宽输入大电流快速响应的LDO线性稳压器的研究与设计

发布时间：2020-11-16 11:29

　　 随着电子产品迅猛发展,电源管理技术的创新越来越重要,而线性稳压器作为电源管理芯片的重要分支,其因低功耗、低纹波、较小的封装面积和较少的外围器件而在便携式电子器件中得以广泛应用。传统的LDO输入电压范围小这样限制了线性稳压器的应用,宽输入电压范围的LDO成为当今研究的热点。本文结合当今线性稳压器的研究趋势与热点,在总结前人的研究内容后设计了一款宽输入大电流快速响应的LDO线性稳压器。输入电压为2.5V-20V,可调输出电压为0.8V-20V,最大带载电流为3A。单电源供电下选用PMOS调整管来实现低漏失电压,在负载3A下的漏失电压为158mV,低漏失电压有效提高了LDO线性稳压器的效率。同时设计了预调制电路产生V_(dd)为多个模块电路供电,实现了系统的低功耗。之后采用电平转移电路实现电压转化,将产生的高电平信号传送到误差放大器中。采用折叠式两级运算放大器作为误差放大器实现环路的高增益,同时改善了LDO的性能指标,实现了0.13%/A的负载调整率和0.003%/V的线性调整率。运用密勒电阻电容补偿使环路产生两个极点一个零点,保证了LDO在全负载范围内的稳定性。设计了一种新型过流保护电路,实现与输入输出压差负相关的可变限流点,当输入输出压差大于8V后,限流点从3.8A下降到高压下的0.8A,降低了高输入电压下的系统功耗,避免调整管受高温损坏。系统的各个仿真结果均满足设计指标。此外还加入瞬态增强电路,当负载发生跳变时,主环路来不及响应,通过加入小环路将反馈电压与基准电压比较后来调节调整管的栅极电压,从而改变调整管上的电流,减小了输出电压跳变量同时缩短了响应时间。为保证系统的正常工作,还加入了过温保护电路和低压锁定电路。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM44
【部分图文】：

第二章 LDO 线性稳压器的理论研究第二章 LDO 线性稳压器的理论研究章将为 LDO 的电路设计提供基础，通过分析其架构和工作原理，推导性能指标，最后介绍 LDO 的分类及其应用。LDO 的架构与工作原理 2.1 为 LDO 的整体框图，包括基准电路、误差放大器、调整管、反馈电路，辅助电路包括过温保护、低压保护、过流保护、使能电路以及瞬。根据电路的工作环境和使用平台，辅助电路会略有差别，以保证在不 都能正常工作，下面分析电路的实现方式和工作原理。

能指标 线性稳压器的一个重要高性能指标，这也。除此之外，LDO 还有一些重要的指标，、静态电流、电源抑制比、精度以及补偿网电压下，输入电压变化时输出电压是稳定不变的路调整跟不上从而使输出电压开始下降常，一般定义Vout下降3%对应的输入输出：dropoutinoutV V V_与环路增益以及调整管的选取息息相关。

图 2.3 NMOS 为调整管的 LDO小时，电流可以恒定，当输入电压降低到 Vin=Vg时 Vout减小，负反馈会使 Vg升高，但此时其都不能升 PMOS 管，如图 2.4 所示，输入电压减小时，Vg随压继续减小时，Vg不变，使 Vout减小，正反馈使 Vg所以 Vout减小。
【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 任国栋;王永顺;汪再兴;王道斌;冯有才;武钢;;一种利用前馈电容改善瞬态响应的LDO[J];半导体技术;2011年02期

2 孔令荣;曾子玉;邹雪城;;一种高速低压低静态功耗欠压锁定电路[J];电子技术应用;2007年01期

本文编号：2886143