CN112912814B - 线性电源电路 - Google Patents

线性电源电路 Download PDF

Info

Publication number
CN112912814B
CN112912814B CN201980070926.9A CN201980070926A CN112912814B CN 112912814 B CN112912814 B CN 112912814B CN 201980070926 A CN201980070926 A CN 201980070926A CN 112912814 B CN112912814 B CN 112912814B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
voltage
output
power supply
amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980070926.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112912814A (zh
Inventor
田古部勋
山口雄平
渡边幸启
桥口慎吾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Publication of CN112912814A publication Critical patent/CN112912814A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112912814B publication Critical patent/CN112912814B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/575Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices characterised by the feedback circuit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26Current mirrors
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45Differential amplifiers
    • H03F3/45071Differential amplifiers with semiconductor devices only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

Abstract

根据本发明的线性电源电路具备:输出晶体管,其设置在施加有输入电压的输入端和施加有输出电压的输出端之间;驱动器,其用于驱动所述输出晶体管;以及反馈单元,其用于将关于从所述输出端输出的输出电流的信息反馈给所述驱动器。所述驱动器根据基于所述输出电压的电压与参考电压之间的差以及所述信息来驱动所述输出晶体管。

Description

线性电源电路
技术领域
本发明涉及一种线性电源电路。
背景技术
线性电源电路,例如LDO(low dropout,低压差)类型的线性电源电路,被用作各种设备中的电源装置。
与刚才提到的内容相关的已知技术的示例见于下面标出的专利文献1中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-84843号公报
发明内容
本发明要解决的问题
专利文献1中提出的线性调节器将关于经调节的输出电压(线性调节器的输出电压)的信息反馈给放大器,并且这在放大器中的不同点处引起相位滞后。因此,对于专利文献1中提出的线性调节器,难以获得期望的频率特性,因此需要增加对利用输出电容器的相位补偿进行补充的相位补偿电路或使用更大的输出电容器这样的措施。
考虑到上述情况,本发明的目的在于提供一种线性电源电路,利用该线性电源电路可以容易地获得期望的频率特性。
解决问题的手段
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,线性电源电路包括:输出晶体管,其设置在施加有输入电压的输入端子与施加有输出电压的输出端子之间;驱动器,其用于驱动所述输出晶体管;以及反馈电路,其用于将关于经由所述输出端子送出的输出电流的信息反馈给所述驱动器,并且所述驱动器用于一方面根据基于所述输出电压的电压与参考电压之差,另一方面根据所述信息来驱动所述输出晶体管(第一配置)。
在根据上述第一配置的所述线性电源电路中,优选地,所述驱动器包括差分放大器,该差分放大器用于输出电压,该电压对应于基于所述输出电压的电压和所述参考电压之差,并且所述反馈电路用于将所述信息反馈到所述差分放大器的输出与所述输出端子之间的第一路径上的第一预定点(第二配置)。
