【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种补偿电路及其补偿方法，特别是一种适用于ldo的双环路频率补偿电路及其补偿方法，属于半导体集成电路。
技术介绍
1、随着电子技术的快速发展，对高性能电子设备的需求不断增加。由于ldo电路具有结构简单、面积小、低噪声和高纹波抑制等特性，因此在电池充电和低压数字电路等领域得到了广泛应用。为满足电源市场的需求，良好的系统稳定性已成为ldo的关键研究方向。
2、为了满足高精度ldo的性能需求，需要采用具有高增益的误差放大器，并引入频率补偿来保证电路的稳定性。然而，随着电路性能要求的逐步提升，所需的误差放大器增益和补偿难度也相应增加。为了提高电路稳定性，采用了多种频率补偿方案，例如嵌套miller补偿、零极点追踪补偿等。虽然这些频率补偿方案能够保证电路稳定工作，但它们一般电路结构复杂，同时牺牲了ldo电路的部分动态性能。
3、图2展示了传统双环ldo电路及其频率补偿结构。该ldo电路通过放大输出采样信号vfb和基准电压信号vref的电压差，控制功率管栅极，进而将输出vout调节到预设值。但该结构的多级放大电路会引入过多的极点，需要复杂的补偿网络才能保证系统的稳定，同时会使系统的动态响应受到影响。
4、图3展示了专利cn 100432556 c提出的一种双环ldo电路，该结构通过增加一个具有低增益、高带宽特点的前馈放大器amp2，引入一个零点，从而降低电路所需的其他补偿单元的补偿强度，达到稳定电路的目的。但该结构通过引入负载电容进行补偿，负载电容占用的面积过大，同时还将延迟电路的动态响应。
5、因此，有必要设计一种全新的适用于ldo的双环路频率补偿电路及其补偿方法，采用简单的频率补偿单元即可保证不同负载下ldo的系统稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适用于ldo的双环路频率补偿电路及其补偿方法，采用简单的频率补偿单元即可保证不同负载下ldo的系统稳定性。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种适用于ldo的双环路频率补偿电路，其特征在于：包含误差放大器单元、频率补偿单元、第一级源跟随器单元、第二级源跟随器单元、功率管单元、输出采样网络单元和环路控制单元，误差放大器单元的第一输入端连接反馈信号vfb，误差放大器单元的第二输入端连接参考电压vref，频率补偿单元的输出端连接误差放大器单元的第一级运放的输出端，误差放大器单元的输出端与第一级源跟随器单元的输入端和第二级源跟随器单元的第一输入端连接，第二级源跟随器单元的输出端与功率管单元的第一输入端连接，第一级源跟随器单元的输出端与功率管单元的第二输入端和环路控制单元的输入端连接，环路控制单元的输出端与第二级源跟随器单元的第二输入端连接，功率管单元的第一输出端和第二输出端均与输出采样网络单元的输入端连接，输出采样网络单元的输出端输出反馈信号vfb。
4、进一步地，所述误差放大器单元包含运算放大器a1、电流源i1、pmos管mp1、nmos管mn1，电流源i1的负连接pmos管mp1的源极，电流源i1的正极连接电源电压vin，pmos管mp1的栅极连接运算放大器a1的输出端并作为误差放大器单元的输入端，pmos管mp1的漏极连接nmos管mn1的漏极、nmos管mn1的栅极并作为误差放大器单元的输出端输出信号vn，nmos管mn1的源极接地，运算放大器a1的同相输入端连接反馈信号vfb，运算放大器a1的反相输入端接参考电压vref。
5、进一步地，所述频率补偿单元包含补偿电阻r1和补偿电容c1，补偿电容c1的一端连接电源电压vin，补偿电容c1的另一端连接补偿电阻r1的一端，补偿电阻r1的另一端作为频率补偿单元的输出端。
6、进一步地，所述第一级源跟随器单元包含nmos管mn4、nmos管mn5、nmos管mn9、电阻r2和电阻r3，nmos管mn4的栅极连接nmos管mn5的栅极并作为第一级源跟随器单元的输入端输入信号vn，nmos管mn4的源极和nmos管mn5的源极接地，nmos管mn4的漏极连接电阻r2的一端和nmos管mn9的栅极，nmos管mn5的漏极连接nmos管mn9的源极和电阻r3的一端并作为第一级源跟随器单元的输出端输出信号pgate1，电阻r2的另一端、nmos管mn9的漏极和电阻r3的另一端连接电源电压vin。
