[发明专利]低压差电压调节电路

说明书

本发明提供一种低压差电压调节电路，包括：电压调整管，源极连接电源电压，漏极经反馈模块接地；误差放大器，基于反馈信号与参考信号的差值产生误差信号；第一电流源，一端连接电源电压，另一端经自适应电压偏移网络接地，第一电流源与自适应电压偏移网络的连接节点连接电压调整管的栅极；自适应电压偏移网络，基于误差信号调整偏移电压的大小及方向，以使得电压调整管的有效摆幅达到电源电压；其中，偏移电压为电压调整管的栅极电压与误差放大器输出电压的差值。本发明中电压调整管的有效摆幅达到电源电压，电压调整管尺寸小，简化频率补偿方案的设计难度；系统反馈环路增益高，系统误差低；对输出的瞬态变化即时响应，系统的瞬态响应能力强。

技术领域

本发明涉及电路设计领域，特别是涉及一种低压差电压调节电路。

背景技术

低压差线性稳压器(LDO，Low Dropout Regulator)具有结构简单，低噪声，低功耗以及小封装和较少的外围应用器件等突出优点，在便携式电子产品中得到广泛的应用。LDO属于DC-DC变换器中的降压变压器，在负载一定的情况下，其输出电压在一定范围内，因此，LDO电路系统能够保证输出电压稳定，提高电池寿命。

如图1所示为现有常用低压差线性稳压器1的结构示意图，包括：反馈网络11，误差放大器12，电压缓冲器13，电压调整管Mc以及输出电容。现有LDO存在3个极点，分别为输出极点，第一极点及第二极点，其中，第一极点和第二极点通常靠得很近，需要增加频率补偿来分裂极点。现有LDO的输出能力通常由电压调整管的物理特性和尺寸限制，电压调整管由PMOS组成，PMOS的输出电流能力与MOS的宽长比和阈值电压有关；随着工艺特征尺寸的微缩，MOS器件的导通阻抗逐渐增大，器件耐压逐渐降低，使相同导通阻抗下的电压调整管的尺寸越来越大。

为了分裂极点，通常在误差放大器和电压调整管之间插入电压缓冲器，电压缓冲器通常由PMOS、NMOS或单位增益运放构成。输出极点在输出端，因为负载电容的关系为低频主极点；第一极点正比于误差放大器输出阻抗和电压缓冲器等效输入电容的乘积；第二极点正比于电压缓冲器的输出阻抗与电压调整管等效输入电容的乘积。虽然电压缓冲器的输出阻抗可以远小于误差放大器输出阻抗，但在需要大负载电流能力的情况下，电压调整管等效输入电容会远大于电压缓冲器等效输入电容，从而使第一极点约等于第二极点。PMOS结构限制了大电流输出下的最大可调的电压调整管栅源电压，导致需要更大的电压调整管，更大的电压调整管带来更大寄生电容，使频率补偿电路设计复杂。NMOS结构限制了小电流输出下的最小的电压调整管栅源电压，带来更大的漏电，使空载下输出不稳定。单位增益运放结构较为复杂，且在运放输出接近电源轨的时候，由于输出阻抗的下降使系统环路增益将大幅下降，导致输出电压的漂移。

因此，如何提出一种电压调整管栅源电压摆幅大，且系统增益不受影响的低压差线性稳压器以成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低压差电压调节电路，用于解决现有技术中低压差线性稳压器的电压调整管栅源电压摆幅小，系统增益小等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低压差电压调节电路，所述低压差电压调节电路至少包括：

电压调整管，反馈模块，误差放大器，第一电流源及自适应电压偏移网络；

所述电压调整管的源极连接电源电压，漏极经由所述反馈模块接地，用于调整输出电压；

所述误差放大器的输入端分别连接所述反馈模块及一参考信号，基于所述电压调整管的输出电流的反馈信号与所述参考信号的差值产生误差信号；

所述第一电流源的一端连接所述电源电压，另一端经由所述自适应电压偏移网络接地，所述第一电流源与所述自适应电压偏移网络的连接节点连接所述电压调整管的栅极；