在根据上述第二配置的所述线性电源电路中,优选地,所述驱动器还包括:转换器,其用于将基于所述差分放大器的所述输出的电压转换为电流并输出该电流;以及电流放大器,其用于对所述转换器的所述输出执行电流放大,并且所述反馈电路用于将所述信息反馈给所述电流放大器(第三配置)。
在根据上述第三配置的所述线性电源电路中,优选地,所述反馈电路用于从所述电流放大器的输入与所述输出端子之间的第二路径上的第二预定点获取信息,并且所述第二预定点比所述第一预定点更靠近所述输出端子的(第四配置)。
在根据上述第四配置的所述线性电源电路中,优选地,所述电流放大器包括多个电流宿型电流镜电路和多个电流源型电流镜电路,所述电流宿型电流镜电路之一的输入是所述第一预定点,所述反馈电路用于从所述第一预定点汲取与所述信息对应的电流,并且由所述反馈电路从所述第一预定点汲取的所述电流与由其输入是所述第一预定点的所述电流宿型电流镜电路从所述第一预定点汲取的所述电流的总和电流的最大值不依赖于所述转换器的输出(第五配置)。
根据上述第五配置的所述线性电源电路优选地还包括用于执行相位补偿的相位补偿电路,并且该相位补偿电路位于所述第一预定点和所述第二预定点之间以外的其他位置(第六配置)。
在根据上述第二至第六配置中的任何一个配置的所述线性电源电路中,优选地,所述驱动器还包括电容器,该电容器的一端被馈送所述差分放大器的所述输出,另一端被馈送接地电势,并且所述差分放大器的电源电压是基于所述输出电压的电压(第七配置)。
在根据上述第三至第六配置中的任何一个配置的所述线性电源电路中,优选地,所述驱动器还包括电容器,该电容器的一端被馈送所述差分放大器的所述输出,另一端被馈送接地电位,所述转换器的所述电源电压是基于所述输出电压的电压,并且所述电流放大器的所述电源电压是恒定电压(第八配置)。
在根据上述第三至第六配置中的任何一个配置的所述线性电源电路中,优选地,所述驱动器还包括电容器,该电容器的一端被馈送所述差分放大器的输出,另一端被馈送基于所述输出电压的电压,并且所述差分放大器和所述电流放大器的电源电压或者分别是第一恒定电压和第二恒定电压,或者是输入电压(第九配置)。
在根据上述第八或第九配置的所述线性电源电路中,优选地,所述差分放大器的耐受电压低于所述电流放大器的耐受电压(第十配置)。
根据上述第八至第十配置中的任何一个配置的所述线性电源电路中,优选地,所述差分放大器的增益低于所述电流放大器的增益(第十一配置)。
在根据上述第一配置的所述线性电源电路中,优选地,所述驱动器的输出级是推挽型(第十二配置)。
在根据上述第一至第十二配置中的任何一个配置的所述线性电源电路中,优选地,所述反馈电路用于以电流形式将所述信息负反馈给所述驱动器(第十三配置)。
根据本发明的另一方面,一种车辆,其包括根据上述第一至第十三配置中的任何配置的线性电源电路(第十四配置)。
发明的效果
利用根据本发明的线性电源电路,可以容易地获得期望的频率特性。
附图说明
图1是示出根据一个实施例的线性电源电路的配置的图。
图2是示出图1所示的线性电源电路的第一配置示例的图。
图3是示出电流放大器和反馈电路的一个配置示例的图。
图4是示出反馈电路的结构的另一示例的图。
图5是示出反馈电路的结构的又一示例的图。
图6A是示出图1所示的线性电源电路的第二配置示例的图。
图6B是示出电流放大器的一个配置示例的图。
图7A是车辆的外部视图。
图7B是示出电源IC和微型计算机之间的互连的图。
图8是示出线性电源电路的变型例的图。
图9是示出线性电源电路的另一变型例的图。
具体实施方式
<1.一个实施例>
图1是示出根据一个实施例的线性电源电路的配置的图。图1所示的线性电源电路包括输入端子T1、输出端子T2、输出晶体管1、驱动器2、反馈电路3、参考电压发生器4以及电阻器5和电阻器6。
输出电容器7和负载8在外部连接到图1所示的线性电源电路。具体地,输出电容器7和负载8彼此并联地在外部连接到输出端子T2。图1中示出的线性电源电路将输入电压VIN降压(降低)以产生输出电压VOUT,并将其提供给负载8。
输出晶体管1设置在施加有输入电压VIN的输入端子T1与施加有输出电压VOUT的输出端子T2之间。
驱动器2驱动输出晶体管1。具体地,驱动器2将栅极信号G1提供给输出晶体管1的栅极以驱动输出晶体管1。输出晶体管1的导通度(换言之,导通电阻值)由栅极信号G1控制。在图1所示的配置中,PMOSFET(p沟道MOSFET)用作输出晶体管1。因此,栅极信号G1越低,输出晶体管1的导通度越高,因此输出电压VOUT越高。相反,栅极信号G1越高,输出晶体管1的导通度越低,因此输出电压VOUT越低。这里,作为输出晶体管1,可以使用NMOSFET或双极晶体管来代替PMOSFET。
反馈电路3将信息INF1以电流的形式负反馈给驱动器2,信息INF1关于经由输出端子T2输出的输出电流IOUT。
