CN111190456B - 一种高输入电压双环路稳定的线性稳压器 - Google Patents

一种高输入电压双环路稳定的线性稳压器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高输入电压双环路稳定的线性稳压器，包括误差放大单元(1)，过流保护单元(2)，补偿电路单元(3)，二级放大单元(4)，电流采样单元(5)，第一PMOS管P1和第二PMOS管P2。误差放大器单元(1)，用于完成双端输入到单端输出的转换；过流保护单元(2)，用于实现过流保护功能；补偿电路单元(3)，用于保证在多种负载下环路的稳定性；二级放大单元(4)，用于将误差放大器的输出转换成与电源电压有关的两路控制信号。本发明存在误差放大单元主环路和过流保护环路两个环路，两个环路均有频率补偿电路，且频率补偿互不干扰。本发明适用于高电源电压且负载变化范围较大的供电环境。

Description

一种高输入电压双环路稳定的线性稳压器
技术领域
本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种高输入电压双环路稳定的线性稳压器电路。
背景技术
随着当今集成电路行业的高速发展，国内电子芯片服务领域开始从手机等便携电子设备向汽车电子方向转移。与便携电子相比，汽车电子具有使用周期长、不易被替代等优点，因此对于公司来说，汽车电子能够带来比消费类电子更加稳定的现金流。同时由于汽车电子与消费类电子的价格存在一定差异，客户对于汽车电子的价格变化敏感程度较低，因此汽车电子具有更高的利润。
常见的电源管理芯片包括开关电源DC-DC和低压差线性稳压器(LDO)。开关电源虽然具有效率高的优点，但由于需要外接电感或变压器，其存在开关噪声较大、电路体积庞大等问题。LDO线性稳压器因其具有集成度高、噪声低、静态电流低、结构简单等优点而得到了广泛的应用。
用于汽车类的电子，整体安全性要求比消费类电子高，其中最基本的条件就是要保证在汽车应用的恶劣环境下芯片不被损坏。首先芯片的耐压要足够，因为汽车里电瓶电压一般是12V，而在汽车打火的瞬间能升高到40V。同时，芯片内部应该集成过流、过温等保护电路，防止芯片工作在异常状态而被损坏。LDO电路中大功率开关管在工作中可能会因过流而使管内能量聚集，易引起雪崩并损坏器件，因此在实际应用中过流保护是维持功率器件可靠、稳定运行的关键之处。
发明内容
本发明的目的在于针对汽车电子领域高安全性的要求，提出一种高输入电压双环路稳定的线性稳压器电路。能够承受车用高电压，又具有过流保护功能，防止芯片工作在异常状态而被损坏。同时，为了提高相位裕度保证环路稳定性，加入了频率补偿电路。
为实现上述目的，本发明提出一种高输入电压双环路稳定的线性稳压器，其包括：误差放大单元1，过流保护单元2，补偿电路单元3，二级放大单元4，电流采样单元5，分压反馈单元6，负载单元7、输出功率管，包括第一PMOS管P1一个隔离PMOS和第二PMOS管P2一个高压PMOS；
所述误差放大单元1，用于完成从双端输入到单端输出的转换，为环路提供高增益；其设有三路输入，第一输入端连接内部预稳压电压VDD，第二输入端连接基准电压VREF，第三输入端连接分压反馈信号VFB；输出端输出误差放大信号A；
所述过流保护单元2，用于控制环路以实现过流保护的功能；其设有五路输入，第一输入端连接电源电压VIN，第二输入端连接二级放大单元4输出的电源参考信号B，第三输入端连接电流采样单元(5)输出的采样信号VS，第四输入端连接第二栅端调制信号RE2，第五输入端连接第一栅端调制信号RE1；设有两路输出，第一输出端连接至误差放大单元1的输出端，用于在过流时限制误差放大单元1的输出电压，以达到过流保护的目的，第二输出端输出过流补偿信号D；
所述补偿电路单元3，用于提高环路在多种负载下相位裕度，保证环路稳定性；其设有三路输入，第一输入端连接内部预稳压电压VDD，第二输入端连接误差放大信号A，第三输入端连接过流补偿信号D；
所述二级放大单元4，用于将误差放大单元1的输出转换成与电源电压VIN有关的两路控制信号第一栅端调制信号RE1和第二栅端调制信号RE2；其设有三路输入，第一输入端连接电源电压VIN，第二输入端连接内部预稳压电压VDD，第三输入端连接误差放大信号A；设有三路输出，第一输出端输出电源参考信号B，第二输出端输出第一栅端调制信号RE1，第三输出端输出第二栅端调制信号RE2；
所述电流采样单元5，用于对输出电流进行采样；其设有三个输入端，第一输入端连接电源电压VIN，第二输入端连接第一栅端调制信号RE1，第三输入端连接至第一PMOS管P1的漏端；输出端输出电流采样信号VS；
所述分压反馈单元6，用于将输出电压VOUT分压进行反馈；其输入端连接输出电压VOUT，输出端输出分压反馈信号VFB；
所述负载单元7，作为芯片应用时的外部负载；输入端接输出电压VOUT；
所述输出功率管，用于流过负载所需的电流；其中，第一PMOS管P1的源端、衬底和隔离端均连接电源电压VIN，第一PMOS管P1的栅端连接第一栅端调制信号RE1，第一PMOS管P1的漏端连接第二PMOS管P2的源端；所述第二PMOS管P2的栅端连接第二栅端调制信号RE2，第二PMOS管P2的漏端连接输出电压VOUT。
作为第一优选，上述误差放大单元1包括两个NPN三极管第一三极管Q1和第二三极管Q2，四个PMOS管第三到第六PMOS管P3～P6，六个NMOS管第一到第六NMOS管N1～N6，以及两个电阻第一电阻R1和第二电阻R2；其中：
所述第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第一电阻R2构成输入端，其中，第一三极管Q1的基极为误差放大单元1的第三输入端，连接分压反馈单元6输出的分压反馈信号VFB，其发射极与第一电阻R1的一端相连，其集电极与第四PMOS管P4的漏端相连；第二三极管Q2的基极为误差放大单元1的第二输入端，连接基准电压VREF，其发射极与第二电阻R2一端相连，其集电极与第五PMOS管P5的漏端相连；第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端相连，并连接至第二NMOS管的漏端；
所述第三PMOS管P3和第四PMOS管P4栅端相连构成电流镜结构，第四PMOS管P4栅端与自身漏端相连作为电流镜的输入端，第三PMOS管P3的漏端作为电流镜的输出端，并连接至第三NMOS管N3的漏端；
所述第五PMOS管P5和第六PMOS管P6栅端相连构成电流镜结构，第五PMOS管P5栅端与自身漏端相连作为电流镜的输入端，第六PMOS管P6的漏端与第四NMOS管N4的漏端相连作为误差放大单元1的输出端，并输出误差放大信号A；
所述第一NMOS管N1和第二NMOS管N2栅端相连构成电流镜结构，第一NMOS管N1的栅端与自身漏端相连作为电流镜的输入端并连接电流镜输入信号IBS1，第一NMOS管N1的源端和衬底接GND；第二NMOS管N2的源端和衬底接GND，第二NMOS管N2的漏端作为电流镜的输出端；
所述第三NMOS管N3、第四NMOS管N4、第五NMOS管N5和第六NMOS管N6组成共源共栅电流镜负载；其中，第三NMOS管N3和第四NMOS管N4栅端相连，第三NMOS管N3的栅端与自身漏端相连，第三NMOS管N3的源端连接至第五NMOS管N5的漏端，第四NMOS管N4的源端连接至第六NMOS管N6的漏端；第五NMOS管N5和第六NMOS管N6栅端相连，第五NMOS管N5的栅端与自身漏端相连，第五NMOS管N5的源端和第六NMOS管N6的源端共同连接至GND。
作为第二优选，上述误差放大单元1包括两个NPN三极管第三三极管Q3和第四三极管Q4，五个PMOS管第七到第十一PMOS管P7～P11，六个NMOS晶体管第七到第十二NMOS管N7～N12，以及两个电阻第三电阻R3和第四电阻R4；其中：
