CN106502302A - 一种低压差线性稳压器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种低压差线性稳压器。该低压差线性稳压器中第一功率管的输出端与第二功率管的输入端连接；第二功率管的控制端与中值电压稳压器的输出端连接；中值电压稳压器的输入端与输入电源连接；输入电源的输入电压值范围大于0，小于等于2倍第一功率管或第二功率管的最大工作电压；中值电压稳压器的输出端的电压值为输入电源的输入电压值与第一功率管或第二功率管的最大工作电压的差值。本实施例提供的技术方案，通过增加第二功率管和中值电压稳压器，在仅仅使用低阈值电压的功率管的情况下，有效提高了低压差线性稳压器的工作电压的范围，使低压差线性稳压器更容易与其他电路集成到同一块芯片上，大大降低了成本。

Description

一种低压差线性稳压器
技术领域
本发明实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种低压差线性稳压器。
背景技术
随着各种便携式电子产品的普及，电源管理IC(Integrated Circuit，集成电路)面临众多挑战，而直流稳压芯片发挥着至关重要的作用。低压差线性稳压器(Low Drop OutLinear Voltage Regulator，LDO)因其功耗低，体积小，且有稳定的输出电压、较小的电压纹波，成为目前最流行的直流稳压芯片。
图1为现有技术中的低压差稳压器的电路图。如图1所示，现有技术中的低压差线性稳压器包括误差放大器A，功率管MP0，反馈电阻r1和反馈电阻r2。低压差线性稳压器的工作原理如下：低压差线性稳压器的电源VDD上电后，向误差放大器A的反相输入端输入参考电压Vref。低压差线性稳压器通过误差放大器A、反馈电阻r1、反馈电阻r2及功率管MP0构成的反馈网络，将采样电压Vfb反馈到误差放大器A的同相输入端。采样电压Vfb与误差放大器反相输入端的参考电压Vref做比较，两者的差值经误差放大器A放大后，控制功率管MP0的压降，从而控制低压差线性稳压器的输出电压。当Vfb＝Vref，低压差线性稳压器的输出电压Vout达到稳定状态。由反馈电阻r1和反馈电阻r2的分压原理可得到低压差线性稳压器稳定的输出电压Vout＝Vref×(r1+r2)/r2。
现有技术中的低压差线性稳压器可以实现稳定的输出电压，但是其输入电源的电压范围相对受到限制。如果输入电源的电压增大，低压差线性稳压器中的功率管将会被击穿，所以只能选用阈值电压更高的功率管，但是低压差线性稳压器中的功率管将与电源管理IC其他电路所用晶体管有差别，不能很好的集成，将会造成大量的空间浪费，使得输入电源的电压的范围与整个电路的集成将会产生矛盾。同时，制作阈值电压更高的功率管将需要多一倍的掩膜版，使得整个工艺更加复杂。
发明内容
本发明提供一种低压差线性稳压器，以实现仅仅使用低阈值电压功率管，扩大低压差线性稳压器的工作电压范围。
第一方面，本发明实施例提供了一种低压差线性稳压器，该低压差线性稳压器包括：第一误差放大器、第一功率管和电阻反馈网络，还包括：中值电压稳压器和第二功率管；
所述第一功率管的输入端与输入电源连接；所述第一功率管的输出端与所述第二功率管的输入端连接；所述第二功率管的输出端分别与所述电阻反馈网络的第一端以及所述低压差线性稳压器的输出端连接；
所述第一功率管的控制端与所述第一误差放大器的输出端连接；所述第二功率管的控制端与所述中值电压稳压器的输出端连接；所述中值电压稳压器的接地端与所述电阻反馈网络的接地端连接；所述中值电压稳压器的输入端与所述输入电源连接；
所述第一误差放大器的反相输入端用于接收参考电压；所述第一误差放大器的同相输入端与所述电阻反馈网络的第三端连接；所述第一误差放大器比较所述参考电压与所述电阻反馈网络反馈的反馈电压，以控制第一功率管的工作状态；
所述输入电源的输入电压值范围大于0，小于等于2倍第一功率管或第二功率管的最大工作电压；所述中值电压稳压器的输出端的电压值为所述输入电源的输入电压值与所述第一功率管或第二功率管的最大工作电压的差值。