参考电压生成器4生成参考电压VREF。电阻器5和电阻器6产生作为输出电压VOUT的分压的反馈电压VFB。这里,如果输出VOUT在驱动器2的输入动态范围内,则可以省略电阻器5和电阻器6,在这种情况下,输出电压VOUT本身可以用作反馈电压VFB,使得输出电压VOUT直接馈送到驱动器2。
向驱动器2的非反相输入端子(+)馈送反馈电压VFB,并且向驱动器2的反相输入端子(-)馈送参考电压VREF。驱动器2一方面基于反馈电压VFB与参考电压VREF之间的差值ΔV(=VFB-VREF),另一方面基于信息INF1来驱动输出晶体管1。差值ΔV越大,驱动器2使栅极信号G1越高;差值ΔV越小,驱动器2使栅极信号G1越低。此外,基于信息INF1,输出电流IOUT越大,驱动器2使栅极信号G1越高;输出电流IOUT越小,驱动器2使栅极信号G1越低。
利用图1所示的线性电源电路,可以通过调节反馈量来控制反馈电路3获取信息INF1的点与反馈电路3反馈信息INF1的点之间的相位特性对频率特性的影响,因此可以容易地获得期望的频率特性。
<2.第一配置示例>
图2是示出图1所示的线性电源电路的第一配置示例的图。在图2中,在图1中找到其对应物的这些部件由共同的附图标记标识,并且将不重复重复的描述。
在该配置示例中,驱动器2包括差分放大器21、电容器22、PMOSFET 23、电流放大器24和PMOSFET 25。
差分放大器21输出对应于反馈电压VFB与参考电压VREF之差的电压。差分放大器21的电源电压是输出电压VOUT。即,差分放大器21由输出电压VOUT和接地电位之间的电压驱动。作为用于差分放大器21的电源电压,可以使用低于输出电压VOUT并且依赖于输出电压VOUT的电压来代替输出电压VOUT。
差分放大器21的耐受电压低于电流放大器24的耐受电压。差分放大器21的增益小于电流放大器24的增益。这有助于使差分放大器21紧凑。
电容器22的一端被馈送有差分放大器21的输出,电容器22的另一端被馈送有接地电位。
PMOSFET 23的源极被馈送有输出电压VOUT,并且PMOSFET 23的栅极被馈送有基于差分放大器21的输出的电压(即,差分放大器21和电容器22之间的连接节点处的电压)。PMOSFET 23将基于差分放大器21的输出的电压转换为电流,PMOSFET 23从其漏极输出该电流。差分放大器21和电容器22之间的连接节点用作高频带中的负接地,这有助于实现驱动器2的快速响应。
电流放大器24对从PMOSFET 23的漏极输出的电流Ia进行电流放大。电流放大器24的电源电压是恒定电压VREG。即,电流放大器24由恒定电压VREG与接地电位之间的电压驱动。
反馈电路3将信息INF1反馈给差分放大器21的输出和输出端子T2之间的第一路径上的第一预定点。在图2所示的配置示例中,反馈电路3将信息INF1反馈给电流放大器24。因此,电流放大器24基于从PMOSFET 23的漏极输出的电流Ia和信息INF1来输出电流Ib。
PMOSFET 25与输出晶体管1一起构成电流镜电路。PMOSFET 25将从电流放大器24输出的电流Ib转换成电压,PMOSFET 25将该电压馈送到输出晶体管1的栅极。
图3是示出电流放大器24和反馈电路3的一个配置示例的图。电流放大器24包括电流宿型电流镜电路CM_1、CM_2、...、CM_n和电流源型电流镜电路CM_3、...、CM_n-1(尽管CM_n-1未在图3中示出)。电流宿型电流镜电路和电流源型电流镜电路从电流放大器24的输入端到输出端交替地布置在位于一端的电流宿型电流镜电路CM_1和产生恒定电流I1的恒流源CS1与位于另一端的电流宿型电流镜电路CM_n之间。为了使出现在电流镜电路中的极点尽可能远离低频带,优选地使每个电流镜电路的镜像比率(输出侧晶体管的尺寸相对于输入侧晶体管的尺寸)为5或更小。
作为反馈电路3发挥作用的NMOSFET 31从电流放大器24的输入和输出端子T2之间的第二路径上的第二预定点获取信息INF1。第二预定点位于比上述第一预定点更靠近输出端子T2的位置。在图3所示的配置示例中,NMOSFET 31从电流镜电路CM_n获取信息INF1。在该示例中,信息INF1是关于电流Ib的信息。由PMOSFET 25和输出晶体管1形成的电流镜电路产生与电流Ib对应的输出电流IOUT,因此,信息INF1是关于输出电流IOUT的信息。NMOSFET31将信息INF1反馈给电流宿型电流镜电路CM_1和恒流源CS1之间的连接节点。
在图2和图3所示的配置示例中,由差分放大器21和PMOSFET 23形成的跨导放大器的跨导由gm表示,电流放大器24的增益由A表示,并且反馈电路3的电流反馈率由K表示。由PMOSFET 25和输出晶体管1形成的电流镜电路的镜像比率被设置为1。电流反馈比K取决于电流镜电路CM_n中的输出侧晶体管与NMOSFET 31的尺寸比。此外,如果反馈电压VFB的变化由ΔVFB表示,并且输出电流IOUT的变化由ΔIOUT表示,则在上述跨导放大器和电流放大器24之间的连接点处,下式(1)成立:
A(gmΔVFB-KΔIOUT)=IOUT (1)
上述公式(1)可以如下重新排列:
[公式1]
Figure GDA0003040140180000071
因此,如果A>>K,
Figure GDA0003040140180000072
即,当增益A相对于电流反馈比K足够大时,反馈电压VFB的变化ΔVFB被传输到线性电源电路的输出,而不受电流放大器24和输出晶体管1的相位特性的影响。输出电流IOUT的变化ΔIOUT与由输出电容器7和负载8形成的并联电路的阻抗的乘积等于输出电压VOUT的变化ΔVOUT,因此可以仅利用由输出电容器7和负载8形成的并联电路中的极点来完成相位补偿。这有助于使输出电容器7紧凑。
在以上描述中,使增益A相对于电流反馈比K足够大完全消除了除了电流镜电路CM_1的相位特性之外的电流放大器24的相位特性对线性电源电路的频率特性的影响。相反,与上面已经描述的不同,电流放大器24的增益A可以被减小到一定程度,以便不完全地限制除了电流镜电路CM_1的相位特性之外的电流放大器24的相位特性对线性电源电路的频率特性的影响。
图3所示的电流放大器24和反馈电路3还用作线性电源电路的过电流保护电路。
在图3中,电流宿型电流镜电路CM_2的输入是上述第一预定点。在下文中,上述第一预定点被称为连接节点n1。
反馈电路3从连接节点n1汲取与信息INF1对应的电流Ix。电流宿型电流镜电路CM_2从连接节点n1汲取电流Iy,其是电流宿型电流镜电路CM_2中的输入侧晶体管的漏极电流。
当电流Ia为零时,电流Ix和Iy的总和电流最高。电流Ix和Iy的总和电流的最大值等于电流I1。因此,下面的公式(2)成立:
Ix+Iy≤I1 (2)
由于电流Ix和Iy都基本上与电流Ib成比例,上述公式(2)可以被重新排列为:
Ib≤1/C(其中,C为常数)
因此,即使当电流Ib根据负载的状态而趋于增大时,电流Ib也不会增大到超过极限。即,对电流Ib进行过电流保护。
上述第一预定点可以位于比图3中所示的更靠近输出端子T2的位置。例如,如在图4所示的配置示例中,NMOSFET 31可以将信息INF1反馈到电流镜电路CM_3和CM_4(也未在图4中示出)之间的连接节点。在图4所示的配置示例中,可以在考虑到不能通过电流反馈来抑制电流镜电路CM_2和CM_3的相位特性对线性电源电路的频率特性的影响的情况下设计线性电源电路的频率特性。与图3所示的配置示例类似,图4所示的配置示例用作线性电源电路的过电流保护电路。
上述第二预定点可以比图3中所示的位置更靠近电流放大器24的输入侧。例如,如在图5所示的配置示例中,NMOSFET 31可以从电流镜电路CM_n-2获取信息INF1。在图5所示的配置示例中,可以在考虑到不能通过电流反馈来抑制电流镜电路CM_n-1和CM_n的相位特性对线性电源电路的频率特性的影响的情况下,设计线性电源电路的频率特性。与图3所示的配置示例类似,图5所示的配置示例用作线性电源电路的过电流保护电路。
当线性电源电路包括执行相位补偿的相位补偿电路时,相位补偿电路可以设置在上述第一预定点和第二预定点之间以外的位置。进行这样的设置,相位补偿电路可以执行期望的相位补偿而不受电流反馈的影响。
<3.第二配置示例>
图6A是示出图1所示的线性电源电路的第二配置示例的图。在图6A中,在图1和图2中找到其对应物的这些部件由共同的附图标记标识,并且将不重复重复的描述。
在该配置示例中,驱动器2包括差分放大器21’、电容器22’、PMOSFET 23’、电流放大器24和PMOSFET 25。
差分放大器21’输出对应于反馈电压VFB与参考电压VREF之差的电压。差分放大器21’的电源电压是第一恒定电压VREG1。即,差分放大器21’由第一恒定电压VREG1和接地电位之间的电压驱动。
差分放大器21’的耐受电压低于电流放大器24的耐受电压。差分放大器21’的增益小于电流放大器24的增益。这有助于使差分放大器21’紧凑。
电容器22’的一端被馈送有差分放大器21’的输出,电容器22’的另一端被馈送有输出电压VOUT。电容器22的另一端可以被馈送取决于输出电压VOUT的电压,而不是被馈送输出电压VOUT。
NMOSFET 23’的源极被馈送有接地电位,并且NMOSFET 23’的栅极被馈送有基于差分放大器21’的输出的电压(即,差分放大器21’和电容器22’之间的连接节点处的电压)。NMOSFET 23’将基于差分放大器21’的输出的电压转换为电流,NMOSFET 23’从其漏极输出该电流。差分放大器21’和电容器22’之间的连接节点用作高频带中的输出电压VOUT-接地(正接地),这有助于实现驱动器2的快速响应。
