[发明专利]低压差线性稳压器及其频率补偿方法

说明书

技术领域

本公开涉及电子电路领域，具体地，涉及一种低压差线性稳压器及其频率补偿方法。

背景技术

低压差线性稳压器(Low Dropout Linear Regulator，LDO)因具有成本低、输出电压的噪声和纹波性能好、需要的外围器件少等优点，而成为常用的一种电源管理芯片。

图1示出了一种现有低压差线性稳压器的电路图，其给出了一种动态零极点跟随的频率补偿方案。其中，管子Mc工作在线性区，其等效电阻与电容Cc产生一个零点Zc。由于Mc的等效电阻与负载电流成反比关系，即负载电流增加，Mc的等效电阻减小，零点往高频处移动，负载电流减小，Mc的等效电阻增大，零点往低频处移动，因此Mc与Cc产生的零点Zc具有动态跟随负载变化的特性，从而可以实现动态补偿输出极点Pc的功能。

然而，零点Zc与输出极点Pc并非线性跟随的关系，因此当负载范围比较大时，跟随特性就会很差，无法保证LDO的稳定性。具体分析如下：

Mc与Cc产生的零点Zc为：

其中，

而输出极点Pc为：

其中，

可见，零点Zc与输出极点Pc并非线性跟随的关系，这导致当输出负载范围变化很大时，零点Zc无法在整个负载范围内跟随输出极点Pc，因此该方案只能适用于负载范围很小的情况。

发明内容

本公开的目的是提供一种低压差线性稳压器及其频率补偿方法，其能够实现动态零极点线性跟随补偿，从而能够保证LDO在很大的负载范围内的稳定性。

为了实现上述目的，本公开提供一种低压差线性稳压器，包括：

功率管，该功率管包括栅极、作为所述低压差线性稳压器的电压输入端的输入端子和作为所述低压差线性稳压器的电压输出端的输出端子；

放大器，该放大器的正相输入端与电压参考信号相连、输出端与所述功率管的栅极相连；

负反馈电路，用于采集所述功率管的输出端子处的电压并将采集到的电压反馈给所述放大器的反相输入端；

电流检测电路，用于检测流过所述功率管的电流，并将检测到的电流传输给频率补偿电路；

所述频率补偿电路，用于基于所述电流检测电路检测到的电流来对所述放大器的输出端处的零点进行频率补偿。

可选地，该低压差线性稳压器还包括连接在所述放大器的输出端与所述功率管的栅极之间的缓冲器，用于在所述低压差线性稳压器处于低负载状态时将所述放大器的输出端处的极点与所述低压差线性稳压器的电压输出端处的极点分离。

可选地，所述缓冲器还用于接收所述电流检测电路检测到的电流，以利用检测到的电流来调整所述缓冲器的输出端处的极点。

可选地，所述频率补偿电路包括串联连接的补偿电容和补偿电阻。

可选地，所述补偿电阻为工作在线性区的半导体晶体管。

可选地，所述电流检测电路包括电流检测管和电流镜，其中：

所述电流检测管，用于检测流过所述功率管的电流；

所述电流镜，用于将所述电流检测管检测到的电流传输给所述频率补偿电路。

可选地，所述功率管为NMOS管。

根据本公开的又一实施例，还提供一种用于低压差线性稳压器的频率补偿方法，该方法包括：

采集功率管的输出端子处的电压，其中所述功率管的输出端子被作为所述低压差线性稳压器的电压输出端；

将电压参考信号和采集到的功率管的输出端子处的电压分别输入到放大器的正相输入端和反相输入端；

利用所述放大器的输出端处的电压来控制所述功率管的栅极，使得所述功率管的输出端子处的电压达到稳定；

检测流过所述功率管的电流；以及

基于检测到的电流来对所述放大器的输出端处的零点进行频率补偿。

可选地，该方法还包括：利用连接在所述放大器的输出端与所述功率管的栅极之间的缓冲器，在所述低压差线性稳压器处于低负载状态时将所述放大器的输出端处的极点与所述低压差线性稳压器的电压输出端处的极点分离。

可选地，该方法还包括：将检测到的电流传输给所述缓冲器，以调整所述缓冲器的输出端处的极点。