[发明专利]一种具有实时频率补偿功能的线性稳压器

说明书

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体涉及一种具有实时频率补偿功能的线性稳压器。本发明的技术方案是，本发明的频率补偿部分包括双频率补偿网络及补偿切换开关、脉冲延时电路；其中，双频率补偿网络及补偿切换开关为线性稳压器提供在两种不同容性负载下对应的频率补偿；脉冲延时电路产生一组相对开关脉冲信号具有一定延时的信号，以控制补偿切换开关和容性负载的接入动作。本发明的有益效果为，电路结构简单、额外功率消耗极低、没有复杂的反馈控制电路，针对特殊的具有开关容性负载的线性稳压器应用，实时优化环路频率补偿，保证在不同的负载环境下，线性稳压器具有最优的稳定性和负载瞬态响应时间。

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体涉及一种具有实时频率补偿功能的线性稳压器。

背景技术

集成电路中，线性稳压器是一种很常用的电路模块，线性稳压器的基本结构如图1所示。例如在高速MOSFET驱动器中，为了向功率MOSFET提供稳定的电压，需要使用线性稳压器来产生驱动电压。

以线性稳压器在半桥MOSFET驱动器中的应用为例，如图2所示，MOSFET具有电容值较大的栅电容Cgd、Cgd,，在此将它们等效为单个栅电容CG。由于MOSFET驱动器需要控制MOSFET周期性开关，MOSFET驱动电路需要对CG进行快速的充放电操作，对当MOSFET驱动电路状态切换时，线性稳压器的负载情况也会发生突变。以低端N型MOSFET驱动及对应的线性稳压器N为例，如图3，当MOSFET关断时，线性稳压器输出与MOSFET断开，此时线性稳压器的负载电容很小，输出极点位置很高，这对于内置主极点的线性稳压器是稳定的，而当MOSFET开启时，线性稳压器输出与MOSFET的栅极相连，此时MOSFET驱动电路的负载主要为MOSFET的栅电容CG，此时输出极点位置显著降低，降低线性稳压器环路的相位裕量，容易降低环路性能甚至引起自激振荡。当MOSFET驱动电路状态切换时，将使MOSFET驱动电路周期性地接入、断开CG，这将严重影响无外置电容的线性稳压器的稳定性和响应速度。产生这种问题的原因主要是无电容线性稳压器通常是为电阻型负载和电容值稳定的电容性负载设计的。而处于开关中的MOSFET及驱动电路是一种周期性变化的电容负载，其稳定性与响应速度以及对应最优化的频率补偿电路需要依据负载的两种状态来分别讨论。

该类问题同样出现在其他负载电容可能发生突变的线性稳压器应用环境中，尤其是使用片外无电容技术的线性稳压器的稳定性更容易受到此类特殊负载的威胁。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述传统线性稳压器电路存在的问题，提出一种具有实时频率补偿功能的线性稳压器，采用可预知开关容性负载环境的线性稳压器频率补偿技术，为线性稳压器提供与容性负载开关同步的优化的频率补偿。

本发明的技术方案是：一种具有实时频率补偿功能的线性稳压器，所述线性稳压器由误差放大器EA、调整管M_P、受开关信号控制的容性负载C_G、双频率补偿网络及补偿切换开关和脉冲延时电路组成；

所述误差放大器EA的同相输入端与线性稳压器的输出端V_o相连接，反相输入端与稳压器基准电压V_REF相连接，误差放大器EA的输出端与调整管M_P的栅极相连接；调整管M_P的源极接电源，调整管M_P的漏极作为线性稳压器的输出端V_o；受开关信号控制的容性负载C_G一端与调整管M_P的漏极相连接，另一端接地；双频率补偿网络及补偿切换开关的一端接误差放大器EA输出端和调整管M_P栅极的连接点，另一端与线性稳压器的输出相连接或者连接至信号地，双频率补偿网络及补偿切换开关的控制端接外部输入的开关脉冲信号脉冲延时电路的输入端P_i与外部输入的开关脉冲信号相连接，脉冲延时电路的输出端P_o与容性负载C_G的控制开关相连接；