所述第三三极管Q3、第四三极管Q4、第三电阻R3、第四电阻R4构成输入端，其中，第三三极管Q3的基极作为误差放大单元1的第三输入端，连接分压反馈单元6输出的分压反馈信号VFB，其发射极与第三电阻R3的一端相连，其集电极与第八PMOS管P8的漏端相连；第四三极管Q4的基极作为误差放大单元1的第二输入端，连接基准电压VREF，其发射极与第四电阻R4一端相连，其集电极与第七PMOS管P7的漏端相连；第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的另一端相连，并连接至第八NMOS管N8的漏端；
所述第七NMOS管N7和第八NMOS管N8栅端相连构成电流镜结构，第七NMOS管N7的栅端与自身漏端相连作为电流镜的输入端并连接电流镜输入信号IBS2，第七NMOS管N7的源端和衬底接GND；第八NMOS管N8的源端和衬底接GND，第八NMOS管N8的漏端作为电流镜的输出端；
所述第七到第十一PMOS管P7～P11构成共源共栅结构；其中，第七PMOS管P7、第八PMOS管P8和第九PMOS管P9的栅端相连构成电流镜结构，第九PMOS管P9的栅端与自身漏端相连作为电流镜的输入端并连接电流镜输入信号IBS3，第八PMOS管P8的漏端作为电流镜的第一输出端并连接至第十一PMOS管P11的源端，第七PMOS管P7的漏端作为电流镜的第二输出端并连接至第十PMOS管P10的源端，第七PMOS管P7、第八PMOS管P8和第九PMOS管P9的源端共同连接内部预稳压电压VDD；所述第十PMOS管P10和第十一PMOS管P11的栅端共同连接内部偏置电压VB1，第十PMOS管P10的漏端连接至第九NMOS管N9的漏端，第十一PMOS管P11的漏端与第十NMOS管N10的漏端相连，并作为误差放大单元1的输出端输出误差放大信号A；
所述第九NMOS管N9、第十NMOS管N10、第十一NMOS管N11和及第十二NMOS管N12组成共源共栅电流镜负载；其中，第九NMOS管N9和第十NMOS管N10的栅端共同连接内部偏置电压VB2，第九NMOS管N9的源端连接至第十一NMOS管N11的漏端，第十NMOS管N10的漏端作为共源共栅电流镜负载的输出端，其源端连接至第十二NMOS管N12的漏端；第十一NMOS管N11和第十二NMOS管N12的栅端相连构成电流镜结构，且第十一NMOS管N11的栅端与第九NMOS管N9的漏端相连作为电流镜的输入，第十一NMOS管N11和第十二NMOS管N12的源端共同连接GND。
上述过流保护单元2包括四个隔离PMOS第十二到第十五PMOS管P12～P15，三个高压PMOS第十六到第十八PMOS管P16～P18，五个隔离NMOS第十三到第十七NMOS管N13～N17，五个低压NMOS第十八到第二十二NMOS管N18～N22，以及七个电阻第一到第十一电阻R5～R11；其中：
所述第十三NMOS管N13的源端和衬底与第十四NMOS管N14的源端和衬底相连，构成输入对管，第十三NMOS管N13和第十四NMOS管N14的隔离端均接电源电压VIN；第十三NMOS管N13的栅端为过流保护单元2的第二输入端，其漏端连接在第十四PMOS管P14的源端；第十四NMOS管N14的栅端为过流保护单元2的第三输入端，其漏端连接在第十五PMOS管P15的源端；
所述第十三到十五PMOS管P13～P15的栅端相连构成P管电流镜，第十三到十五PMOS管P13～P15的隔离端均连接在电源电压VIN；第十三PMOS管P13的源端和衬底连接在一起，通过第六电阻R6接电源电压VIN，第十四PMOS管P14的源端和衬底连接在一起，通过第七电阻R7接电源电压VIN，第十五PMOS管P15的源端和衬底连接在一起，通过第八电阻R8接电源电压VIN，第十三PMOS管P13的栅端与漏端相连作为电流镜的输入，第十四PMOS管P14的漏端连接在第十七PMOS管P17的源端，第十五PMOS管P15的漏端连接在第十八PMOS管P18的源端；
所述第十五到十七NMOS管N15～N17栅端相连构成N管电流镜，第十五到十七NMOS管N15～N17的源端和衬底相连，并连接在第十六PMOS管P16的漏端，第十五到十七NMOS管N15～N17的隔离端连接电源电压VIN；第十五NMOS管N15的栅端与自身漏端相连连作为电流镜的输入端，并通过第五电阻R5接在第十二PMOS管P12的漏端，所述第十二PMOS管P12的栅端连接第二栅端调制信号RE1，其源端、衬底和隔离端均连接电源电压VIN；第十六NMOS管N16的漏端作为电流镜的第一输出端，连接在第十三PMOS管P13漏端，第十七NMOS管N17的漏端作为电流镜的第二输出端，并连接第十三NMOS管N13的源端；
所述第十六到十八PMOS管P16～P18栅端共同连接第二栅端调制信号RE2构成耐压管，第十六到十八PMOS管P16～P18衬底共同连接电源电压VIN，第十六PMOS管P16的漏端通过第九电阻R9连接至GND，第十七PMOS管P17的漏端通过第十电阻R10连接至第十八NMOS管N18的漏端，第十八PMOS管P18的漏端通过第十一电阻R11连接至第十九NMOS管N19的漏端；
所述第十八NMOS管N18和第十九NMOS管N19栅端相连构成电流镜负载，第十八NMOS管N18和第十九NMOS管N19的源端和衬底均连接GND，第十八NMOS管N18的栅端与自身漏端相连作为电流镜输入端，第十九NMOS管N19的漏端为电流镜的输出端，并作为过流保护单元2的第二个输出端；
所述第二十NMOS管N20的栅端与自身的漏端相连，并连接在第十九NMOS管N19的漏端，第二十NMOS管N20的衬底连接GND，第二十一NMOS管N21的栅端与自身的漏端相连，并连接在第二十NMOS管N20的源端，第二十一NMOS管N21的源端和衬底连接GND；
所述第二十二NMOS管N22的栅端连接至第十九NMOS管N19的漏端，其漏端作为过流保护单元2的第一个输出端，其源端和衬底连接GND。
上述补偿电路单元3包括两个NMOS管第二十三NMOS管N23和第二十四NMOS管N24，两个电阻第十二电阻R12和第十三电阻R13，以及两个电容第一电容C1、第二电容C2；其中：
所述第二十三NMOS管N23的漏端为补偿电路单元3的第一输入端，连接内部预稳压电压VDD，其栅端连接第二十四NMOS管N24的栅端，并作为补偿电路单元3的第二输入端；第二十三NMOS管N23源端通过第十二电阻R12接GND；
所述第一电容C1一端与第二十三NMOS管N23源端相连，另一端作为补偿电路单元3的第三输入端；
所述第二电容C2与第十三电阻R13串联跨接在第二十四NMOS管N24的漏端与栅端之间。
上述二级放大单元4包括基本放大器AMP，一个隔离PMOS第十九PMOS管P19，一个隔离NMOS第二十九NMOS管N29，三个高压NMOS第二十五NMOS管N25、第二十七NMOS管N27、第三十NMOS管N30，三个低压NMOS第二十六NMOS管N26、第二十八NMOS管N28、第三十一NMOS管N31，三个电阻第十四电阻14、第十五电阻15、第十六电阻16；其中：
所述第二十六NMOS管N26、第三十一NMOS管N31为共源级放大管，第二十六NMOS管N26的栅端与第三十一NMOS管N31的栅端相连，为二级放大单元4的第三输入端，第二十六NMOS管N26的漏端连接在第二十五NMOS管N25的源端，第二十六NMOS管N26的源端和衬底连接在GND；第三十一NMOS管N31的漏端连接在第三十NMOS管N30的源端，第三十一NMOS管N31的源端和衬底连接在GND；