本实施例提供的低压差线性稳压器，通过增加第二功率管和中值电压稳压器，在仅仅使用低阈值电压的功率管的情况下，有效提高了低压差线性稳压器的工作电压的范围，减少了制作功率管使用掩膜板的数量，简化了流程，同时使低压差线性稳压器更容易与其他电路集成到同一块芯片上，大大降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的一种低压差线性稳压器的电路图；
图2是本发明实施例提供的一种低压差线性稳压器的电路图；
图3是本发明实施例提供的低压差线性稳压器中的第一误差放大器的电路图；
图4是本发明实施例提供的低压差线性稳压器中的中值稳压器的电路图；
图5是本发明实施例提供的低压差线性稳压器中的中值稳压器中的第二误差放大器的电路图；
图6是本发明实施例提供的低压差线性稳压器的负载调整率波形图；
图7是本发明实施例提供的低压差线性稳压器的线性调整率波形图；
图8是本发明实施例提供的低压差线性稳压器的负载电流为10nA时的稳定性波特图；
图9是本发明实施例提供的低压差线性稳压器的负载电流为100mA时的稳定性波特图；
图10是本发明实施例提供的低压差线性稳压器的负载电流为0.1-100mA时的瞬态响应图；
图11是本发明实施例提供的低压差线性稳压器的负载电流为90-100mA时的瞬态响应图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图2为本实施例提供的一种低压差线性稳压器的电路图。如图2所示，该低压差线性稳压器包括：包括第一误差放大器A1、第一功率管MP1和电阻反馈网络2，还包括：中值电压稳压器1和第二功率管MP2；所述第一功率管MP1的输入端与输入电源连接；所述第一功率管MP1的输出端与所述第二功率管MP2的输入端连接；所述第二功率管MP2的输出端分别与所述电阻反馈网络2的第一端以及所述低压差线性稳压器的输出端Vout连接；所述第一功率管MP1的控制端与所述第一误差放大器A1的输出端连接；所述第二功率管MP2的控制端与所述中值电压稳压器1的输出端连接；所述中值电压稳压器1的接地端与所述电阻反馈网络2的接地端连接；所述中值电压稳压器1的输入端与所述输入电源连接；所述第一误差放大器A1的反相输入端用于接收参考电压Vref；所述第一误差放大器A1的同相输入端与所述电阻反馈网络2的第三端连接；所述第一误差放大器A1比较所述参考电压Vref与所述电阻反馈网络反馈的反馈电压Vfb，以控制第一功率管MP1的工作状态；所述输入电源的输入电压值范围大于0，小于等于2倍第一功率管MP1或第二功率管MP2的最大工作电压；所述中值电压稳压器1的输出端的电压值Vmiddle为所述输入电源的输入电压值与所述第一功率管或第二功率管的最大工作电压的差值。
本实施例提供的低压差线性稳压器，通过增加第二功率管和中值电压稳压器，在仅仅使用低阈值电压的功率管的情况下，有效提高了低压差线性稳压器的工作电压的范围，减少了制作功率管时使用掩膜板的数量，简化了流程，同时使低压差线性稳压器更容易与其他电路集成到同一块芯片上，大大降低了成本。
可选的，低压差线性稳压器还包括：基准电压源3，其中：所述基准电压源3与所述第一误差放大器A1的反向输入端连接，用于输入参考电压Vref。基准电压源能输出一个温度系数小且较为稳定的参考电压Vref。可选的，所述电阻反馈网络2包括串联的第一反馈电阻R1和第二反馈电阻R2；所述第一反馈电阻R1的第一端与所述第二功率管MP2的输出端连接；所述第一反馈电阻R1的第二端与所述第二反馈电阻R2的第一端连接；所述第二反馈电阻R2的第二端接地；所述第一反馈电阻R1的第二端与所述第一误差放大器A1的同相输入端连接。可选的，低压差线性稳压器还包括第一补偿电容C1，第一补偿电容C1的第一端与第一误差放大器A1的输出端连接，第一补偿电容C1的第二端与低压差线性稳压器的输出端连接。第一补偿电容C1可以为密勒补偿电容，通过第一补偿电容C1的密勒补偿使得低压差线性稳压器的输出端的外接负载较大时依然能够稳定工作。
