[實用新型]一種用于大功率LDO的動態零極點追蹤補償電路

有效

• 申請號: 201822173196.0
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN209014996U
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 邱旻韡;李娟;陳紅;羅永波;宣志斌;肖培磊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十八研究所
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 無錫派爾特知識產權代理事務所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本實用新型公開一種用于大功率LDO的動態零極點追蹤補償電路，屬于補償電路技術領域。該動態零極點追蹤補償電路包括主功率管M_POW2和從功率管M_POW1，所述主功率管M_POW2的柵極和所述從功率管M_POW1的柵極互連，所述從功率管M_POW1通過電阻R_s1與電源VDD連接，所述主功率管M_POW2與電壓VDD直接連接。該電路結構簡單，僅增加一個源級反饋電阻R_S1就可以實現動態補償技術，極大的減少了電路的面積開銷，降低成本；電路中只有一個從功率管通路，對主功率管的分流大大減少，不會影響整個LDO的電壓調整能力，提升LDO的整體性能指標；無需使用運放，電路復雜度低易于實現。因此具有較強的可移植性，電路適應性強，魯棒性高。

技術領域

本實用新型涉及補償電路技術領域，特別涉及一種用于大功率LDO的動態零極點追蹤補償電路。

背景技術

在高性能大功率的電子系統中，通常大量采用線性穩壓器給整個系統供電。在LDO(lowdropoutregulator，即低壓差線性穩壓器)的眾多指標中，環路穩定性是最基礎也是最重要的一個參數。環路不穩定的LDO電路，在工作時會出現振蕩的現象，直接影響其正常工作；同時，LDO的負載瞬態響應能力也與穩定性緊密相關。

傳統的LDO環路補償技術采用固定補償，但只能應用于負載變化較小的小功率LDO中。因為大功率LDO電路負載電流可以達到安培級以上，此時電路輸出極點的頻率在輕載和重載下變化很大：輕載時輸出極點在低頻，成為環路主極點；重載時出現在中頻，成為非主極點。傳統的固定補償技術只能針對環路中的固定極點進行補償，對于大功率下動態可變的環路特性將無法有效補償，因此大功率LDO通常采用動態補償技術。

現有的動態補償技術為動態零極點追蹤補償技術，其策略為：在環路內產生一個隨負載動態變化的零點去跟蹤輸出極點的變化，從而達到在輕載和重載條件下都能有效補償LDO環路的目的。該技術一種流行的實現方式稱為偽ESR功率級補償電路，其原理如圖1所示。圖1中M_POW2是LDO的主功率管，M_POW1是從功率管；R_F1與R_F2是LDO的反饋電阻，產生直流反饋通路，用于確定LDO的輸出電壓；電阻R_{P_ESR}與電容C_F構建交流反饋通路；從節點V_o2到節點V_z存在兩條通路：M_POW2、R_{P_ESR}和M_POW1，因此在節點V_z處產生前饋零點。該內部零點頻率Z₁的表達式為：

上式中，R_{P_ESR}為電阻R_{P_ESR}的阻值，C_L為負載電容C_L的容值，g_mPOW2為主功率管M_POW2的跨導，g_mPOW1為從功率管M_POW1的跨導，此時產生的零點頻率固定，為了實現動態補償，引入了隨負載可變的受控偽ESR電阻，電路結構見圖2，PMOS管M_z作為偽ESR電阻，運放AMP保證M_s與M_z有相同的過驅動電壓；I_C給M_C管提供固定直流偏置以建立工作點，M_c管采樣功率管的電流并給M_s提供動態偏置，因此M_s管的阻值將受負載控制；由于M_z與M_s有相同的過驅動電壓，因此可以M_Z的電阻也隨負載變化，從而得到受負載控制的動態零點。

現有技術可以實現環路的動態補償，但是也存在以下缺點：