一种低压降稳压器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种低压降稳压器，该低压降稳压器包括误差放大器（１１０）、动态偏置电路（１４０）、驱动电路（１２０）、反馈电路（１３０）以及补偿回路（１５０），同时，该低压降稳压器还包括一个零点发生器（１６０）。由于加入了新的结构：零点发生器（１６０），本实用新型专利技术的低压降稳压器在负载比较大的情况下，可以相应的调节补偿电容的大小以提供高效率的补偿，同时由于零点发生器为低压降稳压器系统提供了一个内部零点，可以有效的避免右半平面共轭极点的出现，从而使低压降稳压器稳定的工作。阻尼因子调整电路可进一步优化该系统的稳定性。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于低压降稳压器补偿的补偿装置，尤其是一种用于增强低压降稳压器补偿的补偿装置及采用该补偿装置的低压降稳压器。
技术介绍
如今低压降稳压器(LDO)越来越广泛地用于各种电子设备中，而随着低压降稳压器的广泛应用，不论是在设计上，还是在工业生产中，我们对低压降稳压器的要求也越来越高。其中，低压降稳压器的稳定性至关重要，而其响应速度、负载的范围也是一个很重要的指标。图1所示为一个典型的低压降稳压器结构。图2所示为一个典型的低压降稳压器电路图。通常，最基本的低压降稳压器由一个误差放大器110、驱动电路120以及反馈电路130组成。误差放大器110的两个输入端分别接收一个预选设定的参考电压和从反馈电路130接收一个反馈电压，该差值被放大后被输送至驱动电路120；驱动电路120通常由一个旁通元件(MPASS管)组成，它根据误差放大器110的输出调整输出电流，同时为低压降稳压器的负载(图中未示出)提供足够的功率；而反馈电路130对低压降稳压管的输出电压进行分压，给误差放大器110提供一个可以反映当前输出电压的反馈电压。一般情况下，这样的低压降稳压器结构响应速度较低而且不够稳定。为了解决这一问题，在现在的多数低压降稳压器中，都包括有一个连接在误差放大器110和驱动电路120之间的动态偏置电路140。动态偏置电路的加入有效的提高了低压降稳压器的响应速度，但同时我们需要同时增加一个补偿回路150以使该低压降稳压器比较稳定的工作。通常，该补偿电路150由一个电容Cc10组成(例如由GARM于1998年10月6日申请的题为《有源补偿电容乘法器》的第09/167506号美国专利申请)。由于这个跨接在误差放大器和低压降稳压器输出级之间的电容产生一种米勒效应，我们也称该电容为米勒电容。这个米勒电容的加入，可以给低压降稳压器提供有效的米勒补偿，在系统负载比较稳定的情况下，我们可以通过系统方程，计算出该米勒电容的大小，我们通过调整米勒电容的大小，从而使低压降稳压器稳定的工作。然而，由于该补偿电路的插入，使得低压降稳压器的稳定性受到了影响。实验证明，在一定的情况下，尤其是在电容性负载范围较大并且输出电流较大的情况下，这样的低压降稳压器结构往往是不稳定的。因此，需要一种可克服上述缺点，提供一种可负载较大范围、能够提供高效率补偿同时工作稳定的低压降稳压器。
技术实现思路
为了达到上述目的，提供一种可负载较大范围、能够提供高效率补偿同时工作稳定的低压降稳压器。本技术提供了一种低压降稳压器，该低压降稳压器包括误差放大器、动态偏置电路、驱动电路、反馈电路以及补偿回路，同时，该低压降稳压器还包括一个零点发生器。由于加入了新的结构零点发生器，本技术的低压降稳压器在较大的负载范围情况下，可以有效地消除米勒电容所引起的右半平面的共轭极点，使低压降稳压器稳定的工作，同时提供高效率的补偿。本技术提供了一种低压降稳压器，该低压降稳压器包括误差放大器、动态偏置电路、驱动电路、反馈电路、补偿回路以及一个零点发生器，同时，该低压降稳压管还包括一个阻尼因子调整电路。用于调整低压降稳压器系统的阻尼因子，优化低压降稳压器的频率响应特性。附图说明为了要更好地了解本技术的其它目的、特征及优点，应参考附图来阅读以下的具体实施方式，其中相同的标号代表相同的组件图1所示为一个典型的低压降稳压器结构；图2所示为一个典型的低压降稳压器电路图；图3所示为一个典型的低压降稳压器电路图的频率响应图；图4所示为一个的典型低压降稳压器结构的根轨迹图；图5所示为本技术的带有零点发生器的一个低压降稳压器结构；图6所示为本技术的低压降稳压器结构的根轨迹图；图7所示为本技术的带有零点发生器的一个低压降稳压器电路图；图8所示为本技术的低压降稳压器电路图的频率响应图； 图9所示为本技术的一个带有阻尼因子调整电路的低压降稳压器电路图；具体实施方式为了能更清楚地说明本技术的原理，这里我们有必要研究一下造成低压降稳压器不稳定的原因。