[发明专利]低功耗快速瞬态响应低压差电压调整器有效
申请号: | 201710295591.3 | 申请日: | 2017-04-28 |
公开(公告)号: | CN107102671B | 公开(公告)日: | 2019-05-21 |
发明(设计)人: | 冯浪;岑远军;李大刚;马迎;张克林;林亚立 | 申请(专利权)人: | 成都华微电子科技有限公司 |
主分类号: | G05F1/56 | 分类号: | G05F1/56 |
代理公司: | 成都惠迪专利事务所(普通合伙) 51215 | 代理人: | 刘勋 |
地址: | 610000 四川省成都市*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 功耗 快速 瞬态 响应 低压 电压 调整器 | ||
低功耗快速瞬态响应低压差电压调整器,涉及模拟集成电路领域,本发明包括与输入偏置电流源连接的误差放大器、输入端接高电平输入端的输出功率管、反馈比例电阻组,输出功率管和反馈比例电阻组的连接点作为最终输出端,其特征在于,在误差放大器和输出功率管之间设置有第一放大模块、瞬态响应放电通路模块和驱动器模块。本发明有效减小负载由大到小瞬态变化过程中输出电压的恢复时间。
技术领域
本发明涉及模拟集成电路领域,特别涉及到具有快速瞬态响应的低压差电压调整器。
背景技术
低压差电压调整器是电源管理电路中一个重要的组成部分,通常用在DC-DC开关转换电路的后级,用作负载点电源,为负载点提供稳定可靠的电源电压,由于其压降小、PSRR高、成本低等优点,在便携式电子产品中得到了广泛的应用。
在便携式应用领域,为延长电池供电时间:系统设计方面,通过引入使能关断功能,在特定的工作模式下,只有部分模块工作,部分模块处于关断状态,因此在不同工作模式切换过程中,负载电流会瞬间跳变,从几毫安跳变到几安培,为了减小负载电流瞬间变化对输出电压的影响,这就对低压差电压调整器的负载瞬态响应速度提出了更高的要求。
此外,低压差电压调整器自身的转换效率提高也很重要,影响低压差电压调整器转换效率的两个主要参数是低压差电压和静态电流,低压差要求增大功率管面积,会造成功率管的栅极电容过大,低静态电流会影响栅极充放电的压摆率,从而影响环路负载瞬态响应速度。传统的低压差电压调整器结构如图1所示,VOUT在负载瞬态变化时产生尖峰,由于受运放有限静态电流限制,输出功率管栅极VG的充放电延时会很大,VOUT重新恢复稳定需要一定的时间,对于小功率低压差电压调整器常用的改善方法是增大运放静态电流,但是对于1A以上的大电流电压调整器,功率管栅极电容很大,单纯通过增加静态电流提高瞬态响应,会大幅增加整个LDO的静态功耗,因此传统低压差电压调整器无法同时兼顾低功耗和快速负载瞬态响应。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提出一种低压差电压调整器结构,在不增加静态电流条件下,能够有效提高低压差电压调整器负载瞬态响应速度。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是,低功耗快速瞬态响应低压差电压调整器,包括与输入偏置电流源连接的误差放大器、输入端接高电平输入端的输出功率管、反馈比例电阻组,输出功率管和反馈比例电阻组的连接点作为最终输出端,其特征在于,在误差放大器和输出功率管之间设置有第一放大模块、瞬态响应放电通路模块和驱动器模块。
所述第一放大模块包括:
PNP型的第五晶体管Q5,其发射极连接最终输出端,基极接误差放大器的输出端,集电极接第六晶体管的集电极,
NPN型的第六晶体管Q6,其集电极和基极连接,发射极接地,基极接驱动器模块的输入端,基极还接瞬态响应放电通路模块的输入端。
瞬态响应放电通路模块包括:
NPN型的第二晶体管Q2,其基极接瞬态响应放电通路模块的输入端,其发射极接地,其集电极接第一偏置电流源;
PNP型的第三晶体管Q3,其发射极接高电平输入端,基极接第二晶体管Q2的集电极,集电极通过第二偏置电流源接地;
NPN型的第四晶体管Q4,其集电极接最终输出端,基极接第三晶体管Q3的集电极,发射极接地。
驱动器模块包括:
第一NMOS管MN1,其源极接地,漏极和栅极皆与输入偏置电流源连接;
第四NMOS管MN4,其源极接地,栅极与第一NMOS管MN1的栅极连接,漏极接第六PMOS管MP6的漏极;
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