所述第二十五NMOS管N25、第二十七NMOS管N27、第三十NMOS管N30为耐压管，第二十五NMOS管N25的漏端连接在第十九PMOS管P19的漏端，作为二级放大单元4的第二输出端，所述第十九PMOS管P19的栅端与自身漏端相连，其源端、衬底和隔离端连接电源电压VIN，
所述第二十五NMOS管N25、第二十七NMOS管N27和第三十NMOS管N30的栅端共同连接内部预稳压电压VDD，第二十五NMOS管N25的衬底连接GND；第二十七NMOS管N27的漏端连接在第二十九NMOS管N29的栅端，其源端连接在第二十八NMOS管N28的漏端，衬底连接GND；第三十NMOS管N30的漏端连接在第二十九NMOS管N29的源端和衬底，并作为二级放大单元4的第三输出端，所述第二十九NMOS管N29的漏端和隔离端连接电源电压VIN，第三十NMOS管N30的源端连接在第三十一NMOS管N31的漏端，衬底连接GND；
所述基本放大器AMP、第二十八NMOS管N28、第十六电阻R16为基准电流产生电路，基本放大器AMP的同向输入端连接参考电平VREF，反向输入端连接在第二十八NMOS管N28的源端，输出端连接第二十八NMOS管N28的栅端；第二十八NMOS管N28的衬底连接GND，其源端通过第十六电阻R16连接至GND；
所述第十四电阻R14和第十五电阻R15串联跨接在第二十七NMOS管N27的漏端和电源电压VIN,其共同端作为二级放大单元4的第一输出端。
上述电流采样单元5包括一个隔离PMOS第二十PMOS管P20和一个电阻第十七电阻R17；其中：
所述第二十PMOS管P20的栅端作为电流采样单元5的第二输入端，漏端作为电流采样单元5的第三输入端，源端与第十七电阻R17的一端相连，作为电流采样单元5的输出端输出过流采样信号VS；第二十PMOS管P20的衬底和隔离端接电源电压VIN，第十七电阻R17的另一端连接电源电压VIN。
上述分压反馈单元6包括两个电阻第十八电阻R18、第十九电阻R19；其中：
所述第十八电阻R18的一端为分压反馈单元6的输入端，连接输出电压VOUT；第十八电阻R18的另一端连接在第十九电阻R19的一端，作为分压反馈单元6的输出端输出反馈信号VFB；第十九电阻R19的另一端连接GND；采用电阻分压的方式得到分压反馈信号VFB，传递到误差放大单元的一个输入端进行环路控制。
上述的高输入电压双环路稳定的线性稳压器，其特征在于，所述负载单元7包括一个电阻负载电阻RL和一个电容负载电容CL；其中：所述负载电阻RL与负载电容CL并联，跨接在负载单元7的输入端和GND。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明由于采用了高压管和隔离型管子，能够承受车用电瓶高电压。
2.本发明的线性稳压器包含误差放大单元主环路和过流保护环路两个环路，两环路均设有频率补偿电路，在提高相位裕度的同时保证了环路的稳定性，并且过流保护环路不影响主环路的正常工作，过流保护环路频率补偿也不影响主环路的零极点分布。
3.本发明的线性稳压器在输出电流较小，不需要过流保护功能时，二级放大单元输出的栅端调制信号RE1和RE2可以限制过流保护单元的电流，减小静态功耗。
附图说明
图1是本发明的高输入电压双环路稳定的线性稳压器系统框图。
图2是本发明第一实施例提供的误差放大单元电路图。
图3是本发明第二实施例提供的误差放大单元电路图。
图4是本发明第一实施例提供的过流保护单元电路图。
图5是本发明第一实施例提供的补偿电路单元电路图。
图6是本发明第一实施例提供的二级放大单元电路图。
图7是本发明第一实施例提供的电流采样单元电路图。
图8是本发明第一实施例提供的分压反馈单元电路图。
图9是本发明第一实施例提供的负载单元电路图。
图10是本发明第一实施例提供的高输入电压双环路稳定的线性稳压器整体电路图。
图11是本发明实施例提供的过流保护环路频率补偿电路图以及断开环路后等效电路图。
具体实施方式
以下参照说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明是符合汽车电子领域高安全性要求的高输入电压双环路稳定的线性稳压器电路。
参考图1，本发明实施例提供的高输入电压双环路稳定的线性稳压器电路，包括误差放大单元1，过流保护单元2，补偿电路单元3，二级放大单元4，电流采样单元5，分压反馈单元6，负载单元7、输出功率管，包括第一PMOS管P1一个隔离PMOS和第二PMOS管P2一个高压PMOS，为满足VIN电压的要求，隔离PMOS的隔离端与衬底的耐压选择成45V；
所述误差放大单元1，用于完成从双端输入到单端输出的转换，为环路提供高增益；其设有三路输入，第一输入端连接内部预稳压电压VDD，第二输入端连接基准电压VREF，第三输入端连接分压反馈信号VFB；输出端输出误差放大信号A；
所述过流保护单元2，用于控制环路以实现过流保护的功能；其设有五路输入，第一输入端连接电源电压VIN，第二输入端连接二级放大单元4输出的电源参考信号B，第三输入端连接电流采样单元5输出的采样信号VS，第四输入端连接第二栅端调制信号RE2，第五输入端连接第一栅端调制信号RE1；设有两路输出，第一输出端连接至误差放大单元1的输出端，用于在过流时限制误差放大单元1的输出电压，以达到过流保护的目的，第二输出端输出过流补偿信号D；
所述补偿电路单元3，用于提高环路在多种负载下相位裕度，保证环路稳定性；其设有两路输入，第一输入端连接内部预稳压电压VDD，第二输入端连接误差放大信号A，第三输入端连接过流补偿信号D；
所述二级放大单元4，用于将误差放大单元1的输出转换成与电源电压VIN有关的两路控制信号第一栅端调制信号RE1和第二栅端调制信号RE2；其设有三路输入，第一输入端连接电源电压VIN，第二输入端连接内部预稳压电压VDD，第三输入端连接误差放大信号A；设有三路输出，第一输出端输出电源参考信号B，第二输出端输出第一栅端调制信号RE1，第三输出端输出第二栅端调制信号RE2；
所述电流采样单元5，用于对输出电流进行采样；其设有三个输入端，第一输入端连接电源电压VIN，第二输入端连接第一栅端调制信号RE1，第三输入端连接至第一PMOS管P1的漏端；输出端输出电流采样信号VS；
所述分压反馈单元6，用于将输出电压VOUT分压进行反馈；其输入端连接输出电压VOUT，输出端输出分压反馈信号VFB；
所述负载单元7，作为芯片应用时的外部负载；输入端接输出电压VOUT；
所述输出功率管，用于流过负载所需的电流；其中，第一PMOS管P1的源端、衬底和隔离端均连接电源电压VIN，第一PMOS管P1的栅端连接第一栅端调制信号RE1，第一PMOS管P1的漏端连接第二PMOS管P2的源端；所述第二PMOS管P2的栅端连接第二栅端调制信号RE2，第二PMOS管P2的漏端连接输出电压VOUT。
本发明中包含误差放大主环路和过流保护环路两个环路：主环路为正常工作时的信号通路，通过误差放大单元将输出电压控制在设定值；过流保护环路在不过流时不工作，在输出电流过大时运行，限制流过功率管的最大电流，在最极端情形下，即使将VOUT直接接在GND即RL为0时流过的电流也是有限的。
实施例一
参考图2，本发明实施例提供的误差放大单元1电路图。所述误差放大单元1由第一三极管Q1、第二三极管Q2两个NPN三极管、第三到第六PMOS管P3～P6四个PMOS晶体管和第一到第六NMOS管N1～N6六个NMOS晶体管以及第一电阻R1、第一电阻R2两个电阻组成；所述误差放大单元1所用器件均为5V普通器件；其中：
