[發(fā)明專利]一種低壓差線性穩(wěn)壓器電路及電源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810553012.5
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108646835B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊必文;李雙飛
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南品騰電子科技有限公司
• 主分類號: G06F1/26
• 分類號: G06F1/26;G05F1/56
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 黃藝平

本發(fā)明公開了一種低壓差線性穩(wěn)壓器電路，其主要包括誤差放大器、電壓調(diào)整管、第一電阻和第二電阻組成的反饋網(wǎng)絡(luò)以及第一電容、第三電阻以及運算放大器組成的微分器；其中，微分器插入到上述反饋網(wǎng)絡(luò)環(huán)路中。相比于傳統(tǒng)帶旁路電容的低壓差線性穩(wěn)壓器，本發(fā)明公開了的低壓差線性穩(wěn)壓器電路能夠保證低壓差線性穩(wěn)壓器大負載范圍瞬態(tài)響應(yīng)能力的同時大大降低旁路電容的大小，從而使旁路電容可以集成到芯片內(nèi)部去。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，具體涉及一種低壓差線性穩(wěn)壓器電路及電源。

背景技術(shù)

低壓差線性穩(wěn)壓器電路廣泛地應(yīng)用在各種芯片設(shè)計以及電子系統(tǒng)設(shè)計中，它具有較低的漏失電壓(輸入和輸出的壓差)，相比其他類型的穩(wěn)壓電路，它的電壓轉(zhuǎn)換效率較高，因而具有較高的能源利用效率。在理想的情況下，低壓差線性穩(wěn)壓器電路能夠輸出可調(diào)節(jié)或固定的輸出電壓，該輸出電壓不隨時間和溫度變化，并且不受線路和負載變化的影響。然而，實際情況中，低壓差線性穩(wěn)壓器電路只能在一定地負載范圍保持相對穩(wěn)定，當負載突然電流增大，低壓差線性穩(wěn)壓器由于本身有限環(huán)路帶寬的限制，輸出電壓會突然隨之下降，之后由于在低壓差線性穩(wěn)壓器環(huán)路的負反饋作用下，低壓差線性穩(wěn)壓器的輸出電壓在一定的時間內(nèi)重新會恢復原始大小，低壓差線性穩(wěn)壓器這種輸出電壓隨負載瞬態(tài)變化恢復的能力，一般稱之為瞬態(tài)響應(yīng)。傳統(tǒng)低壓差線性穩(wěn)壓器一般在輸出端鏈接一個旁路電路來改善瞬態(tài)響應(yīng)，特別負載范圍越大時，旁路電容也越大(uF級)，這就造成旁路電容無法集成到芯片內(nèi)部的缺點。

現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了許多解決方法解決上述問題，最主流的就是增加一個快速響應(yīng)環(huán)路來提高瞬態(tài)響應(yīng)，從而在輸出可以不接旁路電容，傳統(tǒng)的帶輸出旁路電容的低壓差線性穩(wěn)壓器如附圖1所示，它主要包括：誤差放大器EA、調(diào)整晶體管PM0、電阻R1和R2組成的反饋網(wǎng)絡(luò)、輸出旁路電容Co、負載RL；所述誤差放大器EA的反向輸入端與電壓參考信號VREF相連，所述誤差放大器EA的輸出端與所述調(diào)整晶體管PMOS的柵極相連接，所述調(diào)整晶體管PMOS的源極接高電平VDD，所述調(diào)整晶體管PMOS的漏極與電阻R1的一端相連接，所述電阻R1的另一端、電阻R2的一端與誤差放大器EA的正向輸入端相連接，所述電阻R2的另一端接地；其中，電壓參考信號VREF作為低壓差線性穩(wěn)壓器的輸入信號，所述調(diào)整晶體管PMOS的漏極與電阻R1相連接的一端作為低壓差線性穩(wěn)壓器輸出端Vout。輸入端VREF一般來自帶隙基準電路產(chǎn)生的高精度基準電壓，低壓差線性穩(wěn)壓器通過高增益的誤差放大器EA的負反饋作用，使得誤差放大器EA的正、反向輸入端電壓相等，即VREF＝Vx，Vbg為帶隙基準輸出，Vx為電阻反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋點電壓，且Vx＝(R2/R1+R2)*Vout，所以有：Vout＝(1+R1/R2)*VREF。但是圖1中的低壓差線性穩(wěn)壓器只能適用于相對較小的負載變化范圍

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種低壓差線性穩(wěn)壓器電路及電源，能夠保證低壓差線性穩(wěn)壓器大負載范圍瞬態(tài)響應(yīng)能力的同時大大降低旁路電容的大小，從而使旁路電容可以集成到芯片內(nèi)部去。

為了解決上述問題，本發(fā)明技術(shù)方案提供一種低壓差線性穩(wěn)壓器電路，包括：反饋網(wǎng)絡(luò)電路和負載電阻，所述反饋網(wǎng)絡(luò)電路包括誤差放大器、電壓調(diào)整管、第一電阻、第二電阻及微分器電路，所述誤差放大器的反向輸入端與電壓參考信號VREF相連，所述誤差放大器的輸出端與所述電壓調(diào)整管的柵極相連接，所述電壓調(diào)整管的源極接高電平VDD，所述電壓調(diào)整管的漏極與所述第一電阻的一端相連接，所述第一電阻的另一端與所述第二電阻的一端相連接，所述第二電阻的另一端接地。

進一步，所述微分器電路包括第一電容、第三電阻及運算放大器。所述第一電容的一端與所述電壓調(diào)整管的漏極、所述第一電阻的一端相連接，所述第一電容的另一端與所述第三電阻的一端、所述運算放大器的反向輸入端相連接，所述運算放大器的輸出端與所述誤差放大器的正向輸入端、所述第三電阻的另一端相連接，所述運算放大器的正向輸入端與所述第一電阻的另一端、所述第二電阻的一端相連接。

進一步，所述VREF來自帶隙基準電路產(chǎn)生的高精度基準電壓。