CN105404344A - 无振铃的电压调节器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无振铃的电压调节器，其包括差分放大电路、第一MOS管、第二MOS管、电阻Ra、电容CC、电压反馈电路、输出电容Co和电流源。第一MOS管的源极与电源端相连，其栅极与差分放大电路的输出端相连，其漏极依次经Ra和Co接地；第二MOS管的源极与电源端相连，其栅极与差分放大电路的输出端相连，其漏极与Ra和Co之间的连接节点VB相连；节点VB与电压调节器的输出端Vo相连；第一MOS管的漏极与Ra之间的连接节点VA经Cc与差分放大电路的正向输入端相连，差分放大电路的负向输入端与一参考电压相连。电压反馈电路用于采样输出端Vo的输出电压，以输出反馈电压给差分放大电路的正向输入端；电流源的输入端与节点VA相连，其输出端接地。与现有技术相比，本发明的输出电压无振铃现象。

Description

无振铃的电压调节器

【技术领域】

本发明涉及低压差稳压器技术领域，特别涉及一种无振铃的电压调节器。

【背景技术】

中国专利申请号CN200710177830.1中公开了一种高稳定性电压调节器，请参考图1所示，其为该专利申请中的一种高稳定性电压调节器的电路示意图，其具有广范围内稳定的优点。但是，当输入电压VCC和输出电压Vo接近时，输出电压Vo会出现较长时间的振铃现象。

因此，有必要提供一种改进的技术方案来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种无振铃的电压调节器，在输入电压和输出电压接近时，其输出电压无振铃现象。

为了解决上述问题，本发明提供一种无振铃的电压调节器，其包括差分放大电路、第一MOS管MP7、第二MOS管MPass、电阻Ra、电容CC、电压反馈电路和输出电容Co，以及电流源。第一MOS管的源极与电源端相连，其栅极与差分放大电路的输出端相连，其漏极依次经电阻Ra和输出电容Co接地；第二MOS管的源极与电源端相连，其栅极与差分放大电路的输出端相连，其漏极与电阻Ra和输出电容Co之间的连接节点VB相连；连接节点VB与电压调节器的输出端Vo相连；第一MOS管MP7的漏极与电阻Ra之间的连接节点VA经电容Cc与差分放大电路的正向输入端相连，差分放大电路的负向输入端与一参考电压Ref。所述电压反馈电路的输入端与电压调节器的输出端Vo相连，其输出端与差分放大电路的正向输入端相连，所述电压反馈电路用于采样电压调节器的输出端Vo输出的输出电压，以输出反馈电压给差分放大电路的正向输入端。电流源的输入端与连接节点VA相连，其输出端接地，电流源的电流从连接节点VA流向地节点。

进一步的，所述第一MOS管MP7和第二MOS管MPass均为PMOS晶体管，所述电流源的电流从连接节点VA流向地节点。

进一步的，所述电压反馈电路包括依次连接于所述电压反馈电路输入端和地节点之间的第一分压电阻Rf1和第二分压电阻Rf1，第一分压电阻Rf1和第二分压电阻Rf1之间的连接节点为所述电压反馈电路的输出端，该连接节点上的电压为所述反馈电压。

进一步的，所述电流源包括连接于连接节点VA和地节点之间的电阻Rb。

与现有技术相比，本发明在PMOS晶体管MP7和电阻Ra之间的连接节点增加一个直流流到地电位的电流源，其可以缓解PMOS晶体管MP7进入线性区的情况，从而在输入电压和输出电压接近时，其输出电压无振铃现象。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为现有技术中的一种高稳定性电压调节器的电路示意图；

图2描述了现有技术中的高稳定性电压调节器在上电启动时，不同相位裕度涉及的振铃现象；

图3为本发明在一个实施例中的无振铃的电压调节器的电路示意图；

图4为本发明在另一个实施例中的无振铃的电压调节器的电路示意图。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。

申请人通过对图1所示的高稳定性电压调节器进行大量的实验和分析，认为“在输入电压VCC和输出电压Vo接近时，输出电压Vo会出现较长时间的振铃现象”的原因在于：电阻Ra上存在电压降，PMOS晶体管MP7会比Mpass先进入线性区，导致补偿零点的效果减弱，从而导致负反馈环路的相位裕度下降。虽然通过设计可以保证相位裕度大于零而保证电路稳定而不振荡，但是较低的相位裕度会导致在上电启动时或输入电压跳变时或输出电流跳变时，输出电压Vo会出现较长时间的振铃现象。相位裕度越低，振铃越多，响应时间(输出电压Vo从跳变到稳定的时间)越长。图2描述了上电启动时，不同相位裕度涉及的振铃现象，相位裕度较低时，振铃次数较多。

故本发明对图1所示的高稳定性电压调节器进行了改进。请参考图3所示，其为本发明在一个实施例中的无振铃的电压调节器的电路示意图。图3与图1的区别在于，其在图1中的PMOS晶体管MP7和电阻Ra之间的连接节点VA增加一个直流流到地电位的电流源320。

具体的，图3所示的无振铃的电压调节器包括差分放大电路gm1、第一MOS管MP7、第二MOS管MPass、电阻Ra、电容CC、电压反馈电路310和输出电容Co，以及电流源320。

