一种提高瞬态响应的低压差线性稳压器制造技术

本发明专利技术公开了一种提高瞬态响应的低压差线性稳压器，包括：比较模块、缓冲模块、功率开关管、反馈网络、检测模块和输出控制模块；反馈网络，用于将LDO的输出电压，输出反馈电压至比较模块的第一输入端；比较模块，用于比较反馈电压和基准电压，基于比较的结果经缓冲模块控制功率开关管的导通或截止；检测模块，用于检测LDO是否产生过冲电压；当LDO产生过冲电压时发送驱动信号至输出控制模块；输出控制模块，用于在接收到驱动信号时，对输出电压进行放电，减小了输出的过冲电压，缩短了电压的恢复时间，提高了瞬态响应的效率和效果。

A low differential pressure linear regulator for improving transient response

The invention discloses a low-voltage differential linear voltage regulator for improving transient response, which comprises a comparison module, a buffer module, a power switch, a feedback network, a detection module and an output control module; a feedback network for outputting the output voltage of the LDO to the first input of the comparison module; a comparison module for comparing the feedback voltage and the reference voltage based on the comparison The output control module is used to discharge the output voltage when receiving the drive signal, reduce the output overshoot voltage, shorten the recovery time of the voltage, and raise The efficiency and effect of transient response are improved.

