一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器，包括误差放大器、输出功率管、第一反馈电阻、第二反馈电阻、输出电容、栅极控制电路和漏极充放电通路；所述栅极控制电路用于在所述负载输出端的电压变化时，改变所述输出功率管的栅极电压；所述漏极充放电通路用于在所述负载输出端的电压变化时，为所述输出功率管的漏极提供充电通路或放电通路，使所述负载输出端的电压稳定。本发明专利技术提供的线性稳压器具有快速瞬态响应，且负载变化范围宽，负载调整率低，电路稳定性较好。电路稳定性较好。电路稳定性较好。

【技术实现步骤摘要】
一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器


[0001]本专利技术涉及电子电路
，尤其涉及一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器。

技术介绍

[0002]随着物联网时代的到来，智能出行、智能手机、智能穿戴产品等消费电子产品迅猛发展，渗透到人们生活的方方面面。智能功率集成电路即为这些新型电子产品的硬件核心部分，其中的供电部分即为电源管理类芯片。为了满足不同模块对电源电压的要求，电源管理类芯片分为线性稳压器、开关式电源稳压器、电荷泵式电源稳压器。而线性稳压器具有面积小、纹波小、高电源噪声抑制比、低功耗等特点，使其在高精度便携式消费电子产品中应用广泛。
[0003]集成在便携式设备中的线性稳压器，不仅要求它能提供高负载电流，也需要它的空载静态电流尽可能的达到最小以便使电流效率达到最高。良好的负载应具有小的输出电压变化，包括小的瞬态响应过冲和下冲，防止开关在至关重要的时候意外关闭。因此，针对性的提出一种具有输出瞬态响应速度快，负载调整率低的线性稳压器将显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器。
[0005]本专利技术提供了一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器，包括误差放大器、输出功率管、第一反馈电阻、第二反馈电阻、输出电容、栅极控制电路和漏极充放电通路；
[0006]所述误差放大器的正向输入端连接参考电压，所述误差放大器的负向输入端连接反馈电压；所述输出功率管的栅极连接所述误差放大器的输出端，所述输出功率管的源极连接电源电压，所述输出功率管的漏极通过所述第一反馈电阻和所述第二反馈电阻的串联结构后接地，且在所述输出功率管的漏极与地端之间提供有一负载输出端；所述第一反馈电阻和所述第二反馈电阻的串联点输出所述反馈电压，所述输出电容的一端连接所述输出功率管的漏极，所述输出电容的另一端接地；
[0007]所述栅极控制电路用于在所述负载输出端的电压变化时，改变所述输出功率管的栅极电压；所述漏极充放电通路用于在所述负载输出端的电压变化时，为所述输出功率管的漏极提供充电通路或放电通路，使所述负载输出端的电压稳定。
[0008]可选的，所述栅极控制电路包括第一控制电路和第二控制电路；
[0009]所述第一控制电路，用于在所述负载输出端的电压升高时，控制所述输出功率管的栅极电压升高；
[0010]所述第二控制电路，用于在所述负载输出端的电压降低时，控制所述输出功率管的栅极电压降低。
[0011]可选的，所述线性稳压器包括由第一运算放大器和第一开关管构成的所述第一控制电路；
[0012]所述第一运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第一运算放大器的负向输入端连接反馈电压；
[0013]所述第一开关管的栅极连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一开关管的源极连接所述电源电压，所述第一开关管的漏极连接所述输出功率管的栅极。
[0014]可选的，所述线性稳压器包括由第二运算放大器和第三开关管构成的所述第二控制电路；
[0015]所述第二运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第二运算放大器的负向输入端连接反馈电压；
[0016]所述第三开关管的栅极连接所述第二运算放大器的输出端，所述第三开关管的源极接地，所述第三开关管的漏极连接所述输出功率管的栅极。
[0017]可选的，所述漏极充放电通路用于：
[0018]在所述负载输出端的电压升高时，为所述输出功率管的漏极提供放电通路，使所述负载输出端的电压降低；
[0019]在所述负载输出端的电压降低时，为所述输出功率管的漏极提供充电通路，使所述负载输出端的电压升高。
[0020]可选的，所述线性稳压器包括由第一运算放大器、第一反相器和第四开关管构成的放电通路；
[0021]所述第一运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第一运算放大器的负向输入端连接反馈电压；
[0022]所述第一反相器的输入端连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一反相器的输出端与所述第四开关管的栅极连接，所述第四开关管的源极接地，所述第四开关管的漏极连接所述负载输出端。
