單單調整LDO參數并不能取到實質性的效果，因此必須在電路結構上加以改進。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提出一種基于電壓感應的LDO瞬態響應增強電路，來提高LDO的瞬態響應能力。

本發明的技術方案為：

一種基于電壓感應的LDO瞬態響應增強電路，包括電容Co、調整管Mp、誤差放大器EA、電阻R1～R6和擺率增強電路；所述擺率增強電路的輸出端接調整管Mp的柵極，擺率增強電路的輸入端為VHD，GND，Vref，Vf1和Vf2，調整管Mp的柵極接誤差放大器EA的輸出端，

調整管Mp的漏極通過輸出電容Co接地；調整管Mp的漏極通過串聯連接的電阻R2與R1接地；調整管Mp的漏極通過串聯連接的電阻R4與R3接地；調整管Mp的漏極通過串聯連接的電阻R6與R5接地；電阻R1與R2間的引出端Vf與誤差放大器的正輸入端連接，誤差放大器的負輸入端接基準電壓源Vref；電阻R3與R4間的引出端Vf1和電阻R5與R6間的引出端Vf2與擺率增強電路的輸入端連接。

更進一步的，根據權利要求1所述的基于電壓感應的LDO瞬態響應增強電路，其特征在于，所述擺率增強電路包括第一比較器OA1、第二比較器OA2、NMOS管MSK1和PMOS管MSR1，所述電阻R3與R4間的引出端Vf1接第一比較器OA1的負輸入端連接，第一比較器OA1的輸出端接NMOS管MSK1的柵極，所述電阻R5與R6間的引出端Vf2與第二比較器OA2的負輸入端連接，第二比較器OA2的輸出端接PMOS管MSR1的柵極，所述NMOS管MSK1和PMOS管MSR1構成推挽輸出電路，NMOS管MSK1的源極接地，NMOS管MSK1的漏極接調整管Mp的柵極，PMOS管MSR1的源極接調整管的源極。

更進一步的，所述調整管Mp為PMOS管。

更進一步的，所述

當瞬態發生時開始啟動，通過檢測負載上的輸出端電壓來獲取LDO瞬態發生情況。當負載電流由低向高、或者由高向低突變時，輸出電壓將會下降或升高，當其變化幅度大于一定程度時，擺率增強電路開始啟動，迅速對調整管柵極進行充電或者放電，以快速改變調整管的導通程度，從而控制導通電流來滿足負載要求，并且降低輸出電壓過沖。

本發明的有益效果：本發明通過改進電路結構，在集成芯片外無需外接輸出電容，仿真結果顯示，本發明能夠顯著能夠增強LDO的瞬態響應能力而不會減弱其他性能。

附圖說明

圖1為傳統LDO電路原理圖。

圖2為基于電壓感應的擺率增強電路。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行進一步闡述，但本發明的實施方式并不限于此。

實施例一