一种环路补偿电路制造技术

本发明专利技术提供一种环路补偿电路，包括误差放大器、功率管、第一分压电阻、第二分压电阻、补偿单元、负载单元和电流采样单元；误差放大器的反向输入端输入基准电压，正向输入端接至第一分压电阻和第二分压电阻之间，输出端接功率管的栅极；功率管的源极接输入电源，漏极分别通过第一分压电阻和第二分压电阻、负载单元接地；补偿单元包括NMOS管、补偿电容和电流源；补偿电容的正向输入端接功率管的栅极，反向输入端通过电流源接地；NMOS管的栅极接功率管的漏极，漏极接输入电源，源极接补偿电容的反向输入端；电流采样单元，对功率管的电流进行采样。本发明专利技术对负载电流进行取样，取样后电流参与补偿电路，相比现有电路，进一步提高了补偿稳定性及系统性能。性及系统性能。性及系统性能。

【技术实现步骤摘要】
一种环路补偿电路


[0001]本专利技术涉及电子
，具体涉及一种环路补偿电路。

技术介绍

[0002]在线性稳压电路设计中，反馈环路稳定性的设计是至关重要的。反馈环路在电子电路中有着广泛的应用，如工业界大规模使用的电压调整器、锁相环、模数转换器等都是基于反馈环路而实现的。但反馈环路常常出现不稳定现象，实践中往往通过环路补偿电路来确保反馈环路的稳定性。
[0003]米勒补偿是一种通用的环路补偿电路。但米勒补偿会引入一个右半平面零点，这将大大影响反馈环路的稳定性。图1显示为一种传统的米勒补偿反馈环路。如图1所示，由电流源IBIAS和NMOS晶体管来消除米勒补偿的前馈通路，从而消除右半平面零点，但这将还引入一个新的左半平面零点。
[0004]经分析发现，这种米勒补偿反馈环路只有功率管P1电流不变时，才能利用极点补偿左半平面零点，而功率管P1电流一旦变化就会出现补偿失衡，从而出现补偿效果差，补偿稳定性差等问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种环路补偿电路，用以以解决现有米勒补偿电路的补偿不稳定性问题，提高反馈环路的稳定性。
[0006]本专利技术提供一种环路补偿电路，包括：误差放大器、功率管、第一分压电阻、第二分压电阻、补偿单元、负载单元和电流采样单元；
[0007]所述误差放大器的反向输入端输入基准电压，正向输入端连接至所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，输出端连接所述功率管的栅极；
[0008]所述功率管的源极接输入电源，漏极分别通过所述第一分压电阻和所述第二分压电阻、所述负载单元接地，所述功率管的漏极电压对应所述环路补偿电路的输出电压；
[0009]所述补偿单元包括NMOS管、补偿电容和电流源；所述补偿电容的正向输入端连接所述功率管的栅极，反向输入端通过所述电流源接地；所述NMOS管的栅极连接所述功率管的漏极，漏极连接输入电源，源极连接所述补偿电容的反向输入端，衬底接地；
[0010]所述电流采样单元，对所述功率管的第一电流进行采样，获得第二电流，将所述第二电流在所述电流采样单元的输出端输出，其中，所述第二电流与所述第一电流满足预设比例关系。
[0011]优选地，所述功率管为PMOS管P1。
[0012]优选地，所述电流采样单元为PMOS管P2。
[0013]优选地，所述PMOS管P1、P2组成镜像结构，两者共栅共源，所述PMOS管P2的漏极连接所述NMOS管的源极。
[0014]优选地，所述负载单元包括：负载电阻和负载电容，其中，
[0015]所述负载电阻一端连接所述功率管漏极，另一端接地；
[0016]所述负载电容并联在所述负载电阻RL两端。
[0017]本专利技术的环路补偿电路，引入了电流采样电路，电流采样电路通过采集功率管的电流，为现有电路提供一个等比于功率管中电流变化的电流源，解决现有技术中仅有功率管中电流变化导致的补偿失衡问题，提升了补偿稳定性和补偿效果。并且，本专利技术的电流采样电路只采用一与功率管P1镜像的PMOS管P2就能达到使极点分离，进而使环路更加稳定目的，不增加额外的功耗。
附图说明
[0018]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0019]图1显示为一种传统的米勒补偿电路的电路结构示意图；
[0020]图2显示为本专利技术实施例的环路补偿电路的电路结构示意图；