电流放大器24对从NMOSFET 23’的漏极输出的电流Ia进行电流放大。电流放大器24的电源电压是第二恒定电压VREG2。即,电流放大器24由第二恒定电压VREG2与接地电位之间的电压驱动。第一恒定电压VREG1和第二恒定电压VREG2可以具有相同的值,或者可以具有不同的值。在该配置示例中,电流Ia从电流放大器24流向NMOSFET 23’,因此电流放大器24可以被赋予例如图6B所示的电路配置。
图1所示的线性电源电路的第二配置示例提供与图1所示的线性电源电路的第一配置示例的效果类似的效果。即使当输出电压VOUT的设置值为低时,图1所示的线性电源电路的第二配置示例也可以确保差分放大器21’的适当操作。当使用低电压作为输入电压VIN时,可以使用输入电压VIN来代替第一恒定电压VREG1和第二恒定电压VREG2,分别作为差分放大器21’和电流放大器24的电源电压。
<4.应用>
图7A是车辆X的外观图。该配置示例的车辆X包含各种电子设备X11至X18,这些电子设备通过被馈送从未图示的电池供给的电压而进行动作。为了方便起见,图7A可能没有将电子设备X11至X18示出在它们实际布置的位置处。
电子设备X11是对发动机进行控制(喷射控制、电子节气门控制、怠速控制、氧传感器加热器控制、自动巡航控制等)的发动机控制单元。
电子设备X12是控制HID(高亮度放电灯)和DRL(日间行车灯)的点亮和熄灭的灯控制单元。
电子设备X13是对变速器进行控制的变速器控制单元。
电子设备X14是对车辆X的移动进行控制(ABS[防抱死制动系统]控制、EPS[电动助力转向]控制、电子悬架控制等)的行为控制单元。
电子设备X15是驱动并控制门锁、防盗警报器等的安全控制单元。
电子设备X16包括在车辆X中作为在工厂装运阶段的标准或制造商安装的设备并入的电子设备,例如雨刷、电动侧后视镜、电动车窗、阻尼器(减震器)、电动天窗和电动座椅。
电子设备X17包括可选地作为用户安装设备安装到车辆X的电子设备,例如A/V(音频/视频)设备、汽车导航系统和ETC(电子收费系统)。
电子设备X18包括具备高耐压马达的电子设备,例如车载鼓风机、油泵、水泵和电池冷却风扇。
可以在电子设备X11至X18中的任何电子设备中内置前面描述的任何线性电源电路。
图7B是示出电源IC(半导体集成电路装置)9和微型计算机(负载)8之间的互连的图。电源IC(半导体集成电路装置)9的外部引脚P1和微型计算机(负载)8的外部引脚P2连接在一起。外部引脚P1是用于输出电压VOUT的外部输出的引脚,并且外部引脚P2是用于从外部输入电源电压的引脚。
输出电容器7连接到外部引脚P1和P2,输出电容器7是在外部安装到电源IC(半导体集成电路装置)9和微型计算机(负载)8的部件。当电源IC(半导体集成电路装置)9是包含先前描述的线性电源电路的半导体集成电路装置时,输出电容器7的静电电容可以减小到例如约100nF。
另一方面,当电源IC(半导体集成电路装置)9是包含了传统线性电源电路的半导体集成电路装置时,输出电容器7的静电电容需要为例如约1μF,另外,与输出电容器7分开地,约100nF的电容器需要作为在外部安装到微型计算机(负载)8的部件而连接到外部引脚P1和P2。
因此,采用包含有先前描述的线性电源电路的半导体集成电路装置作为电源IC(半导体集成电路装置)9,允许容易地设计微型计算机(负载)8的电源。
<变型例>
这里公开的实施例应当被认为在每一个方面是说明性的而不是限制性的,并且本发明的技术范围不是由上面给出的实施例的描述限定的,而是由所附权利要求书的范围限定的,并且应当被理解为包括在等同于权利要求书的精神和范围内的任何变型。
在上述第一配置示例和第二配置示例中,输出晶体管1是电流镜电路的一部分。替代地,驱动器2的输出级可以是如图8和图9中所示的推挽型(push-pull type)。在图8所示的配置中,反馈电路3将与输出电流IOUT对应的电压V3反馈给驱动器2的输出V2。这有助于抑制归因于输出晶体管1中的寄生电容的低频带中的极点。在图9所示的配置中,反馈电路3由PMOSFET 3A、电阻器3B和NMOSFET 3C形成。NMOSFET 3C的漏极电流取决于与从PMOSFET3A输出的电流成比例的电压,PMOSFET 3A与输出晶体管1一起形成电流镜电路。NMOSFET 3C的漏极电流从驱动器2的输出级中的第二晶体管(即,设置在驱动器2的输出端子和接地电位之间的晶体管)的栅极进行汲取。这有助于抑制归因于输出晶体管1中的寄生电容的低频带中的极点。在图9所示的配置中,反馈电路3将关于输出电流IOUT的信息反馈给驱动器2的输出级。替代地,关于输出电流IOUT的信息可以反馈到驱动器2的输入端子和输出级之间的任何位置。
附图标记说明
1 输出晶体管
2 驱动器
3 反馈电路
21、21’ 差分放大器
22、22’ 电容器
23 PMOSFET(转换器的一个示例)
23’ NMOSFET(转换器的另一个示例)
24 电流放大器
X 车辆

