一种可实现快速瞬态响应的LDO加速电路制造技术

本发明专利技术公开了一种可实现快速瞬态响应LDO加速电路，包括跨导放大器OTA、共射放大电路、控制LDO功率管栅极的充电支路及控制LDO功率管栅极的放电支路；当LDO输出端电压发生过冲或下冲且超过一定阈值时，此时加速电路导通，通过对LDO栅极VG充放电来实现LDO输出端电压VOUT过冲或下冲电压减小并快速趋于稳定。解决了传统LDO结构输出端负载瞬态切换时，存在过冲电压及下冲电压值过大，稳定时间长的问题。稳定时间长的问题。稳定时间长的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种可实现快速瞬态响应的LDO加速电路


[0001]本专利技术属于电源管理模拟
，涉及一种可实现快速瞬态响应的LDO加速电路。

技术介绍

[0002]电源管理芯片主要包括DC
‑
DC、LDO和电荷泵三种，其中LDO具有体积小、噪声小等特点，相对于其他电源管理芯片其成本低廉也便于实现片上集成，因此受到了人们的广泛关注，在市场中也具有绝对的优势。
[0003]如附图1所示是传统LDO整体电路结构图，主要由基准电压源、误差放大器EA、功率管MP、反馈电路组成。其中基准源提供稳定的参考电压VREF1，电路正常工作时，误差放大器将负相端输入的由反馈电阻R1和R2组成的反馈网络得到反馈电压值VFB与正相端输入的基准电压VREF1进行比较，二者的差值通过误差放大器进一步放大输出至功率管的栅极，通过对功率管的电流进行调整来实现LDO输出电压的稳定。
[0004]上述的传统LDO电路，当输出端负载电流从小负载电流切换至大负载电流时，或者由大负载电流切换至小负载电流时，由于电路自身的负载调整能力有限，当输出端负载发生瞬态切换时，电路不能快速的做出响应，从而导致输出端电压会出现尖峰，使得输出电压发生过冲及下冲现象，经过一段时间电路响应后，LDO输出端方能产生稳定的输出电压，如附图2所示。
[0005]由于传统的LDO结构在进行输出端瞬态负载切换时，输出端电压存在过冲及下冲电压值过大，稳定时间太久的问题，不适应于现阶段快速瞬态响应LDO的需求，该结构还存在很大的优化空间。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种可实现快速瞬态响应的LDO加速电路，该电路克服了传统LDO结构输出端发生负载瞬态切换时过冲电压及下冲电压过大，稳定时间过长的问题。
[0007]本专利技术所采用的技术方案是，一种可实现快速瞬态响应的LDO加速电路：包括跨导放大器OTA，跨导放大器OTA依次连接共射放大电路、控制LDO功率管栅极VG的充电支路及控制LDO功率管栅极VG的放电支路。
[0008]本专利技术的特点还在于：
[0009]跨导放大器OTA的负相输入端与LDO输出端电压连接，跨导放大器OTA的正相输入端与基准电压VREF2连接。
[0010]共射放大电路包括PNP晶体管T1、PNP晶体管T3及NPN晶体管T2，PNP晶体管T3的基极与跨导放大器OTA的负相输出端连接，PNP晶体管T3的发射极与二极管D2的负相端连接，二极管D2的正相端接电源电压VDD，PNP晶体管T3的集电极分别与电阻R5的一端以及放电支路连接；电阻R5的另一端连接地GND；跨导放大器OTA的正相输出端接PNP晶体管T1的基极，PNP晶体管T1的发射极与二极管D1的负相端连接，二极管D1的正相端接电源电压VDD，PNP晶
体管T1的集电极分别与电阻R3的一端以及NPN晶体管T2的基极相连接，电阻R3的另一端与NPN晶体管T2的发射极相连接地GND，NPN晶体管T2的集电极分别与电阻R4的一端以及充电支路连接，电阻R4的另一端接电源电压VDD。
[0011]充电支路包括MOS管MP1，MOS管MP1的栅极与NPN晶体管T2的集电极连接，MOS管MP1的源极与电阻R4的另一端相连接电源电压VDD，MOS管MP1的漏极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与LDO的功率管MP的栅极VG相连接用于控制充电支路。
[0012]放电支路包括MOS管MN1，MOS管MN1的栅极与PNP晶体管T3的集电极连接，MOS管MN1的源极与电阻R5的另一端相连并接地，MOS管MN1的漏极与电阻R7的一端相连,电阻R7的另一端与LDO的功率管MP的栅极VG相连用于控制放电支路。
