[发明专利]具有效率频率补偿的低压降线性稳压器

说明书

技术领域

本发明是指一种具有效频率补偿的低压降线性稳压器，尤指一种根据负载电流变化调整输出电容大小，以固定一极点产生频率的低压降线性稳压器。

背景技术

线性稳压器具有提供稳定输出电压的能力，其中低压降线性稳压器(Low Drop-Out Voltage Regulator，LDO Regulator)更因为输出电压可以非常地接近输入电压，而节省功率晶体管的功率消耗，使得电池寿命可以维持很久，因此被广泛地应用于各种便携式电子产品上，例如随身听、数码相机、移动电话、笔记本计算机等等。

请参考图1，图1为一已知的低压降稳压器10的示意图。低压降稳压器10包含有一误差放大器110、一传输元件120、一分压电路130及一输出电容Cout，其工作原理主要是通过分压电路130产生一反馈电压VFB，以使误差放大器110根据反馈电压VFB及参考电压VREF的差异控制传输元件120，进而产生稳定的输出电压。其中，输出电容Cout用来于负载电流I_load突然改变时，暂时提供负载所需的大量电流，以改善输出电压的暂态响应。

一般来说，回路稳定度(Stability)一直是在设计低压降线性稳压器的过程中一个重要的议题。在传统的电路架构中，负载电流大小以及输出电容值为两项主要影响稳定度的因素。通过建立上述低压降稳压器的小信号电路模型，可以发现整个回路中主要存在两个极点，其与稳定度的设计有密切的关系。第一个极点，也就是主极点，是由误差放大器与传输元件间寄生电容和误差放大器的输出阻抗所形成，其可通过下式表示：其中Roe及Cpar分别代表误差放大器的输出阻抗及寄生电容的大小。第二个极点则是由输出电容及低压降线性稳压器的输出阻抗所造成，其可通过下式表示：其中Ro及λ分别代表传输元件120的输出阻抗及通道长度调制系数。

由上可知，第二个极点的频率会随着负载电流I_load变化而变化，而其他极点的位置并不会随着变化。然而，由于极点频率飘移会大幅地改变低压降稳压器的频率响应，因此在某些情况下可能会因相位边限(Phase Margin)不足而发生回路不稳定的情况。

总言之，已知的低压降线性稳压器会因负载电流变化而产生回路稳定性的问题。

发明内容

因此，本发明的目的即在于提供一种具有效率频率补偿的低压降线性稳压器。

本发明揭露一种具有效率频率补偿的低压降线性稳压器，其包含有一误差放大器、一传输元件、一分压电路及一极点控制单元。该误差放大器用来根据一参考电压及一反馈电压，产生一控制信号。该传输元件耦接于该误差放大器，用来根据该控制信号，对一输入电压进行调整，以产生一输出电压。该分压电路耦接于该传输元件，用来对该输出电压进行分压，以产生该反馈电压。该极点控制单元耦接于该传输元件，用来提供一输出电容，并根据该传输元件的输出阻抗变化，调整该输出电容的大小，以固定一极点的产生频率，进而维持回路的稳定性。

附图说明

图1为一已知的低压降稳压器的示意图。

图2为本发明具有效率频率补偿的一低压降线性稳压器的示意图。

图3为本发明一极点控制单元的实施例示意图。

附图标号

10、20 低压降稳压器

110、210 误差放大器

120、220 传输元件

130、230 分压电路

Cout 输出电容

VFB 反馈电压

VREF 参考电压

I_load 负载电流

240、30 极点控制单元

CTRL 控制信号

Vin 输入电压

Vout 输出电压

MP1 P型金氧半场效晶体管

R1、R2 分压电阻

C1 第一电容

C2 第二电容

SW1 切换开关

具体实施方式