[发明专利]一种提高瞬态响应速度的低压差线性稳压器

说明书

本发明公开了一种提高瞬态响应速度的低压差线性稳压器，包括跨导放大器，跨阻放大器，电流采样电路，反馈电阻，开关和频率补偿网络。本发明采用双环路反馈控制和单环路电压反馈两种工作模式，当对瞬态响应速度的要求较高时，低压差线性稳压器通过开关控制来选择电流采样电路、跨导放大器和跨阻放大器接入反馈环路，并且选择双环路反馈控制模式的频率补偿网络进行环路补偿，提高低压差线性稳压器的瞬态响应速度；当对功耗要求较为严格的时候，低压差线性稳压器将会关闭电流采样电路，关闭跨阻放大器，由跨导放大器直接接入环路，构成单环路电压反馈模式，并且选择单环路的频率补偿网络进行频率补偿，进一步降低了低压差线性稳压器的功耗。

技术领域

本发明涉及集成电路电源管理芯片技术领域， 尤其涉及一种提高瞬态响应速度的低压差线性稳压器。

背景技术

当今世界，电子产品已经成为了人们生活的必需品，而电源管理系统(PowerManagement Unit, PMU) 在消费类电子产品中的作用越来越重要，电源管理系统担负着对电能分配检测等职责。各种手机，平板电脑都依靠一个稳定的电源来保证它们正常工作，并提高其电池续航能力。在电源管理芯片中，低压差线性稳压器（LDO）的作用至关重要。低压差线性稳压器是电源管理系统中一个必不可少的模块，它的作用能为整个系统提供一个不受外界影响，输出纹波小，稳定可靠的电源电压。

瞬态响应速度是衡量低压差线性稳压器的主要性能指标，现有的低压差线性稳压器稳定建立时间需要20us左右。 在低功耗无线应用中，要求电源管理系统系统响应时间快，工作时间短，因此更高瞬态响应速度的低压差线性稳压器在实际的系统应用中备受青睐。低压差线性稳压器瞬态响应速度越快，低压差线性稳压器的建立时间越短，可以使得整个电源管理系统系统时序正常，输出电压更加稳定。

如图1所示，现有的低压差线性稳压器，该低压差线性稳压器通过电阻反馈网络构成一个负反馈闭环系统。当低压差线性稳压器输出端电压增大时，通过电阻反馈网络提供反馈信号，误差放大器同向输入端电压上升，并通过和误差放大器反向输入端的基准电压进行比较，调整误差放大器的输出信号，增大功率管的栅电压，降低低压差线性稳压器的输出电压；反之，当低压差线性稳压器输出端电压下降时，通过电阻反馈网络提供反馈信号，误差放大器同向输入端电压下降，并通过跟误差放大器反向输入端的基准电压进行比较，调整误差放大器的输出信号，减小功率管的栅电压，提高低压差线性稳压器的输出电压。由于环路只采用电压反馈模式，传统的低压差线性稳压器的瞬态响应速度较慢。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种双环路反馈控制模式和单环路电压反馈模式的低压差线性稳压器，能够提高低压差线性稳压器的瞬态响应速度，进一步减小低压差线性稳压器的建立时间。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的技术方案是：

一种提高瞬态响应速度的低压差线性稳压器，包括跨导放大器，跨阻放大器，电流采样电路，反馈电阻，开关和频率补偿网络，其中，电流采样电路由采样电流管与导通功率管构成，反馈电阻由第一反馈电阻和第二反馈电阻构成，开关由第一开关和第二开关构成，频率补偿网络由电阻和电容构成，分为第一频率补偿网络和第二频率补偿网络，在低压差线性稳压器中，跨导放大器的输出端与第一开关相连，并连接到跨阻放大器的反向输入端，同时跨导放大器的输出端与第二开关串联，并连接到导通功率管的栅极，跨阻放大器的同向输入端与采样电流管的漏级相连，跨阻放大器的输出端经过第一开关的同时与导通功率管与采样电流管的栅极相连，低压差线性稳压器工作时，跨导放大器的反向输入端接输出电压Vout经过第一反馈电阻与第二反馈电阻的电阻分压得到反馈电压Vfb，跨导放大器的同向输入端接基准电压Vref；