[發明專利]一種基于紋波預放大的全集成低壓差線性穩壓器

有效

• 申請號: 201710533403.6
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107168453B
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 明鑫;張家豪;張文林;高笛;張宣;王卓;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;電子科技大學廣東電子信息工程研究院
• 主分類號: G05F3/26
• 分類號: G05F3/26
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

一種基于紋波預放大的全集成低壓差線性穩壓器，屬于電源管理技術領域。跨導放大器的正向輸入端連接基準電壓Vref，其負向輸入端連接反饋電壓V_fb，其輸出端連接跨阻放大器的負向輸入端和誤差放大器的負向輸入端，跨阻放大器的正向輸入端接地GND，其輸出端接誤差放大器的正向輸入端；功率管M_P的柵極連接誤差放大器的輸出端，其源極連接輸入電壓V_IN，其漏極通過第一分壓電阻R_f1和第二分壓電阻R_f2的串聯結構后接地GND，所述第一分壓電阻R_f1和第二分壓電阻R_f2的串聯點輸出反饋電壓V_fb，密勒電容C_L接在功率管M_P的漏極和地GND之間；補償電路接在功率管M_P的漏極和第一分壓電阻R_f1與第二分壓電阻R_f2的串聯點之間。本發明在實現快速瞬態響應的同時減小了密勒電容。

技術領域

本發明屬于電源管理技術領域，具體涉及一種低壓差線性穩壓器的設計。

背景技術

低壓差線性穩壓器(LDO)作為電源管理芯片中重要的一類電路，以其低噪聲、低成本、低功耗等特點被廣泛應用于消費電子、醫療電子、航空航天等領域。

LDO通過放大經輸出反饋得來的誤差信號來控制功率管，以提供輸出電流驅動負載，其本質是根據輸出電壓來調節負載電流的壓控電流源，如圖1所示。傳統的片上全集成LDO(Cap-less LDO)包括誤差放大器(EA)、功率管、電阻反饋網絡、負載電容。基本工作原理為：電阻反饋網絡采樣輸出電壓，與基準電壓差分放大，通過控制功率管來提供負載電流。

傳統片上LDO利用輕載下功率管高增益的特點，將密勒電容跨接在功率管柵漏來分離位于EA輸出的主極點和LDO輸出的次極點，以保證環路維持穩定。若輕載電流較小，次級點向低頻靠近，則需要耗費大面積的密勒電容來分離主次極點，并且降低了環路增益帶寬積GBW。由于EA的帶寬、擺率(SR)限制，抽灌功率管柵電容需要經過一定的延遲，這個延遲時間內的負載電流由輸出電容承擔，造成輸出電壓undershoot較大、overshoot建立時間過長等問題。

發明內容

為了解決傳統片上全集成LDO(Cap-less LDO)瞬態響應過慢的問題，本發明提出一種基于紋波預放大的全集成低壓差線性穩壓器，在提升瞬態響應速度的同時減小了密勒電容。

本發明的技術方案是：

一種基于紋波預放大的全集成低壓差線性穩壓器，包括誤差放大器、功率管M_P、密勒電容C_L、第一分壓電阻R_f1、第二分壓電阻R_f2和補償電路，

功率管M_P的柵極連接誤差放大器的輸出端，其源極連接輸入電壓V_IN，其漏極通過第一分壓電阻R_f1和第二分壓電阻R_f2的串聯結構后接地GND，所述第一分壓電阻R_f1和第二分壓電阻R_f2的串聯點輸出反饋電壓V_fb，密勒電容C_L接在功率管M_P的漏極和地GND之間；

補償電路接在功率管M_P的漏極和第一分壓電阻R_f1與第二分壓電阻R_f2的串聯點之間；

所述基于紋波預放大的全集成低壓差線性穩壓器還包括跨導放大器和跨阻放大器，跨導放大器的正向輸入端連接基準電壓Vref，其負向輸入端連接反饋電壓V_fb，其輸出端連接跨阻放大器的負向輸入端和誤差放大器的負向輸入端，跨阻放大器的正向輸入端接地GND，其輸出端接誤差放大器的正向輸入端。