低压差稳压器及其负载电流跟踪补偿方法技术

一种低压差稳压器，包括：误差放大器，其包括正输入端、负输入端与输出端，正输入端与负输入端之一连接基准电压；输出电路，连接误差放大器的输出端以及外部负载，配置为生成输出电流与输出电压至外部负载；电流跟踪电路，与输出电路连接，电流跟踪电路配置为接收输出电流并生成跟踪输出电流的跟踪电流；负载跟踪补偿电路，与电流跟踪电路及输出电路相连，负载跟踪补偿电路配置为根据跟踪电流而生成控制电压，并将控制电压送至输出电路。本发明专利技术还提供一种低压差稳压器的负载电流跟踪补偿方法。

Low dropout voltage regulator and load current tracking compensation method thereof

A low dropout voltage regulator includes an error amplifier, which comprises a positive input and a negative input end and the output end and the positive input end and a negative input connected to one of the reference voltage; the output circuit, connecting the error amplifier output and the external load, configured to generate the output current and the output voltage to an external load current tracking circuit; that is connected with the output circuit, current tracking circuit is configured to receive the output current and the output current of the current generation of tracking tracking; load tracking compensation circuit is connected with the current tracking circuit and the output circuit, load tracking compensation circuit is configured to generate a control voltage according to the current tracking, and the control voltage to the output circuit. The invention also provides a load current tracking compensation method of a low dropout voltage stabilizer.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低压差稳压器。特别地，涉及一种可以跟踪补偿负载电流的低压差稳压器，以及相应的负载电流的跟踪补偿方法。
技术介绍
高性能的电源电路中经常使用低压差稳压器(LowDrop-outVoltageRegulator，LDO)作为电源变换器，其具有高效率、低噪声的特点。由于LDO的这些特点，其被广泛应用在各种设备上，如移动电话、仪器仪表、便携式计算机等。典型的LDO包括误差放大器、输出级与取样反馈电路。取样反馈电路对输出级所产生的输出电压进行取样，并反馈给误差放大器，从而形成对LDO的电压反馈回路，使LDO的输出达到稳定。在应用中，LDO的输出电流会由于实际连接的负载的不同而产生变化。特别地，在一些应用中，负载的实际变化范围较大，对于给定的LDO来说，这将会导致其输出电流的波动范围超出其回路的稳定工作范围，并且，负载与LDO本身控制回路之间也存在互相干扰。在这些情况下，LDO的频率响应会受到负载的影响，并且进而影响到LDO输出的稳定性。
技术实现思路
