• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 9
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩公式大全: 一种补偿零点动态调整的线性稳压器.pdf

    关 键 词:
    一种 补偿 零点 动态 调整 线性 稳压器
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    摘要
    申请专利号:

    CN201310667299.1

    申请日:

    2013.12.10

    公开号:

    CN103838287A

    公开日:

    2014.06.04

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G05F 1/56申请日:20131210|||公开
    IPC分类号: G05F1/56 主分类号: G05F1/56
    申请人: 珠海全志科技股份有限公司
    发明人: 梁源超; 邓琴
    地址: 519080 广东省珠海市软件园路1号
    优先权:
    专利代理机构: 深圳市君盈知识产权事务所(普通合伙) 44315 代理人: 张丕阳
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201310667299.1

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2015.07.29|||2014.07.02|||2014.06.04

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种补偿零点动态调整的线性稳压器,包括误差放大???、缓冲???、功率???、反馈电阻???、负载追踪???、频率补偿??楹透涸氐缛?。本发明线性稳压器,内部用于频率补偿的零点的位置能够跟随负载电流的变化做调整,当负载电流较小时,输出极点的频率较低,补偿零点的频率也较低,随着负载电流增大,输出极点往高频移动,补偿零点也往高频移动,补偿零点动态地抵消输出极点,从而使得环路能够在较宽的负载电流范围内保持稳定。本发明线性稳压器的稳定性不依赖于负载电容的ESR,因此负载电容可以选择价格便宜、体积小的陶瓷电容。同时本发明线性稳压器具有良好的电源抑制特性和噪声特性,能够满足高性能的模拟电路的供电需求。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种补偿零点动态调整的线性稳压器,其特征在于:包括误差放大???、缓冲???、功率???、反馈电阻???、负载追踪???、频率补偿??楹透涸氐缛?,所述缓冲???、所述功率???、所述负载追踪??楹退銎德什钩ツ?橐来蜗嗔?,所述误差放大??榱铀龌撼迥?榈氖淙攵?,所述反馈电阻??榱铀鑫蟛罘糯竽?榈氖淙攵艘约八龉β誓?榈氖涑龆?,所述负载电容连接所述功率??榈氖涑龆?,所述误差放大??橛糜诜糯蠡仿贩蠢〉缪褂氩慰嫉缪怪涞奈蟛?,所述缓冲??橛糜诜乐顾龉β誓?槭淙攵顺鱿值推导?,所述功率??橛糜谑涑龈涸氐缌鞑⒍愿涸氐缪菇形妊沟髡?,所述负载追踪??橛糜诩觳馑龈涸氐缌?,所述频率补偿??橛糜诠乖觳钩チ愕?,并根据所述负载追踪??榈募觳饨峁髡钩チ愕阄恢?,所述反馈电阻??橛糜谌范ㄋ鍪涑龅缪褂胨霾慰嫉缪沟谋戎?,所述负载电容用于对所述输出电压进行滤波降噪。