所述第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2组成输入端，其中，第一三极管Q1的基极为误差放大单元1的第三输入端，连接在分压反馈单元6的输出端VFB，发射极与第一电阻R1的一端相连，集电极与第三PMOS管P3的栅端和第四PMOS管P4的栅端和漏端相连；第二三极管Q2的基极为误差放大单元1的第二输入端，连接基准电压VREF，发射极与第二电阻R2一端相连，集电极与第六PMOS管P6的栅端和第五PMOS管P5的栅端和漏端相连；第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端相连，连接在第二NMOS管的漏端，在输入管的发射极加上电阻是为了控制放大器的等效跨导Gm；
所述第三PMOS管P3、第四PMOS管P4、第五PMOS管P5、第六PMOS管P6组成电流镜负载，其中，第三PMOS管P3的漏端连接在第三NMOS管N3的栅端和漏端以及第四NMOS管N4的栅端，第三PMOS管P3的源端和衬底连接在内部预稳压电压VDD，第四PMOS管P4的源端和衬底连接内部预稳压电压VDD，第五PMOS管P5的源端和衬底连接内部预稳压电压VDD，第六PMOS管P6的源端和衬底连接内部预稳压电压VDD，第六PMOS管P6的漏端连接在第四NMOS管N4的漏端，作为误差放大单元的输出端输出误差放大信号A，电路中所有电流镜负载管子个数比例均为1：1；
所述第三NMOS管N3、第四NMOS管N4、第五NMOS管N5和第六NMOS管N6组成共源共栅电流镜负载，其中，第三NMOS管N3的源端连接在第五NMOS管N5的漏端和栅端以及第六NMOS管N6的栅端，第三NMOS管N3的衬底连接GND；第四NMOS管N4的源端连接在第六NMOS管N6的漏端，第四NMOS管N4的衬底连接GND；第五NMOS管N5的源端和衬底连接GND；第六NMOS管N6的源端和衬底连接GND；
所述第一NMOS管N1和第二NMOS管N2组成输入电流镜镜像结构，其中，第一NMOS管N1的栅端和漏端接电流镜输入信号IBS1，并连接在第二NMOS管N2的栅端用于镜像，第一NMOS管N1的源端和衬底接GND；第二NMOS管N2的源端和衬底接GND；
误差放大单元1在电路中的主要作用是放大输入信号的差值，同时为环路贡献足够大的增益，使得输出电压在实际情况下能更接近设定值。
参考图4，本发明实施例提供的过流保护单元电路图。所述过流保护单元2由第十二到第十五PMOS管P12～P15四个隔离PMOS、第六到第十八PMOS管P6～P18三个高压PMOS、第十三到第十七NMOS管N13～N17五个隔离NMOS、第十八到第二十二NMOS管N18～N22五个普通NMOS和第一到第十一电阻R5～R11七个电阻组成；为满足VIN电压的要求，隔离NMOS和隔离PMOS的隔离端与衬底的耐压均选择成45V；其中：
所述第十三NMOS管N13和第十四NMOS管N14组成输入对管，第十三NMOS管N13的栅端为过流保护单元2的第二输入端，漏端接在第七电阻R7的一端、第十四PMOS管P14的源端和衬底，源端和衬底与第十四NMOS管N14的源端和衬底相连，连接在第十七NMOS管的漏端，隔离端连接电源电压VIN；第十四NMOS管N14的栅端为过流保护单元2的第三输入端，漏端接在第八电阻R8的一端、第十五PMOS管P15的源端和衬底，隔离端连接电源电压VIN；
所述第十三到十五PMOS管P13～P15组成P管电流镜结构，第十三PMOS管P13的源端和衬底连接在第六电阻R6的一端，栅端和漏端连接在第十六NMOS管N16的漏端、第十四PMOS管P14的漏端和第十五PMOS管P15的漏端，隔离端连接电源电压VIN；第十四PMOS管P14的漏端连接在第十七PMOS管P17的源端，隔离端连接电源电压VIN；第十五PMOS管P15的漏端连接在第十八PMOS管P18的源端，隔离端连接电源电压VIN；
所述第十五到十七NMOS管N15～N17组成N管电流镜结构，第十五NMOS管N15的栅端和漏端连接在第五电阻R5的一端、第十六NMOS管N16的栅端和第十七NMOS管N17的栅端，源端和衬底连接与第十六NMOS管N16的源端和衬底、第十七NMOS管N17的源端和衬底连接在一起，并连接在第十六PMOS管P16的漏端，第十五NMOS管N15的隔离端连接在电源电压VIN；第十六NMOS管N16的隔离端连接在电源电压VIN；第十七NMOS管N17的隔离端连接在电源电压VIN；
所述第十二PMOS管的栅端连接第二栅端调制信号RE2，源端、衬底和隔离端连接电源电压VIN，漏端连接在第五电阻R5的另一端；第六电阻R6的另一端连接电源电压VIN；第七电阻R7的另一端连接电源电压VIN；第八电阻R8的另一端连接电源电压VIN；在折叠处采用电阻而不是PMOS，是为了使放大器工作的共模范围更加接近VIN的电平；
所述第十六到十八PMOS管P16～P18组成耐压管，第十六PMOS管P16的栅端连接第二栅端调制信号RE2，源端连接电源电压VIN，漏端连接第九电阻R9的一端；第十七PMOS管P17的栅端连接第二栅端调制信号RE2，源端连接电源电压VIN，漏端连接第十电阻R10的一端；第十八PMOS管P18的栅端连接第二栅端调制信号RE2，源端连接电源电压VIN，漏端连接第十一电阻R11的一端；
所述第十八NMOS管N18和第十九NMOS管N19组成电流镜负载结构，将双端信号转换为单端输出，第十八NMOS管N18的栅端和漏端连接在第十九NMOS管N19的栅端、第十电阻R10的另一端，源端和衬底连接GND；第十九NMOS管N19的漏端连接第十一电阻R11的另一端、第二十NMOS管N20的栅端和漏端、第二十二NMOS管N22的栅端，作为过流保护单元2的第二个输出端输出过流补偿信号D，第十九NMOS管N19的源端和衬底连接GND；
所述第九电阻R9的另一端连接GND；第二十二NMOS管N22的漏端作为过流保护单元2的第一个输出端，源端和衬底连接GND；第二十NMOS管N20的源端连接在第二十一NMOS管N21的漏端和栅端，衬底连接GND；第二十一NMOS管N21的源端和衬底连接GND；第二十NMOS管N20和第二十一NMOS管N21采用二极管接法串联到GND，是为了限制过流保护放大器OCP的输出电压不要过高；
本过流保护单元2的主要特点是，引入了环路中输出级PMOS的栅端调制信号RE1和RE2进行电流控制。本发明涉及的芯片有低功耗的要求，因此所有模块的静态工作电流都要降到尽可能低。采用栅端调制信号RE1和RE2控制的意义在于：第一栅端调制信号RE1控制过流保护放大器的模块电流，第二栅端调制信号RE2控制第十六PMOS管P16、第十七PMOS管P17、第十八PMOS管P18高压PMOS的通断；当芯片负载电流大时，栅端调制信号RE1和RE2的电压较低，过流保护放大器能够正常工作；而当芯片负载电流小时，根本不需要过流检测的操作，也不需要过流保护放大器工作，此时栅端调制信号RE1、RE2电位高，使得过流保护放大器不工作。采用以上所述方法控制过流保护放大器，能够有效减小芯片正常工作时的静态电流，提高效率。
参考图5，本发明实施例提供的补偿电路单元电路图。所述补偿电路单元3由第二十三NMOS管N23、第二十四NMOS管N24两个NMOS管、第十二电阻R12、第十三电阻R13两个电阻以及第一电容C1、第二电容C2两个电容组成；其中：
所述第二十三NMOS管N23的漏端为补偿电路单元3的第一输入端，连接在内部预稳压电压VDD，栅端连接在第十三电阻R13的一端、第二十四NMOS管N24的栅端，为补偿电路单元3的第二输入端，第二十三NMOS管N23源端连接在第一电容C1的一端、第十二电阻R12的一端，组成过流保护环路的补偿电路，其作用类似于密勒电容补偿，但不会在误差放大单元的输出端直接连接电容，因此不影响误差放大单元环路的零极点分布，第二十三NMOS管N23的衬底连接在GND；
