CN112506260B - 一种负载电流切换快速响应ldo电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负载电流切换快速响应LDO电路主要包括误差放大器、第一输出驱动管、第一电阻、第二电阻、输出电压检测电路和负载电流检测电路，负载电流检测电路包括第二输出驱动管、第四输出驱动管和第五输出驱动管，输出电压检测电路包括第三输出驱动管、第六输出驱动管和比较器。本发明在传统LDO电路架构中加入了输出电压检测电路和负载电流检测电路，并将其检测结果反馈给误差放大器，通过改变误差放大器的偏置电流，实现对负载变化的动态快速响应。

Description

一种负载电流切换快速响应LDO电路

技术领域

本发明属于电路技术领域，具体涉及一种负载电流切换快速响应LDO电路。

背景技术

目前，使用电池供电的便携式电子产品已广泛普及，人们都希望延长电池的单次使用时间以及电池的使用寿命。空载时低功耗但有负载电流变化时能快速达到所要求的性能指标是电源管理芯片未来发展的趋势之一。但低功耗意味着电路动态特性将变差，使得负载电流切换时，输出电压发生较大的波动，以致不能正常使用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的技术问题，提供一种能实时动态调整其电流，以达到快速跟踪负载电流切换，实现稳定输出电压的负载电流切换快速响应LDO电路。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种负载电流切换快速响应LDO电路，包括误差放大器、第一输出驱动管、第一电阻、第二电阻、输出电压检测电路和负载电流检测电路，所述负载电流检测电路包括第二输出驱动管、第四输出驱动管和第五输出驱动管，所述输出电压检测电路包括第三输出驱动管、第六输出驱动管和比较器，所述第一输出驱动管和第二输出驱动管为PMOS管，所述第三输出驱动管、第四输出驱动管、第五输出驱动管和第六输出驱动管为NMOS管，所述误差放大器的输出端分别与第一输出驱动管的栅极和第二输出驱动管的栅极连接，所述第一输出驱动管的源极与第二输出驱动管的源极连接，所述第一输出驱动管的漏极分别与稳压器输出端和第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与误差放大器的同相输入端和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第二输出驱动管的漏极与第四输出驱动管的漏极连接，所述第四输出驱动管的栅极分别与第五输出驱动管的栅极和第四输出驱动管的漏极连接，所述第四输出驱动管的源极分别与第三输出驱动管的源极和第五输出驱动管的源极连接并接地，所述第三输出驱动管的栅极为偏置电压输入端，所述第三输出驱动管的漏极与第六输出驱动管的漏极连接，所述第六输出驱动管的栅极与比较器的输出端连接，所述比较器的反相输入端与稳压器输出端连接，所述第六输出驱动管的源极分别与第五输出驱动管的漏极、第五输出驱动管的源极和误差放大器的电流端连接。

本发明相对现有技术具有以下有益效果：本发明的负载电流切换快速响应LDO电路主要包括误差放大器、第一输出驱动管、第一电阻、第二电阻、输出电压检测电路和负载电流检测电路，负载电流检测电路包括第二输出驱动管、第四输出驱动管和第五输出驱动管，输出电压检测电路包括第三输出驱动管、第六输出驱动管和比较器。本发明在传统LDO电路架构中加入了输出电压检测电路和负载电流检测电路，并将其检测结果反馈给误差放大器，通过改变误差放大器的偏置电流，实现对负载变化的动态快速响应。具体是第二输出驱动管按比例镜像第一输出驱动管电流，并通过第四输出驱动管和第五输出驱动管将该电流反馈到误差放大器，这种电流反馈可以更好地跟踪负载电流变化来实时调整误差放大器的带宽和压摆率。第三输出驱动管通过偏置电压产生另一路电流，并和第六输出驱动管、比较器一块来动作，当输出电压小于设定电压时，第六输出驱动管打开，将第三输出驱动管产生的电流反馈给误差放大器，同样提高其带宽和压摆率。综上所述，通过两条路径，给误差放大器的偏置电流提供了除传统架构偏置电流外的额外电流，进而实时动态调整其总电流，以达到快速跟踪负载电流切换，稳定输出电压的目的。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