在本实施例中，当低压差线性稳压器的输入电源的输入电压发生变化时，低压差线性稳压器的输出电压也随之变化，则通过电阻反馈网络2反馈给第一误差放大器A1也会发生相应的变化，第一误差放大器A1的同相输入端与反相输入端的电压差就会改变，第一误差放大器A1将电压差放大后，调节第一功率管MP1的压降，来反向改变流过第一功率管MP1沟道的电流。当第一误差放大器A1同相输入端的采样电压Vfb与反相输入端的参考电压Vref相等时，低压差线性稳压器到达稳定输出电压的目的。在本实施例中，为了增大低压差线性稳压器的输出电压，扩大低压差线性稳压器的输入电源的输入电压的范围。第一功率管MP1和第二功率管MP2的尺寸大小一样，第一功率管MP1与第二功率管MP2的最大工作电压为VDD，由于第一功率管MP1与第二功率管MP2串联连接，两个功率管对输入电源的输入电压进行分压，使得第一功率管MP1与第二功率管MP2任意两个端口压差均不大于最高工作电压VDD，使两个功率管均工作在安全电压范围，此时，可以使低压差线性稳压器的输入电源的输入电压范围设置为0-2×VDD。同时，当中值电压稳压器1输入端的最大输入电压2×VDD时，中值电压稳压器1的输出端的输出电压Vmiddle为VDD，同样保证了第二功率管MP2工作在安全电压范围内。
可选的，所述第一功率管MP1和第二功率管MP2为绝缘栅型晶体管。第一功率管MP1和第二功率管MP2可以为P型绝缘栅型晶体管，也可以为N型绝缘栅型晶体管，本实施例对此不做限定。
可选的，所述低压差线性稳压器还包括动态偏置电路4，其中，所述动态偏置电路4包括：第一晶体管MAB1、第二晶体管MAB2和第三晶体管MAB3；所述第一晶体管MAB1的控制端与第一功率管MP1的控制端连接，所述第一晶体管的MAB1输入端与第一功率管MP1的输入端连接，所述第一晶体管MAB1的输出端、所述第二晶体管MAB2的输出端以及所述第二晶体管MAB2的控制端均与所述第三晶体管MAB3的控制端连接；所述第二晶体管MAB2的输入端以及所述第三晶体管MAB3的输入端均与所述第二功率管MP2的控制端连接；所述第三晶体管MAB3的输出端与所述第一误差放大器A1的电流端连接。在本实施例中，利用电流镜的效应，可以将第一功率管MP1中的电流镜像变化到第一晶体管MAB1中，将第一晶体管MAB1中的电流镜像变化第二晶体管MAB2中，同样的，将第二晶体管MAB2中的电流镜像变化第三晶体管MAB3中，进而将偏置电流镜像到第一误差放大器A1中。通过控制第一功率管MP1和第一晶体管MAB1的长宽比来控制动态偏置电路中偏置电流的大小，以控制镜像到第一误差放大器A1中偏置电流的大小，从而提高了低压差线性稳压器的瞬态响应速度。
示例性的，图3为本实施例提供的低压差线性稳压器中的第一误差放大器的电路图。为了便于讨论，中值电压稳压器1也在图3中示出。如图3所示，所述第一误差放大器A1包括：第四晶体管Ma1_1、第五晶体管Ma1_2、第六晶体管Ma1_3、第七晶体管Ma1_4和第一电流偏置网络5；所述第四晶体管Ma1_1的控制端与所述第一误差放大器A1的同相输入端连接；所述第四晶体管Ma1_1的输入端分别与所述第五晶体管Ma1_2的输入端及第一电流偏置网络5的输出端连接；所述第四晶体管Ma1_1的输出端、所述第六晶体管Ma1_3的输出端以及所述第六晶体管Ma1_3的控制端均与所述第七晶体管Ma1_4的控制端连接；所述第五晶体管Ma1_2的控制端与所述第一误差放大器A1的反相输入端连接；所述第五晶体管Ma1_2的输出端分别与所述第七晶体管Ma1_4的输出端及所述第一误差放大器A1的输出端Va1_out连接；所述第六晶体管Ma1_3的输入端分别与所述第七晶体管Ma1_4的输入端及所述输入电源连接；所述第一电流偏置网络5的输入端用于接收第一偏置电流Ibias1；所述第一电流偏置网络5的接地端与所述中值稳压器1的输出端连接。其中，第一电流偏置网络5包括第十四晶体管MI1和第十五晶体管MI2，其中，第十四晶体管MI1的输出端、第十四晶体管MI1的控制端及第十五晶体管MI2的控制端均与第二电流偏置网络5的输入端连接；第十四晶体管MI1的输入端与第十五晶体管MI2的输入端连接并接地；第十五晶体管MI2的输出端与第一电流偏置网络5的输出端连接。本实施例中，第一误差放大器A1为一个简单的一级运算放大器，结构简单，节省空间。通过调节第四晶体管Ma1_1、第五晶体管Ma1_2、第六晶体管Ma1_3和第七晶体管Ma1_4的尺寸大小，使得第一误差放大器A1具有相对较高的增益和带宽，进而提高整个低压差稳压器的精度。