第一电容C1的另一端为补偿电路单元3的第三输入端；第二电容C2跨接在第十三电阻R13的另一端和第二十四NMOS管N24的漏端之间，第十三电阻R13、第二电容C2、第二十四NMOS管N24采用串联的结构，组成误差放大单元主环路动态零点补偿电路，第二十四NMOS管N24工作在深线性区，作用相当于一个受栅源压差VGS控制的可变电阻，当输出端负载变化时，输出端负载引起的极点也发生变化，此时误差放大信号A变化，使得第二十四NMOS管N24的等效阻抗发生变化，以此达到动态零点补偿的作用；第二十四NMOS管N24的源端和衬底接GND；
参考图6，本发明实施例提供的二级放大单元电路图。所述二级放大单元4由基本放大器AMP、第十九PMOS管P19一个隔离PMOS、第二十九NMOS管N29一个隔离NMOS、第二十五NMOS管N25、第二十七NMOS管N27、第三十NMOS管N30三个高压NMOS、第二十六NMOS管N26、第二十八NMOS管N28、第三十一NMOS管N31三个普通NMOS以及第十四到十六R14～R16三个电阻组成，将所有隔离管隔离端与P衬的耐压均选择成45V以满足要求；其中：
所述第二十六NMOS管N26、第三十一NMOS管N31为共源级放大管，第二十六NMOS管N26的栅端与第三十一NMOS管N31的栅端相连，为二级放大单元4的第三输入端，第二十六NMOS管N26的漏端连接在第二十五NMOS管N25的源端，第二十六NMOS管N26的源端和衬底连接在GND；第三十一NMOS管N31的漏端连接在第三十NMOS管N30的源端，第三十一NMOS管N31的源端和衬底连接在GND；
所述第二十五NMOS管N25、第二十七NMOS管N27、第三十NMOS管N30为耐压管，第二十五NMOS管N25的漏端连接在第十九PMOS管P19的栅端和漏端，作为二级放大单元4的第二输出端，第二十五NMOS管N25的栅端、第二十七NMOS管N27的栅端、第三十NMOS管N30的栅端连接内部预稳压电压VDD，第二十五NMOS管N25的衬底连接GND；第二十七NMOS管N27的漏端连接在第十五电阻R15的一端、第二十九NMOS管N29的栅端，源端连接在第二十八NMOS管N28的漏端，衬底连接GND；第三十NMOS管N30的漏端连接在第二十九NMOS管N29的源端和衬底，作为二级放大单元4的第三输出端，第三十NMOS管N30的源端连接在第三十一NMOS管N31的漏端，衬底连接GND；
所述基本放大器AMP、第二十八NMOS管N28、第十六电阻R16为基准电路产生电路，基本放大器AMP的同向输入端连接参考电平VREF，反向输入端连接在第二十八NMOS管N28的源端和第十六电阻R16的一端，输出端连接第二十八NMOS管N28的栅端；第二十八NMOS管N28的衬底连接GND；第十六电阻R16的另一端连接GND；
所述第十九PMOS管P19的源端、衬底和隔离端连接电源电压VIN；第十五电阻R15的另一端与第十四电阻R14的一端相连，作为二级放大单元4的第一输出端；第十四电阻R14的另一端连接电源电压VIN；第二十九NMOS的漏端和隔离端连接电源电压VIN；
二级放大单元将输入的误差放大单元信号A转换成高压信号栅端调制信号RE1和RE2，进行控制功率管；同时产生过流保护环路参考电平B。基本放大器AMP的环路作用使得两输入端电压相等，则流过第十六电阻R16的电流为
Figure GDA0003015198430000151
流过第十四电阻R14、第十五电阻R15的电流等于流过第十六电阻R16的电流，因此电源参考信号B和第二十九NMOS管N29的栅端电压VG29为与VIN有固定压差的参考电压信号，保证在VIN变化时过流保护的功能不受影响，其值为
Figure GDA0003015198430000152
Figure GDA0003015198430000153
参考图7，本发明实施例提供的电流采样单元电路图。所述第二十PMOS管P20的栅端作为电流采样单元5的第二输入端，漏端作为电流采样单元5的第三输入端，源端与第十七电阻R17的一端相连，作为电流采样单元5的输出端输出过流采样信号VS，从第一栅端调制信号RE1到过流采样信号VS相当于源跟随器结构，即采样过流采样信号VS相当于采样第一栅端调制信号RE1，却不与第一栅端调制信号RE1直接相连，以免采样电路影响主通路的正常工作，第二十PMOS管P20的衬底和隔离端接电源电压VIN，第十七电阻R17的另一端连接电源电压VIN。
参考图8，本发明实施例提供的分压反馈单元电路图。所述分压反馈单元6由第十八电阻R18、第十九电阻R19两个电阻组成；其中：
所述第十八电阻R18的一端为分压反馈单元6的输入端，连接输出电压VOUT；第十八电阻R18的另一端连接在第十九电阻R19的一端，作为分压反馈单元6的输出端输出反馈信号VFB，连接在误差放大单元1的第三输入端；第十九电阻R19的另一端连接GND；采用电阻分压的方式得到分压反馈信号VFB，传递到误差放大单元的一个输入端进行环路控制。
参考图9，本发明实施例提供的负载单元电路图。所述负载单元7由负载电阻RL一个电阻和负载电容CL一个电容组成；其中：
所述负载电阻RL与负载电容CL并联，跨接在负载单元7的输入端和GND。
实施例二
图3是第二实施例提供的误差放大单元电路图，其余模块与实施例一相同。所述误差放大单元1由第三三极管Q3、第四三极管Q4两个NPN三极管、第七到第十一PMOS管P7 P11五个PMOS晶体管和第七到第十一NMOS管N7 N12六个NMOS晶体管以及第三电阻R3、第四电阻R4两个电阻组成；所述误差放大单元(1)所用器件均为5V普通器件；其中：
所述第三三极管Q3、第四三极管Q4、第三电阻R3、第四电阻R4组成输入端，其中，第三三极管Q3的基极为误差放大单元1的第三输入端，连接在分压反馈单元(6)的输出端VFB，发射极与第三电阻R3的一端相连，集电极与第八PMOS管P8的漏端和第十一PMOS管P11的源端相连；第四三极管Q4的基极为误差放大单元1的第二输入端，连接基准电压VREF，发射极与第四电阻R4一端相连，集电极与第七PMOS管P7的漏端和第十PMOS管P10的源端相连；第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的另一端相连，连接在第八NMOS管N8的漏端，在输入管的发射极加上电阻是为了控制放大器的等效跨导Gm；
所述第七到第九PMOS管P7～P9组成电流镜结构，第九PMOS管P9的栅端和漏端连接电流镜输入信号IBS3，并连接在第七PMOS管P7的栅端和第八PMOS管P8的栅端，第九PMOS管P9的源端和衬底连接在内部预稳压电压VDD；第八PMOS管P8的源端和衬底连接在内部预稳压电压VDD；第七PMOS管P7的源端和衬底连接在内部预稳压电压VDD；
所述第十PMOS管P10的栅端连接内部偏置电压VB1，衬底连接内部预稳压电压VDD，漏端连接在第九NMOS管N9的漏端、第十一NMOS管N11的栅端以及第十二NMOS管N12的栅端；第一PMOS管P11的栅端连接内部偏置电压VB1，衬底连接内部预稳压电压VDD，漏端连接在第十NMOS管N10的漏端，作为误差放大单元的输出端输出误差放大信号A；
所述第九NMOS管N9、第十NMOS管N10、第十一NMOS管N11和及第十二NMOS管N12组成共源共栅电流镜负载，第九NMOS管N9的栅端连接内部偏置电压VB2，源端连接第十一NMOS管N11的漏端，衬底连接GND；第十NMOS管N10的栅端连接内部偏置电压VB2，源端连接第十二NMOS管N12的漏端，衬底连接GND；第十一NMOS管N11和第十二NMOS管N12的栅端接在第九NMOS管N9的漏端，使得N11和N12被偏置在线性区的边缘，能够使得输出摆幅增加一个NMOS的阈值电压VTH，第十一NMOS管N11的源端和衬底连接GND；第十二NMOS管N12的源端和衬底连接GND；采用折叠式共源共栅的结构，相较于前一种结构能够提供更大的增益，因为其输出阻抗更大；