本发明附图标记含义如下：EA、误差放大器；P1、第一输出驱动管；P2、第二输出驱动管；N1、第三输出驱动管、N2、第四输出驱动管；N3、第五输出驱动管；N4、第六输出驱动管；CMP、比较器；R1、第一电阻；R2、第二电阻；Vfb、同相输入端；VO、输出电压；Vb1、偏置电压；VP、设定电压；Iea、偏置电流；Ib、除传统架构偏置电流；Iext、额外电流；Vdd、电源电压。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种负载电流切换快速响应LDO电路，包括误差放大器EA、第一输出驱动管P1、第一电阻R1、第二电阻R2、输出电压检测电路和负载电流检测电路，负载电流检测电路包括第二输出驱动管P2、第四输出驱动管N2和第五输出驱动管N3，输出电压检测电路包括第三输出驱动管N1、第六输出驱动管N4和比较器CMP，第一输出驱动管P1和第二输出驱动管P2为PMOS管，第三输出驱动管N1、第四输出驱动管N2、第五输出驱动管N3和第六输出驱动管N4为NMOS管，误差放大器EA的输出端分别与第一输出驱动管P1的栅极和第二输出驱动管P2的栅极连接，第一输出驱动管P1的源极与第二输出驱动管P2的源极连接并与电源连接（电源电压为Vdd），第一输出驱动管P1的漏极分别与稳压器输出端和第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端分别与误差放大器EA的同相输入端和第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端接地，第二输出驱动管P2的漏极与第四输出驱动管N2的漏极连接，第四输出驱动管N2的栅极分别与第五输出驱动管N3的栅极和第四输出驱动管N2的漏极连接，第四输出驱动管N2的源极分别与第三输出驱动管N1的源极和第五输出驱动管N3的源极连接并接地，第三输出驱动管N1的栅极为偏置电压输入端，第三输出驱动管N1的漏极与第六输出驱动管N4的漏极连接，第六输出驱动管N4的栅极与比较器CMP的输出端连接，比较器CMP的反相输入端与稳压器输出端连接，第六输出驱动管N4的源极分别与第五输出驱动管N3的漏极、第五输出驱动管N3的源极和误差放大器EA的电流端连接。

图1中虚线框外为传统的LDO电路架构，虚线框内为本发明增加的电路结构， 第一电阻R1、第二电阻R2通过对输出电压VO进行分压输入到误差放大器EA同相输入端，通过反馈机制，使得Vfb=Vbg，完成最终输出电压VO的控制。第二输出驱动管P2按比例镜像第一输出驱动管P1电流，并通过第四输出驱动管N2和第五输出驱动管N3将该电流反馈到误差放大器EA的电流端，这种电流反馈可以更好地跟踪负载电流变化来实时调整误差放大器EA的带宽和压摆率。第三输出驱动管N1通过偏置电压Vb1产生另一路电流，并和第六输出驱动管N4、比较器CMP一块来动作，当输出电压VO小于设定电压VP时，第六输出驱动管N4打开，将第三输出驱动管N1产生的电流反馈给误差放大器EA的电流端，同样提高其带宽和压摆率。通过上述两条路径，给误差放大器EA的偏置电流Iea提供了除传统架构偏置电流Ib外的额外电流Iext，进而实时动态调整其总电流，以达到快速跟踪负载电流切换，稳定输出电压的目的。

本发明中第一输出驱动管P1、第二输出驱动管P2、第三输出驱动管N1、第四输出驱动管N2、第五输出驱动管N3、第六输出驱动管N4可用相对应的BJT和其他器件替代。

Claims (1)

1.一种负载电流切换快速响应LDO电路，其特征在于：包括误差放大器（EA）、第一输出驱动管（P1）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、输出电压检测电路和负载电流检测电路，所述负载电流检测电路包括第二输出驱动管（P2）、第四输出驱动管（N2)和第五输出驱动管（N3），所述输出电压检测电路包括第三输出驱动管（N1）、第六输出驱动管（N4）和比较器（CMP），所述第一输出驱动管（P1）和第二输出驱动管（P2）为PMOS管，所述第三输出驱动管（N1）、第四输出驱动管（N2)、第五输出驱动管（N3）和第六输出驱动管（N4）为NMOS管，所述误差放大器（EA）的输出端分别与第一输出驱动管（P1）的栅极和第二输出驱动管（P2）的栅极连接，所述第一输出驱动管（P1）的源极与第二输出驱动管（P2）的源极连接，所述第一输出驱动管（P1）的漏极分别与稳压器输出端和第一电阻（R1）的一端连接，所述第一电阻（R1）的另一端分别与误差放大器（EA）的同相输入端和第二电阻（R2）的一端连接，所述第二电阻（R2）的另一端接地，所述第二输出驱动管（P2）的漏极与第四输出驱动管（N2）的漏极连接，所述第四输出驱动管（N2）的栅极分别与第五输出驱动管（N3）的栅极和第四输出驱动管（N2）的漏极连接，所述第四输出驱动管（N2）的源极分别与第三输出驱动管（N1）的源极和第五输出驱动管（N3）的源极连接并接地，所述第三输出驱动管（N1）的栅极为偏置电压输入端，所述第三输出驱动管（N1）的漏极与第六输出驱动管（N4）的漏极连接，所述第六输出驱动管（N4）的栅极与比较器（CMP）的输出端连接，所述比较器（CMP）的反相输入端与稳压器输出端连接，所述第六输出驱动管（N4）的源极分别与第五输出驱动管（N3）的漏极、第五输出驱动管（N3）的源极和误差放大器（EA）的电流端连接。

Images