图4为本实施例提供的低压差线性稳压器中的中值电压稳压器的电路图。如图4所示，所述中值电压稳压器包括第二误差放大器A2、第三功率管MP3、第三反馈电阻R3、第四反馈电阻R4和第二电流偏置网络6；所述第三反馈电阻R3的第一端与所述第二误差放大器A2的反相输入端连接；所述第三反馈电阻R3的第二端与所述输入电源连接；所述第四反馈电阻R4的第一端与所述输入电源连接；所述第四反馈电阻R4的第二端分别与所述中值电压稳压器1的输出端以及所述第二误差放大器A2的同相输入端相连；所述第二误差放大器A2的输出端与所述第三功率管MP3的控制端连接；所述第三功率管MP3的输入端接地；所述第三功率管MP3的输出端与所述中值电压稳压器1的输出端连接；所述第二电流偏置网络6的输入端用于接收第二偏置电流Ibias2；所述第二电流偏置网络6的输出端与所述第三反馈电阻R3的第一端连接；所述第二电流偏置网络6的接地端与所述第三功率管MP3的输入端连接。可选的，所述第二电流偏置网络6包括：第八晶体管MI3和第九晶体管MI4；所述第八晶体管MI3的输出端、所述第八晶体管MI3的控制端及所述第九晶体管MI4的控制端均与所述第二电流偏置网络6的输入端连接；所述第八晶体管MI3的输入端与所述第九晶体管MI4的输入端连接并接地；所述第九晶体管MI4的输出端与所述第二电流偏置网络6的输出端连接。可选的，中值电压稳压器还包括第二补偿电容C2，第二补偿电容C2的第一端与第二误差放大器A2的输出端连接，第二补偿电容C2的第二端与第二误差放大器A2的同相输入端连接。
在本实施例中，第二电流偏置网络6由第八晶体管MI3和第九晶体管MI4构成电流镜，向第二电流偏置网络6的输入端输入第二偏置电流Ibias2，利用电流镜效应，将第二偏置电流Ibias2镜像到第九晶体管MI4中，通过第九晶体管MI4与第三反馈电阻R3的分压作用为第二误差放大器A2的反相输入端提供一个相对稳定的参考电压。示例性的，中值电压稳压器1的输入电压用Vinput表示，中值电压稳压器1的输出端的输出电压Vmiddle可以根据公式：Vmiddle＝Vinput-Ibias2×R3计算得到，其中，可以通过调整输入第八晶体管MI3的第二偏置电流Ibias2的大小来控制中值电压稳压器1输出端的输出电压Vmiddle的大小。示例性的，当中值电压稳压器1的输入电压为2×VDD时，中值电压稳压器1中每个晶体管的最大工作电压为VDD时，可以通过调整第三反馈电阻R3的阻值和输入第八晶体管MI3的第二偏置电流Ibias2的大小，使得第三反馈电阻R3的压降约为VDD，不仅可以使第二电流偏置网络6中的第八晶体管MI3和第九晶体管MI4均能够工作在小于VDD的电压下，使之安全工作，而且也可以使得第三功率管MP3承受的电压也小于VDD。中值电压稳压器1的输出端的输出电压Vmiddle为VDD，保证了整个低压差线性稳压器中第二功率管能够安全工作在最大工作电压范围内。
图5为本实施例提供的低压差线性稳压器中的中值电压稳压器中的第二误差放大器A2的电路图。如图5所示，所述第二误差放大器包括：至少一个第一电流镜支路7、至少一个第二电流镜支路8、第三电流偏置网络9、第三电流镜支路10、第十晶体管Ma2_1、第十一晶体管Ma2_2、第十二晶体管Ma2_5和第十三晶体管Ma2_6；所述第十晶体管Ma2_1的控制端与所述第二误差放大器的同相输入端连接；所述第十晶体管Ma2_1的输入端分别与所述第十一晶体管Ma2_2的输入端及第三电流偏置网络9的输出端连接；所述第十晶体管Ma2_1的输出端与所述至少一个第一电流镜支路7的电流镜侧连接；所述第十一晶体管Ma2_2的控制端与所述第二误差放大器的反相输入端连接；所述第十一晶体管Ma2_2的输出端分别与所述至少一个第二电流镜支路8的电流镜侧连接；所述第十二晶体管Ma2_5的控制端分别与所述第十二晶体管Ma2_5的输入端及所述至少一个第一电流镜支路7的非电流镜侧连接；所述第十二晶体管Ma2_5的输出端与所述第三