    2.  根据权利要求1所述的补偿零点动态调整的线性稳压器,其特征在于:所述误差放大??樯栉绲挤糯笃?。

    3.  根据权利要求1所述的补偿零点动态调整的线性稳压器,其特征在于:所述缓冲??樯栉醇嫫?。

    4.  根据权利要求1所述的补偿零点动态调整的线性稳压器,其特征在于:所述功率??樯栉谝怀⌒в?。

    5.  根据权利要求1所述的补偿零点动态调整的线性稳压器,其特征在于:所述频率补偿??橛梢桓龅缛荽桓龅缱韫钩?。

    6.  根据权利要求4所述的补偿零点动态调整的线性稳压器,其特 征在于:所述负载追踪??樯栉谝怀⌒в艿木迪癯⌒в?。

    7.  根据权利要求1所述的补偿零点动态调整的线性稳压器,其特征在于:所述反馈电阻??榘礁龃牡缱?。

    说明书

    说明书一种补偿零点动态调整的线性稳压器
    技术领域
    本发明涉及稳压器技术领域,具体涉及一种补偿零点动态调整的线性稳压器。
    背景技术
    目前的便携式电子设备通常采用锂电池供电??蒲У牡缭垂芾砟芄怀浞值胤⒒拥缱由璞傅男阅?,节省功耗,延长电池的续航时间。锂电池充满电时,电压约为4.2V,放电结束时,电压则在3V以下。在锂电池整个放电周期中,大幅度的电压波动会影响某些电路的正常工作。因此,电源管理系统中必须引入稳压电路(regulator)。通常使用的稳压电路有两种,分别为开关电源转换器(Switching-Mode Power Converter,简称SMPC)和低压降线性稳压器(Low-Dropout Regulator简称LDO)??氐缭醋黄餍矢?,能够降压也能升压,但由于输出噪声大,不能满足高性能模拟电路的应用要求。低压降线性稳压器能够提供精确、低噪声的电源输出,在便携式电子设备中得到广泛的应用。
    LDO的反馈环路中通?;岽嬖诹礁龅推导?,分别位于输出端和功率管的栅极,这就需要引入低频的零点对LDO的环路进行补偿。传统的LDO设计,利用负载电容及其自身的ESR(Equivalent Series Resistance,等效串联电阻)构造一个零点,以补偿环路的次极点,达到环路稳定的目的。负载电容的ESR大小范围有要求,超出这个范围,LDO的稳定性则无法保障。这就对电容的选取增加了限制,往往需要选用ESR 较大的钽电容,而钽电容的价格相对比较昂贵,体积较大。更值得注意的一个问题是,通过ESR构造的零点在频域上的位置是固定不变的。随着技术的发展,越来越复杂的电子产品,要求LDO提供更大的负载电流。更大的负载变化范围,使得LDO环路输出极点的位置发生大幅度的转移,甚至会导致主极点和次极点的位置出现对调。此时,固定的ESR零点无法满足频率补偿的要求,环路会变得不稳定。
    发明内容
    本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足,提供一种补偿零点动态调整的线性稳压器,克服现有技术的线性稳压器利用电容及其等效串联电阻构造补偿零点,补偿零点的频率固定,无法满足频率补偿要求的缺陷。
    本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为:
    一种补偿零点动态调整的线性稳压器,包括误差放大???、缓冲???、功率???、反馈电阻???、负载追踪???、频率补偿??楹透涸氐缛?,所述缓冲???、所述功率???、所述负载追踪??楹退銎德什钩ツ?橐来蜗嗔?,所述误差放大??榱铀龌撼迥?榈氖淙攵?,所述反馈电阻??榱铀鑫蟛罘糯竽?榈氖淙攵艘约八龉β誓?榈氖涑龆?,所述负载电容连接所述功率??榈氖涑龆?,所述误差放大??橛糜诜糯蠡仿贩蠢〉缪褂氩慰嫉缪怪涞奈蟛?,所述缓冲??橛糜诜乐顾龉β誓?槭淙攵顺鱿值推导?,所述功率??橛糜谑涑龈涸氐缌鞑⒍愿涸氐缪菇形妊沟髡?,所述负载追踪??橛糜诩觳馑龈涸氐缌?,所述频率补偿??橛糜诠乖觳钩チ愕?,并根据所述负载追踪??榈募觳饨峁髡钩チ愕阄恢?,所述反馈电阻??橛糜谌范ㄋ鍪涑龅缪褂胨霾慰嫉缪沟谋戎?,所述负载电容用于对所述输出电压进行滤波降噪。
    根据本发明的实施例,所述误差放大??樯栉绲挤糯笃?。
    根据本发明的实施例,所述缓冲??樯栉醇嫫?。
    根据本发明的实施例,所述功率??樯栉谝怀⌒в?。
    根据本发明的实施例,所述频率补偿??橛梢桓龅缛荽桓龅缱韫钩?。
    根据本发明的实施例,所述负载追踪??樯栉谝怀⌒в艿木迪癯⌒в?。
    根据本发明的实施例,所述反馈电阻??榘礁龃牡缱?。
