[發明專利]能快速響應的低壓差線性穩壓器

在審

• 申請號: 202010114832.1
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111290472A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 張明;馬學龍;焦煒杰;楊金權;石方敏
• 申請（專利權）人: 江蘇潤石科技有限公司
• 主分類號: G05F3/26
• 分類號: G05F3/26
• 代理公司: 無錫永樂唯勤專利代理事務所(普通合伙) 32369
• 代理人: 張濤

本發明涉及一種能快速響應的低壓差線性穩壓器，其包括運算放大器AMP，運算放大器AMP的輸出端與功率管MP1的柵極端連接；還包括與運算放大器AMP的輸出端連接的輔助電路，輔助電路的輸出端與運算放大器AMP連接；在低壓差線性穩壓器本體的負載電流從輕載跳變到重載或從重載跳變到輕載時，輔助電路根據負載電流的變化能向運算放大器AMP內加載下拉電流Ipdown，運算放大器AMP根據所述下拉電流Ipdown能增大加載到功率管MP1柵極端的驅動電流Isr。本發明能增強LDO的瞬態響應，負載在很短時間內跳變時，大大的緩解輸出隨負載變化而引起的上下突變，提高低壓差線性穩壓器的穩定性。

技術領域

本發明涉及一種低壓差線性穩壓器，尤其是一種能快速響應的低壓差線性穩壓器，屬于低壓差線性穩壓器的技術領域。

背景技術

如圖1所示，為現有低壓差線性穩壓器(LDO)的電路原理圖(即為下述說明中的低壓差線性穩壓器本體的電路原理圖)，其中，包括基準電源以及運算放大器AMP，基準電壓提供運算放大器AMP所需的基準電壓Vref，MP1為PMOS功率管，電阻R1、電阻R2為分壓電阻，電阻R3為補償電阻，電容C1為補償電容，電容CAP為負載電容，Vout為整個LDO的輸出。

如圖2所示，LDO的瞬態響應性能包括響應時間(Δt₁+Δt₂/Δt₃+Δt₄)、上沖電壓(ΔV₃)和下沖電壓(ΔV_tr-max)；具體對應的表達式為：

ΔVtr-max≈I_load-max*Δt1/(CL+Cb)+ΔVesr (1)

ΔV₃≈I_load-max*Δt₃/(CL+Cb)+ΔVesr

≈I_load-max/(CL+Cb)*BWcl+ΔVesr (2)

Δt₁≈1/BWcl+tsr＝1/BWcl+Cpar*ΔVpar/Isr (3)

Δt₂≈(ΔVtr-max-ΔV₂)*(CL+Cb)/I_load-max (4)

Δt₃≈1/BWcl (5)

Δt₄≈(CL+Cb)*(ΔV₃-ΔVesr)/I_pull-down (6)

其中，I_load-max是最大負載電流，CL是輸出電容(即上述的負載電容CAP)，Cb是輸出端的旁路電容，BWcl是環路的閉環帶寬，Cpar是功率管MP1柵極的寄生電容，ΔVpar是寄生電容Cpar上的電壓變化量，ΔVesr是輸出電容串聯等效電阻上的電壓變化量，Isr是功率管MP1柵極前端的驅動電流(增大驅動電流Isr時可以增加環路帶寬)。I_pull-down是反饋電阻上的下拉電流，tsr是寄生電容Cpar的擺率時間，ΔV₂為LDO響應的輕載和重載時輸出電壓的壓差。由于無片外電容結構，故ΔVesr取零。