从而，有必要提供一种可以根据负载电流的实际情况而提升输出稳定性的低压差稳压器。此外，还有必要提供一种相应的低压差稳压器的负载电流跟踪补偿方法。一种低压差稳压器，包括：误差放大器，其包括正输入端、负输入端与输出端，所述正输入端与负输入端之一连接基准电压；输出电路，连接所述误差放大器的输出端以及外部负载，配置为生成输出电流与输出电压至外部负载；电流跟踪电路，与所述输出电路连接，所述电流跟踪电路配置为接收所述输出电流并生成跟踪所述输出电流的跟踪电流；负载跟踪补偿电路，与所述电流跟踪电路及所述输出电路相连，所述负载跟踪补偿电路配置为根据所述跟踪电流而生成控制电压，并将所述控制电压送至所述输出电路。一种低压差稳压器的负载电流跟踪补偿方法，所述低压差稳压器包括误差放大器与输出电路，所述跟踪补偿方法包括：接收所述输出电路的输出电流，并生成跟踪所述输出电流的跟踪电流；根据所述跟踪电流而生成控制电压，并将所述控制电压送至所述输出电路。从而，根据本专利技术的低压差稳压器及其负载电流的跟踪补偿方法，可以在低压差稳压器接入负载的情况下，基于负载电流的变化适应性地调节对于输出电路所进行的补偿，从而使得低压差稳压器的频率响应特性得以提升，并提高了低压差稳压器在接入较大、较小负载的情况下的稳定性。附图说明以下将结合附图对于本专利技术的实施方式进行进一步描述，其中：图1为一种实施方式的低压差稳压器的结构示意图；图2为一种实施方式的LDO的负载跟踪补偿电路的电路结构示意图；图3为具有负载电流跟踪补偿的LDO的小信号模型；图4为一种实施方式的LDO的直流功能波形图；图5为LDO的电流回路的频率响应的波特图；图6为LDO的电压回路的频率补偿的波特图；图7为一种实施方式的LDO的负载电流跟踪的方法的流程图。具体实施方式图1所示的是一种实施方式的低压差稳压器的结构示意。该低压差稳压器(LDO)100包括误差放大器102、输出电路104、电流跟踪电路106、负载跟踪补偿电路108等。误差放大器102包括正输入端、负输入端与输出端。其中，误差放大器102的正输入端连接基准电压Vref，输出端耦接输出电路104。在一种实施方式中，基准电压Vref是由带隙基准电压源(图未示)所提供的，该带隙基准电压源可以实现为各种已知的方式。输出电路104连接到误差放大器102的输出端，用以接收误差放大器102的输出，并据以输出相应的输出电流与输出电压。输出电路104的输出电流Iout与输出电压Vout作为该LDO100的输出电流与输出电压而提供给外部负载。在一种可选的实施方式中，该输出电路104可以实施为一个晶体管，例如MOS晶体管，其栅极连接误差放大器102的输出端，接收误差放大器102的输出以作为该晶体管的栅极电压Vgate。从而，该晶体管的源极或漏极即可输出作为该LDO100的输出的输出电流Iout与输出电压Vout。如图1所示，在另一种实施方式中，在该误差放大器102与输出电路104之间，还可以连接缓冲级电路110，用于对误差放大器102的输出进行缓冲及/或放大。应当理解的是，该缓冲级电路110仅在本实施方式中示出为可选的，并不必然应当包括在LDO100的结构中。在输出电路104的输出与误差放大器102的负输入端之间，还连接有电压反馈电路112。电压反馈电路112接收输出电路104的输出电压Vout，对输出电压Vout进行取样，并将取样电压馈送到误差放大器102的负输入端。从而，通过该电压反馈电路112，形成了误差放大器102的闭环反馈。如图1所示，在一种可选的实施方式中，电压反馈电路112可以实现为由电阻R1、R2串联的形式，电阻R1、R2之间的节点连接到误差放大器102的负输入端。应当理解的是，根据实际的电路及各元件的配置，误差放大器102的正输入端、负输入端可以进行互换，而不必然实施为图1中的连接方式。电流跟踪电路106包括电流镜像电路162、放大电路164以及跟踪发生电路166。如图1所示，电流镜像电路162可以实现为与输出电路104的晶体管具有相同或者成比例的参数的晶体管，其连接为与输出电路104的晶体管形成镜像，从而在电流镜像电路162的晶体管的源极或漏极输出与输出电流Iout构成镜像的感测电流Isns。放大电路164的一端连接在电流镜像电路162的输出端，用于接收电流镜像电路162所输出的感测电流Isns，并据以生成相应的反馈控制电压。在图1所示的实施方式中，放大电路164包括具有相同参数的两个晶体管T1、T2。晶体管T1、T2的栅极互相连接，晶体管T1的源极与漏极中的一个连接至输出电路104的晶体管的输出所述输出电压Vout的一端，另一个则与晶体管T1的栅极相连。晶体管T2的源极或漏极中的一个与电流镜像电路162的用于输出感测电流Isns的输出端相连，并在其源极或漏极中的另一个上生成该反馈控制电压。通过该放大电路164所生成的反馈控制电压可以反映感测电流Isns，从而使得反馈控制电压可以用于该LDO100的电流反馈回路。跟踪发生电路166连接在电流镜像电路162的输出端上，用以接收所述感测电流Isns，并生成跟踪电流Itrack以提供给负载跟踪补偿电路108。应当理解的是，跟踪电流Itrack反映了该LDO100在接有负载的情况下的电流输出情况。