本发明专利技术公开了一种线性稳压器及电源装置。该线性稳压器包括：功率管，具有耦接于输入电压和输出电压之间的电流传导路径以及接收栅极驱动信号的控制端子；误差放大器，用于将输出电压的反馈电压与预设的参考电压进行比较，并根据比较结果产生栅极驱动信号；比较器电路，用于将反馈电压与基准电压进行比较，并在输出电压出现负冲或过冲电压时产生一控制信号，控制信号用于上拉或下拉栅极驱动信号，以减小输出电压的负冲电压或过冲电压；偏置电流生成电路，用于在输出电压出现负冲或过冲电压时向误差放大器和比较器电路提供动态的偏置电流，以提高环路响应速度，从而在极低的静态功耗下快速调整输出的过冲/负冲，电路稳定性更好。更好。更好。
【技术实现步骤摘要】
线性稳压器及电源装置
[0001]本专利技术涉及电源
，具体涉及一种线性稳压器及电源装置。
技术介绍
[0002]低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)简称线性稳压器，通过它可以将不稳定的输入电压转换为可调节的直流输出电压，以便于作为其它系统的供电电源。
[0003]线性稳压器具有电路结构简单、占用芯片面积小和噪声低等优点，已成为电源管理芯片中的重要组成部分。线性稳压器能够为模数转换电路和射频电路等噪声敏感电路提供高精度、低噪声的电源，被广泛应用于片上系统芯片中。
[0004]当负载电流快速变化时，需要线性稳压器对此做出相应的调整，然而LDO自身的环路调整较慢，所以会导致输出电压出现较大的过冲或负冲，因此需要在线性稳压器中额外加入快速有效的调整电路，以减小输出过冲或负冲的幅度。
[0005]图1示出了根据现有技术的一种线性稳压器的电路示意图。如图1所示，线性稳压器100包括功率管Mpwr、误差放大器110、比较器电路120和电阻分压网络。功率管Mpwr用于根据电源端提供的输入电压Vin向后级负载提供输出电压Vout，以驱动芯片外的负载电阻RL和负载电容CL。电阻R1和R2组成的电阻分压网络对输出电压Vout进行采样和分压之后得到反馈电压VFB，误差放大器110用于将反馈电压VFB与参考电压VREF0进行比较，根据二者之间的误差信号产生栅极驱动信号GATE，以调整功率管Mpwr的导通程度，从而稳定输出电压Vout。比较器电路120用于将反馈电压VFB与过冲基准电压VREF1和负冲基准电压VREF2进行比较，根据比较结果产生控制信号CTRL，控制误差放大器110输出的栅极驱动信号GATE，以对输出电压进行放电或充电，减小输出的过冲或负冲电压，提高瞬态响应的效率和效果。
[0006]图2示出了根据现有技术的线性稳压器在输出电压发生过冲和负冲时的电压示意图，图2中分别示出了输出电压Vout和输出负载电流Iout的波形示意图。其中，过冲基准电压VREF1大于负冲基准电压VREF2，当输出负载电流Iout突然减小时，输出电压Vout会被推高，即反馈电压VFB也会被相应地推高，当反馈电压VFB大于过冲基准电压VREF1时，比较器电路120产生控制信号CTRL，控制栅极驱动信号GATE的上拉，减小功率管Mpwr对输出的充电，快速抑制输出的过冲。同理，当输出负载电流Iout突然增大时，输出电压Vout会被拉低，即反馈电压VFB也会被相应地拉低，当反馈电压VFB小于负冲基准电压VREF2时，比较器电路120产生控制信号CTRL，控制栅极驱动信号GATE的下拉，加大功率管Mpwr对输出的充电，快速抑制输出的负冲电压。
[0007]图3示出了根据现有技术的线性稳压器的调整环路的结构示意图。对于现有的标准CMOS LDO结构来说，静态工作电流主要由调整环路LOOP(主要由图1中的误差放大器110和比较器电路120组成)中的偏置电流I0和流过电阻分压网络的电流组成。在系统稳定性及减小芯片面积的要求下，分压电阻不能无限制地增加，也即流过分压电阻的电流已经无法再减小，为了降低CMOS LDO的静态功耗，就必须减小调整环路LOOP的偏置电流I0。但问题是调整环路LOOP的响应速度受到偏置电流I0的限制，也即偏置电流I0越小，其响应速度越慢，
由于调整环路LOOP的响应速度对过冲/负冲的调整效果影响很大，所以这样会大大降低LDO的安全性能。
[0008]因此，如何提供一种低静态工作电流且过冲/负冲较小的方案是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种线性稳压器及电源装置，可在极低的静态功耗下快速调整输出的过冲/负冲，电路稳定性更好。
[0010]根据本专利技术实施例的一方面，提供了一种线性稳压器，包括：功率管，具有耦接于输入电压和输出电压之间的电流传导路径以及接收栅极驱动信号的控制端子；误差放大器，用于将所述输出电压的反馈电压与预设的参考电压进行比较，并根据比较结果产生所述栅极驱动信号；比较器电路，用于将所述反馈电压与基准电压进行比较，并在所述输出电压出现负冲/过冲电压时产生一控制信号，所述控制信号用于上拉或下拉所述栅极驱动信号，以减小所述输出电压的负冲/过冲电压；以及偏置电流生成电路，输入端与所述输出电压耦接，输出端与所述误差放大器和比较器电路耦接，用于在所述输出电压出现负冲/过冲电压时向所述误差放大器和比较器电路提供动态的偏置电流，以提高环路响应速度。
[0011]可选的，所述动态的偏置电流与所述输出电压的负冲电压或过冲电压成正比。
[0012]可选的，所述偏置电流生成电路包括：第一电流生成模块，用于根据所述输出电压的负冲电压生成第一偏置电流，所述第一偏置电流与所述负冲电压成正比；以及第二电流生成模块，用于根据所述输出电压的过冲电压生成第二偏置电流，所述第二偏置电流与所述过冲电压成正比。
[0013]可选的，所述第一电流生成模块包括：耦接于电源电压与地之间的第一晶体管和第一电流源；第一电阻，第一端与所述晶体管的第二端和控制端耦接；第二电容，第一端与所述第一电阻的第二端耦接，第二端与所述输出电压耦接；以及第二晶体管，与所述第一晶体管构成电流镜电路，其第一端与所述电源电压耦接，第二端用于生成所述第一偏置电流，控制端与所述第一电阻和所述第二电容的公共节点耦接。
[0014]可选的，所述第一晶体管和所述第二晶体管为P型MOSFET。
[0015]可选的，所述第二电流生成模块包括：耦接于电源电压与地之间的第二电流源和第三晶体管；第二电阻，第一端与所述第三晶体管的第一端和控制端耦接；第二电容，第一端与所述输出电压耦接，第二端与所述第二电阻的第二端耦接；第四晶体管，与所述第三晶体管构成电流镜电路，第二端接地，控制端与所述第二电阻和所述第二电容的公共节点耦接；第五晶体管，其第一端与所述电源电压耦接，控制端和第二端与所述第四晶体管的第一端耦接；以及第六晶体管，与所述第五晶体管构成电流镜电路，其第一端与所述电源电压耦接，控制端与所述第五晶体管的控制端耦接，第二端用于生成所述第二偏置电流。
[0016]可选的，所述第三晶体管和所述第四晶体管为N型MOSFET，所述第五晶体管和所述第六晶体管为P型MOSFET。
[0017]可选的，所述基准电压包括过冲基准电压和负冲基准电压，且所述过冲基准电压大于所述负冲基准电压。
[0018]可选的，所述比较器电路配置为：当所述反馈电压大于所述过冲基准电压时，基于
所述控制信号上拉所述栅极驱动信号，以限制所述功率管输出至负载的电流大小，以及当所述反馈电压小于所述负冲基准电压时，基于所述控制信号下拉所述栅极驱动信号，以提高所述功率管输出至负载的电流大小。
[0019]根据本专利技术实施例的另一方面，提供了一种电源装置，包括：上述的线性稳压器，所述线性稳压器用于将输入电压转换为稳定的输出电压。
[0020]本专利技术的有益效果是：本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种线性稳压器，包括：功率管，具有耦接于输入电压和输出电压之间的电流传导路径以及接收栅极驱动信号的控制端子；误差放大器，用于将所述输出电压的反馈电压与预设的参考电压进行比较，并根据比较结果产生所述栅极驱动信号；比较器电路，用于将所述反馈电压与基准电压进行比较，并在所述输出电压出现负冲/过冲电压时产生一控制信号，所述控制信号用于上拉或下拉所述栅极驱动信号，以减小所述输出电压的负冲/过冲电压；以及偏置电流生成电路，输入端与所述输出电压耦接，输出端与所述误差放大器和比较器电路耦接，用于在所述输出电压出现负冲/过冲电压时向所述误差放大器和比较器电路提供动态的偏置电流，以提高环路响应速度。2.根据权利要求1所述的线性稳压器，其中，所述动态的偏置电流与所述输出电压的负冲电压或过冲电压成正比。3.根据权利要求2所述的线性稳压器，其中，所述偏置电流生成电路包括：第一电流生成模块，用于根据所述输出电压的负冲电压生成第一偏置电流，所述第一偏置电流与所述负冲电压成正比；以及第二电流生成模块，用于根据所述输出电压的过冲电压生成第二偏置电流，所述第二偏置电流与所述过冲电压成正比。4.根据权利要求3所述的线性稳压器，其中，所述第一电流生成模块包括：耦接于电源电压与地之间的第一晶体管和第一电流源；第一电阻，第一端与所述晶体管的第二端和控制端耦接；第二电容，第一端与所述第一电阻的第二端耦接，第二端与所述输出电压耦接；以及第二晶体管，与所述第一晶体管构成电流镜电路，其第一端与所述电源电压耦接，第二端用于生成所述第一偏置电流，控制端与所述第一电阻和所述第二电容的公共节点耦接。5.根据权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：张长洪，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。