[实用新型]一种用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路

说明书

本实用新型公开一种用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路，属于补偿电路技术领域。该动态零极点追踪补偿电路包括主功率管M_POW2和从功率管M_POW1，所述主功率管M_POW2的栅极和所述从功率管M_POW1的栅极互连，所述从功率管M_POW1通过电阻R_s1与电源VDD连接，所述主功率管M_POW2与电压VDD直接连接。该电路结构简单，仅增加一个源级反馈电阻R_S1就可以实现动态补偿技术，极大的减少了电路的面积开销，降低成本；电路中只有一个从功率管通路，对主功率管的分流大大减少，不会影响整个LDO的电压调整能力，提升LDO的整体性能指标；无需使用运放，电路复杂度低易于实现。因此具有较强的可移植性，电路适应性强，鲁棒性高。

技术领域

本实用新型涉及补偿电路技术领域，特别涉及一种用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路。

背景技术

在高性能大功率的电子系统中，通常大量采用线性稳压器给整个系统供电。在LDO(lowdropoutregulator，即低压差线性稳压器)的众多指标中，环路稳定性是最基础也是最重要的一个参数。环路不稳定的LDO电路，在工作时会出现振荡的现象，直接影响其正常工作；同时，LDO的负载瞬态响应能力也与稳定性紧密相关。

传统的LDO环路补偿技术采用固定补偿，但只能应用于负载变化较小的小功率LDO中。因为大功率LDO电路负载电流可以达到安培级以上，此时电路输出极点的频率在轻载和重载下变化很大：轻载时输出极点在低频，成为环路主极点；重载时出现在中频，成为非主极点。传统的固定补偿技术只能针对环路中的固定极点进行补偿，对于大功率下动态可变的环路特性将无法有效补偿，因此大功率LDO通常采用动态补偿技术。

现有的动态补偿技术为动态零极点追踪补偿技术，其策略为：在环路内产生一个随负载动态变化的零点去跟踪输出极点的变化，从而达到在轻载和重载条件下都能有效补偿LDO环路的目的。该技术一种流行的实现方式称为伪ESR功率级补偿电路，其原理如图1所示。图1中M_POW2是LDO的主功率管，M_POW1是从功率管；R_F1与R_F2是LDO的反馈电阻，产生直流反馈通路，用于确定LDO的输出电压；电阻R_{P_ESR}与电容C_F构建交流反馈通路；从节点V_o2到节点V_z存在两条通路：M_POW2、R_{P_ESR}和M_POW1，因此在节点V_z处产生前馈零点。该内部零点频率Z₁的表达式为：

上式中，R_{P_ESR}为电阻R_{P_ESR}的阻值，C_L为负载电容C_L的容值，g_mPOW2为主功率管M_POW2的跨导，g_mPOW1为从功率管M_POW1的跨导，此时产生的零点频率固定，为了实现动态补偿，引入了随负载可变的受控伪ESR电阻，电路结构见图2，PMOS管M_z作为伪ESR电阻，运放AMP保证M_s与M_z有相同的过驱动电压；I_C给M_C管提供固定直流偏置以建立工作点，M_c管采样功率管的电流并给M_s提供动态偏置，因此M_s管的阻值将受负载控制；由于M_z与M_s有相同的过驱动电压，因此可以M_Z的电阻也随负载变化，从而得到受负载控制的动态零点。

现有技术可以实现环路的动态补偿，但是也存在以下缺点：