所述第七NMOS管N7和第八NMOS管N8组成输入电流镜镜像结构，其中，第七NMOS管N7的栅端和漏端接在电流镜输入信号IBS2，并连接在第八NMOS管N8的栅端用于镜像，第七NMOS管N7的源端和衬底接GND；第八NMOS管N8的源端和衬底接GND；
本发明的工作原理如下：
参照图10,本发明包含误差放大主环路和过流保护环路两个环路：主环路为正常工作时的信号通路，通过反馈将输出电压控制在设定值；过流保护环路限制流过功率管的最大电流，在最极端情形下，即使将VOUT直接接在GND即RL为0时流过的电流也是有限的。
主环路包括误差放大单元、第二级放大电路、功率管及分压电阻。VFB为VOUT经过第十八电阻R18、第十九电阻R19分压后的电压，反馈回误差放大单元的反向输入端，在环路调整的作用下，误差放大单元两端输入电压相同，即VFB＝VREF，因此可得
Figure GDA0003015198430000171
第二级放大的主要作用是产生栅端调制信号RE1、RE2，为实现耐高压，输出级采用隔离PMOS与高压PMOS串联的结构，由于高压管的性能较差，其主要作用是耐压，而隔离PMOS承担放大的作用。因此栅端调制信号RE1与RE2两路控制信号的产生方式不同，第一栅端调制信号RE1用常规共源级放大产生，而第二栅端调制信号RE2的产生结构中用第二十九NMOS管N29作负载，并且其栅压固定。
由于本发明负载变化范围大，最大输出电流达到300mA，即正常工作状态下RL最小值可达16Ω。这就导致输出端极点
Figure GDA0003015198430000181
变化范围很大，在全负载范围内很难完全保证环路相位裕度，因此引入第十三电阻R13、第二电容C2、第二十四NMOS管N24组成的动态零点补偿电路。在该结构中，第二十四NMOS管N24工作在深线性区，其源漏等效电阻为
Figure GDA0003015198430000182
当负载阻抗RL较小时，环路控制使得误差放大信号A电压电位较高，则RN24的值小；而当负载电阻RL较大时，误差放大信号A电位低，RN24的值大。也就是说，RN24跟随负载电阻RL以相同的趋势变化。
令RZ为电阻第十三电阻R13与RN24之和，REA为误差放大单元的输出电阻，则动态零点以及此处极点的值分别为
Figure GDA0003015198430000183
Figure GDA0003015198430000184
当p1大于p2时，z处于两极点之间，保证环路相位裕度；当p1减小时，z也相应减小；当p1减小到小于p2时，z减小到非常接近p2的程度，抵消误差放大单元输出端极点p2。用此动态零点补偿的方法保证本在负载大范围变化时环路的稳定性。
过流保护环路主要由过流保护放大单元控制误差放大单元的输出来实现。过流保护放大单元第二输出端D接第二十二NMOS管N22的栅端，然后第二十二NMOS管N22漏端接误差放大信号A；采样信号由与功率管相同栅压的第二十PMOS管P20和第十七电阻R17产生。
当输出电流过小，第一栅端调制信号RE1的电平过高，因此过流采样信号VS电压高，此时过流保护放大器输出为低，第二十二NMOS管N22不工作，因此过流保护环路不通；当输出电流大时，第一栅端调制信号RE1的电平变低，过流采样信号VS变低，使得过流保护放大器输出变高，当第二十二NMOS管N22导通时过流保护环路也发生了作用。
由于过流保护控制的信号接在误差放大单元的输出端，因此过流保护环路起作用后，将限制误差放大单元主环路的调节作用，环路由过流保护环路进行控制。过流采样信号VS由第一栅端调制信号RE1产生，从第一栅端调制信号RE1到过流采样信号VS为一个源跟随器结构，因此过流采样信号VS跟随第一栅端调制信号RE1变化。过流保护环路也是一个负反馈控制环路，其环路作用是使得两输入端电压相等，即使得过流采样信号VS等于电源参考信号B，也就是说，过流保护环路调节使得第一栅端调制信号RE1等于电源参考信号B；栅端调制信号RE1和RE2被限制住，则输出电流也得到了限制，由此起到过流保护的作用。
同样地，过流保护环路的稳定性也及其重要，要保证相位裕度使得环路不产生振荡。最直接的方式就是在第二十二NMOS管N22栅漏两端跨接密勒电容，但是这种方式使得密勒电容一端接在了误差放大单元的输出端，当主环路工作时，密勒电容将与误差放大单元的输出阻抗产生另一个极点，破坏主环路的稳定性。
为解决上述矛盾，本发明中采用第二十三NMOS管N23做源跟随器然后将电容另一端接在第二十三NMOS管N23的源端。因为第二十三NMOS管N23为源跟随器结构，则第一电容C1相当于接在误差放大单元输出端的密勒电容，但不影响主环路的零极点情况，因为第一电容C1并未与主环路直接相连。
参考图11，本发明实施例提供的过流保护环路频率补偿电路图以及断开环路后等效电路图。当过流保护环路起作用时，误差放大单元EA相当于电流源负载，令此时误差放大单元的输出阻抗为REA，并将过流保护放大器等效为输出电流IOCP和输出阻抗ROCP的结构。此为输出端电压信号、反馈端电流信号的反馈结构，断开反馈求从IOCP到误差放大信号A的传输函数以得到零极点分布。其中，假设第二十二NMOS管N22和第二十三NMOS管N23的跨导分别为gm1和gm2。
开环增益为
Figure GDA0003015198430000201
定义从A到ID2的增益为Gm，则
Figure GDA0003015198430000202
反馈系数Y21为反馈电流I反与电压A的比值，
Figure GDA0003015198430000203
闭环增益为
Figure GDA0003015198430000204
将式(9)和(11)带入式(12)，可得，
Figure GDA0003015198430000205
由上式可得过流保护环路有一个零点和两个极点，分别为，
Figure GDA0003015198430000206
Figure GDA0003015198430000207
Figure GDA0003015198430000208
主极点为p3，与之前分析的结论一致，本发明的补偿与直接密勒电容补偿对过流保护环路主极点的作用是相同的，相当于把电容增大了gm1REA倍。由于p3的值足够小，因此能够将其他零极点排除到单位增益带宽之外，使得整个系统呈现单极点系统的特性，保证了过流保护环路稳定性的同时又不影响主环路的稳定性。
综上，本发明的高输入电压双环路稳定的线性稳压器，适用于车用的高电压环境；具有过流保护功能，防止芯片工作在异常状态而被损坏；误差放大单元主环路和过流保护环路都具有频率补偿电路，提高相位裕度保证环路稳定性；过流保护环路不影响主环路的正常工作，过流保护环路频率补偿也不影响主环路的零极点分布。
以上描述仅是本发明的两个具体实例，不构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的技术人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高输入电压双环路稳定的线性稳压器，其特征在于，为满足车用电子的需求，要求芯片能承受输入电压VIN最高到40V的范围；所述高输入电压双环路稳定的线性稳压器包括：误差放大单元(1)，过流保护单元(2)，补偿电路单元(3)，二级放大单元(4)，电流采样单元(5)，分压反馈单元(6)，负载单元(7)、输出功率管，包括第一PMOS管P1一个隔离PMOS和第二PMOS管P2一个高压PMOS；
所述误差放大单元(1)，用于完成从双端输入到单端输出的转换，为环路提供高增益；其设有三路输入，第一输入端连接内部预稳压电压VDD，第二输入端连接基准电压VREF，第三输入端连接分压反馈信号VFB；输出端输出误差放大信号A；