【技术实现步骤摘要】
一种提高瞬态响应的低压差线性稳压器
本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种提高瞬态响应的低压差线性稳压器。
技术介绍
低压差线性稳压器(Low-dropoutregulator，LDO)，又称低压差稳压器、低压降稳压器，是线性直流稳压器的一种，用途是提供稳定的直流电压电源。相比于一般线性直流稳压器，LDO能于更小输出输入电压差的情况下工作。虽然现有的LDO在负载发生跳变时，能够快速稳定输出的电压，实现稳压输出，但当负载电流从满载跳变到空载时，现有的LDO对输出电压的下拉能力仍然较弱，易产生很大的过冲电压。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供了一种提高瞬态响应的低压差线性稳压器，能够解决现有技术中负载电流从满载跳变到空载时易产生很大的过冲电压的问题。本申请实施例提供了一种提高瞬态响应的低压差线性稳压器，包括：比较模块、缓冲模块、功率开关管、反馈网络、检测模块和输出控制模块；所述比较模块的第一输入端经所述反馈网络连接所述低压差线性稳压器LDO的输出端，所述比较模块的第二输入端连接基准电压，所述比较模块的输出端经所述缓冲模块连接所述功率开关管的栅极；所述功率开关管的源极连接电源电压，所述功率开关管的漏极为所述LDO的输出端；所述反馈网络，用于将所述LDO的输出电压，输出反馈电压至所述比较模块的第一输入端；所述比较模块，用于比较所述反馈电压和所述基准电压，基于比较的结果经所述缓冲模块控制所述功率开关管的导通或截止；所述检测模块，用于检测所述LDO是否产生过冲电压；当所述LDO产生过冲电压时发送驱动信号至所述输出控制模块；所述输出控制模块，用于在接收到所述驱动信号时，对所述输出电压进行放电。可选的，所述检测模块，包括：耦合电容、第一开关管和辅助开关管；所述耦合电容的两端分别连接在LDO的输出端和所述第一开关管的控制端；所述第一开关管的第一端连接所述输出控制模块的控制端，所述第一开关管的第二端接地；所述辅助开关管的第一端连接所述供电电源，所述辅助开关管的第二端连接所述第一开关管的第一端，所述辅助开关管的控制端连接所述第一开关管的第一端。可选的，还包括：偏置电路；所述偏置电路，用于为所述第一开关管提供偏置电压。可选的，所述偏置电路，包括：第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第一PMOS管和第二PMOS管；所述第一NMOS管的漏极连接所述供电电源和所述第一NMOS管的栅极，所述第一NMOS管的源极连接所述第二NMOS管的源极，所述第一NMOS管的栅极连接所述第二NMOS管的栅极；所述第二NMOS管的漏极连接所述第一PMOS管的漏极，所述第二NMOS管的源极连接所述第三NMOS管的源极；所述第一PMOS管的栅极连接所述第一PMOS管的漏极，所述第一PMOS管的源极连接所述第二PMOS管的源极；所述第二PMOS管的漏极连接所述第四NMOS管的漏极，所述第二PMOS管的栅极连接所述第一PMOS管的栅极；所述第四NMOS管的栅极连接所述第四NMOS管的漏极，所述第四NMOS管的源极连接所述第三NMOS管的漏极；所述第三NMOS管的栅极连接所述第四NMOS管的栅极，所述第三NMOS管的漏极连接所述第一开关管的控制端。可选的，所述输出控制模块，包括：第四开关管、第五开关管和第六开关管；所述第四开关管的控制端连接所述检测模块的输出端，所述第四开关管的第一端连接所述供电电源，所述第四开关管的第二端连接所述第五开关管的第一端；所述第五开关管的控制端连接所述第五开关管的第一端和所述第六开关管的控制端，所述第五开关管的第二端接地；所述第六开关管的第一端连接所述LDO的输出端，所述第六开关管的第二端接地。可选的，还包括：开关管控制模块；所述检测模块，还用于当所述LDO产生过冲电压时发送驱动信号至所述开关管控制模块；所述开关管控制模块，用于在接收到所述驱动信号时，控制所述功率开关管截止。可选的，所述开关管控制模块，包括：第二开关管和/或第三开关管；所述第二开关管的第一端连接所述供电电源，所述第二开关管的第二端连接所述功率开关管的栅极，所述第二开关管的控制端连接所述检测模块的输出端；所述第三开关管的第一端连接所述供电电源，所述第三开关管的第二端连接所述缓冲模块的控制端，所述第三开关管的控制端连接所述检测模块的输出端。可选的，所述缓冲模块，包括：第三PMOS管和第四PMOS管；所述第三PMOS管的栅极连接偏置电压，所述第三PMOS管的源极连接所述供电电源，所述第三PMOS管的漏极连接所述第四PMOS管的源极；所述第四PMOS管的栅极连接所述比较模块的输出端和所述第三开关管的第二端，所述第四PMOS管的漏极接地，所述第四PMOS管的源极连接所述功率开关管的栅极。可选的，所述比较模块为折叠式共源共栅放大器；所述低压差线性稳压器还包括：第一补偿电容、第二补偿电容和补偿电阻；所述第一补偿电容的第一端连接所述比较模块的输出端，所述第一补偿电容的第二端经所述补偿电阻接地；所述第二补偿电容连接在所述折叠式共源共栅放大器的折叠点和所述LDO的输出端之间。与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：在本申请实施例中，供电电源经功率开关管输出LDO的输出电压，LDO的输出电压经反馈网络反馈至比较模块，比较模块基于该反馈的电压和基准电压经缓冲模块控制功率开关管的导通和截止，使得LDO的输出电压维持稳定。缓冲模块可以提高负载跳变时LDO的瞬态响应。检测模块用于检测是否产生过冲电压，在产生过冲电压时发送驱动信号至输出控制模块，以使输出控制模块在接收到驱动信号时对LDO的输出电压进行放电，减小了输出的过冲电压，缩短了电压的恢复时间，提高了瞬态响应的效率和效果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为现有的一种LDO的电路拓扑；图2为本申请实施例提供的一种低压差线性稳压器的结构示意图；图3为本申请实施例提供的另一种低压差线性稳压器的结构示意图；图4为本申请实施例提供的另一种低压差线性稳压器的结构示意图；图5a为本申请实施例提供的一种偏置电路的电路拓扑；图5b为本申请实施例提供的另一种偏置电路的电路拓扑；图6为本申请实施例提供的又一种偏置电路的电路拓扑；图7为本申请实施例提供的另一种低压差线性稳压器的结构示意图；图8为本申请实施例提供的一种低压差线性稳压器的电路拓扑；图9为图8对应的小信号模型示意图。具体实施方式...