[0021]图3显示为图1所示电路与本专利技术实施例所示电路的大在负载下环路增益相位(Deg)随频率变化仿真结果对比图；
[0022]图4显示为图1所示电路与本专利技术实施例所示电路的环路增益相位裕度(Deg)随负载电阻RL变化仿真结果对比图。
具体实施方式
[0023]以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
[0024]此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0025]除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0026]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0027]环路补偿指的是，在闭环系统中，在反馈上加入一种电路，用来补偿系统在扰动时的性能不足，从而维持系统的稳定或者较优的状态。补偿电路一般是运放和电阻电容组成的电路。
[0028]图1显示为一种传统的米勒补偿电路的电路结构示意图。如图1所示，包括基准电压输入端VREF、误差放大器、电源电压输入端VPWR、功率管P1、电阻反馈电路、补偿电容C以及NMOS管，该误差放大器的反相输入端连接基准电压输入端VREF，该误差放大器的同相输入端与电阻反馈电路连接，误差放大器的输出端与功率管P1的栅极连接，功率管P1的漏极为整个电路的输出端VOUT，并与电阻反馈电路连接，功率管P1的源极与电源电压输入端VPWR连接，具体的，电阻反馈电路包括第一电阻R1及第二电阻R2，该第一电阻R1的一端与该
第二电阻R2的一端连接，同时，该第一电阻R1的另一端与该误差放大器的正相输入端连接，该第一电阻R1的另一端与该米勒补偿电路的输出端连接，该第二电阻R2的另一端与地接，功率管一般采用MOS管，如PMOS管，使用时，负载RL一般跨接在输出端与地线之间，负载电容CL与负载并联，其原理是通过帯隙基准电压源产生的稳定电压以及负反馈控制环路得到基本不随环境变化的输出电压。
[0029]分析可以看出，如图1所示的传统米勒补偿电路存在两个距离接近的极点，并且极点的位置会因为负载而发生改变，因此很可能出现不稳定的震荡现象，使得系统环路稳定性很差。而且利用电流源IBIAS和NMOS晶体管来消除米勒补偿的前馈通路，从而消除右半平面零点，将还引入一个新的左半平面零点，只有功率管P1电流不变时，才能利用极点补偿左半平面零点，而P1电流一旦变化就会出现补偿失衡，从而出现补偿效果差，补偿稳定性差等问题。
[0030]因此，本专利技术提出一种新的环路补偿电路，对传统米勒补偿电路进行改进以使其安全稳定可靠的工作。
[0031]图2显示为本专利技术实施例的环路补偿电路的电路结构示意图。如图2所示，包括误差放大器、功率管、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、补偿单元、负载单元和电流采样单元。
[0032]其中，误差放大器的反向输入端输入基准电压VREF，正向输入端连接至第一分压电阻R1和第二分压电阻R本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环路补偿电路，其特征在于，包括：误差放大器、功率管、第一分压电阻、第二分压电阻、补偿单元、负载单元和电流采样单元；所述误差放大器的反向输入端输入基准电压，正向输入端连接至所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，输出端连接所述功率管的栅极；所述功率管的源极接输入电源，漏极分别通过所述第一分压电阻和所述第二分压电阻、所述负载单元接地，所述功率管的漏极电压对应所述环路补偿电路的输出电压；所述补偿单元包括NMOS管、补偿电容和电流源；所述补偿电容的正向输入端连接所述功率管的栅极，反向输入端通过所述电流源接地；所述NMOS管的栅极连接所述功率管的漏极，漏极连接输入电源，源极连接所述补偿电容的反向输入端，衬底接地；所述电流采样单元，对所述功...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁志勇，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：