低压差线性稳压器及其频率补偿方法技术

本公开涉及电子电路领域，提供一种低压差线性稳压器及其频率补偿方法，能够实现动态零极点的线性跟随补偿。该低压差线性稳压器包括：功率管，该功率管包括栅极、作为低压差线性稳压器的电压输入端的输入端子和作为低压差线性稳压器的电压输出端的输出端子；放大器，该放大器的正相输入端与电压参考信号相连、输出端与功率管的栅极相连；负反馈电路，用于采集功率管的输出端子处的电压并将采集到的电压反馈给放大器的反相输入端；电流检测电路，用于检测流过功率管的电流，并将检测到的电流传输给频率补偿电路；频率补偿电路，用于基于电流检测电路检测到的电流来对放大器的输出端处的零点进行频率补偿。

Low dropout linear voltage regulator and frequency compensation method thereof

The present invention relates to the field of electronic circuits, and provides a low dropout linear voltage regulator and a frequency compensation method thereof, which can realize the linear following compensation of the dynamic zero pole. The low dropout linear regulator comprises a power tube, the output terminal voltage output of the power input terminal voltage input includes a gate, as of the end of the low dropout linear regulator and as a low dropout linear regulator end; amplifier inverting input terminal and the power grid reference signal, the output pressure is connected with a power tube connected to the amplifier; negative feedback circuit, the voltage at the output terminals for power collection tube and collected the voltage feedback to the inverting input of the amplifier; current detection circuit for detecting a current flowing through the power tube, and the current transfer to the detected frequency compensation circuit; frequency compensation circuit for frequency compensation based on zero current detection circuit detects to the output end of the amplifier at.