【技术保护点】
1.一种提高瞬态响应的低压差线性稳压器，其特征在于，包括：比较模块、缓冲模块、功率开关管、反馈网络、检测模块和输出控制模块；/n所述比较模块的第一输入端经所述反馈网络连接所述低压差线性稳压器LDO的输出端，所述比较模块的第二输入端连接基准电压，所述比较模块的输出端经所述缓冲模块连接所述功率开关管的栅极；/n所述功率开关管的源极连接电源电压，所述功率开关管的漏极为所述LDO的输出端；/n所述反馈网络，用于将所述LDO的输出电压，输出反馈电压至所述比较模块的第一输入端；/n所述比较模块，用于比较所述反馈电压和所述基准电压，基于比较的结果经所述缓冲模块控制所述功率开关管的导通或截止；/n所述检测模块，用于检测所述LDO是否产生过冲电压；当所述LDO产生过冲电压时发送驱动信号至所述输出控制模块；/n所述输出控制模块，用于在接收到所述驱动信号时，对所述输出电压进行放电。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高瞬态响应的低压差线性稳压器，其特征在于，包括：比较模块、缓冲模块、功率开关管、反馈网络、检测模块和输出控制模块；
所述比较模块的第一输入端经所述反馈网络连接所述低压差线性稳压器LDO的输出端，所述比较模块的第二输入端连接基准电压，所述比较模块的输出端经所述缓冲模块连接所述功率开关管的栅极；
所述功率开关管的源极连接电源电压，所述功率开关管的漏极为所述LDO的输出端；
所述反馈网络，用于将所述LDO的输出电压，输出反馈电压至所述比较模块的第一输入端；
所述比较模块，用于比较所述反馈电压和所述基准电压，基于比较的结果经所述缓冲模块控制所述功率开关管的导通或截止；
所述检测模块，用于检测所述LDO是否产生过冲电压；当所述LDO产生过冲电压时发送驱动信号至所述输出控制模块；
所述输出控制模块，用于在接收到所述驱动信号时，对所述输出电压进行放电。


2.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述检测模块，包括：耦合电容、第一开关管和辅助开关管；
所述耦合电容的两端分别连接在LDO的输出端和所述第一开关管的控制端；
所述第一开关管的第一端连接所述输出控制模块的控制端，所述第一开关管的第二端接地；
所述辅助开关管的第一端连接所述供电电源，所述辅助开关管的第二端连接所述第一开关管的第一端，所述辅助开关管的控制端连接所述第一开关管的第一端。


3.根据权利要求2所述的低压差线性稳压器，其特征在于，还包括：偏置电路；
所述偏置电路，用于为所述第一开关管提供偏置电压。


4.根据权利要求3所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述偏置电路，包括：第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第一PMOS管和第二PMOS管；
所述第一NMOS管的漏极连接所述供电电源和所述第一NMOS管的栅极，所述第一NMOS管的源极连接所述第二NMOS管的源极，所述第一NMOS管的栅极连接所述第二NMOS管的栅极；
所述第二NMOS管的漏极连接所述第一PMOS管的漏极，所述第二NMOS管的源极连接所述第三NMOS管的源极；
所述第一PMOS管的栅极连接所述第一PMOS管的漏极，所述第一PMOS管的源极连接所述第二PMOS管的源极；
所述第二PMOS管的漏极连接所述第四NMOS管的漏极，所述第二PMOS管的栅极连接所述第一PMOS管的栅极；
所述第四NMOS管的栅极连接所述第四NMOS...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞，王乾乾，黄策策，霍宗亮，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11