Claims (9)

1.一种线性电源电路,其包括:
输出晶体管,其设置在施加有输入电压的输入端子与施加有输出电压的输出端子之间;
驱动器,其用于驱动所述输出晶体管;以及
反馈电路,其用于向所述驱动器反馈关于经由所述输出端子送出的输出电流的信息,
其中,所述驱动器用于根据基于所述输出电压的电压与参考电压之差、以及所述信息,来驱动所述输出晶体管;
所述驱动器包括差分放大器,所述差分放大器用于输出电压,该电压对应于基于所述输出电压的电压与所述参考电压之差,
所述反馈电路用于将所述信息反馈到所述差分放大器的输出和所述输出端子之间的第一路径上的第一预定点;
所述驱动器还包括:
转换器,其用于将基于所述差分放大器的所述输出的电压转换为电流并输出所述电流;以及
电流放大器,其用于对所述转换器的输出执行电流放大,并且
所述反馈电路用于将所述信息反馈给所述电流放大器,
所述反馈电路用于从所述电流放大器的输入与所述输出端子之间的第二路径上的第二预定点获取所述信息,并且
所述第二预定点比所述第一预定点更靠近所述输出端子,
所述电流放大器包括多个电流宿型电流镜电路和多个电流源型电流镜电路,
所述电流宿型电流镜电路之一的输入是所述第一预定点,
所述反馈电路用于从所述第一预定点汲取与所述信息对应的电流,并且
由所述反馈电路从所述第一预定点汲取的电流与由其所述输入为所述第一预定点的所述电流宿型电流镜电路从所述第一预定点汲取的电流的总和电流的最大值不依赖于所述转换器的输出。
2.根据权利要求1所述的线性电源电路,所述线性电源电路还包括用于执行相位补偿的相位补偿电路,
其中,所述相位补偿电路位于所述第一预定点和所述第二预定点之间以外的其他位置。
3.根据权利要求1所述的线性电源电路,
其中,所述驱动器还包括电容器,该电容器的一端被馈送所述差分放大器的所述输出,另一端被馈送接地电位,并且
所述差分放大器的电源电压是基于所述输出电压的电压。
4.根据权利要求1所述的线性电源电路,
其中,所述驱动器还包括电容器,该电容器的一端被馈送所述差分放大器的所述输出,另一端被馈送接地电位,
所述差分放大器的电源电压是基于所述输出电压的电压,
所述转换器的电源电压是基于所述输出电压的电压,并且
所述电流放大器的电源电压是恒定电压。
5.根据权利要求1所述的线性电源电路,
其中,所述驱动器还包括电容器,该电容器的一端被馈送所述差分放大器的输出,另一端被馈送基于所述输出电压的电压,并且
所述差分放大器的电源电压是第一恒定电压,所述电流放大器的电源电压是第二恒定电压,或者
所述差分放大器的所述电源电压和所述电流放大器的所述电源电压是输入电压。
6.根据权利要求4或5所述的线性电源电路,
其中,所述差分放大器的耐受电压低于所述电流放大器的耐受电压。
7.根据权利要求4或5所述的线性电源电路,
其中,所述差分放大器的增益低于所述电流放大器的增益。
8.根据权利要求1、4和5中任一项所述的线性电源电路,
其中,所述反馈电路用于以电流的形式将所述信息负反馈给所述驱动器。
9.一种车辆,其包括根据权利要求1至8中任一项所述的线性电源电路。
CN201980070926.9A 2018-10-31 2019-10-21 线性电源电路 Active CN112912814B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-205811 2018-10-31
JP2018205811 2018-10-31
JP2019-075510 2019-04-11
JP2019075510 2019-04-11
PCT/JP2019/041354 WO2020090551A1 (ja) 2018-10-31 2019-10-21 リニア電源回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112912814A CN112912814A (zh) 2021-06-04
CN112912814B true CN112912814B (zh) 2023-01-03

