[发明专利]一种基于纹波预放大的全集成低压差线性稳压器

说明书

一种基于纹波预放大的全集成低压差线性稳压器，属于电源管理技术领域。跨导放大器的正向输入端连接基准电压Vref，其负向输入端连接反馈电压V_fb，其输出端连接跨阻放大器的负向输入端和误差放大器的负向输入端，跨阻放大器的正向输入端接地GND，其输出端接误差放大器的正向输入端；功率管M_P的栅极连接误差放大器的输出端，其源极连接输入电压V_IN，其漏极通过第一分压电阻R_f1和第二分压电阻R_f2的串联结构后接地GND，所述第一分压电阻R_f1和第二分压电阻R_f2的串联点输出反馈电压V_fb，密勒电容C_L接在功率管M_P的漏极和地GND之间；补偿电路接在功率管M_P的漏极和第一分压电阻R_f1与第二分压电阻R_f2的串联点之间。本发明在实现快速瞬态响应的同时减小了密勒电容。

技术领域

本发明属于电源管理技术领域，具体涉及一种低压差线性稳压器的设计。

背景技术

低压差线性稳压器(LDO)作为电源管理芯片中重要的一类电路，以其低噪声、低成本、低功耗等特点被广泛应用于消费电子、医疗电子、航空航天等领域。

LDO通过放大经输出反馈得来的误差信号来控制功率管，以提供输出电流驱动负载，其本质是根据输出电压来调节负载电流的压控电流源，如图1所示。传统的片上全集成LDO(Cap-less LDO)包括误差放大器(EA)、功率管、电阻反馈网络、负载电容。基本工作原理为：电阻反馈网络采样输出电压，与基准电压差分放大，通过控制功率管来提供负载电流。

传统片上LDO利用轻载下功率管高增益的特点，将密勒电容跨接在功率管栅漏来分离位于EA输出的主极点和LDO输出的次极点，以保证环路维持稳定。若轻载电流较小，次级点向低频靠近，则需要耗费大面积的密勒电容来分离主次极点，并且降低了环路增益带宽积GBW。由于EA的带宽、摆率(SR)限制，抽灌功率管栅电容需要经过一定的延迟，这个延迟时间内的负载电流由输出电容承担，造成输出电压undershoot较大、overshoot建立时间过长等问题。

发明内容

为了解决传统片上全集成LDO(Cap-less LDO)瞬态响应过慢的问题，本发明提出一种基于纹波预放大的全集成低压差线性稳压器，在提升瞬态响应速度的同时减小了密勒电容。

本发明的技术方案是：

一种基于纹波预放大的全集成低压差线性稳压器，包括误差放大器、功率管M_P、密勒电容C_L、第一分压电阻R_f1、第二分压电阻R_f2和补偿电路，

功率管M_P的栅极连接误差放大器的输出端，其源极连接输入电压V_IN，其漏极通过第一分压电阻R_f1和第二分压电阻R_f2的串联结构后接地GND，所述第一分压电阻R_f1和第二分压电阻R_f2的串联点输出反馈电压V_fb，密勒电容C_L接在功率管M_P的漏极和地GND之间；

补偿电路接在功率管M_P的漏极和第一分压电阻R_f1与第二分压电阻R_f2的串联点之间；

所述基于纹波预放大的全集成低压差线性稳压器还包括跨导放大器和跨阻放大器，跨导放大器的正向输入端连接基准电压Vref，其负向输入端连接反馈电压V_fb，其输出端连接跨阻放大器的负向输入端和误差放大器的负向输入端，跨阻放大器的正向输入端接地GND，其输出端接误差放大器的正向输入端。