【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流电源降压领域，尤其涉及带自启动功能的高psrr线性稳压器电路设计。
技术介绍
1、在直流电源的供电领域，线性稳压器电路经常被使用，它通常实现输入电压到输出电压的降压转换，在额定负载范围内提供设计所需电压的同时，保证输入电源上的扰动或纹波噪声能够在输出电压上得到有效抑制，这需要整个电路设计具有较高的电源抑制比(psrr),对于使用在在通信领域的线性稳压器，这方面的需求更为突出。而且一个电源系统的设计，实现高psrr不仅仅需要核心线性稳压器电路具有很强的与输入电源无关性；同时偏置电流和参考电压也需要具有较强的电源抑制能力，以避免任何一部分成为电源抑制能力的短板。基于这个原因，如何设计高电源抑制能力的线性稳压器是需要面对的一个问题。
技术实现思路
1、为实现上述需求的线性稳压器，本专利技术提供一种带自启动功能的高psrr线性稳压器电路设计，它在实现高精度电压转换的同时，各部分都有具有较好的电源抑制能力，使得整体电路电源抑制比达到要求。
2、参考附图1，本专利技术电路由u1线性稳压器核心部分,u2自偏置电流电路,u3参考电压产生电路构成。
3、所述u1线性稳压器核心部分，它由误差放大器、驱动级以及输出级晶体管、环路补偿和输出电压反馈采样电阻组成，参考电压vref接入误差放大器一端；输出电压采样反馈接误差放大器另一端；驱动级的输出节点相对电源电压具有低输出阻抗特性，结合输出pmos器件，改善输出级电源抑制能力。该部分设计最终输出电压vdd18＝vre
4、所述u2自偏置电流电路，其产生偏置电流，为u1线性稳压器核心部分的误差放大器和u3参考电压产生电路提供偏置电流；其产生的偏置电流不受电源电压变化的影响，使得电源噪声不会通过偏置电流影响其连接的u1线性稳压器核心部分的误差放大器和u3参考电压产生电路。该部分得到的主偏置电流大约为(vgsnm2_4-vgsnm2_3)/r2_1,可通过不同比例电流镜复制，满足其余电路所需偏电流需求。
5、所述u3参考电压产生电路，它包括启动电路、vref选择和带隙基准三部分。其启动电路部分在整个线性稳压电路初始状态时工作，建立初始的参考电压vref1，使线性稳压器开始输出电压，建立带隙基准的工作电源。在启动阶段vref1输出电压约等于pnp的vbe。
6、所述u3参考电压产生电路，其vref选择电路通过检测带隙基准的输出电压，决定连接至u1线性稳压器核心部分的误差放大器的参考电压，决定启动电路是否结束工作。该检测电路通过检测阈值、检测电路延时和带隙基准输出电压的建立时间配合，当输出检测翻转标志信号时，带隙基准输出的参考电压能够建立基本完成。
7、所述u3参考电压产生电路，其带隙基准电路的输出建立完成后，将作为所述u1的线性稳压器核心部分的误差放大器的参考电压；其带隙基准电路电源来自所述线性稳压器电路的输出，基于线性稳压器的电源噪声抑制，带隙基准的输出vref2也具有较好的电源抑制能力；在稳态下vref＝vref2，因此整体线性稳压器的参考电压同电源噪声之间被线性稳压器隔离，因此它的电源抑制能力得到保证。
8、由上述可知，本专利技术的优点在于满足高精度电压转换的同时，自身核心稳压电路具有较好的电源抑制能力；增加一个额外的启动电路，使线性稳压器的输出可作为带隙基准的电源，进而使线性稳压器的参考电源上的外部电源噪声被隔离；另外使用的自偏置电流也保证了和电源不相关性，从而实现了整体线性稳压电路的电源抑制比。
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1.一种带自启动功能的高电源抑制比的线性稳压电路，其特征在于，所述线性稳压电路包括U1线性稳压器核心部分,U2自偏置电流电路,U3参考电压产生电路；
2.根据权利要求1所述线性稳压电路，其特征在于，所述U1线性稳压器核心部分，由电流源IBP1、晶体管PM1_1/PM1_2/PM1_3/PM1_4、晶体管NM1_1/NM1_2/NM1_3/NM1_4、电阻R1_1/R1_2/R1_3/R1_4、电容C1_1和COUT组成，其中PM1_1和PM1_2作为误差放大器的差分输入对管，PM1_1栅极与所述U3参考电压产生电路所产生的VREF相连，PM1_2的栅极与输出电压采样电阻R1_3/R1_4相连；PM1_1和PM1_2的源极与偏置电流IBP1相连；PM1_1的漏极与NM1_1漏极相连；PM1_2的漏极与NM1_2和NM1_3的漏极相连，同时与NM1_4的栅极相连；差分对管的负载管由NM1_1/NM1_2/NM1_3组成，其中NM1_1的尺寸等于NM1_2、NM1_3两者之和。
3.根据权利要求1所述线性稳压电路，其特征在于，所述U1线性稳压器核心部分的误差放大