7、进一步地，所述第二级源跟随器单元包含nmos管mn2、nmos管mn3、nmos管mn6、nmos管mn7、nmos管mn8、电阻r4和电阻r5，nmos管mn2的栅极连接nmos管mn3的栅极并作为第二级源跟随器单元的第一输入端输入信号vn，nmos管mn2的源极和nmos管mn3的源极接地，nmos管mn2的漏极连接nmos管mn6的源极，nmos管mn3的漏极连接nmos管mn7的源极，nmos管mn6的栅极连接nmos管mn7的栅极并作为第二级源跟随器单元的第二输入端输入环路控制信号vm，nmos管mn6的漏极连接电阻r4一端和nmos管nm8的栅极，nmos管mn7的漏极连接电阻r5一端和nmos管mn8的源极并作为第二级源跟随器单元的输出端输出信号pgate2，电阻r4的另一端、nmos管mn8的漏极和电阻r5的另一端连接电源电压vin。
8、进一步地，所述功率管单元包括pmos管mp2和pmos管mp3，pmos管mp2的栅极作为功率管单元的第一输入端输入信号pgate2，pmos管mp2的漏极作为功率管单元的第一输出端，pmos管mp3的漏极作为功率管单元的第二输出端，pmos管mp2的漏极连接pmos管mp3的漏极并输出信号vout，pmos管mp2的源极和pmos管mp3的源极连接电源电压vin。
9、进一步地，所述输出采样网络单元包括采样电阻r6和采样电阻r7，采样电阻r6的一端作为输出采样网络单元的输入端输入信号vout，采样电阻r6的另一端连接采样电阻r7的一端并作为输出采样网络单元的输出端输出反馈信号vfb，采样电阻r7的另一端接地。
10、进一步地，所述环路控制单元包含pmos管mp4和电流源i2，pmos管mp4的栅极作为环路控制单元的输入端输入信号pgate1，pmos管mp4的漏极连接电源电压vin，pmos管mp4的源极连接电流源i2的正极并作为环路控制单元的输出端输出环路控制信号vm，电流源i2的负极接地。
11、一种适用于ldo的双环路频率补偿电路的补偿方法，包含以下步骤：
12、当信号vout的负载电流小于电流翻转阈值il1时，pmos管mp4的采样电流小于电流源i2的电流，此时环路控制信号vm为低电平，nmos管mn6和nmos管mn7关断，第二级源极跟随器单元不工作，因此只有第一级源极跟随器单元控制功率管单元的pmos管mp3给负载提供电流；
13、因为此时信号vo本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于LDO的双环路频率补偿电路，其特征在于：包含误差放大器单元、频率补偿单元、第一级源跟随器单元、第二级源跟随器单元、功率管单元、输出采样网络单元和环路控制单元，误差放大器单元的第一输入端连接反馈信号VFB，误差放大器单元的第二输入端连接参考电压VREF，频率补偿单元的输出端连接误差放大器单元的第一级运放的输出端，误差放大器单元的输出端与第一级源跟随器单元的输入端和第二级源跟随器单元的第一输入端连接，第二级源跟随器单元的输出端与功率管单元的第一输入端连接，第一级源跟随器单元的输出端与功率管单元的第二输入端和环路控制单元的输入端连接，环路控制单元的输出端与第二级源跟随器单元的第二输入端连接，功率管单元的第一输出端和第二输出端均与输出采样网络单元的输入端连接，输出采样网络单元的输出端输出反馈信号VFB。
2.根据权利要求1所述的一种适用于LDO的双环路频率补偿电路，其特征在于：所述误差放大器单元包含运算放大器A1、电流源I1、PMOS管MP1、NMOS管MN1，电流源I1的负连接PMOS管MP1的源极，电流源I1的正极连接电源电压VIN，PMOS管MP1的栅极连
3.根据权利要求1所述的一种适用于LDO的双环路频率补偿电路，其特征在于：所述频率补偿单元包含补偿电阻R1和补偿电容C1，补偿电容C1的一端连接电源电压VIN，补偿电容C1的另一端连接补偿电阻R1的一端，补偿电阻R1的另一端作为频率补偿单元的输出端。
4.根据权利要求1所述的一种适用于LDO的双环路频率补偿电路，其特征在于：所述第一级源跟随器单元包含NMOS管MN4、NMOS管MN5、NMOS管MN9、电阻R2和电阻R3，NMOS管MN4的栅极连接NMOS管MN5的栅极并作为第一级源跟随器单元的输入端输入信号VN，NMOS管MN4的源极和NMOS管MN5的源极接地，NMOS管MN4的漏极连接电阻R2的一端和NMOS管MN9的栅极，NMOS管MN5的漏极连接NMOS管MN9的源极和电阻R3的一端并作为第一级源跟随器单元的输出端输出信号PGATE1，电阻R2的另一端、NMOS管MN9的漏极和电阻R3的另一端连接电源电压VIN。