电流镜支路10的电流镜侧连接；所述第十三晶体管Ma2_6的控制端分别与所述第十三晶体管Ma2_6的输入端及所述至少一个第一电流镜支路7的非电流镜侧连接；所述第十三晶体管Ma2_6的输出端与所述第三电流镜支路10的非电流镜侧连接；所述第三电流偏置网络9的输入端用于接收第三偏置电流Ibias3；所述第三电流偏置网络9的接地端接地；所述至少一个第一电流镜支路7与所述至少一个第二电流镜支路8并联；所述至少一个第一电流镜支路7的电流镜侧、所述至少一个第一电流镜支路7的非电流镜侧、所述至少一个第二电流镜支路8的电流镜侧及所述至少一个第二电流镜支路8的非电流镜侧均与输入电源连接。
示例性的，第二误差放大器A2中包含三个第一电流镜支路7和三个第二电流镜支路8。其中，三个第一电流镜支路7包括晶体管Ma2_7、晶体管Ma2_8、晶体管Ma2_11、晶体管Ma2_12、晶体管Ma2_15和晶体管Ma2_16，三个第二电流镜支路8包括晶体管Ma2_9、晶体管Ma2_10、晶体管Ma2_13、晶体管Ma2_14、晶体管Ma2_17和晶体管Ma2_18，第三电流镜支路10包括晶体管Ma2_3和晶体管Ma2_4，其中，每个电流镜支路均由两个晶体管构成电流镜结构，且每个电流镜结构相同。示例性的，晶体管Ma2_15和晶体管Ma2_16构成电流镜结构的具体连接方式为：晶体管Ma2_15的输入端和晶体管Ma2_16的输入端分别与输入电源连接，晶体管Ma2_16的控制端、晶体管Ma2_16的输出端、晶体管Ma2_12的输入端均与连接，晶体管Ma2_15的输出端与晶体管Ma2_11的输入端连接，以此类推。第三电流偏置网络9包括晶体管MI5和晶体管MI6，其中，晶体管MI5的输出端、晶体管MI5的控制端及晶体管MI6的控制端均与第二电流偏置网络9的输入端连接；晶体管MI5的输入端与晶体管MI6的输入端连接并接地；晶体管MI5的输出端与第三电流偏置网络9的输出端连接。第二误差放大器A2采用镜像和堆叠套筒组合方式的误差放大器，在输入高电压2×VDD时，使得每条支路中的晶体管承受的电压均小于VDD，同时可以使第二误差放大器A2产生较小的输入电压，以驱动中值电压稳压器1中的第三功率管MP3工作。在本实施例中，第十二晶体管Ma2_5和第十三晶体管Ma2_6采用二极管式接法，在保证了第二误差放大器A2中每个晶体管安全工作的同时，减少了第一电流镜支路7和三个第二电流镜支路8的堆叠，节省空间，降低了成本。
需要说明的，本实施例提供的低压差线性稳压器中涉及的任意一个晶体管均可以为绝缘栅型晶体管，其中，可以为P型绝缘栅型晶体管，也可以为N型绝缘栅型晶体管，本实施例对此并不做限定。
图6是本实施例提供的低压差线性稳压器的负载调整率波形图。如图6所示，横坐标表示低压差线性稳压器的负载电流，纵坐标表示低压差线性稳压器输出端的输出电压。在低压差线性稳压器中负载电流不同，低压差线性稳压器的输出电压基本保持不变，当负载电流改变时，低压差线性稳压器的输出电压改变越小，低压差线性稳压器的性能越好。由图6可以看出，负载电流在10-9-10-5A范围时，本实施例提供的低压差线性稳压器的输出电压变化较小，几乎保持不变，因此，本实施例提供的低压差线性稳压器的性能较好。
图7是本实施例提供的低压差线性稳压器的线性调整率波形图。如图7所示，横坐标表示低压差线性稳压器的输入电压，纵坐标表示低压差线性稳压器输出端的输出电压。低压差线性稳压器的输入电压不同，低压差线性稳压器的输出电压基本不变，当输入电压改变时，低压差线性稳压器的输出电压改变越小，低压差线性稳压器的性能越好。由图7可以看出，当低压差线性稳压器的输入电压由3.3V变化到3.6V的过程中，输出电压由3.10026V变化到3.10031V，输出电压几乎保持不变，因此本实施例提供的低压差线性稳压器的性能较好。
