[发明专利]一种基于电流感应的LDO瞬态响应增强电路

说明书

技术领域

发明涉及低压差线性稳压器LDO领域，更具体地，涉及一种基于电流感应的LDO瞬态响应增强电路。

背景技术

低压差线性稳压器（LDO）由于其输出噪声低、压降小、成本低等优点，在便携式电子产品中得到了越来越广泛的应用。在由LDO稳压的高速数字电路中，主频越来越高，甚至达到几GHz。数字电路内电平的瞬间跳变会引起电流的瞬间跳变。把数字电路看成是LDO的负载，负载电流的瞬间跳变会对LDO的输出电压产生影响。

LDO的瞬态响应包含有线性瞬态响应和负载瞬态响应。线性瞬态响应指的是输入电压阶跃突变时，LDO输出电压的响应情况；负载瞬态响应指的是负载电流阶跃突变时，LDO的输出响应情况。由于LDO芯片正常工作时的供电电压相对稳定，而负载电流经常出现切换。而在实际LDO设计中，负载瞬态响应才更应该被注重。

传统的LDO采用如图1所示的结构，需要外接uF级别的电容，外接电容有两个好处。一是外接电容的串联等效会产生一个零点，控制合适的值可以使这个零点抵消LDO系统的一个极点，增大相位裕度，使LDO输出稳定；二是大的外接电容有助于提高LDO的瞬态响应，对负载电流突变引起的输出电压波动具有很好的抑制作用。

但传统LDO电路中，当负载电流瞬间由小变大时，因为调整管来不及传输足够的电流给负载，输出电容为给负载提供输出电流而放电，才使得输出电压降低；负载电流瞬间由大变小时，调整管来不及关断，而负载电流已经变得很小，因此过多的电流对输出电容充电，才使得输出电压升高。可见，输出电压变化的发生滞后于负载电流的变化。而由于传统LDO电路结构限制，为了增强LDO的瞬态响应能力而不减弱其他性能，单单调整LDO参数并不能取到实质性的效果，因此必须在电路结构上进行改进。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种基于电流感应的LDO瞬态响应增强电路，本发明电路能在低压差线性稳压器LDO中运用基于电流感应的摆率增强电路来减小输出电压的过冲。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于电流感应的LDO瞬态响应增强电路，包括负载和调整管Mp，还包括电阻R1、电阻R2、放大器EA和基于电流感应的摆率增强电路；其中所述基于电流感应的摆率增强电路包括比较器OA3、比较器OA4、放大器OA6、NMOS管MSKD2、MSK2、PMOS管MSR2、感应电阻Resr1-Resr2、电容Co、Mp电流感应电路和输出电流感应电路；

所述调整管Mp的漏极通过串联连接的感应电阻Resr1、Resr2和电容Co接地，还通过串联连接的电阻R2、R1接地，并通过输出电流感应电路与负载连接，负载的另一端接地；调整管Mp的栅极通过Mp电流感应电路与放大器OA6的正输入端连接；

感应电阻Resr1、Resr2间的引出端分别接比较器OA3、比较器OA4的负输入端，感应电阻Resr2与电容Co间的引出端分别接比较器OA3、比较器OA4的正输入端，比较器OA3的输出端接MSR2的栅极，比较器OA4的输出端接MSK2的栅极，输出电流感应电路的输出端接放大器OA6的负输入端，放大器OA6的输出端接MSKD2的栅极，MSKD2、MSK2的源极接地，MSKD2的漏极接MSK2的栅极，MSK2的漏极分别与MSR2的漏极和调整管Mp的栅极连接，MSR2的源极与VHD连接；电阻R2、R1间的引出端接放大器EA的正输入端连接，放大器EA的负输入端接基准电压源Vref，放大器EA的输出端与调整管Mp的栅极连接。

在片内集成的电容Co串联很小的感应内阻Resr1、Resr2，用来感应Co充电或放电电流，对应节点的电压为V_esr1和V_esr2。当电流对Co充电时，V_esr1>V_esr2；当C_O向负载放电时，V_esr1<V_esr2，因此V_esr1和V_esr2能够感应出瞬态何时发生。“Mp电流感应电路”感应流过调整管Mp的电流，输出一个与调整管Mp电流成正比的电压V_IMp；“输出电流感应电路”感应负载电流，输出一个与负载电流成正比的电压V_Io。

更进一步的，所述调整管Mp为P型MOS管。