[0013]本专利技术的有益效果是，本专利技术为一种可实现快速瞬态响应的LDO加速电路，结构简单，当LDO输出电压VOUT发生过冲或者下冲且其变化量超过一定阈值时，通过控制充电支路开关管MP1的导通和放电支路开关管MN1的导通，对LDO功率管MP栅极电压VG进行快速充电和放电，使得LDO的输出电压VOUT快速趋于稳定，实现快速瞬态响应LDO加速电路的设计。
附图说明
[0014]图1为传统LDO整体电路结构图；
[0015]图2为负载瞬态切换时，LDO输出端电压VOUT加速效果图；
[0016]图3为本专利技术一种可实现快速瞬态响应的LDO加速电路结构示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0018]如附图1所示是传统LDO整体电路结构图。电路正常工作时，LDO的输出端电压VOUT通过电阻分压后，将反馈电压VFB与基准电压VREF1进行误差放大输出至功率管MP的栅极，通过调节流过LDO功率管的电流来控制LDO输出电压的稳定。当输出端负载电流进行瞬态切换时，传统LDO的环路响应速度太慢，导致其输出端电压VOUT会出现过冲或者下冲现象，随着LDO的环路响应而慢慢趋于稳定。传统LDO电路结构存在稳定时间慢，过冲下冲电压值过大等问题。
[0019]本专利技术一种可实现快速瞬态响应LDO加速电路，如附图3所示，包括跨导放大器OTA、共射放大电路、控制LDO功率管栅极VG充电支路及控制LDO功率管栅极VG放电支路。
[0020]LDO输出端VOUT与跨导放大器OTA的负相输入端连接，基准电压VREF2与跨导放大器OTA的正相输入端连接。OTA的负相输出端接PNP晶体管T3的基极，PNP晶体管T3的发射极与二极管D2的负相端相连，二极管D2的正相端接电源电压VDD，PNP晶体管T3的集电极分别与电阻R5的一端以及MOS管MN1的栅极相连接，电阻R5的另一端与MOS管MN1的源极相连接地GND，MOS管MN1的漏极与电阻R7的一端相连，电阻R7的另一端与LDO的功率管MP的栅极VG相连用于控制放电支路；OTA的正相输出端接PNP晶体管T1的基极，PNP晶体管T1的发射极与二极管D1的负相端连接，二极管D1的正相端接电源电压VDD，PNP晶体管T1的集电极分别与电阻R3的一端以及NPN晶体管T2的基极相连接，电阻R3的另一端与NPN晶体管T2的发射极相连接地GND，NPN晶体管T2的集电极分别与电阻R4的一端以及MOS管MP1的栅极相连接，MOS管MP1的源极与电阻R4的另一端相连接电源电压VDD，MOS管MP1的漏极与电阻R6的一端连接，
电阻R6的另一端与LDO的功率管MP的栅极VG相连接用于控制充电支路。
[0021]本专利技术一种可实现快速瞬态响应的LDO加速电路的工作原理为：
[0022]当LDO输出端电压发生过冲或者下冲并超过一定阈值时，此时该加速电路启动，利用跨导放大器OTA将LDO输出端电压VOUT与基准电压VREF2的电压差值放大为电流差值，经过共射放大电路进一步放大，利用电阻分压来控制充电支路和放电支路的MOS开关管的导通，实现对LDO功率管MP栅极电压VG的充放电操作。
[0023]本专利技术一种可实现快速瞬态响应LDO加速电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可实现快速瞬态响应的LDO加速电路，其特征在于：包括跨导放大器OTA，跨导放大器OTA依次连接共射放大电路、控制LDO功率管栅极VG的充电支路及控制LDO功率管栅极VG的放电支路。2.根据权利要求1所述的一种可实现快速瞬态响应的LDO加速电路，其特征在于：所述跨导放大器OTA的负相输入端与LDO输出端电压连接，跨导放大器OTA的正相输入端与基准电压VREF2连接。3.根据权利要求1所述的一种可实现快速瞬态响应的LDO加速电路，其特征在于：所述共射放大电路包括PNP晶体管T1、PNP晶体管T3及NPN晶体管T2，PNP晶体管T3的基极与跨导放大器OTA的负相输出端连接，PNP晶体管T3的发射极与二极管D2的负相端连接，二极管D2的正相端接电源电压VDD，PNP晶体管T3的集电极分别与电阻R5的一端以及放电支路连接；电阻R5的另一端连接地GND；跨导放大器OTA的正相输出端接PNP晶体管T1的基极，PNP晶体管T1的发射极与二极管D1的负相端连接，二极管D1的正相端接电源电压VDD...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭仲杰，杨佳乐，卢沪，刘楠，许睿明，程新齐，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：