无需外挂稳压电容的低压降稳压器及其稳压方法技术

本发明专利技术公开了一种无需外挂稳压电容的低压降稳压器及其稳压方法。通过检测输出电压的向下突波与向上突波，并反应输出电压的向下突波或向上突波致能第一快速反馈路径或第二快速反馈路径，以将输出电压拉高或降低。如此便可避免输出电压变化持续扩大，并缩短稳定输出电压的时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种稳压器及其稳压方法，且特别涉及ー种。
技术介绍
为提供电子产品多功能的诉求，现今的电子装置中常利用电源转换器来做为产生操作电源的媒介。而在切换式电源转换器中，需要ー个高耐压且大电流驱动能力的功率晶体管，并通过功率晶体管的切换动作来进行电源转换。由于功率晶体管通常具有大尺寸的特性，因此也相对具有较大的栅极寄生电容。因此，在现有的功率晶体管的栅极驱动器中，常利用所谓的低压降稳压器(Low Drop-Out Regulator, LDO Regulator)来供应足够的电流以驱动功率晶体管。 图I所示为传统低压降稳压器的示意图。请參照图1，传统的低压降稳压器100包括一误差放大器102、一功率晶体管MP、一分压电阻RD1、一分压电阻RD2以及一稳压电容Ce ο另外，低压降稳压器100的输出端OUT稱接一负载104。其中稳压电容Ce为一uF量级的电容，其耦接于低压降稳压器100的输出端OUT与接地电压之间。功率晶体管MP耦接于ー输入电压与低压降稳压器100的输出端OUT之间，功率晶体管MP的栅极则耦接误差放大器102的输出端。分压电阻RD1、RD2串接于低压降稳压器100的输出端OUT与接地电压之间。另外，误差放大器102的两输入端分别耦接ー參考电压Vref以及分压电阻RD1、RD2的共同接点之间。误差放大器102依据參考电压Vref以及分压电阻RD1、RD2所产生的分压电压Vf产生ー误差信号ERl以控制功率晶体管MP的导通状态，进而通过功率晶体管MP的导通状态调整低压降稳压器100的输出电压Vout。在传统的低压降稳压器100中，稳压电容Ce虽可稳定输出电压，并提供相位补偿的功能，但其具有増加成本以及必须多出一脚位以外接电容。近年来为了将稳压器整合进晶片中，发展出无需稳压电容的低压降稳压器。少了稳压电容，虽然可通过误差放大器的架构来解决相位的问题，但是输出电压稳定性明显不足，由于误差放大器的频宽有限，在快速且大量的负载电流变化下，误差放大器无法及时作出修正，输出电压的时间瞬态变化量与安定时间仍有很大的改善空间。
技术实现思路
本专利技术提供一种，可改善输出电压的稳定性。本专利技术提出一种无需外挂稳压电容的低压降稳压器(以下简称为低压降稳压器)，用于将ー输入电压转换为ー输出电压，低压降稳压器包括一误差放大器、一功率晶体管、一分压单元以及ー快速补偿模块。其中误差放大器依据ー第一參考电压以及一反馈电压产生ー控制电压。一功率晶体管的栅极耦接误差放大器的输出端，功率晶体管的源极耦接输入电压，依据控制电压于漏极产生输出电压。分压单元耦接于功率晶体管的漏极与接地电压之间，分压输出电压以产生反馈电压。快速补偿模块耦接于功率晶体管的栅极与低压降稳压器的输出端之间，反应输出电压的向下突波或向上突波而加强或降低功率晶体管的驱动输出电流的能力。在本专利技术的一实施例中，上述的快速补偿模块包括一向下突波补偿单元以及一向上突波补偿单元。其中向下突波补偿单元耦接于功率晶体管的栅极与漏极之间，反应输出电压的向下突波而加强导通功率晶体管。向上突波补偿单元耦接于功率晶体管的漏极与接地电压之间，反应输出电压的向上突波而将功率晶体管的漏极耦接至接地电压。在本专利技术的一实施例中，上述的向下突波补偿单元包括一第一放大器以及ー第一高通滤波器。其中第一放大器的输出端耦接功率晶体管的栅极。第一高通滤波器耦接于第一放大器的输入端与功率晶体管的漏极之间。在本专利技术的一实施例中，上述的向下突波补偿单元包括一第一放大器、一第一高通滤波器。其中第一电阻的一端耦接ー电源电压。第一晶体管的漏极耦接第一电阻的另ー端，第一晶体管的栅极耦接ー偏压电压。第二电阻耦接于第一晶体管的源极与接地电压之间。第一电容，稱接于第一晶体管的源极与输入电压之间。 在本专利技术的一实施例中，上述的向上突波补偿单元包括一第一开关晶体管、一第ニ放大器以及ー第二高通滤波器。