[发明专利]宽输入范围的线性稳压器

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及模拟集成电路，特别是一种宽输入范围的线性稳压器。

背景技术

线性稳压器LDO作为一种非常重要的电源管理类电路，广泛的应用于各类便携式产品中。线性稳压器LDO属于DC-DC变换器中的降压变压器，通常提供特定的稳定直流电压，在负载一定的情况下，其输出电压在一定的范围内，因此LDO电路系统能够保证输出电压稳定，提高电池寿命。与常用的开关型电源管理类电路相比其具有输出纹波较小、外围电路简单和不使用电感器件等优点。

线性稳压器LDO设计的重点在于如何提高环路稳定性，其频率补偿设计不仅将直接决定系统的稳定性，输出电压的精确性，同时也将对芯片的瞬态响应速度有较大的影响。目前较为普遍的补偿方式有两种，一是通过加大负载电容的等效串联电阻R_ESR，利用该等效串联电阻R_ESR产生一个零点对系统的低频极点进行补偿，以抵消负载变化对主极点频率的影响，提高环路的相位裕度，改善所述线性稳压器LDO的系统稳定性；二是加入补偿网络对驱动元件提供米勒补偿，从而提高系统的稳定性。

图1显示了传统线性稳压器LDO的结构框图，该传统线性稳压器LDO由基准电压源、误差放大器、调整元件及分压电阻构成；其中基准电源将输入电压VDD转换为基准电压V_REF；该基准电压V_REF和反馈电压V_FB分别连接到误差放大器的反相输入端和同相输入，经误差放大器的初步放大后得到差分信号V_COMP；调整元件的栅极连接差分信号V_COMP，对差分信号V_COMP进行再次反相放大；其漏极串联分压电阻R1和分压电阻R2接地，并作为线性稳压器LDO的输出端，输出信号V_OUT；分压电阻R1与分压电阻R2公共端的电压为反馈电压V_FB，并连接到误差放大器的正相输入端，形成稳定控制的负反馈控制环路；电容C₁跨接于输出电压V_OUT与误差放大器输出的差分信号V_COMP之间，作为补偿电容，以补偿误差放大器输出端产生的极点，稳定环路。

基准电压源、误差放大器、调整元件及分压电阻形成了一个负反馈系统，假设该负反馈系统稳定且开环增益远大于1，则输出电压V_OUT可近似推出：

VFB=VOUT×R1R1+R2---1)]]>

根据误差放大器“虚短路”的概念，可得V_FB≈V_REF，即

VREF=VOUT×R1R1+R2---2)]]>

可推得