[实用新型]一种无需片外电容补偿的高瞬态响应线性稳压器

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及电源稳压电路，尤其是涉及一种无需片外电容补偿的高瞬态响应线性稳压器。

背景技术

供电和电源调整是电路系统无可欠缺的模块。电源所提供的电压本质上都会产生噪声和抖动。线性稳压器的功能是在设定的负载范围内把不太稳定噪声较大的输入电源电压控制下来从而输出一个稳定低噪声的电源电压供于该负载。现有的稳压器电路架构都需要外接较大的电容补偿才能保证稳定性(图1所示)，而且对电容的寄生电阻(R_esr)的值要求也很高。然而在高集成度的需求下，较大的电容是无法集成在集成芯片里的，导致无需外接电容的线性稳压器设计是目前的难题。

实用新型内容

本实用新型的设计要点为无需片外电容补偿高瞬态响应性能的线性稳压器，解决了现有稳压器电路需要外接大的片外电容和寄生电阻的问题。本线性稳压器结构不用外接大的片外电容也能保证稳定性，并结合摆率增强电路，以提高稳压器的瞬态响应性能。

一种无需片外电容补偿的高瞬态响应线性稳压器，包括基准源、窄带误差放大器、内部补偿零极点对、RC低通滤波器、功率放大晶体管以及反馈电阻，所述基准源接入该线性稳压器的输入端并连接窄带误差放大器的同向输入端，所述窄带误差放大器的反向输入端与反馈电阻相接，输出端连接内部补偿零极点对并连接所述功率放大晶体管的栅极，所述功率放大晶体管的漏极接入所述线性稳压器的输入端，源级被设置为线性稳压器的输出端。其中所述窄带误差放大器、功率放大晶体管和反馈电阻组成主反馈环。

在一个改进中，所述内部补偿零极点对设有连接该窄带误差放大器输出端的电容和电阻，所述电阻接地。

在另一个改进中，所述线性稳压器还包括宽带摆率增强放大器，所述宽带摆率增强放大器的同向输入端接RC低通滤波器的输出端，宽带摆率增强放大器的反向输入端和RC低通滤波器的输入端连接功率放大晶体管的源级，该功率放大晶体管的栅极同时与宽带摆率增强放大器的输出端相接。其中所述宽带摆率增强放大器、功率放大晶体管和低通滤波器组成次反馈环。

其中，所述RC低通滤波器的输出端接入到宽带摆率增强放大器反向的输入端，使所述线性稳压器工作在负载不变的状态下，所述宽带摆率增强放大器的两输入端产生零电位差，使该主反馈环的性能参数不受次反馈环的影响。

通过本实用新型设计的宽带摆率增强电路，能够改善由于线性稳压器没有片外电容导致的瞬态特性较差的问题；通过上述的内部零极点补偿方式使线性稳压器无需片外电容补偿即可稳定工作，提高了芯片的集成度和使用的方便性。

RC低通滤波器的输出接入到放大器反向输入端，能够让本实用新型线性稳压器工作在负载不变的状态下，所述宽带摆率增强放大器的两输入端产生零电位差，保证该主反馈环的性能参数不受次反馈环的影响。

附图说明

图1为一种常规通用的接设片外电容的线性稳压器的局部电路原理图；

图2为本实用新型无需片外电容补偿的高瞬态响应线性稳压器的局部电路原理图；

图3为本实用新型实现的小信号电路框图。

具体实施方式

参照图2，本实用新型的高瞬态响应线性稳压器，其特点是线性稳压器无需要接片外电容即可稳定工作，且采用两个放大器并联的结构实现摆率增强电路以提高瞬态响应的性能。所述的线性稳压器包括基准源V_REF、窄带误差放大器A_EA、宽带摆率增强放大器A_SRE、内部补偿零极点对、RC低通滤波器(电容C和电阻R)、功率放大晶体管MN以及反馈电阻R_F1和R_F2。其中所述基准源V_REF接入该线性稳压器的输入端V_IN，并连接窄带误差放大器A_EA的同向输入端，所述窄带误差放大器A_EA的反向输入端与反馈电阻R_F1和R_F2相接，输出端连接内部补偿零极点对，并连接所述功率放大晶体管MN的栅极，所述功率放大晶体管MN的漏极接入所述线性稳压器的输入端V_IN，源级被设置为线性稳压器的输出端V_OUT，该源级再连接反馈电阻R_F1和R_F2后即实现由窄带误差放大器A_EA、功率放大晶体管MN和反馈电阻R_F1和R_F2组成的主反馈环。