    实施本发明的技术方案,具有以下有益效果:本发明提出的线性稳压器,内部用于频率补偿的零点的位置能够跟随负载电流的变化做调整,当负载电流较小时,输出极点的频率较低,补偿零点的频率也较低,随着负载电流增大,输出极点往高频移动,补偿零点也往高频移动,补偿零点动态地抵消输出极点的变化,从而使得环路能够在较宽的负载电流范围内保持稳定。本发明线性稳压器的稳定性不依赖于负载电容的ESR,因此负载电容可以选择价格便宜、体积小的陶瓷电容。同时本发明线性稳压器具有良好的电源抑制特性和噪声特性,能够满足高性能的模拟电路的供电需求。
    附图说明
    下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明,本发明的优点和实现方式将会更加明显,其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明,而不构成对本发明的任何意义上的限制,在附图中:
    图1为本发明线性稳压器电路??槭疽馔?;
    图2为本发明实施例的电路图;
    图3为本发明实施例的小信号等效电路图;
    图4为本发明实施例的幅频特性图和相频特性图。
    具体实施方式
    如图1、图2、图3和图4所示,一种补偿零点动态调整的线性稳压器,包括误差放大???、缓冲???、功率???、反馈电阻???、负载追踪???、频率补偿??楹透涸氐缛?,缓冲???、功率???、负载追踪??楹推德什钩ツ?橐来蜗嗔?,误差放大??榱踊撼迥?榈氖淙攵?,反馈电阻??榱游蟛罘糯竽?榈氖淙攵艘约肮β誓?榈氖涑龆?,负载电容连接功率??榈氖涑龆?,误差放大??橛糜诜糯蠡仿贩蠢〉缪褂氩慰嫉缪怪涞奈蟛?,缓冲??橛糜诜乐构β誓?槭淙攵顺鱿值推导?,功率??橛糜谑涑龈涸氐缌鞑⒍愿涸氐缪菇形妊沟髡?,负载追踪??橛糜诩觳飧涸氐缌?,频率补偿??橛糜诠乖觳钩チ愕?,并根据负载追踪??榈募觳饨峁髡钩チ愕阄恢?,所述反馈电阻??橛糜谌范ㄋ鍪涑龅缪褂胨霾慰嫉缪沟谋戎?,负载电容用于对所述输出电压进行滤波降噪。根据本发明的实施例,误差放大??樯栉绲挤糯笃??;撼迥?樯栉醇嫫?。功率??樯栉谝怀⌒в?。频率补偿??橛梢桓龅缛荽桓龅缱韫钩?。负载追踪??樯栉谝怀⌒в艿木迪癯⌒в?。反馈电阻??榘礁龃牡缱?。
    如图1所示,误差放大??榧觳饣仿分蟹蠢〉缪筕fb与参考电压Vref之间的误差并将其放大,是整个环路中最主要的增益来源,其输出阻抗一般比较高?;撼迥?榈囊?,避免高输出阻抗的误差放大??橛牍β誓?橹苯恿?,使得功率??榈目刂平诘悖ㄍ?中B点)不会出现低频极点。功率??槭歉涸氐缌鞔拥缭炊耍ㄍ?中ldoin端)流到输出端(图1中ldoout端)的唯一通道,其调整作用能够使得输出电压稳定在目标 值。负载追踪???,能够检测流经功率??榈母涸氐缌髯纯?,为零极点的追踪补偿提供依据。频率补偿??樵谖蟛罘糯竽?榈氖涑龆耍ㄍ?中A点)与电源或地之间形成信号的交流通路,从而构造出一个补偿零点,并根据负载追踪??榈募觳饨峁?,动态地调整补偿零点的位置,使得LDO环路能在大幅度的负载范围内保持稳定。反馈电阻??榫龆ㄊ涑龅缪购筒慰嫉缪筕ref之间的算术关系,从而确定输出电压值。负载电容用于给输出电压进行滤波降噪。
    图2为本发明的优选实施例。误差放大??橛蒑2、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11、M12和M13构成的带有增益提高的跨导放大器(OTA)来实现。其中M4和M5为输入对管,把输入电压信号转换为电流信号;M6和M9为负载管,把电流信号转换为放大后的电压信号。M7和M8为增益提高管,使得跨导放大器能够实现更高的增益。M10、M11、M12和M13构成第二级的推挽输出,使得跨导放大器的输出动态范围尽可能地宽?;撼迥?橛蒑3和M14组成的普通源极跟随器实现。功率??橛纱蟪叽绲腗power管充当,其电阻的大小影响着LDO的驱动能力。频率补偿??橛傻缛軨C、电阻RC'构成,负载追踪??橛蒑power管的镜像管Ms实现。于是,A点与电源之间形成一条信号的交流通路(图2的虚线方向),从而构造出一个补偿零点,零点的位置跟随Ms的线性电阻RC''变化,从而追踪负载电流的变化。Rf1和Rf2构成了反馈电阻???,从而确定输出电压为CL为负载电容,Resr为其ESR电阻。Rbonding为金属压焊线的电阻。RL为负载电阻。
    图3为本发明优选实施例中LDO环路的小信号等效电路图。其中gm1为误差放大??榈目绲?,gmp为功率??榈目绲?;C1为缓冲??榈氖淙氲缛?,R1为误差放大??榈氖涑鲎杩?,CC为频率补偿??橐氲牡缛?,RC为频率补偿??楦莞涸氐缌鞔笮《髡牡缱?,其值为RC=RC' +RC'';C2为功率??榈氖淙氲缛?,R2为缓冲??榈氖涑鲎杩?;CL为负载电容,Resr'为金属压焊线的电阻和负载电容ESR电阻的总和,Roeq为输出端的等效阻抗。B为电阻反馈因子,其值为
    LDO环路的传输函数为
    T(S)=ToutTin=-Bgm1gmpR1Roeq(RCCCS+1)(ResrCLS+1)[R1C1RCCCS2+(RCCC+R1C1+R1CC)S+1](R2C2S+1)[(Roeq+Resr)CLS+1]]]>
    从传输函数可以看出,环路有四个极点(分别命名为P0、P1'、P1''、P2),两个零点(分别命名为Z0、Z1)。其中,
    P0=1(Roeq+Resr)CL≈1RoeqCL,P2=1R2C2,]]>
    Z0=1ResrCL,Z1=1RCCC]]>
    P1'和P1''为方程R1C1RCCCS2+(RCCC+R1C1+R1CC)S+1=0的两个实根,定义P1'<P1''。通常情况下,可以近似求得,
    P1=1R1(C1+CC),P1=C1+CCRCC1CC]]>
    可见,频率补偿??榈囊?,使得误差放大??槭涑龆嗽吹募鉖1,分裂成两个极点P1'和P1'',同时引入一个零点Z1。其中,P1'位于低频,P1''位于高频,Z1位于这两极点之间的频段,并且Z1和P1''随着负载电流变大往高频方向移动。
    这些零极点分布的大小关系为(P0、P1')<Z1<(P2、Z0、P1'')。其中,P0与P1'之间的大小关系随负载电流的变化而改变。轻负载时候,P0<P1',P0为主极点;重负载时候,P1'<P0,P1'为主极点。P2、Z0和P1''位于比较高的频率,它们之间的大小关系跟负载电容、ESR以及负载电流有关,但一般不影响LDO环路的稳定性。
    图4是本发明的优选实施例中LDO环路幅频特性图和相频特性图,图上分别绘出了轻负载(虚线)和重负载(实线)的零极点位置分布。 随着负载电流的变化,输出极点P0的位置发生较大的变动,补偿零点Z1的位置也往相同方向做出调整,从而使得环路有足够的相位裕度保持稳定。
    本发明的电源抑制特性(PSR)可以用以下公式来描述,
    PSR=voutvdd=(1-AP1A1B+1gmprdsp&CenterDot;1A1B),]]>
    其中,A1为误差放大??榈脑鲆?,为电阻反馈因子,gmprdsp为功率??榈脑鲆?,为电源到功率??榭刂平诘愕脑鲆妫ˋp1≤1)。
    本发明的电源抑制特性可以从两个角度来优化。一是从环路增益考虑,提高误差放大??榈脑鲆?;二是通过合理设计误差放大???,使得Ap1趋近于1,即让功率??榈目刂频缪垢娴缭吹缪贡浠?。本发明的优先实施例的误差放大??椴捎么性鲆嫣岣叩目绲挤糯笃鹘峁?,同时融合了以上的两个方面,使得其具有良好的电源抑制特性,通常能达到90dB以上。
    LDO的输出噪声可以用以下公式描述,
    Vn_o2=&Integral;f1f2[Vn_Rf12+(Rf1Rf2)2Vn_Rf12+(1BVn_in)2+(1BVn_BG)2]df]]>
    其中,为电阻Rf1的热噪声,为误差放大??楹突撼迥?榈脑肷鬯愕轿蟛罘糯竽?槭淙攵说牡刃淙朐肷?,为参考电压Vref引入的噪声,为电阻反馈因子。
    由此可知,对于LDO的设计,有两条思路减小一是,增大误差放大??楹突撼迥?橹泄茏拥某叽纾ㄓ绕涫俏蟛罘糯竽?槭淙攵怨艿某叽纾?,以及这两个??榈牡缌?,从而可以降低二是,等比例减小 Rf1和Rf2的阻值,从而降低这两条思路都会导致静态功耗的增加,需要在噪声和功耗之间折衷。本发明的优先实施例能够在静态功耗20μA~30μA的情况下,把噪声性能优化到几十μV的量级(10kHz~100kHz)。
    本发明可以应用于便携式电子设备中给音频、视频、RF和高精度信号检测等高性能模拟电路供电,也可以应用于其他电子系统中,给某些高性能电路??楣┑?。
    本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神,可以有多种变形方案实现本发明,以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已,并非因此局限本发明的权利范围,凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化,均包含于本发明的权利范围之内。

    关于本文
    本文标题:一种补偿零点动态调整的线性稳压器.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-6147484.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
  • 彩赢大师计划软件下载 广东11选五计划软件下载 pc蛋蛋稳赚全包 极速28全包2平挂稳赚 二四六天天好彩毎期文字资料 七星彩芝麻数据 快三倍投大小单双稳赚(快3倍投技巧) 福彩七乐彩预测最准确 吉林快三人工计划软件 吉林快三返奖规则 快乐时时官方网址 6码复式2中2多少组 福建时时开奖表 六肖中特最准一肖 太子中心选1肖 重庆时时走势图诀窍