所述过流保护单元(2)，用于控制环路以实现过流保护的功能；其设有五路输入，第一输入端连接电源电压VIN，第二输入端连接二级放大单元(4)输出的电源参考信号B，第三输入端连接电流采样单元(5)输出的采样信号VS，第四输入端连接第二栅端调制信号RE2，第五输入端连接第一栅端调制信号RE1；设有两路输出，第一输出端连接至误差放大单元(1)的输出端，用于在过流时限制误差放大单元(1)的输出电压，以达到过流保护的目的，第二输出端输出过流补偿信号D；
所述补偿电路单元(3)，用于提高环路在多种负载下相位裕度，保证环路稳定性；其设有三路输入，第一输入端连接内部预稳压电压VDD，第二输入端连接误差放大信号A，第三输入端连接过流补偿信号D；
所述二级放大单元(4)，用于将误差放大单元(1)的输出转换成与电源电压VIN有关的两路控制信号第一栅端调制信号RE1和第二栅端调制信号RE2；其设有三路输入，第一输入端连接电源电压VIN，第二输入端连接内部预稳压电压VDD，第三输入端连接误差放大信号A；设有三路输出，第一输出端输出电源参考信号B，第二输出端输出第一栅端调制信号RE1，第三输出端输出第二栅端调制信号RE2；
所述电流采样单元(5)，用于对输出电流进行采样；其设有三个输入端，第一输入端连接电源电压VIN，第二输入端连接第一栅端调制信号RE1，第三输入端连接至第一PMOS管P1的漏端；输出端输出电流采样信号VS；
所述分压反馈单元(6)，用于将输出电压VOUT分压进行反馈；其输入端连接输出电压VOUT，输出端输出分压反馈信号VFB；
所述负载单元(7)，作为芯片应用时的外部负载；输入端接输出电压VOUT；
所述输出功率管，用于流过负载所需的电流；其中，第一PMOS管P1的源端、衬底和隔离端均连接电源电压VIN，第一PMOS管P1的栅端连接第一栅端调制信号RE1，第一PMOS管P1的漏端连接第二PMOS管P2的源端；所述第二PMOS管P2的栅端连接第二栅端调制信号RE2，第二PMOS管P2的漏端连接输出电压VOUT。
2.如权利要求1所述的高输入电压双环路稳定的线性稳压器，其特征在于，所述误差放大单元(1)包括两个NPN三极管第一三极管Q1和第二三极管Q2，四个PMOS管第三到第六PMOS管P3～P6，六个NMOS管第一到第六NMOS管N1～N6，以及两个电阻第一电阻R1和第二电阻R2；其中：
所述第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第一电阻R2构成输入端，其中，第一三极管Q1的基极为误差放大单元(1)的第三输入端，连接分压反馈单元(6)输出的分压反馈信号VFB，其发射极与第一电阻R1的一端相连，其集电极与第四PMOS管P4的漏端相连；第二三极管Q2的基极为误差放大单元(1)的第二输入端，连接基准电压VREF，其发射极与第二电阻R2一端相连，其集电极与第五PMOS管P5的漏端相连；第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端相连，并连接至第二NMOS管的漏端；
所述第三PMOS管P3和第四PMOS管P4栅端相连构成电流镜结构，第四PMOS管P4栅端与自身漏端相连作为电流镜的输入端，第三PMOS管P3的漏端作为电流镜的输出端，并连接至第三NMOS管N3的漏端；
所述第五PMOS管P5和第六PMOS管P6栅端相连构成电流镜结构，第五PMOS管P5栅端与自身漏端相连作为电流镜的输入端，第六PMOS管P6的漏端与第四NMOS管N4的漏端相连作为误差放大单元(1)的输出端，并输出误差放大信号A；
所述第一NMOS管N1和第二NMOS管N2栅端相连构成电流镜结构，第一NMOS管N1的栅端与自身漏端相连作为电流镜的输入端并连接电流镜输入信号IBS1，第一NMOS管N1的源端和衬底接GND；第二NMOS管N2的源端和衬底接GND，第二NMOS管N2的漏端作为电流镜的输出端；
所述第三NMOS管N3、第四NMOS管N4、第五NMOS管N5和第六NMOS管N6组成共源共栅电流镜负载；其中，第三NMOS管N3和第四NMOS管N4栅端相连，第三NMOS管N3的栅端与自身漏端相连，第三NMOS管N3的源端连接至第五NMOS管N5的漏端，第四NMOS管N4的源端连接至第六NMOS管N6的漏端；第五NMOS管N5和第六NMOS管N6栅端相连，第五NMOS管N5的栅端与自身漏端相连，第五NMOS管N5的源端和第六NMOS管N6的源端共同连接至GND。
3.如权利要求1所述的高输入电压双环路稳定的线性稳压器，其特征在于，所述误差放大单元(1)包括两个NPN三极管第三三极管Q3和第四三极管Q4，五个PMOS管第七到第十一PMOS管P7～P11，六个NMOS晶体管第七到第十二NMOS管N7～N12，以及两个电阻第三电阻R3和第四电阻R4；其中：
所述第三三极管Q3、第四三极管Q4、第三电阻R3、第四电阻R4构成输入端，其中，第三三极管Q3的基极作为误差放大单元(1)的第三输入端，连接分压反馈单元(6)输出的分压反馈信号VFB，其发射极与第三电阻R3的一端相连，其集电极与第八PMOS管P8的漏端相连；第四三极管Q4的基极作为误差放大单元(1)的第二输入端，连接基准电压VREF，其发射极与第四电阻R4一端相连，其集电极与第七PMOS管P7的漏端相连；第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的另一端相连，并连接至第八NMOS管N8的漏端；
所述第七NMOS管N7和第八NMOS管N8栅端相连构成电流镜结构，第七NMOS管N7的栅端与自身漏端相连作为电流镜的输入端并连接电流镜输入信号IBS2，第七NMOS管N7的源端和衬底接GND；第八NMOS管N8的源端和衬底接GND，第八NMOS管N8的漏端作为电流镜的输出端；
所述第七到第十一PMOS管P7～P11构成共源共栅结构；其中，第七PMOS管P7、第八PMOS管P8和第九PMOS管P9的栅端相连构成电流镜结构，第九PMOS管P9的栅端与自身漏端相连作为电流镜的输入端并连接电流镜输入信号IBS3，第八PMOS管P8的漏端作为电流镜的第一输出端并连接至第十一PMOS管P11的源端，第七PMOS管P7的漏端作为电流镜的第二输出端并连接至第十PMOS管P10的源端，第七PMOS管P7、第八PMOS管P8和第九PMOS管P9的源端共同连接内部预稳压电压VDD；所述第十PMOS管P10和第十一PMOS管P11的栅端共同连接内部偏置电压VB1，第十PMOS管P10的漏端连接至第九NMOS管N9的漏端，第十一PMOS管P11的漏端与第十NMOS管N10的漏端相连，并作为误差放大单元(1)的输出端输出误差放大信号A；
所述第九NMOS管N9、第十NMOS管N10、第十一NMOS管N11和及第十二NMOS管N12组成共源共栅电流镜负载；其中，第九NMOS管N9和第十NMOS管N10的栅端共同连接内部偏置电压VB2，第九NMOS管N9的源端连接至第十一NMOS管N11的漏端，第十NMOS管N10的漏端作为共源共栅电流镜负载的输出端，其源端连接至第十二NMOS管N12的漏端；第十一NMOS管N11和第十二NMOS管N12的栅端相连构成电流镜结构，且第十一NMOS管N11的栅端与第九NMOS管N9的漏端相连作为电流镜的输入，第十一NMOS管N11和第十二NMOS管N12的源端共同连接GND。
4.如权利要求1所述的高输入电压双环路稳定的线性稳压器，其特征在于，所述过流保护单元(2)包括四个隔离PMOS第十二到第十五PMOS管P12～P15，三个高压PMOS第十六到第十八PMOS管P16～P18，五个隔离NMOS第十三到第十七NMOS管N13～N17，五个低压NMOS第十八到第二十二NMOS管N18～N22，以及七个电阻第一到第十一电阻R5～R11；其中：