其中第一开关晶体管耦接于功率晶体管的漏极与接地电压之间。第二放大器的输出端耦接第一开关晶体管的栅极。第二高通滤波器耦接于第二放大器的输入端与功率晶体管的漏极之间。在本专利技术的一实施例中，上述的向上突波补偿单元包括一第三电阻、一第二晶体管、一第四电阻以及一第二电容。其中第三电阻的一端耦接接地电压。第二晶体管的漏极耦接第三电阻的另一端，第一晶体管的栅极耦接ー偏压电压。第四电阻耦接于第二晶体管的源极与接地电压之间。第二电容，耦接于第二晶体管的源极与输入电压之间。本专利技术还提出一种无需外挂稳压电容的低压降稳压器(以下简称为低压降稳压器)的稳压方法，其中低压降稳压器包括一功率晶体管与一开关晶体管，功率晶体管耦接于ー输入电压与低压降稳压器的输出端之间，开关晶体管I禹接于低压降稳压器的输出端与一接地电压之间。低压降稳压器的稳压方法包括下列步骤。检测低压降稳压器的一输出电压是否出现向下突波或向上突波。当输出电压出现向下突波时，通过一第一快速反馈路径加强导通功率晶体管，以拉高输出电压。当输出电压出现向上突波时，通过一第二快速反馈路径开启开关晶体管，以拉低输出电压。在本专利技术的一实施例中，若输出电压未出现向下突波与向上突波时，依据输出电压与ー參考电压调整功率晶体管的导通状态。基于上述，本专利技术通过检测并反应输出电压的向下突波或向上突波致能第一快速反馈路径或第二快速反馈路径，以快速地对输出电压进行补偿，而增加输出电压的稳定性。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。附图说明图I所示为传统低压降稳压器的示意图。图2所示为本专利技术一实施例的无需外挂稳压电容的低压降稳压器的示意图。图3所示为本专利技术另ー实施例的无需外挂稳压电容的低压降稳压器的示意图。图4A所示为本专利技术一实施例的第一放大器与第一高通滤波器的电路图。图4B所示为本专利技术一实施例的第二放大器与第二高通滤波器的电路图。图5所示为本专利技术一实施例的无需外挂稳压电容的低压降稳压器的稳压方法流程图。其中，附图标记说明如下100 :传统低压降稳压器； 200、300 :无需外挂稳压电容的低压降稳压器；102,202 :误差放大器；204 :分压单元；206 :快速补偿模块；104、208 :负载；302 :向下突波补偿单元；304 向上突波补偿单元；302A、304A :放大器；302B.304B :第一高通滤波器；ERl :误差信号；M1、MP:功率晶体管；M2 :开关晶体管；OUT :输出端；Vin:输入电压；Vout:输出电压；Vref:參考电压；Vfb :反馈电压；Vf:分压电压；Vcon:控制电压；Rl R4、RA、RB、RD1、RD2 :电阻；Ql:晶体管；Cl C2 :电容；Ce :稳压电容；ICl:补偿电流；VDD 电源电压；Vb :偏压电压；II、12:电流;S502 S508 :低压降稳压器的稳压方法步骤。具体实施例方式图2所示为本专利技术一实施例的无需外挂稳压电容的低压降稳压器的示意图。请參照图2，无需外挂稳压电容的低压降稳压器200(以下简称为低压降稳压器200)用于将ー输入电压Vin转换为ー输出电压Vout,其包括一误差放大器202、一功率晶体管Ml、一分压单元204以及ー快速补偿模块206。其中误差放大器202的两输入端分别耦接一參考电压Vref本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无需外挂稳压电容的低压降稳压器，用于将一输入电压转换为一输出电压，其特征在于，包括：一误差放大器，依据一第一参考电压以及一反馈电压产生一控制电压；一功率晶体管，其栅极耦接该误差放大器的输出端，该功率晶体管的源极耦接该输入电压，依据该控制电压于其漏极产生该输出电压；一分压单元，耦接于该功率晶体管的漏极与一接地电压之间，分压该输出电压以产生该反馈电压；以及一快速补偿模块，耦接于该功率晶体管的栅极与该低压降稳压器的输出端之间，反应该输出电压的向下突波或向上突波而加强或降低功率晶体管的驱动输出电流的能力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈逸先，
申请(专利权)人：盛群半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：