Family

ID=70462230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980070926.9A Active CN112912814B (zh) 2018-10-31 2019-10-21 线性电源电路

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11550349B2 (zh)
JP (1) JP7295881B2 (zh)
KR (1) KR20210083271A (zh)
CN (1) CN112912814B (zh)
DE (1) DE112019005412T5 (zh)
WO (1) WO2020090551A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020003419A1 (ja) * 2018-06-27 2020-01-02 リコー電子デバイス株式会社 定電圧発生回路
CN115390615A (zh) * 2018-10-31 2022-11-25 罗姆股份有限公司 线性电源电路
JP7489244B2 (ja) * 2020-07-09 2024-05-23 ローム株式会社 リニア電源回路
KR102546217B1 (ko) 2021-09-23 2023-06-22 지에프텍 주식회사 3단자 전압 레귤레이터의 절연형 전압보상회로

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001282372A (ja) * 2000-03-31 2001-10-12 Seiko Instruments Inc レギュレータ
JP2002149245A (ja) * 2000-11-13 2002-05-24 Denso Corp 電圧レギュレータ
JP2003084843A (ja) * 2000-09-01 2003-03-19 Marvel Internatl Ltd リニアレギュレータ
US6707340B1 (en) * 2000-08-23 2004-03-16 National Semiconductor Corporation Compensation technique and method for transconductance amplifier
JP2012053580A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Fujitsu Ten Ltd 定電圧回路
US8390491B2 (en) * 2011-01-14 2013-03-05 Analog Devices, Inc. Buffer to drive reference voltage
US8660739B2 (en) * 2009-01-09 2014-02-25 Gpsi, Llc Monitoring the status of a vehicle
CN104812121A (zh) * 2014-01-27 2015-07-29 通用电气公司 Led驱动电路
CN205092772U (zh) * 2015-09-29 2016-03-16 意法半导体(中国)投资有限公司 线性调节器控制电路
CN105446403A (zh) * 2014-08-14 2016-03-30 登丰微电子股份有限公司 低压差线性稳压器
US9354649B2 (en) * 2014-02-03 2016-05-31 Qualcomm, Incorporated Buffer circuit for a LDO regulator
JP2018112963A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 ローム株式会社 リニア電源
CN108649798A (zh) * 2018-06-18 2018-10-12 合肥同智机电控制技术有限公司 一种大功率线性电源及其控制电路