其中，第一MOS管的源极与电源端VCC相连，其栅极与差分放大电路gm1的输出端相连，其漏极依次经电阻Ra和输出电容Co接地；第二MOS管的源极与电源端VCC相连，其栅极与差分放大电路gm1的输出端相连，其漏极与电阻Ra和输出电容Co之间的连接节点VB相连；连接节点VB与电压调节器的输出端Vo相连；第一MOS管MP7的漏极与电阻Ra之间的连接节点VA经电容Cc与差分放大电路gm1的正向输入端相连，差分放大电路gm1的负向输入端与一参考电压Ref相连；负载电阻RL连接于电压调节器的输出端Vo和地节点。在图3所示的实施例中，第一MOS管MP7和第二MOS管MPass均为PMOS晶体。

所述电压反馈电路310的输入端与电压调节器的输出端Vo相连，其输出端与差分放大电路gm1的正向输入端相连，所述电压反馈电路310用于采样电压调节器的输出端Vo的输出电压，以输出反馈电压Vf给差分放大电路gm1的正向输入端。在图3所示的实施例中，所述电压反馈电路310包括依次连接于所述电压反馈电路310的输入端和地节点之间的第一分压电阻Rf1和第二分压电阻Rf1，第一分压电阻Rf1和第二分压电阻Rf1之间的连接节点为所述电压反馈电路310的输出端，该连接节点上的电压为所述反馈电压Vf。不过，这仅仅是一个示例，本发明不局限于此。

电流源320的输入端与连接节点VA相连，其输出端接地，电流源320的电流I1从连接节点VA流向地节点。

与图1相比，图3中的电流源320可以将节点VA的直流工作点降低I1.Ra的电压，其中，I1为电流源320的电流值，Ra为电阻Ra的电阻值。这样可以缓解PMOS晶体管MP7进入线性区的情况，即增加PMOS晶体管MP7的源极和漏极电压差，PMOS晶体管MP7的源极和漏极电压差越大，PMOS晶体管MP7越趋近于工作在饱和区，其小信号特性越好。并且，由于电流源320为直流电流源，其不影响节点VA的交流特性(即小信号特性)，因此，图3所示的结构与图1所示的电结构在PMOS晶体管MP7位于饱和区时，完全一样。

请参考图4所示，其为本发明在另一个实施例中的无振铃的电压调节器的电路示意图。图4与图3的区别在于，所述电流源420包括连接于连接节点VA和地节点之间的的电阻Rb。由于纯电阻Rb也只影响电路的直流特性，相当于增加了一个流向地电平的电流，因此可以获得和图3相似的效果。

综上可知，本发明通过在现有的高稳定性电压调节器的PMOS晶体管MP7和电阻Ra之间的连接节点VA增加一个直流流到地电位的电流源I1，以将节点VA的直流工作点降低，缓解PMOS晶体管MP7进入线性区的情况，并且电流源I1为直流电流源，其不影响节点VA的交流特性，从而改善当输入电压VCC与输出电压VO接近时，负反馈环路的相位裕度降低的问题，以改善或振铃现象。

在本发明中，“连接”、相连、“连”、“接”等表示电性相连的词语，如无特别说明，则表示直接或间接的电性连接。

需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (4)

1.一种无振铃的电压调节器，其特征在于，其包括差分放大电路、第一MOS管、第二MOS管、电阻Ra、电容CC、电压反馈电路和输出电容Co，以及电流源，

第一MOS管的源极与电源端相连，其栅极与差分放大电路的输出端相连，其漏极依次经电阻Ra和输出电容Co接地；第二MOS管的源极与电源端相连，其栅极与差分放大电路的输出端相连，其漏极与电阻Ra和输出电容Co之间的连接节点VB相连；连接节点VB与电压调节器的输出端Vo相连；第一MOS管的漏极与电阻Ra之间的连接节点VA经电容Cc与差分放大电路的正向输入端相连，差分放大电路的负向输入端与一参考电压相连，

所述电压反馈电路的输入端与电压调节器的输出端Vo相连，其输出端与差分放大电路的正向输入端相连，所述电压反馈电路用于采样电压调节器的输出端Vo输出的输出电压，以输出反馈电压给差分放大电路的正向输入端，

电流源的输入端与连接节点VA相连，其输出端接地，电流源的电流从连接节点VA流向地节点。

2.根据权利要求1所述的无振铃的电压调节器，其特征在于，

所述第一MOS管和第二MOS管均为PMOS晶体管，所述电流源的电流从连接节点VA流向地节点。

3.根据权利要求2所述的无振铃的电压调节器，其特征在于，

所述电压反馈电路包括依次连接于所述电压反馈电路输入端和地节点之间的第一分压电阻Rf1和第二分压电阻Rf1，第一分压电阻Rf1和第二分压电阻Rf1之间的连接节点为所述电压反馈电路的输出端，该连接节点上的电压为所述反馈电压。

4.根据权利要求3所述的无振铃的电压调节器，其特征在于，

所述电流源包括连接于连接节点VA和地节点之间的电阻Rb。