4.根据权利要求1所述线性稳压电路，其特征在于，所述U2自偏置电流电路，晶体管PM2_1、PM2_2和PM2_3的栅极连接一起连接PM2_2的漏极，另外和PM2_5、PM2_6、PM2_7组成共源共栅电流镜；PM2_4和PM2_8栅极分别连接PM2_2和PM2_6的栅极，按比例复制电流作为所述U1线性稳压器核心部分的偏置电流，实际设计可按需复制，产生不同支路电流；NM2_1的漏极接PM2_5的漏极和NM2_2的栅极，NM2_1的栅极接NM2_2的源极和NM2_3的漏极，NM2_1的源极接地，该设计使NM2_3的漏极电压在一个VGS附近，降低NM2_3和NM2_4组成的电流镜的沟道调整效应，进入一步弱化电源对偏置电流的影响，提高整个电路的电源抑制能力；NM2_3和NM2_4的栅极相连，同时NM2_4的栅极和漏极短接并且源极接地，NM2_3的源极通过电阻R2_1接地。
5.根据权利要求1所述线性稳压电路，其特征在于，所述U3参考电压产生电路包含的启动电路由偏置电流源IBP2、晶体管NM3_1、NM3_2、PNP三极管Q1、电阻R3_1、R3_2和电容C3_1构成。NM3_1栅极和漏极短接并连接偏置电流IBP2和NM3_2栅极，NM3_1的源极接PNP三极管Q1的发射基，三极管Q1的集电极和基极与地相连；NM3_2的栅极与NM3_1的栅极相连，NM3_2的源极接R3_2和C3_1并输出启动电压Vref1。
6.根据权利要求1所述线性稳压电路，其特征在于，所述U3参考电压产生电路包含的带隙基准电路由线性稳压器的输出电压提供电电源，并且最低工作电压不高于Vref1*(R1_3+R1_4)/R1_4；带隙基准产生的参考电压Vref2经过U3参考电压产生电路的电压选择部分连接至所述U1线性稳压器核心部分。
7.根据权利要求1所述线性稳压电路，其特征在于，所述U3参考电压产生电路所包含的参考电压选择电路由模拟电压信号选通通路CELL3、触发器CELL2、偏置电流IBP3、器件NM3_3、PM3_1、R3_3和C3_2组成。NM3_3的栅极接带隙基准的输出Vref2,源极通过电阻R3_3接地；NM3_3的漏极接触发器CELL2的一端，同时接偏置电流IPB3、延时电容C3_2和初态控制开关PM3_1；触发器CELL2的Q端输出信号连接至参考电源选择通路CELL3；模拟参考电压选择通路CELL3的输入连接启动电路输出Vref1和带隙基准输出Vref2，经由触发器CELL2的输出信号选择后，输出Vref信号接入线性稳压器核心电路。
...【技术特征摘要】
1.一种带自启动功能的高电源抑制比的线性稳压电路，其特征在于，所述线性稳压电路包括u1线性稳压器核心部分,u2自偏置电流电路,u3参考电压产生电路；
2.根据权利要求1所述线性稳压电路，其特征在于，所述u1线性稳压器核心部分，由电流源ibp1、晶体管pm1_1/pm1_2/pm1_3/pm1_4、晶体管nm1_1/nm1_2/nm1_3/nm1_4、电阻r1_1/r1_2/r1_3/r1_4、电容c1_1和cout组成，其中pm1_1和pm1_2作为误差放大器的差分输入对管，pm1_1栅极与所述u3参考电压产生电路所产生的vref相连，pm1_2的栅极与输出电压采样电阻r1_3/r1_4相连；pm1_1和pm1_2的源极与偏置电流ibp1相连；pm1_1的漏极与nm1_1漏极相连；pm1_2的漏极与nm1_2和nm1_3的漏极相连，同时与nm1_4的栅极相连；差分对管的负载管由nm1_1/nm1_2/nm1_3组成，其中nm1_1的尺寸等于nm1_2、nm1_3两者之和。
3.根据权利要求1所述线性稳压电路，其特征在于，所述u1线性稳压器核心部分的误差放大器的输出接nm1_4的栅极；nm1_4、pm1_3和r1_2组成驱动级，驱动输出管pm1_4的栅极，同时pm1_3的栅漏短接和r1_2并联连接至nm1_4的漏极，使nm1_4漏极看到的输出阻抗较低，进而提高驱动级和pm1_4所组成电路的电源抑制能力，同时推高pm1_4栅极所带来的极点，利于环路稳定性补偿；同时其r1_1和c1_1串联构成的频率补偿网络，c1_1一端接线性稳压器的输出vdd18，另一端接r1_1和nm1_3的栅极，r1_1的一端接nm1_3栅极和c1_1另一端接pm1_1的漏极。
4.根据权利要求1所述线性稳压电路，其特征在于，所述u2自偏置电流电路，晶体管pm2_1、pm2_2和pm2_3的栅极连接一起连接pm2_2的漏极，另外和pm2_5、pm2_6、pm2_7组成共源共栅电流镜；pm2_4和pm2_8栅极分别连接pm2_2和pm2_6的栅极，按比例复制电流作为所述u1线性稳压器核心部分的偏置电流，实际设计可...
【专利技术属性】
技术研发人员：张洪涛，刘明磊，柳雪晶，
申请(专利权)人：北京中电华大电子设计有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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