[发明专利]具有响应于负载瞬态的电路的电压稳压器

说明书

本发明涉及具有响应于负载瞬态的电路的电压稳压器。本发明公开了一种耦接到线性电压稳压器的负载，该负载可产生负载瞬态，使得该电压稳压器的输出暂时上升到高于稳压电平的升高电平。在没有补偿的情况下，该线性电压稳压器可通过以下方式作出响应：将传输晶体管完全关断由此失去稳压并且允许补偿电容器变得以与稳压所需的极化相反的极化充电。如果在该线性电压稳压器处于在这种状况时生成后续负载瞬态(即，背靠背负载瞬态)，则当该电压稳压器对该传输晶体管再充电并返回接通时以及当该补偿电容器再充电时，可出现该输出中的大尖峰。本文公开了一种线性电压稳压器，该线性电压稳压器具有瞬态补偿电路以防止上述场景并减小该输出中的该尖峰。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年2月9日提交的美国专利申请号17/248,814的优先权，该申请要求于2020年7月10日提交的名称为“具有改善的背靠背负载瞬态响应的线性电压稳压器(Linear Voltage Regulator with Improved Back-to-Back Load TransientResponse)”的美国临时申请号62/705,692的权益。

本申请要求于2020年7月10日提交的名称为“具有改善的背靠背负载瞬态响应的线性电压稳压器(Linear Voltage Regulator with Improved Back-to-Back LoadTransient Response)”的美国临时申请号62/705,692的优先权和权益。

技术领域

本公开涉及电压稳压器，并且更具体地讲，涉及具有用于改善背靠背瞬态响应的电路的双轨线性电压稳压器。

背景技术

线性电压稳压器电路被配置为将输入处的波动输入电压转换为输出处的基本上固定的输出电压。线性电压稳压器可控制输入和输出之间的传输设备(即，传输晶体管)上的电压降以便补偿输入电压中的变化。例如，随着输入电压增加，可控电压降可增加以使得输出电压保持固定(即，稳压)。

双轨线性稳压器是具有偏置输入的线性电压稳压器，使得控制电路可由施加到偏置输入的偏置电压供电。换句话讲，双轨线性稳压器具有两个电源(即，轨)。在移动设备中，第一轨(即，主电源)是可从转换器(即，DC/DC转换器)接收的输入电压(V_IN)，而第二轨(即，辅助电源)是可从电池接收的偏置电压(V_BIAS)。双轨可允许输入到输出电压差(即，压差)非常低。因此，双轨线性电压稳压器可被称为低压差(LDO)稳压器或简称为LDO。

发明内容

在至少一个方面，本公开总体上描述了一种电压稳压器。电压稳压器包括传输晶体管，该传输晶体管被配置为基于控制端子处的信号在电压稳压器的输入和输出之间生成电压降。电压稳压器还包括差分放大器，该差分放大器被配置为将信号输出到传输晶体管的控制端子。电压稳压器还包括瞬态补偿电路，该瞬态补偿电路被配置为响应于负载瞬态而基于传输晶体管的控制端子处的信号来调整差分放大器的偏移。例如，可调整偏移以防止传输晶体管完全关断。另外，可调整偏移以防止差分放大器的补偿电容器完全放电或以相反极性(即，与传输晶体管接通时的极性相反)充电。

在可能的具体实施中，电压稳压器是双轨线性电压稳压器，其具有N型金属氧化物半导体晶体管，该N型金属氧化物半导体晶体管被配置为基于栅极端子处的信号在电压稳压器的输入和输出之间生成电压降。电压稳压器的瞬态补偿电路被配置为通过减少电压稳压器对负载瞬态的响应的延迟来调整偏移以减小电压稳压器的输出电压的振幅下冲。

在另一个可能的具体实施中，差分放大器包括由电压稳压器的偏置端子处的偏置电压供电的三个级。