低压降稳压器为一负反馈系统，因此需要频率补偿以确保系统稳定。对于一个反馈系统来说，必须满足三个条件，我们才认为这个系统是稳定的。首先，根据反馈系统的根轨迹理论，只要一个系统存在右半平面的极点，则这个系统是不稳定的。那么，一个稳定的低压降稳压器，首先其极点和零点都必须处在左半平面。其次，如果系统的开环传递函数没有足够的相位裕度，输出也会发生振荡。要确保系统稳定，必须维持足够的相位裕度，通常我们认为相位裕度小于45度的系统是不稳定的。最后，要确保系统稳定，必须维持足够的幅度余量，通常我们认为一个稳定的系统要维持小于-12dB的幅度余量。我们可利用软件绘出完整的开环频率响应，检查其相位裕度和幅度余量是否足够。而系统的极点和零点坐标也可以通过软件模拟出来。一般低压降稳压器的频率响应，如图3所示。这是带有动态偏置电路140和补偿回路150的低压降稳压器的频率响应模拟图。我们使用图2所示的电路对该结构进行模拟分析，其中Cc10为30pf。从图3中很明显的看到，该系统存在一对右半平面的极点(71.9061k，-463.6408k)和(71.9061k，463.6408k)。显然这样的系统是不稳定的。为什么会出现这样的情况呢？根据根轨迹理论，当回路形成时，左半平面的两个极点将成对地向彼此移动从而形成一对共轭极点。在补偿电容Cc10的作用下，这对共轭极点将会继续运动，它们的运动轨迹是不确定的，图4所示为这对共轭极点的各种运动轨迹之中的一种，可以很明显地看出，这对共轭极点是朝坐标轴的右半平面运动的，可以预料的是，在一定的条件下，这对共轭极点可能会穿越左半平面，从而出现右半平面的共轭极点。图3就是一个例证。实验证明，在电容性负载范围较大并且输出电流较大的情况下，容易出现右半平面的共轭极点。这对共轭极点的出现，使系统的稳定性受到了影响，为了消除这种影响，最直接的办法就是防止这种共轭极点的出现。图5所示为本技术的一个低压降稳压器结构，和图1不同的是，本技术在此基础上增加了一个新的装置零点发生器160，其作用在于为低压降稳压器提供一个内部零点。如图6所示，在产生一个零点之后，原来的两个极点的运动轨迹被改变了。左边的极点将开始向新产生的零点运动，虽然我们不能判定另外一个极点的运动情况，但很显然，在这种情况下，两个极点相向运动的情况不可能出现了，这样，两个极点自然也不可能相遇了，这就避免了共轭极点的出现，自然也避免了右半平面的共轭极点的出现。于是，加入了零点发生器160的低压降稳压器有效的避免了右半平面极点的出现，从而提高了系统的稳定性。作为本技术的一个优选实施例，图5所示零点发生器160的一端连接在误差放大器110的输出端，另一端接地，实验证明，将该零点发生器160的一端连接在动态偏置电路140的输出端，另一端接地也可以取得不错的效果(未示出)。实际上低压降稳压器的结构是多样的，图5所示的结构只是本技术的零点发生器的一种应用，当然它也可以连接在其他多种的低压降稳压器结构中而产生同样的效果。图7所示为本技术的一个包括零点发生器160的低压降稳压器电路图。该零点发生器160由一个电阻Rz111和一个电容Cc112串连组成。这样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压降稳压器，所述低压降稳压器由误差放大器、动态偏置电路、驱动电路、反馈电路以及补偿回路组成，所述误差放大器的两个输入端分别接收一个预选设定的参考电压和从反馈电路接收一个反馈电压；所述动态偏置电路的输入端连接在误差放大器的输出端，而其输出端连接在驱动电路的输入端；所述驱动电路接收来自动态偏置电路的信号，控制输出电压；所述反馈电路将输出电压进行分压得到一个反馈电压，输送至误差放大器；所述补偿回路的一端连接在低压降稳压管的输出端，另一端与误差放大器相连；其特征在于：所述低压降稳压器包括一个在低压降稳压器内部产生内部零点的零点发生器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，汤小虎，侯晓华，
申请(专利权)人：凹凸科技中国有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]