[發明專利]用于補償低壓差線性穩壓器的方法和電路系統

有效

• 申請號: 201880014138.3
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN110366713B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: V·V·伊娃諾夫;S·斯里拉杰
• 申請（專利權）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: G05F1/40
• 分類號: G05F1/40
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 魏利娜

在描述的示例中，一種低壓差線性穩壓器(LDO)(300)包括具有第一輸入和第二輸入的誤差放大器(304)。第一輸入用于耦合到LDO(300)的輸出，并且第二輸入用于耦合到參考電壓(V_REF)。誤差放大器(304)具有帶電壓的輸出，該電壓與輸出電壓和參考電壓(V_REF)之間的差值成比例。第二放大器(310)耦合在誤差放大器(304)和LDO(300)的輸出之間。增益自舉放大器(314)耦合在誤差放大器(304)和第二放大器(310)之間。增益自舉放大器(314)響應于輸出上的負載階躍而增加LDO(300)的DC增益。

背景技術

對于具有多個電源的電路，尤其是當電路和電源位于單個芯片上時(諸如片上系統(SoC)電路)，電源管理是個問題。這些電路中的一些由一個或多個DC-DC轉換器供電，DC-DC轉換器之后是許多低壓差線性穩壓器(LDO)，其中每個LDO與電源域相關聯。有時，單個SoC電路具有多個電源域。這些電源域可以包括數字信號處理核、幾組存儲器電路、模擬單元、藍牙無線電和音頻單元。

當由LDO供電的負載發生變化時，會發生LDO上的負載階躍(load step)。在從無負載到滿負載的負載階躍條件期間，保持LDO輸出的電壓的準確性對于電源域的正確操作是重要的。在負載階躍期間，保持準確性的一種方法是通過包括耦合到每個LDO的外部負載電容器。每個電路上有如此多的LDO并且電路越來越小，由于外部電容器的尺寸和成本，因此每個LDO使用外部負載電容器是不實際的。

發明內容

在所描述的示例中，低壓差線性穩壓器(LDO)包括具有第一輸入和第二輸入的誤差放大器。第一輸入用于耦合到LDO的輸出，并且第二輸入用于耦合到參考電壓。誤差放大器具有帶電壓的輸出，該電壓與輸出電壓和參考電壓之間的差值成比例。第二放大器耦合在誤差放大器和LDO的輸出之間。增益自舉放大器(gain boost amplifier)耦合在誤差放大器和第二放大器之間。增益自舉放大器響應于輸出上的負載階躍而增加LDO的DC增益。

附圖說明

圖1是低壓差線性穩壓器(LDO)的示意圖。

圖2是具有AB類輸入級且無補償的LDO的示意圖。

圖3是具有補償的示例性LDO的框圖。

圖4是具有嵌套在其中的增益自舉放大器的示例性LDO的示意圖。

圖5是具有嵌套在其中的增益自舉放大器的示例性LDO的詳細示意圖。

圖6是描述補償LDO的方法的流程圖，其中LDO具有耦合到第二放大器的誤差放大器。

具體實施方式

在附圖中，相同的附圖標記表示相似或等同的元件。因為一些動作或事件可以以不同的順序發生和/或與其他動作或事件同時發生，所以動作或事件的說明性排序不是限制性的。此外，一些示出的動作或事件可以是可選的，以實現根據示例性實施例的方法。

隨著電路變得更加集成，這些電路具有許多不同的設備、部件和子電路，這些設備、部件和子電路通常彼此獨立地操作或者至少部分地彼此獨立地操作。如本文所使用的，術語電路可以包括執行電路功能的有源和/或無源元件的集合，諸如模擬電路或控制電路。術語電路還可以包括集成電路，在集成電路中所有電路元件都制造在公共襯底上。這些不同的系統通常需要它們自己的電源或電源域，許多系統需要多個電源域。這些不同系統的示例包括處理器、存儲器設備、無線電發射器和接收器以及音頻單元。諸如集成電路的電路可以具有這些系統中的幾個，并且可以具有用于僅一個或兩個輸入電壓的輸入。這些輸入電壓耦合到DC-DC轉換器，DC-DC轉換器為多個低壓差線性穩壓器(LDO)供電，其中每個LDO為每個系統供電。在某些情況下，單個電路可以具有多達50個LDO。