[0023]可选的，所述线性稳压器包括由第二运算放大器、第二反相器和第二开关管构成的充电通路；
[0024]所述第二运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第二运算放大器的负向输入端连接反馈电压；
[0025]所述第二反相器的输入端连接所述第二运算放大器的输出端，所述第二反相器的输出端与所述第二开关管的栅极连接，所述第二开关管的源极连接所述电源电压，所述第二开关管的漏极连接所述负载输出端。
[0026]可选的，所述线性稳压器还包括带隙基准电路，所述带隙基准电路用于提供所述参考电压。
[0027]可选的，所述线性稳压器还包括预调整电路，所述预调整电路用于将所述电源电压转换成电压输入至所述带隙基准电路。
[0028]可选的，所述电源电压为20V，所述预调整电路用于将20V的所述电源电压转换成5.2V的电压输出给所述带隙基准电路，所述带隙基准电路用于将5.2V的所述电压转换成3V的所述参考电压，所述负载输出端输出5V的恒定电压。
[0029]本专利技术实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0030]本专利技术实施例提供的一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器，通过设置栅极控制电路和漏极充放电通路，可以使负载输出端的电压保持稳定。当负载输出端连接的负载在重载状态和轻载状态之间跳变，导致负载输出端的电压变化时，会产生过冲或下冲现象，使得输出功率管的漏极电压发生变化。此时，栅极控制电路可以通过改变输出功率管的栅极电压，从而改变输出功率管的漏极电压。同时漏极充放电通路还可以进一步为输出功率管的漏极提供充电通路或放电通路，使负载输出端的电压恢复稳定。该线性稳压器具有快速瞬态响应，且负载变化范围宽，负载调整率低，电路稳定性较好。
[0031]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0032]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0033]图1是本公开实施例提供的一种线性稳压器的电路结构示意图；
[0034]图2是本公开实施例提供的线性稳压器整体电路示意图；
[0035]图3是本公开实施例提供的一种瞬态仿真结果图；
[0036]图4是本公开实施例提供的一种负载调整率仿真结果图；
[0037]图5和图6为本公开实施例提供的稳定性仿真结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有快速瞬态响应和低负载调整率的线性稳压器，其特征在于，包括误差放大器、输出功率管、第一反馈电阻、第二反馈电阻、输出电容、栅极控制电路和漏极充放电通路；所述误差放大器的正向输入端连接参考电压，所述误差放大器的负向输入端连接反馈电压；所述输出功率管的栅极连接所述误差放大器的输出端，所述输出功率管的源极连接电源电压，所述输出功率管的漏极通过所述第一反馈电阻和所述第二反馈电阻的串联结构后接地，且在所述输出功率管的漏极与地端之间提供有一负载输出端；所述第一反馈电阻和所述第二反馈电阻的串联点输出所述反馈电压，所述输出电容的一端连接所述输出功率管的漏极，所述输出电容的另一端接地；所述栅极控制电路用于在所述负载输出端的电压变化时，改变所述输出功率管的栅极电压；所述漏极充放电通路用于在所述负载输出端的电压变化时，为所述输出功率管的漏极提供充电通路或放电通路，使所述负载输出端的电压稳定。2.根据权利要求1所述的线性稳压器，其特征在于，所述栅极控制电路包括第一控制电路和第二控制电路；所述第一控制电路，用于在所述负载输出端的电压升高时，控制所述输出功率管的栅极电压升高；所述第二控制电路，用于在所述负载输出端的电压降低时，控制所述输出功率管的栅极电压降低。3.根据权利要求2所述的线性稳压器，其特征在于，所述线性稳压器包括由第一运算放大器和第一开关管构成的所述第一控制电路；所述第一运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第一运算放大器的负向输入端连接反馈电压；所述第一开关管的栅极连接所述第一运算放大器的输出端，所述第一开关管的源极连接所述电源电压，所述第一开关管的漏极连接所述输出功率管的栅极。4.根据权利要求2所述的线性稳压器，其特征在于，所述线性稳压器包括由第二运算放大器和第三开关管构成的所述第二控制电路；所述第二运算放大器的正向输入端连接参考电压，所述第二运算放大器的负向输入端连接反馈电压；所述第三开关管的栅极连接所述第二运算放大器的输出端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高马利，蔡小五，郝宁，丁利强，高悦欣，夏瑞瑞，赵发展，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：