[發明專利]一種快速瞬態響應低壓差電壓調整器

有效

• 申請號: 201710294322.5
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107092296B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 馮浪;岑遠軍;李大剛;馬迎;李呈
• 申請（專利權）人: 成都華微電子科技有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 劉勛

一種快速瞬態響應低壓差電壓調整器，涉及模擬集成電路領域，本發明包括誤差放大器、功率管Mp和反饋采樣電阻，其特征在于，還包括緩沖器、PNP晶體管和NPN晶體管，誤差放大器的輸出端接PNP晶體管的基極，PNP晶體管的發射極接電壓調整器的輸出端；NPN晶體管的集電極和基極接PNP晶體管的集電極，NPN晶體管的發射極接地，基極還與緩沖器的第一輸入端連接；緩沖器的輸出端接功率管的柵極；功率管的輸入端接輸入電壓，輸出端接PNP晶體管的發射極；PNP晶體管的發射極通過串聯的第一反饋采樣電阻和第二反饋采樣電阻接地，第一反饋采樣電阻和第二反饋采樣電阻的連接點接誤差放大器的反向輸入端。本發明在不需要增加額外靜態功耗的情況下，減小系統環路延時，實現快速瞬態響應。

技術領域

本發明涉及模擬集成電路領域，特別涉及到具有快速瞬態響應的低壓差電壓調整器。

背景技術

低壓差電壓調整器是電源管理電路中一個重要的組成部分，通常用在DC-DC開關轉換電路的后級，用作負載點電源，為負載點提供穩定可靠的電源電壓，由于其壓降小、PSRR高、成本低等優點，在便攜式電子產品中得到了廣泛的應用。

在便攜式應用領域，提高電源的轉換效率對于延長電池壽命很重要：系統設計方面，通過引入使能關斷功能，在特定的工作模式下，只有部分模塊工作，部分模塊處于關斷狀態，因此在不同工作模式切換過程中，負載電流會瞬間跳變，從幾毫安跳變到幾安培，為了減小負載電流瞬間變化對輸出電壓的影響，這就對低壓差電壓調整器的負載瞬態響應速度提出了更高的要求。

低壓差電壓調整器的低壓差電壓和靜態電流這兩個參數很重要，低壓差要求增大功率管面積，會造成功率管的柵極電容過大，低靜態電流會影響柵極充放電的壓擺率，從而影響環路負載瞬態響應速度。傳統的低壓差電壓調整器結構如圖1所示，V_OUT會在負載瞬態變化時產生尖峰，由于環路響應需要經過環路補償電容即內部米勒補償的延時和功率管柵極的充放電延時，V_OUT重新恢復穩定需要一定的時間，要獲得快速負載瞬態響應，需要增大運放靜態電流對米勒電容快速充放電，但是對于1A以上的大電流電壓調整器，單純通過增加靜態電流改善負載瞬態響應，很難保證環路的穩定性，因此傳統低壓差電壓調整器無法同時兼顧低靜態電流和快速負載瞬態響應，必須從電路結構上改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提出一種低壓差電壓調整器結構，能夠有效提高低壓差電壓調整器負載瞬態響應速度。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是，一種快速瞬態響應低壓差電壓調整器，包括誤差放大器、功率管和反饋采樣電阻，其特征在于，還包括緩沖器、PNP晶體管和NPN晶體管，

誤差放大器的輸出端接PNP晶體管的基極，PNP晶體管的發射極接電壓調整器的輸出端；NPN晶體管的集電極和基極接PNP晶體管的集電極，NPN晶體管的發射極接地，基極還與緩沖器的第一輸入端連接；緩沖器的輸出端接功率管的柵極；功率管的輸入端接輸入電壓，輸出端接PNP晶體管的發射極；PNP晶體管的發射極通過串聯的第一反饋采樣電阻和第二反饋采樣電阻接地，第一反饋采樣電阻和第二反饋采樣電阻的連接點接誤差放大器的反向輸入端。

發明的有益效果為，本發明的低壓差電壓調整器，與現有類似的低壓差電壓調整器相比，引入了由兩個晶體管和緩沖器形成的快速瞬態響應回路，使輸出電壓的瞬態變化直接通過PNP晶體管的發射級輸入轉化成電流，然后通過NPN晶體管鏡像到跨阻緩沖器驅動控制輸出功率管，快速調整輸出電壓，跳過運算放大環節米勒補償電容引入的延時，在不需要增加額外靜態功耗的情況下，減小系統環路延時，實現快速瞬態響應。

附圖說明

圖1為傳統低壓差電壓調整器結構示意圖。

圖2為本發明的快速瞬態響應低壓差電壓調整器結構示意圖。

圖3為本發明運算放大器電路原理圖。