5.根据权利要求1所述的一种适用于LDO的双环路频率补偿电路，其特征在于：所述第二级源跟随器单元包含NMOS管MN2、NMOS管MN3、NMOS管MN6、NMOS管MN7、NMOS管MN8、电阻R4和电阻R5，NMOS管MN2的栅极连接NMOS管MN3的栅极并作为第二级源跟随器单元的第一输入端输入信号VN，NMOS管MN2的源极和NMOS管MN3的源极接地，NMOS管MN2的漏极连接NMOS管MN6的源极，NMOS管MN3的漏极连接NMOS管MN7的源极，NMOS管MN6的栅极连接NMOS管MN7的栅极并作为第二级源跟随器单元的第二输入端输入环路控制信号VM，NMOS管MN6的漏极连接电阻R4一端和NMOS管NM8的栅极，NMOS管MN7的漏极连接电阻R5一端和NMOS管MN8的源极并作为第二级源跟随器单元的输出端输出信号PGATE2，电阻R4的另一端、NMOS管MN8的漏极和电阻R5的另一端连接电源电压VIN。
6.根据权利要求1所述的一种适用于LDO的双环路频率补偿电路，其特征在于：所述功率管单元包括PMOS管MP2和PMOS管MP3，PMOS管MP2的栅极作为功率管单元的第一输入端输入信号PGATE2，PMOS管MP2的漏极作为功率管单元的第一输出端，PMOS管MP3的漏极作为功率管单元的第二输出端，PMOS管MP2的漏极连接PMOS管MP3的漏极并输出信号VOUT，PMOS管MP2的源极和PMOS管MP3的源极连接电源电压VIN。
7.根据权利要求1所述的一种适用于LDO的双环路频率补偿电路，其特征在于：所述输出采样网络单元包括采样电阻R6和采样电阻R7，采样电阻R6的一端作为输出采样网络单元的输入端输入信号VOUT，采样电阻R6的另一端连接采样电阻R7的一端并作为输出采样网络单元的输出端输出反馈信号VFB，采样电阻R7的另一端接地。
8.根据权利要求1所述的一种适用于LDO的双环路频率补偿电路，其特征在于：所述环路控制单元包含PMOS管MP4和电流源I2，PMOS管MP4的栅极作为环路控制单元的输入端输入信号PGATE1，PMOS管MP4的漏极连接电源电压VIN...
【技术特征摘要】
1.一种适用于ldo的双环路频率补偿电路，其特征在于：包含误差放大器单元、频率补偿单元、第一级源跟随器单元、第二级源跟随器单元、功率管单元、输出采样网络单元和环路控制单元，误差放大器单元的第一输入端连接反馈信号vfb，误差放大器单元的第二输入端连接参考电压vref，频率补偿单元的输出端连接误差放大器单元的第一级运放的输出端，误差放大器单元的输出端与第一级源跟随器单元的输入端和第二级源跟随器单元的第一输入端连接，第二级源跟随器单元的输出端与功率管单元的第一输入端连接，第一级源跟随器单元的输出端与功率管单元的第二输入端和环路控制单元的输入端连接，环路控制单元的输出端与第二级源跟随器单元的第二输入端连接，功率管单元的第一输出端和第二输出端均与输出采样网络单元的输入端连接，输出采样网络单元的输出端输出反馈信号vfb。
2.根据权利要求1所述的一种适用于ldo的双环路频率补偿电路，其特征在于：所述误差放大器单元包含运算放大器a1、电流源i1、pmos管mp1、nmos管mn1，电流源i1的负连接pmos管mp1的源极，电流源i1的正极连接电源电压vin，pmos管mp1的栅极连接运算放大器a1的输出端并作为误差放大器单元的输入端，pmos管mp1的漏极连接nmos管mn1的漏极、nmos管mn1的栅极并作为误差放大器单元的输出端输出信号vn，nmos管mn1的源极接地，运算放大器a1的同相输入端连接反馈信号vfb，运算放大器a1的反相输入端接参考电压vref。
3.根据权利要求1所述的一种适用于ldo的双环路频率补偿电路，其特征在于：所述频率补偿单元包含补偿电阻r1和补偿电容c1，补偿电容c1的一端连接电源电压vin，补偿电容c1的另一端连接补偿电阻r1的一端，补偿电阻r1的另一端作为频率补偿单元的输出端。
4.根据权利要求1所述的一种适用于ldo的双环路频率补偿电路，其特征在于：所述第一级源跟随器单元包含nmos管mn4、nmos管mn5、nmos管mn9、电阻r2和电阻r3，nmos管mn4的栅极连接nmos管mn5的栅极并作为第一级源跟随器单元的输入端输入信号vn，nmos管mn4的源极和nmos管mn5的源极接地，nmos管mn4的漏极连接电阻r2的一端和nmos管mn9的栅极，nmos管mn5的漏极连接nmos管mn9的源极和电阻r3的一端并作为第一级源跟随器单元的输出端输出信号pgate1，电阻r2的另一端、nmos管mn9的漏极和电阻r...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞向荣，王本辉，
申请(专利权)人：江苏帝奥微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。