[發明專利]一種高電源抑制比的低壓差線性穩壓器

有效

• 申請號: 202010134110.2
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111338413B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 李靖;陳昱樺;田明;呂景昊;寧寧;于奇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

一種高電源抑制比的低壓差線性穩壓器，設置輔助模塊和緩沖級接在誤差放大器的輸出端和功率開關管的控制端，輔助模塊中將功率開關管按比例縮小復制獲得第一開關管，第一開關管流過第一直流電流源的電流并與第二開關管組成電流鏡結構，第二開關管鏡像的電流在第一電阻上產生壓降獲得輔助電壓信號連接第一運算放大器的反相輸入端；第一運算放大器、第二電阻和第三電阻組成按比例放大電路對輔助電壓信號進行處理并輸出給緩沖級；緩沖級在功率開關管柵極電壓升高或降低時，減小或增大流過功率開關管的負載電流，使得低壓差線性穩壓器的輸出電壓下降或升高，從而抵消輸出電壓的變化；且功率開關管柵極電壓不隨電源紋波的變化而變化，實現高電源抑制比。

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，涉及一種高電源抑制比的低壓差線性穩壓器電路。

背景技術

如圖1所示為傳統的低壓差線性穩壓器電路，通常放置于受電單元前，典型的低壓差線性穩壓器結構一般由電壓基準源VREF、誤差放大器EA、功率晶體管MP、反饋網絡Rf1和Rf2組成。其工作原理如下：利用負反饋系統對輸出電壓進行采樣，然后與基準電壓進行比較，通過環路的調節使輸出電壓Vout穩定。誤差放大器EA用于將采樣電壓與基準電壓進行比較；功率晶體管是負載電流的流經通道，通過負反饋環路控制其導通的強弱，通常使用PMOS管。

然而傳統的低壓差線性穩壓器電路在輸出電壓Vout升高時，經過電阻分壓反饋網絡后的反饋電壓也會升高，導致誤差放大器的輸出電壓升高，使得低壓差線性穩壓器電路輸出電壓不穩定。另外傳統的低壓差線性穩壓器電路中，存在電源上的紋波和噪聲通過功率晶體管流入負載和耦合到功率晶體管的柵端，再通過功率晶體管較大的跨導轉換成輸出端的電流流入負載，這對低壓差線性穩壓器電路的電源抑制比產生了較大的影響。

發明內容

針對上述傳統的低壓差線性穩壓器存在的輸出電壓不穩定和電源抑制比受影響較大的不足之處，本發明提出了一種高電源抑制比的低壓差線性穩壓器電路，通過在誤差放大器的輸出端與功率晶體管的柵端之間加入緩沖級和輔助模塊，實現低壓差線性穩壓器在環路保持穩定情況下的高電源抑制比。

本發明的技術方案如下：

一種高電源抑制比的低壓差線性穩壓器，包括誤差放大器、功率開關管、第一反饋電阻、第二反饋電阻和第一電容，

誤差放大器的反相輸入端連接基準電壓，其輸出端連接功率開關管的控制端；

功率開關管兩端分別連接電源電壓和所述低壓差線性穩壓器的輸出端；

第一反饋電阻和第二反饋電阻串聯并連接在所述低壓差線性穩壓器的輸出端和地之間，其串聯點連接誤差放大器的同相輸入端；

第一電容連接在所述低壓差線性穩壓器的輸出端和地之間；

所述低壓差線性穩壓器還包括輔助模塊和緩沖級，

所述輔助模塊包括第一直流電流源、第一開關管、第二開關管、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第一運算放大器，其中第一開關管為所述功率開關管按比例縮小復制獲得；

第一開關管流過第一直流電流源的電流，并與第二開關管組成電流鏡結構，第二開關管鏡像的電流在第一電阻上產生壓降獲得輔助電壓信號；

第一運算放大器的反相輸入端連接所述輔助電壓信號，其同相輸入端連接第二電阻的一端和第三電阻的一端，其輸出端作為所述輔助模塊的輸出端并連接第三電阻的另一端；第二電阻的另一端接地；

所述緩沖級包括第四電阻、第二運算放大器、第二直流電流源、第三直流電流源、第九PMOS管、第五NMOS管和第六NMOS管，

第四電阻的一端連接所述輔助模塊的輸出端，另一端連接第二運算放大的反相輸入端；