一种无片外电容LDO的瞬态补偿电路设计

发布时间：2021-04-08 00:57

　　文章设计了一种用于电池供电设备中的全片上集成低压差稳压器（low-dropout regulator,LDO）芯片,其设计采用SMIC 0.18μm互补金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor,CMOS）工艺,为了保证电路具有好的静态性能,使用单级高增益折叠共源共栅放大器作为误差放大器,并设计了一个简单的比较补偿电路来改善LDO的瞬态性能。仿真结果表明:当负载电流在0.5μs内发生跳变时,其建立时间在2.0μs以内;线性调整率和负载调整率分别为0.047 5 mV/V、0.002 14 V/A;当电源电压范围为1.91～3.60 V时,输出电压稳定在1.80 V。 

【文章来源】：合肥工业大学学报(自然科学版). 2020,43(09)北大核心

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【部分图文】：

带有瞬态补偿电路的LDO电路

Vin=2.1 V时,无补偿电容、有补偿电容Cc的开环频率响应如图2所示。从图2a可以看出,高负载电路时,pout向高频方向移动,这样电路系统可以实现稳定状态;但是在低Iload情况下,非主极点pout与主极点相距很近,相位裕度急剧下降到低于45°～60°[8],这样就会破坏系统的稳定性。本文采用级联米勒补偿方法,使用补偿电容Cc进行极点分裂,从而使相位裕度至少为60°来保证系统的稳定性。1.2 瞬态补偿电路

瞬态补偿电路的信号如图3所示。当Vout突然降低时,开关控制信号V5变为低电平,使开关M2p导通,为输出节点注入大的正电流,使Mn导通,加快Cpass放电速度,使输出迅速恢复到1.80 V。当Vout突然增加时,开关控制信号V6变为高电平,使开关M2n导通,为输出节点注入大的负电流,使Mp导通,加快Cpass充电速度,使输出迅速恢复到1.80 V。值得注意的是,补偿电路只有在Vout突变的情况下才会工作,正常情况下电路没有电流流过,可以达到降低功耗的目的。2 仿真结果


本文编号：3124537