【技术实现步骤摘要】
低压差线性稳压器及其频率补偿方法
本公开涉及电子电路领域，具体地，涉及一种低压差线性稳压器及其频率补偿方法。
技术介绍
低压差线性稳压器(LowDropoutLinearRegulator，LDO)因具有成本低、输出电压的噪声和纹波性能好、需要的外围器件少等优点，而成为常用的一种电源管理芯片。图1示出了一种现有低压差线性稳压器的电路图，其给出了一种动态零极点跟随的频率补偿方案。其中，管子Mc工作在线性区，其等效电阻与电容Cc产生一个零点Zc。由于Mc的等效电阻与负载电流成反比关系，即负载电流增加，Mc的等效电阻减小，零点往高频处移动，负载电流减小，Mc的等效电阻增大，零点往低频处移动，因此Mc与Cc产生的零点Zc具有动态跟随负载变化的特性，从而可以实现动态补偿输出极点Pc的功能。然而，零点Zc与输出极点Pc并非线性跟随的关系，因此当负载范围比较大时，跟随特性就会很差，无法保证LDO的稳定性。具体分析如下：Mc与Cc产生的零点Zc为：其中，而输出极点Pc为：其中，可见，零点Zc与输出极点Pc并非线性跟随的关系，这导致当输出负载范围变化很大时，零点Zc无法在整个负载范围内跟随输出极点Pc，因此该方案只能适用于负载范围很小的情况。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种低压差线性稳压器及其频率补偿方法，其能够实现动态零极点线性跟随补偿，从而能够保证LDO在很大的负载范围内的稳定性。为了实现上述目的，本公开提供一种低压差线性稳压器，包括：功率管，该功率管包括栅极、作为所述低压差线性稳压器的电压输入端的输入端子和作为所述低压差线性稳压器的电压输出端的输出端子；放大器，该放大器的正相输入端与电压参考信号相连、输出端与所述功率管的栅极相连；负反馈电路，用于采集所述功率管的输出端子处的电压并将采集到的电压反馈给所述放大器的反相输入端；电流检测电路，用于检测流过所述功率管的电流，并将检测到的电流传输给频率补偿电路；所述频率补偿电路，用于基于所述电流检测电路检测到的电流来对所述放大器的输出端处的零点进行频率补偿。可选地，该低压差线性稳压器还包括连接在所述放大器的输出端与所述功率管的栅极之间的缓冲器，用于在所述低压差线性稳压器处于低负载状态时将所述放大器的输出端处的极点与所述低压差线性稳压器的电压输出端处的极点分离。可选地，所述缓冲器还用于接收所述电流检测电路检测到的电流，以利用检测到的电流来调整所述缓冲器的输出端处的极点。可选地，所述频率补偿电路包括串联连接的补偿电容和补偿电阻。可选地，所述补偿电阻为工作在线性区的半导体晶体管。可选地，所述电流检测电路包括电流检测管和电流镜，其中：所述电流检测管，用于检测流过所述功率管的电流；所述电流镜，用于将所述电流检测管检测到的电流传输给所述频率补偿电路。可选地，所述功率管为NMOS管。根据本公开的又一实施例，还提供一种用于低压差线性稳压器的频率补偿方法，该方法包括：采集功率管的输出端子处的电压，其中所述功率管的输出端子被作为所述低压差线性稳压器的电压输出端；将电压参考信号和采集到的功率管的输出端子处的电压分别输入到放大器的正相输入端和反相输入端；利用所述放大器的输出端处的电压来控制所述功率管的栅极，使得所述功率管的输出端子处的电压达到稳定；检测流过所述功率管的电流；以及基于检测到的电流来对所述放大器的输出端处的零点进行频率补偿。可选地，该方法还包括：利用连接在所述放大器的输出端与所述功率管的栅极之间的缓冲器，在所述低压差线性稳压器处于低负载状态时将所述放大器的输出端处的极点与所述低压差线性稳压器的电压输出端处的极点分离。可选地，该方法还包括：将检测到的电流传输给所述缓冲器，以调整所述缓冲器的输出端处的极点。通过上述技术方案，由于电流检测电路能够检测流过功率管的电流，频率补偿电路则基于电流检测电路检测到的电流对放大器的输出端处的零点进行频率补偿，因此能够使得放大器的输出端处的零点与流过功率管的电流成比例关系，进而实现了放大器的输出端处的零点与低压差线性稳压器的输出端子处的极点的动态线性跟随，保证了低压差线性稳压器在很大的负载变化范围内的稳定性，满足了现代电子设备对大负载范围的需求。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1示出了一种现有低压差线性稳压器的电路图。图2是根据本公开一种实施例的低压差线性稳压器的示意框图。图3是根据本公开又一实施例的低压差线性稳压器的电路图。图4是根据本公开又一实施例的低压差线性稳压器的电路图。图5是根据本公开又一实施例的低压差线性稳压器的电路图。图6是根据本公开一种实施例的用于低压差线性稳压器的频率补偿方法的流程图。具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。根据本公开的一种实施例，提供一种低压差线性稳压器，如图2所示，该低压差线性稳压器包括功率管Npower、放大器10、负反馈电路20、电流检测电路30和频率补偿电路40，其中：功率管Npower包括栅极、作为低压差线性稳压器的电压输入端的输入端子PVDD和作为低压差线性稳压器的电压输出端的输出端子C；放大器10的正相输入端Vref与电压参考信号相连、输出端与功率管Npower的栅极相连；负反馈电路20用于采集功率管Npower的输出端子C处的电压并将采集到的电压反馈给放大器20的反相输入端Vfb；电流检测电路30用于检测流过功率管Npower的电流，并将检测到的电流传输给频率补偿电路40；频率补偿电路40用于基于电流检测电路30检测到的电流来对放大器10的输出端A处的零点进行频率补偿。通过上述技术方案，由于电流检测电路30能够检测流过功率管Npower的电流，频率补偿电路40则基于电流检测电路30检测到的电流对放大器10的输出端A处的零点进行频率补偿，因此能够使得放大器10的输出端A处的零点与流过功率管Npower的电流成比例关系，进而实现了放大器10的输出端A处的零点与低压差线性稳压器的输出端子C点处的极点的动态线性跟随，保证了低压差线性稳压器在很大的负载变化范围内的稳定性，满足了现代电子设备对大负载范围的需求。在一种可能的实施方式中，图2所示的低压差线性稳压器可以通过图3所示的电路来实现。如图3所示，频率补偿电路40可以包括串联连接的补偿电容Cc和补偿电阻Ncomp。当然，本领域技术人员应当理解的是，图3所示的频率补偿电路40仅是示例。实际上，本公开实施例不对频率补偿电路40的具体实现形式进行限制，只要其能够实现基于流过功率管Npower的电流来对放大器10的输出端A处的零点进行补偿并使得A处的零点动态地线性跟随节点C处的极点即可。在一种可能的实现方式中，图3中的补偿电阻Ncomp可以为工作在线性区的半导体晶体管。依据实际的电路设计，用作补偿电阻的半导体晶体管可以是MOS管或者三极管，其导电类型既可以是N型的，也可以是P型的。另外，如图3所示，电流检测电路30可以包括电流检测管Nsen和由MOS管P0、P1构成的电流镜，其中：电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压差线性稳压器，其特征在于，该低压差线性稳压器包括：功率管，该功率管包括栅极、作为所述低压差线性稳压器的电压输入端的输入端子和作为所述低压差线性稳压器的电压输出端的输出端子；放大器，该放大器的正相输入端与电压参考信号相连、输出端与所述功率管的栅极相连；负反馈电路，用于采集所述功率管的输出端子处的电压并将采集到的电压反馈给所述放大器的反相输入端；电流检测电路，用于检测流过所述功率管的电流，并将检测到的电流传输给频率补偿电路；所述频率补偿电路，用于基于所述电流检测电路检测到的电流来对所述放大器的输出端处的零点进行频率补偿。

【技术特征摘要】
1.一种低压差线性稳压器，其特征在于，该低压差线性稳压器包括：功率管，该功率管包括栅极、作为所述低压差线性稳压器的电压输入端的输入端子和作为所述低压差线性稳压器的电压输出端的输出端子；放大器，该放大器的正相输入端与电压参考信号相连、输出端与所述功率管的栅极相连；负反馈电路，用于采集所述功率管的输出端子处的电压并将采集到的电压反馈给所述放大器的反相输入端；电流检测电路，用于检测流过所述功率管的电流，并将检测到的电流传输给频率补偿电路；所述频率补偿电路，用于基于所述电流检测电路检测到的电流来对所述放大器的输出端处的零点进行频率补偿。2.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器，其特征在于，该低压差线性稳压器还包括连接在所述放大器的输出端与所述功率管的栅极之间的缓冲器，用于在所述低压差线性稳压器处于低负载状态时，将所述放大器的输出端处的极点与所述低压差线性稳压器的电压输出端处的极点分离。3.根据权利要求2所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述缓冲器还用于接收所述电流检测电路检测到的电流，以利用检测到的电流来调整所述缓冲器的输出端处的极点。4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述频率补偿电路包括串联连接的补偿电容和补偿电阻。5.根据权利要求4所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述补偿电阻为工作在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈进，
申请(专利权)人：北京松果电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11