图8是本实施例提供的低压差线性稳压器的负载电流为10nA时的稳定性波特图。如图8所示，横坐标表示频率，图8中上方的纵坐标表示相位，图8中下方的纵坐标表示幅值。图9是本发明实施例提供的低压差线性稳压器的负载电流为100mA时的稳定性波特图。如图9所示，横坐标表示频率，图9中上方的纵坐标表示相位，图9中下方的纵坐标表示幅值。波特图是反应低压线性稳压器稳定性的曲线。在幅值为0时的频率对应的相位值，即相位裕度。在轻负载时，当相位裕度大于45时，表征低压差线性稳压器稳定性能较好，在重负载时，当相位裕度大于60时，表征低压差线性稳压器稳定性能较好。由图8可以看出，本实施例提供的低压差线性稳压器在轻负载(10nA)时，低压差线性稳压器的相位裕度约为50，显然，本实施例提供的低压差线性稳压器稳定性较好。由图9可以看出，本实施例提供的低压差线性稳压器在重负载(100mA)时，低压差线性稳压器的相位裕度约为100，显然，本实施例提供的低压差线性稳压器稳定性较好。
图10是本发明实施例提供的低压差线性稳压器的负载电流为0.1-100mA时的瞬态响应图。如图10所示，横坐标表示时间，图10中上方的纵坐标表示低压差线性稳压器的输出端的输出电压，图10中下方的纵坐标表示低压差线性稳压器的负载电流。图11是本发明实施例提供的低压差线性稳压器的负载电流为90-100mA时的瞬态响应图。如图11所示，横坐标表示时间，图11中上方的纵坐标表示低压差线性稳压器的输出端的输出电压，图11中下方的纵坐标表示低压差线性稳压器的负载电流。瞬态响应图表征了低压差线性稳压器对负载变化的调整能力。随着负载电流的跳变，低压差线性稳压器的输出电压振荡越小，表示低压差线性稳压器对负载的调整能力越好。由图10和图11可以看出，本实施例提供的低压差线性稳压器对负载的调整能力较好。
根据图6-图11可以看出，本实施例提供的低压差线性稳压器可以工作在较大的输入电压范围内，且具有良好的性能。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种低压差线性稳压器，包括第一误差放大器、第一功率管和电阻反馈网络，其特征在于，还包括：中值电压稳压器和第二功率管；
所述第一功率管的输入端与输入电源连接；所述第一功率管的输出端与所述第二功率管的输入端连接；所述第二功率管的输出端分别与所述电阻反馈网络的第一端以及所述低压差线性稳压器的输出端连接；
所述第一功率管的控制端与所述第一误差放大器的输出端连接；所述第二功率管的控制端与所述中值电压稳压器的输出端连接；所述中值电压稳压器的接地端与所述电阻反馈网络的接地端连接；所述中值电压稳压器的输入端与所述输入电源连接；
所述第一误差放大器的反相输入端用于接收参考电压；所述第一误差放大器的同相输入端与所述电阻反馈网络的第三端连接；所述第一误差放大器比较所述参考电压与所述电阻反馈网络反馈的反馈电压，以控制第一功率管的工作状态；
所述输入电源的输入电压值范围大于0，小于等于2倍第一功率管或第二功率管的最大工作电压；所述中值电压稳压器的输出端的电压值为所述输入电源的输入电压值与所述第一功率管或第二功率管的最大工作电压的差值。
2.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器，其特征在于，还包括：基准电压源，其中：
所述基准电压源与所述第一误差放大器的反向输入端连接，用于输入参考电压。
3.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述电阻反馈网络包括串联的第一反馈电阻和第二反馈电阻；
所述第一反馈电阻的第一端与所述第二功率管的输出端连接；所述第一反馈电阻的第二端与所述第二反馈电阻的第一端连接；所述第二反馈电阻的第二端接地；所述第一反馈电阻的第二端与所述第一误差放大器的同相输入端连接。
4.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述第一功率管和第二功率管为绝缘栅型晶体管。
5.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器，其特征在于，还包括：动态偏置电路，其中，所述动态偏置电路包括：第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管；
