[实用新型]低压差线性稳压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及低压差线性稳压领域，特别涉及一种低压差线性稳压器。

背景技术

低压差线性稳压器LDO (Low Dropout Linear Regulator)通过检测输出电压的变化经反馈控制从而保持输出电压不变，达到稳定输出直流电压的目的。由于LDO输出噪声低、纹波小、低电磁干扰，在射频和通信领域应用非常广泛。

现有的LDO即低压差线性稳压器基本原理图如图1 所示，主要包括基准电压源VRef、误差放大器EA（Error Amplifier）、PMOS调整管（Pass Element）和电阻分压器采样网络（R1、R2串联构成）。其中误差放大器的一个输入端接基准电压源，一个输入端接电阻分压器采样网络，从该电阻分压器采样网络得到从输出端检测到的一个与输出电压成比例的电压值，误差放大器的输出端接PMOS调整管。由图1可知， LDO 稳定输出的电压为：（1+R1/R2）V_REF。而当输入电压和负载变化时，LDO通过反馈保持输出电压不变。以PMOS调整管LDO为例，当负载变化导致输出电压发生变化时，如当负载变化导致输出电压突然降低，误差放大器的输入压差降低，使PMOS调整管的栅源电压V_GS降低，从而流过PMOS调整管和负载RL的电流变大，从而使输出电压升高，稳定在（1+R1/R2）V_REF，达到稳压的效果。

图2所示为图1所示LDO的噪声模型。由运放U1的“虚短”原理，在其正向输入端和反向输入端的噪声电压应该相等。

         (1)

因此：

        (2)

式（1）、（2）中，Vn_out是稳压源的输出噪声。Vn_fet是MOS管和输入电压噪声的等效噪声。Vn_ref是参考源的噪声。Vn_opamp是运放U1的噪声。H（f）是由Rs和Cs组成的低通滤波器函数。（R2/R1+R2）为环路增益，在仅采用电阻分压网络中，环路增益是小于1的。当噪声电压频率高于低通滤波器的拐点频率时，参考源的噪声由于低通滤波器的滤波作用，几乎可以忽略，此时LDO的输出噪声就是运放的噪声与闭环环路增益倒数的乘积，所以Vn_fet噪声被抑制，达到滤波的作用。即使在低通滤波器通带频率内，LDO的输出纹波和噪声同样也会被抑制。

现有LDO的电源纹波和噪声依然不够小，尤其在对电源噪声有严格要求的电路，如高相噪频率综合器、高相噪晶振等电路中，现有LDO依然无法满足要求。

从上述噪声分析公式（2）来看，增加环路增益，是可以进一步减小输出噪声的。但是如果仅增加环路增益，但不对直流电压和交流噪声分别处理的话，其弊端就是会导致参考电压提高，甚至会高于输入电压，该电路将无法实现。

综上所述，目前亟需一种能够进一步降低现有LDO的电源噪声，同时又能在理论上实现LDO的电路技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种低压差线性稳压器，其可以对直流电压和交流噪声分别处理，在实现低压差线性稳压器电路的同时获得非常低的电源噪声，从而应用于对电源噪声有严格要求的电路。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种低压差线性稳压器，包括误差放大器和PMOS功率管；

所述误差放大器的一个输入端接基准电压源，输出端接所述PMOS功率管的栅极；

所述PMOS功率管的源级作为该低压差线性稳压器的输入端，漏极作为该低压差线性稳压器的输出端，且所述输出端连接电阻分压器采样网络；

所述误差放大器的另一个输入端通过频分反馈放大电路连接所述电阻分压器采样网络，所述电阻分压器采样网络和所述频分反馈放大电路构成该低压差线性稳压器的反馈支路，所述频分反馈放大电路对所述反馈支路上的交流噪声信号和直流信号分别处理使其具有不同的放大增益。

优选的，所述基准电压源与所述误差放大器之间连接有低通滤波器。

进一步的，所述低通滤波器为ＲＣ低通滤波器。

优选的，所述电阻分压器采样网络包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻一端连接所述输出端，另一端连接所述第二电阻一端，所述第二电阻另一端接地；所述频分反馈放大电路一端连接于所述第一电阻和第二电阻之间，另一端连接所述误差放大器的所述另一个输入端。

优选的，所述频分反馈放大电路包括：

第一支路，其一端连接所述误差放大器的所述另一个输入端，另一端连接于所述第一电阻和第二电阻之间；