[发明专利]提供多输出电压的可控低压差线性稳压电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种低压差线性稳压电路，更具体地讲，涉及一种提供多输 出电压的可控低压差线性稳压电路。

背景技术

低压差线性稳压电路是电源集成电路中的一个重要分支，和基于脉冲宽 度调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)原理的DC-DC(直流-直流)转换器 相比，它具有低成本、低噪声和静态电流小以及无需电感的优点。在便携式 电子产品中，经常会使用低压差线性稳压电路作为系统的电源。

图1示出传统的低压差线性稳压电路的原理图。如图1所示，传统的低 压差线性稳压电路包括基准电压电路、误差放大器OTA1、功率PMOS管、 反馈电阻网络。基准电压电路一般采用带隙基准电压电路，误差放大器OTA1 一般为两级差分运算放大器，功率PMOS管为大沟道宽度、小沟道长度的大 尺寸PMOS管，也有利用特殊工艺制造的功率PMOS管，如PDMOS管等。

功率PMOS管的源极输入电压(即，低压差线性稳压电路的电源电压 Vin)，漏极输出电压，输出电压经过反馈电阻网络分压后输入误差放大器 OTA1的正向端，基准电压输入误差放大器OTA1的负向端，误差放大器OTA1 比较并放大正负两端的输入电压，并输出电压以控制功率PMOS管的栅极， 从而得到输出电压。这样，误差放大器OTA1、PMOS功率管和反馈电阻网络 构成一个稳定的反馈环路。

在反馈环路具有足够的增益和相位阈度的基础上，输出电压值只与基准 电压和反馈电阻网络的反馈系数有关，与输入电压无关。同时，因为基准电 压具有极低的温漂，所以如果反馈电阻网络匹配良好，那么输出电压也具有 较低的温漂。从而能够实现一种高精度、低噪声和纹波的输出电压。

然而，传统的低压差线性稳压电路具有以下两个问题。

首先，传统的低压差线性稳压电路一般只有固定输出电压和外部可调输 出电压两种类型。固定输出电压电路只能提供一种输出电压值；外部可调输 出电压电路需要在外部连接不同阻值的电阻来获得不同的输出电压，这种方 法由于需要外部电阻，不仅增加了应用成本，而且外部电阻的精度和温度系 数等严重影响了输出电压的精度。

其次，当输出驱动电流要求较高时，功率PMOS管的尺寸也相应增大， 从而功率PMOS管的栅极寄生电容相应增大，这使得环路的第一寄生极点 (即，最靠近主极点的寄生极点)的频率相应降低。另一方面，大的驱动电 流使得环路的第一主极点向更高的频率移动。这样，第一主极点和第一寄生 极点靠近，导致环路的相位阈度大幅下降，从而整个电路不能稳定工作。目 前的解决方式一般是使用高ESR(等效串联电阻)的负载电容来产生一个左 半平面零点来消除第一寄生极点。但是，高ESR的负载电容增加了应用成本， 并且会降低电路的瞬态性能。另外一种解决方式是在误差放大器和功率 PMOS管之间增加一级源随器结构的驱动缓冲级来隔离误差放大电路的高输 出阻抗和功率PMOS管的栅极大寄生电容。但是，源随器结构的驱动缓冲级 会使输入和输出电压产生电平位移，导致功率PMOS管无法导通或截止。

发明内容

本发明示例性实施例的一方面在于至少解决上述问题和/或缺点，并至少 提供以下优点。因此，本发明示例性实施例的一方面在于提供一种能够提供 多输出电压的可控低压差线性稳压电路。

根据本发明的一方面，提供了一种低压差线性稳压电路，包括：带隙基 准电压电路，产生基准电压；误差放大器，其负向端接收带隙基准电压电路 输出的基准电压；驱动缓冲电路，其正向端与误差放大器的输出端相连接， 负向端与输出端短接；功率PMOS管，其源极接收低压差线性稳压电路的电 源电压，漏极输出电压，并且栅极连接到驱动缓冲电路的输出端；反馈控制 电路，连接在误差放大器的正向端和功率PMOS管的漏极之间，用于反馈输 出电压。

所述低压差线性稳压电路通过使用反馈控制电路实现了多电压输出。此 外，通过采用由单位增益结构的宽带低功耗运算跨导放大电路实现的驱动缓 冲电路，保证了高负载电流电路的稳定工作和快速响应性能。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和 优点将会变得清楚和更易于理解，其中：

图1示出传统的低压差线性稳压电路的原理图；

图2示出根据本发明实施例的低压差线性稳压电路的原理图；