所述第一晶体管的控制端与第一功率管的控制端连接，所述第一晶体管的输入端与第一功率管的输入端连接，所述第一晶体管的输出端、所述第二晶体管的输出端以及所述第二晶体管的控制端均与所述第三晶体管的控制端连接；所述第二晶体管的输入端以及所述第三晶体管的输入端均与所述第二功率管的控制端连接；所述第三晶体管的输出端与所述第一误差放大器的电流端连接。
6.根据权利要求1所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述第一误差放大器包括：第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管和第一电流偏置网络；
所述第四晶体管的控制端与所述第一误差放大器的同相输入端连接；所述第四晶体管的输入端分别与所述第五晶体管的输入端及第一电流偏置网络的输出端连接；所述第四晶体管的输出端、所述第六晶体管的输出端以及所述第六晶体管的控制端均与所述第七晶体管的控制端连接；
所述第五晶体管的控制端与所述第一误差放大器的反相输入端连接；所述第五晶体管的输出端分别与所述第七晶体管的输出端及所述第一误差放大器的输出端连接；
所述第六晶体管的输入端分别与所述第七晶体管的输入端及所述输入电源连接；
所述第一电流偏置网络的输入端用于接收第一偏置电流；所述第一电流偏置网络的接地端与所述中值稳压器的输出端连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述中值电压稳压器包括第二误差放大器、第三功率管、第三反馈电阻、第四反馈电阻和第二电流偏置网络；
所述第三反馈电阻的第一端与所述第二误差放大器的反相输入端连接；所述第三反馈电阻的第二端与所述输入电源连接；所述第四反馈电阻的第一端与所述输入电源连接；所述第四反馈电阻的第二端分别与所述中值电压稳压器的输出端以及所述第二误差放大器的同相输入端相连；所述第二误差放大器的输出端与所述第三功率管的控制端连接；所述第三功率管的输入端接地；所述第三功率管的输出端与所述中值电压稳压器的输出端连接；
所述第二电流偏置网络的输入端用于接收第二偏置电流；所述第二电流偏置网络的输出端与所述第三反馈电阻的第一端连接；所述第二电流偏置网络的接地端与所述第三功率管的输入端连接。
8.根据权利要求7所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述第二电流偏置网络包括：第八晶体管和第九晶体管；
所述第八晶体管的输出端、所述第八晶体管的控制端及所述第九晶体管的控制端均与所述第二电流偏置网络的输入端连接；所述第八晶体管的输入端与所述第九晶体管的输入端连接并接地；
所述第九晶体管的输出端与所述第二电流偏置网络的输出端连接。
9.根据权利要求7所述的低压差线性稳压器，其特征在于，所述第二误差放大器包括：至少一个第一电流镜支路、至少一个第二电流镜支路、第三电流偏置网络、第三电流镜支路、第十晶体管、第十一晶体管、第十二晶体管和第十三晶体管；
所述第十晶体管的控制端与所述第二误差放大器的同相输入端连接；所述第十晶体管的输入端分别与所述第十一晶体管的输入端及第三电流偏置网络的输出端连接；所述第十晶体管的输出端与所述至少一个第一电流镜支路的电流镜侧连接；
所述第十一晶体管的控制端与所述第二误差放大器的反相输入端连接；所述第十一晶体管的输出端分别与所述至少一个第二电流镜支路的电流镜侧连接；
所述第十二晶体管的控制端分别与所述第十二晶体管的输入端及所述至少一个第一电流镜支路的非电流镜侧连接；所述第十二晶体管的输出端与所述第三电流镜支路的电流镜侧连接；
所述第十三晶体管的控制端分别与所述第十三晶体管的输入端及所述至少一个第一电流镜支路的非电流镜侧连接；所述第十三晶体管的输出端与所述第三电流镜支路的非电流镜侧连接；
所述第三电流偏置网络的输入端用于接收第三偏置电流；所述第三电流偏置网络的接地端接地；
所述至少一个第一电流镜支路与所述至少一个第二电流镜支路并联；
所述至少一个第一电流镜支路的电流镜侧、所述至少一个第一电流镜支路的非电流镜侧、所述至少一个第二电流镜支路的电流镜侧均所述至少一个第二电流镜支路的非电流镜侧均与输入电源连接。
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