所述第十三NMOS管N13的源端和衬底与第十四NMOS管N14的源端和衬底相连，构成输入对管，第十三NMOS管N13和第十四NMOS管N14的隔离端均接电源电压VIN；第十三NMOS管N13的栅端为过流保护单元(2)的第二输入端，其漏端连接在第十四PMOS管P14的源端；第十四NMOS管N14的栅端为过流保护单元(2)的第三输入端，其漏端连接在第十五PMOS管P15的源端；
所述第十三到十五PMOS管P13～P15的栅端相连构成P管电流镜，第十三到十五PMOS管P13～P15的隔离端均连接在电源电压VIN；第十三PMOS管P13的源端和衬底连接在一起，通过第六电阻R6接电源电压VIN，第十四PMOS管P14的源端和衬底连接在一起，通过第七电阻R7接电源电压VIN，第十五PMOS管P15的源端和衬底连接在一起，通过第八电阻R8接电源电压VIN，第十三PMOS管P13的栅端与漏端相连作为电流镜的输入，第十四PMOS管P14的漏端连接在第十七PMOS管P17的源端，第十五PMOS管P15的漏端连接在第十八PMOS管P18的源端；
所述第十五到十七NMOS管N15～N17栅端相连构成N管电流镜，第十五到十七NMOS管N15～N17的源端和衬底相连，并连接在第十六PMOS管P16的漏端，第十五到十七NMOS管N15～N17的隔离端连接电源电压VIN；第十五NMOS管N15的栅端与自身漏端相连连作为电流镜的输入端，并通过第五电阻R5接在第十二PMOS管P12的漏端，所述第十二PMOS管P12的栅端连接第一栅端调制信号RE1，其源端、衬底和隔离端均连接电源电压VIN；第十六NMOS管N16的漏端作为电流镜的第一输出端，连接在第十三PMOS管P13漏端，第十七NMOS管N17的漏端作为电流镜的第二输出端，并连接第十三NMOS管N13的源端；
所述第十六到十八PMOS管P16～P18栅端共同连接第二栅端调制信号RE2构成耐压管，第十六到十八PMOS管P16～P18衬底共同连接电源电压VIN，第十六PMOS管P16的漏端通过第九电阻R9连接至GND，第十七PMOS管P17的漏端通过第十电阻R10连接至第十八NMOS管N18的漏端，第十八PMOS管P18的漏端通过第十一电阻R11连接至第十九NMOS管N19的漏端；
所述第十八NMOS管N18和第十九NMOS管N19栅端相连构成电流镜负载，第十八NMOS管N18和第十九NMOS管N19的源端和衬底均连接GND，第十八NMOS管N18的栅端与自身漏端相连作为电流镜输入端，第十九NMOS管N19的漏端为电流镜的输出端，并作为过流保护单元(2)的第二个输出端；
所述第二十NMOS管N20的栅端与自身的漏端相连，并连接在第十九NMOS管N19的漏端，第二十NMOS管N20的衬底连接GND，第二十一NMOS管N21的栅端与自身的漏端相连，并连接在第二十NMOS管N20的源端，第二十一NMOS管N21的源端和衬底连接GND；
所述第二十二NMOS管N22的栅端连接至第十九NMOS管N19的漏端，其漏端作为过流保护单元(2)的第一个输出端，其源端和衬底连接GND。
5.如权利要求1所述的高输入电压双环路稳定的线性稳压器，其特征在于，所述补偿电路单元(3)包括两个NMOS管第二十三NMOS管N23和第二十四NMOS管N24，两个电阻第十二电阻R12和第十三电阻R13，以及两个电容第一电容C1、第二电容C2；其中：
所述第二十三NMOS管N23的漏端为补偿电路单元(3)的第一输入端，连接内部预稳压电压VDD，其栅端连接第二十四NMOS管N24的栅端，并作为补偿电路单元(3)的第二输入端；第二十三NMOS管N23源端通过第十二电阻R12接GND；
所述第一电容C1一端与第二十三NMOS管N23源端相连，另一端作为补偿电路单元(3)的第三输入端；
所述第二电容C2与第十三电阻R13串联跨接在第二十四NMOS管N24的漏端与栅端之间。
6.如权利要求1所述的高输入电压双环路稳定的线性稳压器，其特征在于，所述二级放大单元(4)包括基本放大器AMP，一个隔离PMOS第十九PMOS管P19，一个隔离NMOS第二十九NMOS管N29，三个高压NMOS第二十五NMOS管N25、第二十七NMOS管N27、第三十NMOS管N30，三个低压NMOS第二十六NMOS管N26、第二十八NMOS管N28、第三十一NMOS管N31，以及三个电阻第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16；其中：
所述第二十六NMOS管N26、第三十一NMOS管N31为共源级放大管，第二十六NMOS管N26的栅端与第三十一NMOS管N31的栅端相连，为二级放大单元(4)的第三输入端，第二十六NMOS管N26的漏端连接在第二十五NMOS管N25的源端，第二十六NMOS管N26的源端和衬底连接在GND；第三十一NMOS管N31的漏端连接在第三十NMOS管N30的源端，第三十一NMOS管N31的源端和衬底连接在GND；
所述第二十五NMOS管N25、第二十七NMOS管N27、第三十NMOS管N30为耐压管，第二十五NMOS管N25的漏端连接在第十九PMOS管P19的漏端，作为二级放大单元(4)的第二输出端，所述第十九PMOS管P19的栅端与自身漏端相连，其源端、衬底和隔离端连接电源电压VIN，
所述第二十五NMOS管N25、第二十七NMOS管N27和第三十NMOS管N30的栅端共同连接内部预稳压电压VDD，第二十五NMOS管N25的衬底连接GND；第二十七NMOS管N27的漏端连接在第二十九NMOS管N29的栅端，其源端连接在第二十八NMOS管N28的漏端，衬底连接GND；第三十NMOS管N30的漏端连接在第二十九NMOS管N29的源端和衬底，并作为二级放大单元(4)的第三输出端，所述第二十九NMOS管N29的漏端和隔离端连接电源电压VIN，第三十NMOS管N30的源端连接在第三十一NMOS管N31的漏端，衬底连接GND；
所述基本放大器AMP、第二十八NMOS管N28、第十六电阻R16为基准电流产生电路，基本放大器AMP的同向输入端连接参考电平VREF，反向输入端连接在第二十八NMOS管N28的源端，输出端连接第二十八NMOS管N28的栅端；第二十八NMOS管N28的衬底连接GND，其源端通过第十六电阻R16连接至GND；
所述第十四电阻R14和第十五电阻R15串联跨接在第二十七NMOS管N27的漏端和电源电压VIN,其共同端作为二级放大单元(4)的第一输出端。
7.如权利要求1所述的高输入电压双环路稳定的线性稳压器，其特征在于，所述电流采样单元(5)包括一个隔离PMOS第二十PMOS管P20和一个电阻第十七电阻R17；其中：
所述第二十PMOS管P20的栅端作为电流采样单元(5)的第二输入端，漏端作为电流采样单元(5)的第三输入端，源端与第十七电阻R17的一端相连，作为电流采样单元(5)的输出端输出过流采样信号VS；第二十PMOS管P20的衬底和隔离端接电源电压VIN，第十七电阻R17的另一端连接电源电压VIN。
8.如权利要求1所述的高输入电压双环路稳定的线性稳压器，其特征在于，所述分压反馈单元(6)包括两个电阻第十八电阻R18、第十九电阻R19；其中：
所述第十八电阻R18的一端为分压反馈单元(6)的输入端，连接输出电压VOUT；第十八电阻R18的另一端连接在第十九电阻R19的一端，作为分压反馈单元(6)的输出端输出反馈信号VFB；第十九电阻R19的另一端连接GND；采用电阻分压的方式得到分压反馈信号VFB，传递到误差放大单元的一个输入端进行环路控制。
9.如权利要求1所述的高输入电压双环路稳定的线性稳压器，其特征在于，所述负载单元(7)包括一个电阻负载电阻RL和一个电容负载电容CL；其中：
所述负载电阻RL与负载电容CL并联，跨接在负载单元(7)的输入端和GND。
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