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7656224B2 (en) * 2005-03-16 2010-02-02 Texas Instruments Incorporated Power efficient dynamically biased buffer for low drop out regulators
US7969127B1 (en) * 2008-04-25 2011-06-28 National Semiconductor Corporation Start-up circuit for a shunt regulator
CN101581947B (zh) 2008-05-16 2013-01-23 株式会社理光 稳压器
JP5715525B2 (ja) 2011-08-05 2015-05-07 セイコーインスツル株式会社 ボルテージレギュレータ
US8716993B2 (en) * 2011-11-08 2014-05-06 Semiconductor Components Industries, Llc Low dropout voltage regulator including a bias control circuit
JP5799826B2 (ja) * 2012-01-20 2015-10-28 トヨタ自動車株式会社 ボルテージレギュレータ
US9134743B2 (en) * 2012-04-30 2015-09-15 Infineon Technologies Austria Ag Low-dropout voltage regulator
US9235222B2 (en) * 2012-05-17 2016-01-12 Rf Micro Devices, Inc. Hybrid regulator with composite feedback
JP6491520B2 (ja) * 2015-04-10 2019-03-27 ローム株式会社 リニア電源回路
DE102015216493B4 (de) * 2015-08-28 2021-07-08 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Linearer Regler mit verbesserter Stabilität
JP6354720B2 (ja) * 2015-09-25 2018-07-11 株式会社デンソー 保護回路付きのレギュレータ回路
DE102017223082A1 (de) * 2017-12-18 2019-06-19 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Spannungsregler und Verfahren zum Kompensieren der Effekte einer Ausgangsimpedanz
JP7405504B2 (ja) * 2018-10-31 2023-12-26 ローム株式会社 リニア電源回路及び車両
JP7177661B2 (ja) * 2018-10-31 2022-11-24 ローム株式会社 リニア電源回路

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001282372A (ja) * 2000-03-31 2001-10-12 Seiko Instruments Inc レギュレータ
US6707340B1 (en) * 2000-08-23 2004-03-16 National Semiconductor Corporation Compensation technique and method for transconductance amplifier
JP2003084843A (ja) * 2000-09-01 2003-03-19 Marvel Internatl Ltd リニアレギュレータ
JP2002149245A (ja) * 2000-11-13 2002-05-24 Denso Corp 電圧レギュレータ
US8660739B2 (en) * 2009-01-09 2014-02-25 Gpsi, Llc Monitoring the status of a vehicle
JP2012053580A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Fujitsu Ten Ltd 定電圧回路
US8390491B2 (en) * 2011-01-14 2013-03-05 Analog Devices, Inc. Buffer to drive reference voltage
CN104812121A (zh) * 2014-01-27 2015-07-29 通用电气公司 Led驱动电路
US9354649B2 (en) * 2014-02-03 2016-05-31 Qualcomm, Incorporated Buffer circuit for a LDO regulator
CN105446403A (zh) * 2014-08-14 2016-03-30 登丰微电子股份有限公司 低压差线性稳压器
CN205092772U (zh) * 2015-09-29 2016-03-16 意法半导体(中国)投资有限公司 线性调节器控制电路
JP2018112963A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 ローム株式会社 リニア電源
CN108649798A (zh) * 2018-06-18 2018-10-12 合肥同智机电控制技术有限公司 一种大功率线性电源及其控制电路

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020090551A1 (ja) 2020-05-07
US11550349B2 (en) 2023-01-10
CN112912814A (zh) 2021-06-04
KR20210083271A (ko) 2021-07-06
DE112019005412T5 (de) 2021-07-15
JPWO2020090551A1 (ja) 2021-09-24
US20210382510A1 (en) 2021-12-09
JP7295881B2 (ja) 2023-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112912814B (zh) 线性电源电路
US11209851B2 (en) Linear power supply circuit
JP6491520B2 (ja) リニア電源回路
CN113661467B (zh) 线性电源电路及源极跟随器电路
JP7230249B2 (ja) リニア電源回路
JP6893788B2 (ja) リニア電源
US11068003B2 (en) Differential amplifier
JP7165562B2 (ja) リニア電源回路
US11586235B2 (en) Linear power supply circuit with phase compensation circuit
US20230393600A1 (en) Linear power supply circuit
WO2023132118A1 (ja) リニア電源回路及び車両

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant