【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电源管理芯片，涉及快速瞬态响应的双推挽结构低压差线性稳压器。
技术介绍
1、低压差线性稳压器是电源管理芯片中的功能模块，具有实现简单、噪声水平低的优点，广泛应用于许多便携式电子产品，特别是高性能、噪声敏感的应用。传统的低压差线性稳压器需要微法量级的片外电容来保持稳定性和快速瞬态响应。然而，随着电子设备的小型化和便携化，不再允许片外电容占用大面积，因此无片外电容的低压差稳压器成为一个新的研究方向。
2、没有片外电容会出现很多问题。其中，瞬态响应问题很明显。瞬态的下冲和过冲都会导致稳压器的输出电压不稳，从而影响后续设备的正常工作。因此，抑制负载变化引起的电压尖峰一直是稳压器的主要功能之一。实际上，瞬态响应取决于许多关键参数，如功率晶体管栅极的压摆率和环路带宽。为了减少瞬态响应的下冲和过冲值，常见的使用方法是通过大的静态电流提高带宽，并在片内使用几十皮法级别的负载电容，这种方法使得稳压器静态功耗很大，并且需要几至十几皮法的密勒电容进行相位补偿，以提高稳定性。
3、基于推挽结构的无片外电容低压差线性稳压器，较传统的低压差线性稳压器没有最小负载电流的限制，并且推挽级可以看作低压差线性稳压器中的缓冲级。采用推挽结构，实现了运放输出端的高阻抗节点与传统功率晶体管栅极端的寄生电容节点的解耦。由于次极点可以被推到更高的频率，从而提高了稳定性。此外，在不增加静态偏置电流的情况下，推挽结构大大改善了功率晶体管栅极处的压摆率限制，且稳定性的补偿方式很简单。但是在更快的负载条件下，单一推挽结构的稳压器，会产生较大的瞬
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供快速瞬态响应的双推挽结构低压差线性稳压器，该稳压器提高了环路稳定性并且能够抑制瞬态下冲/过冲电压过大的现象。
2、本专利技术所采用的技术方案是，快速瞬态响应的双推挽结构低压差线性稳压器，包括能够使电压准确输出电压的主环路，主环路的输出端口连接瞬态增强的推挽结构。
3、本专利技术的特点还在于：
4、主环路包括误差放大器，误差放大器的输出端口vpg连接带共源共栅输出级的推挽结构的输入端，带共源共栅输出级的推挽结构的输出端分别连接功率管mp、密勒电容cm及反馈网络。
5、误差放大器包括nmos管m5，nmos管m5分别连接nmos管m1和nmos管m2，nmos管m1连接pmos管m3，nmos管m2连接pmos管m4，nmos管m5还连接有源电阻mz。
6、带共源共栅输出级的推挽结构包括依次连接的p管驱动结构、n管驱动结构和感应电容模块，p管驱动结构用于对功率管mp的栅极进行充电；n管驱动结构用于对功率管mp的栅极电容快速放电；感应电容模块用于反馈vout的电压波动。
7、瞬态增强的推挽结构包括基本推挽结构，基本推挽结构分别连接辅助电流源、高通滤波器及开关管；瞬态增强的推挽结构主要用于抑制输出电压因负载变化所引起的过冲现象，在vout发生这种变化时，高通滤波器提供通路来检测vout的变化。
8、基本推挽结构包括并列设置的nmos管m18、nmos管m20、nmos管m21，nmos管m18连接pmos管m16，nmos管m20连接pmos管m19，nmos管m21连接pmos管m17；
9、所述高通滤波器包括电容cf4，电容cf4分别连接电阻rz与pmos管m19；
10、辅助电流源管包括pmos管ma2，pmos管ma2分别连接pmos管m16和pmos管m17；
11、开关管包括nmos管md，nmos管md分别连接pmos管m17和nmos管m21。
12、本专利技术的有益效果是，较传统的单一推挽结构的低压差稳压器，本专利技术结合瞬态增强电路，使用两个推挽结构，以提高瞬态特性和稳定性。因为功率管的源极接输入端，且要保持功率管器件内体源寄生二极管处于反偏或零偏状态，功率管的源端和体端连接输入端，不可被调控，因此，两个推挽结构分别针对功率管的栅极和漏极进行调控，以提高瞬态响应的效果；在环路控制功率管栅极的推挽结构中，一方面大幅减少密勒电容和输出电容面积，另一方面在功率管的栅极和漏极处使用电容cc。这样，既可以提高系统的稳定性，也可以在负载突变时将输出点的过冲信号更快速地传递给功率管栅极，以提高稳压器的瞬态响应；主环路中推挽结构的输出级采用共源共栅(cascode)可以提高输出级晶体管的源极电压波动范围，利用电容的耦合作用，将负载突变引起的输出波动反馈到双推挽结构的部分节点以提高瞬态响应性能。
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1.快速瞬态响应的双推挽结构低压差线性稳压器，其特征在于：包括能够使电压准确输出电压的主环路，主环路的输出端口连接瞬态增强的推挽结构。
2.根据权利要求1所述的快速瞬态响应的双推挽结构低压差线性稳压器，其特征在于：所述主环路包括误差放大器，误差放大器的输出端口VPG连接带共源共栅输出级的推挽结构的输入端，带共源共栅输出级的推挽结构的输出端分别连接功率管MP、密勒电容Cm及反馈网络。
3.根据权利要求2所述的快速瞬态响应的双推挽结构低压差线性稳压器，其特征在于：所述误差放大器包括NMOS管M5，NMOS管M5分别连接NMOS管M1和NMOS管M2，NMOS管M1连接PMOS管M3，NMOS管M2连接PMOS管M4，NMOS管M5还连接有源电阻Mz。
4.根据权利要求3所述的快速瞬态响应的双推挽结构低压差线性稳压器，其特征在于：所述带共源共栅输出级的推挽结构包括依次连接的P管驱动结构、N管驱动结构和感应电容模块，P管驱动结构用于对功率管MP的栅极进行充电；N管驱动结构用于对功率管MP的栅极电容快速放电；感应电容模块用于反馈VOUT的电压波动。>
5.根据权利要求4所述的快速瞬态响应的双推挽结构低压差线性稳压器，其特征在于：所述瞬态增强的推免结构包括基本推挽结构，基本推挽结构分别连接辅助电流源、高通滤波器及开关管；瞬态增强的推挽结构主要用于抑制输出电压因负载变化所引起的过冲现象，在VOUT发生这种变化时，高通滤波器提供通路来检测VOUT的变化。
6.根据权利要求5所述的快速瞬态响应的双推挽结构低压差线性稳压器，其特征在于：所述基本推挽结构包括并列设置的NMOS管M18、NMOS管M20、NMOS管M21，NMOS管M18连接PMOS管M16，NMOS管M20连接PMOS管M19，NMOS管M21连接PMOS管M17；
...【技术特征摘要】
1.快速瞬态响应的双推挽结构低压差线性稳压器，其特征在于：包括能够使电压准确输出电压的主环路，主环路的输出端口连接瞬态增强的推挽结构。
2.根据权利要求1所述的快速瞬态响应的双推挽结构低压差线性稳压器，其特征在于：所述主环路包括误差放大器，误差放大器的输出端口vpg连接带共源共栅输出级的推挽结构的输入端，带共源共栅输出级的推挽结构的输出端分别连接功率管mp、密勒电容cm及反馈网络。
3.根据权利要求2所述的快速瞬态响应的双推挽结构低压差线性稳压器，其特征在于：所述误差放大器包括nmos管m5，nmos管m5分别连接nmos管m1和nmos管m2，nmos管m1连接pmos管m3，nmos管m2连接pmos管m4，nmos管m5还连接有源电阻mz。
4.根据权利要求3所述的快速瞬态响应的双推挽结构低压差线性稳压器，其特征在于：所述带共源共栅输出级的推挽结...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾婉丽，马鹏程，姚稳，王馨梅，马丽，张琳，徐鸣，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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