[發明專利]改善低壓差線性穩壓器全負載穩定性的補償方法及其電路

有效

• 申請號: 202010452401.6
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN111367345B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 楊國江;王海波
• 申請（專利權）人: 江蘇長晶科技有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

1.改善低壓差線性穩壓器全負載穩定性補償方法的一種電路，線性穩壓器中設有補償電阻和補償電容構成的RC固定補償網絡，其特征在于，采用動態補償和固定補償兩者相結合的方法，即采用鏡像負載電流的有源補償和采用偏置電流源的固定補償相結合，其中，動態補償采用MOS管作為有源補償的負載檢測管來鏡像負載電流，與RC固定補償網絡中的補償電容以及另外增設的補償電容共同構成有源補償，其補償的零點跟隨負載變化，能夠實現帶載范圍內重載部分的補償；偏置電流源的固定補償是通過設置MOS管構成的偏置電流源形成補償電阻，替代RC固定補償網絡中的補償電阻，與RC固定補償網絡中的補償電容一起，完成對輕載部分的補償，動態補償和固定補償兩者相結合，共同實現包含輕載和重載的全負載范圍內的最佳補償；所述通過設置MOS管構成偏置電流源形成的補償電阻，其電阻值通過偏置電流源產生的偏置電流和MOS管的尺寸進行設置，能夠與RC固定補償網絡中的補償電容共同實現最佳的固定補償；

所述低壓差線性穩壓器包括誤差放大器EA2、PMOS管P2、功率管Ppower2、NMOS管N2、補償電容Cc2、反饋分壓電阻Rfb11和Rfb22以及輸出電容Cout2、負載電阻Rload2和輸出電容Cout2的等效串聯電阻Resr2；誤差放大器EA2的正輸入端連接基準電壓Vref，誤差放大器EA2的輸出連接補償電容Cc2的一端和NMOS管N2的柵極，NMOS管N2的源極和襯底接地，NMOS管N2的漏極連接PMOS管P2的漏極和功率管Ppower2的柵極，PMOS管P2的柵極連接偏置電壓bias2，PMOS管P2的源極和襯底連接功率管Ppower2的源極和襯底并連接電源VIN，功率管Ppower2的漏極連接反饋分壓電阻Rfb11的一端以及等效串聯電阻Resr2的一端和負載電阻Rload2的一端并輸出電壓Vout2，負載電阻Rload2的另一端接地，反饋分壓電阻Rfb11的另一端連接誤差放大器EA2的負輸入端和反饋分壓電阻Rfb21的一端，反饋分壓電阻Rfb21的另一端接地，等效串聯電阻Resr2的另一端通過輸出電容Cout2接地；

設置PMOS管P3、PMOS管P4、NMOS管N3、NMOS管N4、NMOS管N5、NMOS管N6、NMOS管N7和補償電容Cc22，其中，PMOS管P3、NMOS管N3、NMOS管N4、NMOS管N7、補償電容Cc22以及補償電容Cc2共同實現動態補償；PMOS管P4、NMOS管N5和NMOS管N6構成偏置電流源，與補償電容Cc2共同實現固定補償；

PMOS管P3的源極和襯底連接PMOS管P4的源極和襯底并連接電源VIN，PMOS管P3的柵極連接功率管Ppower2的柵極，PMOS管P3的漏極連接NMOS管N3的漏極和柵極以及NMOS管N4的柵極和NMOS管N7的柵極，PMOS管P4的漏極連接NMOS管N6的漏極和柵極并連接NMOS管N5的柵極，NMOS管N3的源極和襯底以及NMOS管N6的源極和襯底均接地，NMOS管N4的源極和襯底以及NMOS管N5的源極和襯底均接地，NMOS管N4的漏極連接NMOS管N5的漏極和補償電容Cc2的另一端，NMOS管N7的漏極連接誤差放大器EA2的輸出端，NMOS管N7的源極和襯底連接補償電容Cc22的一端，補償電容Cc22的另一端連接NMOS管N2的漏極。

2.根據權利要求1所述改善低壓差線性穩壓器全負載穩定性補償方法的電路，其特征在于，所述PMOS管P4、NMOS管N5和NMOS管N6構成的偏置電流源所形成的補償電阻，根據偏置電流源產生的偏置電流Ibias2以及NMOS管N5和N6的尺寸進行設置，能夠與補償電容Cc2共同實現最佳的固定補償：Ron₅=1/{( W/L₅)*[ 2μ_nC_oxIbias2/（W/L₆）]^1/2}，其中，Ron₅為NMOS管N5的線性導通電阻，即作為偏置電流源所形成的補償電阻，μ_n為NMOS管載流子的遷移率，C_ox為單位面積的柵氧化層電容，W/L₅為NMOS管N5的寬長比，W/L₆為NMOS管N6的寬長比。