CN101430572B - 电压调节器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即使相位补偿电路的电阻的电阻值大，过渡响应特性也优良的电压调节器。该电压调节器构成为，相位补偿电路的电阻的电阻值根据电阻两端的电压而变化。由此，在误差放大电路的输出电压正在变化的过渡状态中，通过减小相位补偿电路的电阻的电阻值，过渡响应特性变得优良。
Description
技术领域
本发明涉及输出恒定的输出电压的电压调节器，更详细地说，涉及使电压调节器的动作稳定的相位补偿电路。
背景技术
图3是示出现有的电压调节器的电路图。
现有的电压调节器具有：输出输出电压Vout的输出晶体管21；对输出电压Vout进行分压的分压电路22；产生基准电压的基准电压电路23；误差放大电路24，其根据分压电路22的输出电压和基准电压，对输出晶体管21进行控制以使输出电压Vout恒定；以及相位补偿电路20，其设置在输出晶体管21和误差放大电路24之间，对相位补偿电路20的输出端子20d的相位进行补偿。相位补偿电路20具有相位补偿电容20a及相位补偿电阻20b(例如，参照专利文献1)。
【专利文献1】日本特开2005-215897号公报
在电压调节器的相位补偿电路20中，为了使电压调节器的动作稳定，相位补偿电阻20b的电阻值往往设定得较大。
电压调节器的输出电压Vout变化时，误差放大电路24的输出电压也变化。在误差放大电路24的输出电压变化的过渡状态中，当相位补偿电阻20b的电阻值大时，输出晶体管21的栅极的充放电需要花费时间。
图4是示出现有的电压调节器的相位补偿电路的输入电压和输出电压的图。
当相位补偿电路20的输入电压V1如图4(A)所示那样变化时，相位补偿电路20的输出电压V2如图4(B)所示那样变化。相位补偿电阻20b的电阻值小的情况的输出电压V2如图4(B)的虚线所示那样变化，但是在相位补偿电阻20b的电阻值大的情况下，如实线所示那样变化。
即，存在相位补偿电路20的过渡响应特性变差，由此电压调节器的过渡响应特性变差的课题。
发明内容
本发明正是鉴于这样的课题而完成的，提供一种即使相位补偿电阻的电阻值大，过渡响应特性也优良的电压调节器。
为了解决上述课题，本发明的电压调节器构成为，相位补偿电路的电阻的电阻值根据电阻两端的电压而变化。此外，在误差放大电路的输出电压正在变化的过渡状态中，通过减小相位补偿电路的电阻的电阻值，改善了电压调节器的过渡响应特性，而不影响相位补偿电路的性能。
本发明的电压调节器构成为，在误差放大电路的输出电压正在变化的过渡状态中，通过减小相位补偿电路的电阻的电阻值，相位补偿电路的响应特性变得优良。由此，具有如下效果：能够将相位补偿电路的电阻的电阻值设定得较大，而且电压调节器的过渡响应特性优良。
附图说明
图1是示出本发明的电压调节器的电路图。
图2是示出本发明的电压调节器的相位补偿电路的输入电压和输出电压的图。
图3是示出现有的电压调节器的电路图。
图4是示出现有的电压调节器的相位补偿电路的输入电压和输出电压的图。
符号说明
10：相位补偿电路；11：输出晶体管；12：分压电路；13：基准电压电路；14：误差放大电路；15：电源端子；16：输出端子；17：接地端子；10a：相位补偿电容；10b及10c：相位补偿电阻；10d：控制晶体管；10e～10f：输入端子；10g：输出端子。
具体实施方式
图1是本发明的电压调节器的电路图。
本发明的电压调节器具有相位补偿电路10、输出晶体管11、分压电路12、基准电压电路13、误差放大电路14、电源端子15、输出端子16以及接地端子17。相位补偿电路10具有相位补偿电容10a、相位补偿电阻10b及10c、控制晶体管10d、输入端子10e、输入端子10f以及输出端子10g。
相位补偿电路10的输入端子10e与误差放大电路14的输出端子连接，输入端子10f与电源端子15连接，输出端子10g与输出晶体管11的栅极连接。输出晶体管11的源极和背栅与电源端子15连接，漏极与输出端子16连接。分压电路12设置在输出端子16和接地端子17之间，分压电路12的输出端子与误差放大电路14的非反转输入端子连接。基准电压电路13设置在误差放大电路14的反转输入端子和接地端子17之间。
相位补偿电容10a的一端与相位补偿电路10的输入端子10e连接，另一端与相位补偿电路10的输出端子10g连接。相位补偿电阻10b的一端与相位补偿电路10的输入端子10e连接，另一端与控制晶体管10d的栅极连接。相位补偿电阻10c的一端与控制晶体管10d的栅极连接，另一端与相位补偿电路10的输出端子10g连接。控制晶体管10d的源极与相位补偿电路10的输出端子10e连接，漏极与相位补偿电路10的输出端子10g连接，背栅与相位补偿电路10的输入端子10f连接。
如上所述的电压调节器如下进行动作。
输出晶体管11输出输出电压Vout。分压电路12对输出电压Vout进行分压。基准电压电路13产生基准电压。误差放大电路14根据分压电路12的输出电压和基准电压，输出控制输出晶体管11以使输出电压Vout变得恒定的控制信号。
当输出电压Vout降低时，分压电路12的输出电压也降低。当分压电路12的输出电压低于基准电压时，误差放大电路14的输出电压和相位补偿电路10的输入电压V1降低。通过经由相位补偿电路10的控制信号，控制成输出晶体管11的栅极电压降低，输出电压Vout增高。此外，当输出电压Vout增高时，控制成输出晶体管11的栅极电压增高，输出电压Vout降低。由此，控制成输出电压Vout恒定。
接下来，对本发明的电压调节器的相位补偿电路10的动作进行说明。相位补偿电路10对误差放大电路14输出的控制信号的相位进行补偿。尤其是，设定相位补偿电容10a的电容值和相位补偿电阻10b及10c的电阻值以使电压调节器不振荡。
首先，对输出电压Vout的电压变化小时的过渡状态进行说明。
在输出电压Vout的电压降低小的情况下，相位补偿电路10的输入电压V1和输出电压V2的电压差小。由此，控制晶体管10d截止，因此相位补偿电路10构成为相位补偿电容10a、相位补偿电阻10b及10c并联连接。
接下来，对输出电压Vout的电压变化大时的过渡状态进行说明。
在输出电压Vout的电压降低大的情况下，相位补偿电路10的输入电压V1大幅降低。此时，相位补偿电路10的电阻值高，则输入电压V1和输出电压V2的电压差变大。该电压差通过相位补偿电阻10b和10c分压并施加到控制晶体管10d的栅极上，控制晶体管10d导通。由此，相位补偿电路10构成为相位补偿电容10a、相位补偿电阻10b和10c以及控制晶体管10d并联连接。在该状态下，控制晶体管10d导通，因此相位补偿电路10的输入端子10e和输出端子10g之间的电阻的电阻值变小。即，相位补偿电路10的过渡响应特性变得优良。此外，在输出电压Vout的电压上升大的情况下，与上述同样地控制晶体管10d导通，由此相位补偿电路10的过渡响应特性变得优良。
图2是示出本发明的电压调节器的相位补偿电路的输入电压和输出电压的图。
根据本发明的相位补偿电路，当相位补偿电路10的输入电压V1如图2(A)所示那样地变化时，通过相位补偿电路10，与图4(B)进行比较，相位补偿电路10的输出电压V2如图2(B)所示那样地高速变化。
此处，在将相位补偿电路10的输入电压设为V1、输出电压设为V2、控制晶体管10d的阈值设为Vthp时，相位补偿电阻10b和10c的电阻值相等的情况下，控制晶体管10d导通的条件由公式1给出。
|V1—V2|/2>|Vthp| (1)
在相位补偿电阻10b和10c的电阻值相等的情况下，输出电压Vout降低时和增高时，控制晶体管10d导通的定时相等。即，在输出电压Vout变化的过渡状态中，在输出电压Vout降低的情况下和增高的情况下，控制晶体管10d的过渡响应特性变得相同。
此外，相位补偿电阻10b和相位补偿电阻10c的电阻值不同时的控制晶体管10d导通的条件，在将相位补偿电阻10b的电阻值设为R1、相位补偿电阻10c的电阻值设为R2时，在输出电压Vout降低的情况下，由公式2给出，在输出电压Vout增高的情况下，由公式3给出。
(V2—V1)×R1/(R1+R2)>|Vthp| (2)
(V1—V2)×R2/(R1+R2)>|Vthp| (3)
如上所述，通过使相位补偿电阻10b和相位补偿电阻10c的电阻值不同，能够进行调整，使输出电压Vout增高时的过渡响应特性优良，或者使输出电压Vout降低时的过渡响应特性优良。
此外，控制晶体管10d的背栅与电源端子15连接，但是也可以是与电源端子15以外的电压比源极和漏极的电压高的节点连接。
此外，控制晶体管10d是PMOS晶体管，但是也可以是NMOS晶体管。此时，控制晶体管10d的背栅与电压比源极和漏极的电压低的节点连接。
Claims (6)
1.一种电压调节器，该电压调节器具有：
误差放大电路，其放大输出基准电压和基于输出晶体管的输出电压的电压之间的差，对所述输出晶体管的栅极进行控制；以及
相位补偿电路，其设置在所述输出晶体管和误差放大电路之间，对所述误差放大电路的输出信号的相位进行补偿，
该电压调节器的特征在于，
所述相位补偿电路具有相位补偿电阻和相位补偿电容，
在所述误差放大电路的输出信号正在变化的过渡状态中，所述相位补偿电路的电阻值变小。
2.根据权利要求1所述的电压调节器，其特征在于，
所述相位补偿电阻具有：
第一相位补偿电阻，其一个端子与所述相位补偿电路的输入端子连接；
第二相位补偿电阻，其一个端子与所述第一相位补偿电阻的另一个端子连接，另一个端子与所述相位补偿电路的输出端子连接；以及
控制晶体管，其源极与所述相位补偿电路的输入端子连接，漏极与所述相位补偿电路的输出端子连接，栅极与所述第一相位补偿电阻的另一个端子及所述第二相位补偿电阻的一个端子连接。
3.根据权利要求2所述的电压调节器，其特征在于，
在所述误差放大电路的输出信号正在变化的过渡状态中，所述控制晶体管导通。
4.根据权利要求2所述的电压调节器，其特征在于，
所述第一相位补偿电阻的电阻值和所述第二相位补偿电阻的电阻值相等。
5.根据权利要求2所述的电压调节器，其特征在于，
所述第一相位补偿电阻的电阻值比所述第二相位补偿电阻的电阻值大。
6.根据权利要求2所述的电压调节器，其特征在于，
所述第一相位补偿电阻的电阻值比所述第二相位补偿电阻的电阻值小。
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