一种超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，设计开关电源控制芯片，具体提供一种超低压差输出瞬态响应增强的无片外电容线性稳压器(LDO)电路。

背景技术

传统无片外电容LDO电路如图1所示，主要由误差放大器、功率管(M

上述传统无片外电容LDO电路的输出电容主要来自于PCB版图的寄生电容，其数值非常小；当不同工作状态下快速切换(瞬态变化)时，环路反馈信号调节过程需要一定时间，而且输出电压信号容易产生较大的瞬态波动，对负载造成较大影响。同时，上述传统无片外电容LDO电路中基准电压V

发明内容

本发明的目的在于提供一种超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路，用以克服传统无片外电容LDO电路存在的瞬态响应差以及电压反馈模式无法实现低压工作下的低压差输出的问题；本发明提出双环路反馈结构及电流反馈模式，通过电流反馈实现低输入、低输出电压工作条件下的超低压差输出，通过双环路反馈结构提高瞬态响应性能、提供更加稳定的输出电压；最终，本发明实现了超低压差输出，保证了环路增益性能，又实现在输出负载跳变时的快速瞬态响应，满足更高精度的指标要求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路，包括：电流基准模块、第一级误差放大器、功率管、频率补偿模块与反馈模块；其特征在于，还包括：第二级误差放大器，电流基准模块输出基准电流I

进一步的，所述第二级误差放大器由MOS管M

进一步的，所述反馈模块由MOS管M

进一步的，所述第一级误差放大器采用NCM结构运算放大器，为双端输入、双端输出结构。

进一步的，所述频率补偿模块为电容C

基于上述技术方案，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路，采用电流反馈模式，用以解决低压工作下、电压反馈模式无法产生与电源和温度无关的稳定基准电压信号的问题；同时采用双负反馈环路调节，大环路实现高增益、小环路提高响应速度，双环路互相嵌套，同时工作，稳定输出电压信号；最终，本发明相比于传统无片外电容的LDO电路结构具有工作电压低、信号响应稳定且速度快等优势。

附图说明

图1为传统无片外电容LDO电路的结构示意图。

图2为常见电压带隙基准的结构示意图。

图3为本发明中超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路的结构示意图。

图4为本发明中超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路的电路原理图。

图5为本发明中超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路的环路示意图，其中，(a)为第一环路，(b)为第二环路。

图6为本发明实施例中超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路的的瞬态响应曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案与有益效果更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

本实施例提供一种超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路，其结构如图3所示，包括：电流基准模块、第一级误差放大器、第二级误差放大器、功率管、频率补偿模块、反馈模块；电流基准模块输出基准电流I

进一步的，超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路的电路原理图如图4所示，具体如下：

所述电流基准模块采用由MOS管M

所述第一级误差放大器采用NCM结构运算放大器，为双端输入(正输入端与负输入端)、双端输出(正输出端与负输出端)的结构，具体由MOS管M

所述第二级误差放大器由MOS管M

所述频率补偿模块为电容C

所述反馈模块由MOS管M

从工作原理上讲：

本实施例提出超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路中，包括两个环路，如图5所示；其中：

第一环路由第一误差放大器、第二误差放大器、功率管M

反馈模块同时采样输出电压和电流信号，采用二极管连接方式的MOS管M

为了分析环路稳定性，求得传输函数H(s)为：

A＝G

f≈f

根据传输函数发现，本发明的环路包含有两个零点和三个极点：

其中，A为运算放大器的直流增益，包括：第一级误差放大器与第二级误差放大器；f为环路的反馈系数，f

由此可见，本实施例提出超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路的工作过程为：当外界工作条件发生变化，输出电流发生相应变化，由反馈模块的MOS管M

最终，对本实施例提供的超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路进行仿真测试，如图6所示为其瞬态响应曲线；由图可见，片上补偿电容C

综上所述，本发明提出一种超低压差输出瞬态增强的无片外电容LDO电路，采用了双环路反馈结构和电流反馈模式，实现了超低压差输出，保证了环路增益性能，又实现在输出负载跳变时的快速瞬态响应，满足更高精度的指标要求。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。