根据图1中所示的实施方式，跟踪发生电路166包括栅极相连的晶体管T3与T4，晶体管T3的栅极连接放大电路164的输出反馈控制电压的一端，并且也与晶体管T4的栅极相连，从而可以由晶体管T3与T4的栅极将该反馈控制电压VI_ctrl引出，以提供给LDO100的电流反馈回路。晶体管T3的源极或漏极中的一个连接电流镜像电路162的输出，以接收所述感测电流Isns。晶体管T4可以与晶体管T3连接为镜像，从而在晶体管T4的与晶体管T3连接到电流镜像电路162的输出的一端互为镜像的源极或漏极之一上，输出与所述感测电流Isns成镜像的跟踪电流Itrack。负载跟踪补偿电路108连接在电流跟踪电路106与输出电路104之间。负载跟踪补偿电路108配置为接收前述的跟踪电流Itrack与反馈控制电压VI_ctrl，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压差稳压器，其特征在于，包括：误差放大器，其包括正输入端、负输入端与输出端，所述正输入端与负输入端之一连接基准电压；输出电路，连接所述误差放大器的输出端以及外部负载，配置为生成输出电流与输出电压至外部负载；电流跟踪电路，与所述输出电路连接，所述电流跟踪电路配置为接收所述输出电流并生成跟踪所述输出电流的跟踪电流；负载跟踪补偿电路，与所述电流跟踪电路及所述输出电路相连，所述负载跟踪补偿电路配置为根据所述跟踪电流而生成控制电压，并将所述控制电压送至所述输出电路。

【技术特征摘要】
1.一种低压差稳压器，其特征在于，包括：误差放大器，其包括正输入端、负输入端与输出端，所述正输入端与负输入端之一连接基准电压；输出电路，连接所述误差放大器的输出端以及外部负载，配置为生成输出电流与输出电压至外部负载；电流跟踪电路，与所述输出电路连接，所述电流跟踪电路配置为接收所述输出电流并生成跟踪所述输出电流的跟踪电流；负载跟踪补偿电路，与所述电流跟踪电路及所述输出电路相连，所述负载跟踪补偿电路配置为根据所述跟踪电流而生成控制电压，并将所述控制电压送至所述输出电路。2.根据权利要求1所述的低压差稳压器，其特征在于：进一步包括带隙基准电压源，所述基准电压由带隙基准电压源提供。3.根据权利要求1所述的低压差稳压器，其特征在于：所述输出电路为晶体管，所述误差放大器的输出端连接所述晶体管的栅极，所述晶体管的源极和漏极之一配置为输出所述输出电流和所述输出电压。4.根据权利要求1所述的低压差稳压器，其特征在于：进一步包括电压反馈电路，所述电压反馈电路连接所述输出电路并接收所述输出电压，所述电压反馈电路配置为对所述输出电压进行取样以生成取样电压，并将所述取样电压送至所述误差放大器的正输入端与负输入端之一。5.根据权利要求1所述的低压差稳压器，其特征在于：所述电流跟踪电路包括电流镜像电路与跟踪发生电路；所述电流镜像电路配置为与所述输出电路形成镜像，并基于所述输出电流而镜像地生成感测电流；所述跟踪发生电路配置为接收所述感测电流，以生成所述跟踪电流。6.根据权利要求5所述的低压差稳压器，其特征在于：所述输出电路包括输出晶体管，所述电流镜像电路包括镜像晶体管，所述输出晶体管与所述镜像晶体管的栅极互相连接，所述镜像晶体管的源极或漏极之一配置为输出所述感测电流；所述跟踪发生电路包括第三晶体管与第四晶体管，所述第三晶体管
\t与所述第四晶体管的栅极互相连接；所述第三晶体管的源极或漏极之一配置为接收所述感测电流；所述第四晶体管的源极或漏极之一配置为输出所述跟踪电流。7.根据权利要求5所述的低压差稳压器，其特征在于：所述电流跟踪电路进一步包括放大电路，所述放大电路配置为接收所述电流镜像电路所生成的感测电流，并据以生成相应的反馈控制电压。8.根据权利要求7所述的低压差稳压器，其特征在于：所述放大电路包括第一晶体管与第二晶体管，所述第一晶体管与第二晶体管的栅极互相连接；所述第一晶体管的源极或漏极其中一个连接所述输出电路的输出端，另一个连接所述第一晶体管的栅极；所述第二晶体管的源极或漏极其中一个连接所述电流镜像电路的输出所述感测电流的一端，另一个配置为输出所述反馈控制电压。9.根据权利要求1所述的低压差稳压器，其特征在于：所述负载跟踪补偿电路包括电流补偿电路，所述电流补偿电路包括第一电容、第二电容与开关电路，所述第二电容与所述开关电路串联后与所述第一电容并联；所述开关电路接入所述跟踪电流，并根据跟踪电流控制所述开关电路的开闭。10.根据权利要求9所述的低压差稳压器，其特征在于，所述开关电路包括开关晶体管，所述开关晶体管的栅极接入所述跟踪电流，所述开关晶体管的漏极与源极的其中一个连接所述第二电容，另一个配置为连接所述第一电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：卿健，万明亮，黄水文，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL