CN116841339A - 一种基于电容采样的稳压器电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电容采样的稳压器电路,检测电阻的一端与输出电压连接,检测电阻的另一端与检测电容的一端连接,检测电容的另一端分别与偏置电路模块、电流检测模块连接,偏置电路模块与电流检测模块连接,偏置电路模块、电流检测模块均与电流放大器连接,电流放大器的与误差放大器连接,误差放大器的输出端与第一P型场效应晶体管的栅极连接,第一P型场效应晶体管的源极与电源电压连接,第一P型场效应晶体管的漏极分别与输出电压、第一反馈电阻的一端连接,第一反馈电阻的另一端、第二反馈电阻的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻的另一端接地,具有快速瞬态响应、功耗低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路设计领域,具体地,涉及一种基于电容采样的稳压器电路。
背景技术
线性稳压器和开关稳压器是常用的供电电源,当负载的电流变化很大时,如图1,会导致输出电压有很大过冲和下冲,很大的过冲,可能损害负载器件;很大的下冲,可能导致下一级供电电压不够,很大过冲和下冲都会干扰下一级的用电设备。
减小稳压器的过冲、下冲的方法有很多种,常见的比如通过增加稳压器的环路带宽,来提高瞬态响应,减小下冲和上冲,但是该方式会增加很多功耗,带宽增加,很多极点会进入带宽中,还会导致稳定性变差;还有部分芯片通过比较器与过冲电压、下冲电压比较,来加快环路,这类电路实现的低下冲电压容易引起输出反复震荡抖动。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种基于电容采样的稳压器电路,该稳压器电路不会增加主环路的带宽,保证主环路的相位裕度足够高,同时避免用增加比较器,不会导致功耗增加,环路震荡等问题,具有快速瞬态响应、功耗低的特点。
为实现上述技术目的,本发明采用如下技术方案:一种基于电容采样的稳压器电路,包括:检测电阻、检测电容、偏置电路模块、电流检测模块、电流放大器、误差放大器、第一P型场效应晶体管PM1、第一反馈电阻Rf1、第二反馈电阻Rf2,所述检测电阻的一端与输出电压连接,所述检测电阻的另一端与检测电容的一端连接,所述检测电容的另一端分别与偏置电路模块、电流检测模块连接,所述偏置电路模块与电流检测模块连接,且偏置电路模块、电流检测模块均与电流放大器连接,所述电流放大器的与误差放大器连接,所述误差放大器的输出端与第一P型场效应晶体管PM1的栅极连接,所述第一P型场效应晶体管PM1的源极与电源电压连接,所述第一P型场效应晶体管PM1的漏极分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,所述第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,所述误差放大器的反相输入端与基准电压连接,所述第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
进一步地,本发明还通过了一种基于电容采样的稳压器电路,包括:检测电阻、检测电容、偏置电路模块、电流检测模块、电流放大器、误差放大器、脉宽调整器、电感电容滤波器、第一反馈电阻Rf1、第二反馈电阻Rf2,所述检测电阻的一端与输出电压连接,所述检测电阻的另一端与检测电容的一端连接,所述检测电容的另一端分别与偏置电路模块、电流检测模块连接,且偏置电路模块、电流检测模块均与电流放大器连接,所述偏置电路模块、电流检测模块均与电流放大器连接,所述电流放大器与误差放大器连接,所述误差放大器的输出端与脉宽调整器的输入端连接,所述脉宽调整器的输出端与电感电容滤波器的输入端连接,所述电感电容滤波器的输出端分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,所述第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,所述误差放大器的反相输入端与基准电压连接,所述第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
进一步地,当稳压器电路为防过冲稳压器电路时,所述检测电阻的一端与检测电容的上极板连接,所述检测电容的下极板分别与偏置电路模块的一端、电流检测模块的一端连接。
进一步地,所述偏置电路模块由第一偏置电流Ib1、第二偏置电流Ib2组成,所述电流检测模块由第一N型场效应晶体管NM1、第二N型场效应晶体管NM2组成,所述电流放大器由第二P型场效应晶体管PM2、第三P型场效应晶体管PM3组成;所述第一偏置电流Ib1的输入端、第二偏置电流Ib2的输入端均与电源电压连接,所述第一偏置电流Ib1的输出端分别与检测电容的下极板、第一N型场效应晶体管NM1的栅极、第二N型场效应晶体管NM2的栅极连接;所述第一N型场效应晶体管NM1的漏极与检测电容的下极板连接;所述第一N型场效应晶体管NM1的源极、第二N型场效应晶体管NM2的源极均接地;所述第二N型场效应晶体管NM2的漏极、第二偏置电流Ib2的输出端均与第二P型场效应晶体管PM2的漏极、第二P型场效应晶体管PM2的栅极、第三P型场效应晶体管PM3的栅极连接;所述第二P型场效应晶体管PM2的源极、第三P型场效应晶体管PM3的源极均与电源电压连接,所述第三P型场效应晶体管PM3的漏极与误差放大器连接。
进一步地,所述偏置电路模块由第一偏置电流Ib1组成,所述电流检测模块由第一采样电阻Rs1、第一运算放大器、第一N型场效应晶体管NM1组成,所述电流放大器由第二P型场效应晶体管PM2、第三P型场效应晶体管PM3组成;所述第一偏置电流Ib1的输入端与电源电压连接,所述第一偏置电流Ib1的输出端分别与第一N型场效应晶体管NM1的漏极、第二P型场效应晶体管PM2的漏极、第二P型场效应晶体管PM2的栅极、第三P型场效应晶体管PM3的栅极连接;所述第一N型场效应晶体管NM1的源极接地,所述第一N型场效应晶体管NM1的栅极与第一运算放大器的输出端连接,所述第一运算放大器的正相输入端、第一采样电阻Rs1的一端均与检测电容的下极板连接,所述第一运算放大器的反相输入端、第一采样电阻Rs1的另一端均接地;所述第二P型场效应晶体管PM2的源极、第三P型场效应晶体管PM3的源极均与电源电压连接,所述第三P型场效应晶体管PM3的漏极与误差放大器连接。
进一步地,所述偏置电路模块、电流检测模块由第一采样电阻Rs1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一运算放大器、第一N型场效应晶体管NM1组成,所述电流放大器由第二采样电阻Rs2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二运算放大器、第二P型场效应晶体管PM2组成;所述第一电阻R1的一端、第一采样电阻Rs1的一端分别与检测电容的下极板连接,所述第一电阻R1的另一端与第一运算放大器的正相输入端连接,所述第一运算放大器的反相输入端分别与第二电阻R2的一端、第一N型场效应晶体管NM1的源极连接,所述第二电阻R2的另一端、第一采样电阻Rs1的另一端均接地;所述第一运算放大器的输出端与第一N型场效应晶体管NM1的栅极连接,所述第一N型场效应晶体管NM1的漏极与第二采样电阻Rs2的一端、第三电阻R3的一端连接,所述第三电阻R3的另一端与第二运算放大器的正相输入端连接,所述第二运算放大器的反相输入端分别与第四电阻R4的一端、第二P型场效应晶体管PM2的源极连接,所述第二采样电阻Rs2的另一端、第四电阻R4的另一端均与电源电压连接;所述第二运算放大器的输出端与第二P型场效应晶体管PM2的栅极连接,所述第二P型场效应晶体管PM2的漏极与误差放大器连接。
进一步地,当稳压器电路为防下冲稳压器电路时,所述检测电阻的一端与检测电容的下极板连接,所述检测电容的上极板分别与偏置电路模块的一端、电流检测模块的一端连接。
进一步地,所述偏置电路模块由第三偏置电流Ib3、第四偏置电流Ib4组成,所述电流检测模块由第四P型场效应晶体管PM4、第五P型场效应晶体管PM5组成,所述电流放大器由第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4组成,所述第三偏置电流Ib3的输出端、第四偏置电流Ib4的输出端均接地,所述第三偏置电流Ib3的输入端分别与检测电容的上极板、第四P型场效应晶体管PM4的漏极、第四P型场效应晶体管PM4的栅极、第五P型场效应晶体管PM5的栅极连接;所述第四P型场效应晶体管PM4的源极与第五P型场效应晶体管PM5的源极均与电源电压连接,所述第五P型场效应晶体管PM5的漏极分别与第四偏置电流Ib4的输入端、第三N型场效应晶体管NM3的漏极、第三N型场效应晶体管NM3的栅极、第四N型场效应晶体管NM4的栅极连接,所述第三N型场效应晶体管NM3的源极、第四N型场效应晶体管NM4的源极接地,所述第四N型场效应晶体管NM4的漏极与误差放大器连接。
进一步地,所述偏置电路模块由第三偏置电流Ib3、第四偏置电流Ib4组成,所述电流检测模块由第三采样电阻Rs3、第四P型场效应晶体管PM4组成,所述电流放大器由第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4组成;所述第三偏置电流Ib3的输出端、第四偏置电流Ib4的输出端均接地,所述第三偏置电流Ib3的输入端分别与检测电容的上极板、第三采样电阻Rs3的一端、第四P型场效应晶体管PM4的栅极连接,所述第三采样电阻Rs3的另一端、第四P型场效应晶体管PM4的源极均与电源电压连接,所述第四P型场效应晶体管PM4的栅极分别与第四偏置电流Ib4的输入端、第三N型场效应晶体管NM3的漏极、第三N型场效应晶体管NM3的栅极、第四N型场效应晶体管NM4的栅极连接,所述第三N型场效应晶体管NM3的源极、第四N型场效应晶体管NM4的源极均接地,所述第四N型场效应晶体管NM4的漏极与误差放大器连接。
进一步地,所述偏置电路模块、电流检测模块由第三运算放大器、第五电阻R5、第六电阻R6、第三采样电阻Rs3、第四P型场效应晶体管PM4组成,所述电流放大器由第四运算放大器、第七电阻R7、第八电阻R8、第四采样电阻Rs4、第三N型场效应晶体管NM3组成;所述第三采样电阻Rs3的一端、第五电阻R5的一端均与检测电容的上极板连接,所述第五电阻R5的另一端与第三运算放大器的正相输入端连接,所述第三采样电阻Rs3的另一端、第六电阻R6的一端均与电源电压连接,所述第六电阻R6的另一端、第四P型场效应晶体管PM4的源极均与第三运算放大器的反相输入端连接,所述第三运算放大器的输出端与第四P型场效应晶体管PM4的栅极连接,所述第四P型场效应晶体管PM4的漏极分别与第七电阻R7的一端、第四采样电阻Rs4的一端连接,所述第七电阻的另一端与第四运算放大器的正相输入端连接,所述第四运算放大器的反相输入端分别与第八电阻R8的一端、第三N型场效应晶体管NM3的源极连接,所述第八电阻R8的另一端、第四采样电阻Rs4的另一端均接地,所述第三N型场效应晶体管NM3的栅极与第四运算放大器的输出端连接,所述第三N型场效应晶体管NM3的漏极与误差放大器连接。
进一步地,所述偏置电路模块、电流检测模块由第三运算放大器、第五电阻R5、第六电阻R6、第三采样电阻Rs3、第四P型场效应晶体管PM4组成,所述电流放大器由第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4组成;所述所述第三采样电阻Rs3的一端、第五电阻R5的一端均与检测电容的上极板连接,所述第五电阻R5的另一端与第三运算放大器的正相输入端连接,所述第三采样电阻Rs3的另一端、第六电阻R6的一端均与电源电压连接,所述第六电阻R6的另一端、第四P型场效应晶体管PM4的源极均与第三运算放大器的反相输入端连接,所述第三运算放大器的输出端与第四P型场效应晶体管PM4的栅极连接,所述第四P型场效应晶体管PM4的漏极分别与第三N型场效应晶体管NM3的漏极、第三N型场效应晶体管NM3的栅极、第四N型场效应晶体管NM4的栅极连接,所述第三N型场效应晶体管NM3的源极、第四N型场效应晶体管NM4的源极均接地,所述第四N型场效应晶体管NM4的源极与误差放大器连接。
进一步地,本发明还提供了一种基于电容采样的稳压器电路,由所述的防过冲稳压器电路及由所述的防下冲稳压器电路共同组成。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明基于电容采样的稳压器电路仅采用一个检测电容进行采样,功耗很低,消耗的电流少,不会引起输出反复震荡,且响应速度快。
附图说明
图1为现有稳压器电路的输出电压、输出电流示意图;
图2为本发明基于电容采样的防过冲线性稳压器示意图;
图3为本发明基于电容采样的防过冲开关稳压器示意图;
图4为实施例1基于电容采样的防过冲线性稳压器电路图;
图5为实施例2基于电容采样的防过冲线性稳压器电路图;
图6为实施例3基于电容采样的防过冲线性稳压器电路图;
图7为本发明基于电容采样的防下冲线性稳压器示意图;
图8为实施例7基于电容采样的防下冲线性稳压器电路图;
图9为实施例8基于电容采样的防下冲线性稳压器电路图;
图10为实施例9基于电容采样的防下冲线性稳压器电路图;
图11为实施例10基于电容采样的防下冲线性稳压器电路图;
图12为实施例15基于基于电容采样的防过冲、下冲线性稳压器电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步地解释说明。
本发明提供了一种基于电容采样的线性稳压器电路,包括:检测电阻、检测电容、偏置电路模块、电流检测模块、电流放大器、误差放大器、第一P型场效应晶体管PM1、第一反馈电阻Rf1、第二反馈电阻Rf2,检测电阻的一端与输出电压连接,检测电阻的另一端与检测电容的一端连接,检测电容的另一端分别与偏置电路模块、电流检测模块连接,偏置电路模块与电流检测模块连接,且偏置电路模块、电流检测模块均与电流放大器连接,电流放大器的与误差放大器连接,误差放大器的输出端与第一P型场效应晶体管PM1的栅极连接,第一P型场效应晶体管PM1的源极与电源电压连接,第一P型场效应晶体管PM1的漏极分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当稳压器电路为防过冲线性稳压器电路时,电阻的一端与检测电容的上极板连接,检测电容的下极板分别与偏置电路模块的一端、电流检测模块的一端连接。图2为基于电容采样的防过冲线性稳压器示意图,基准电压和第一反馈电阻Rf1、第二反馈电阻Rf2决定输出电压的值,第一P型场效应晶体管PM1提供大电流,其中误差放大器决定环路的增益和带宽。当输出端的负载由重载切换成空载时,输出电压会有很大过冲,检测电容为电流检测模块,过冲信号会给检测电容充电,充电电流会流入电流采样模块中,此时电流的信号很微小,需要电流放大器进行放大,电流放大后灌入误差放大器中,误差放大器的摆率瞬间加大,使得第一P型场效应晶体管PM1的栅极电压变高,能够快速抑制输出电压的上升,使得过冲很小,达到设计目的。又因为是用检测电容采样的过冲信号,当过冲信号消失时,采样电流也跟随消失,误差放大器的输出迅速返回正常的值,输出电压能够保持稳定。
当稳压器电路为防下冲线性稳压器电路时,检测电阻的一端与检测电容的下极板连接,检测电容的上极板分别与偏置电路模块的一端、电流检测模块的一端连接。图7为防下冲线性稳压器示意图,基准电压和第一反馈电阻Rf1、第二反馈电阻Rf2确定输出,误差放大器确定输出精度,第一P型场效应晶体管PM1提供电流。当输出的负载由空载或者轻载突然变为重载,输出电压会有很大下冲,检测电容会检测到输出电压的下降,检测电容的上极板也会被拉低,这个拉低的信号会传送给电流检测模块,检测到电流经电流放大器再放大,放大后的信号送给误差放大器,使得误差放大器的摆率增加,快速下拉第一P型场效应晶体管PM1的栅极电压,栅极电压变低,提供的电流变大,使得输出电压上升,减小下冲。
本发明还提供了一种基于电容采样的开关稳压器电路,包括:检测电阻、检测电容、偏置电路模块、电流检测模块、电流放大器、误差放大器、脉宽调整器、电感电容滤波器、第一反馈电阻Rf1、第二反馈电阻Rf2,检测电阻的一端与输出电压连接,检测电阻的另一端与检测电容的一端连接,检测电容的另一端分别与偏置电路模块、电流检测模块连接,且偏置电路模块、电流检测模块均与电流放大器连接,偏置电路模块、电流检测模块均与电流放大器连接,电流放大器与误差放大器连接,误差放大器的输出端与脉宽调整器的输入端连接,脉宽调整器的输出端与电感电容滤波器的输入端连接,电感电容滤波器的输出端分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当稳压器电路为防过冲开关稳压器电路时,检测电阻的一端与检测电容的上极板连接,检测电容的下极板分别与偏置电路模块的一端、电流检测模块的一端连接。图3基于电容采样的防过冲开关稳压器示意图,开关稳压器的输出由基准电压和第一反馈电阻Rf1、第二反馈电阻Rf2来决定,误差放大器的输出信号和电流环路的输出信号同时进入脉宽调整器,产生一定占空比的脉宽,调整输出电压。当输出负载由重载切换成轻载或者空载时,输出端有很大过冲,检测电容为电流检测模块,过冲信号会给检测电容充电,充电电流会流入电流检测模块中,电流的信号很小,需要放大,电流放大后灌入误差放大器中,误差放大器的摆率瞬间加大,误差放大器的输出太高后,脉宽调制器就会减小脉宽,或者停止脉宽,这样输出电压会降低,过冲会减小,达到设计目的。
当稳压器电路为防下冲开关稳压器电路时,检测电阻的一端与检测电容的下极板连接,检测电容的上极板分别与偏置电路模块的一端、电流检测模块的一端连接。当输出电压发生下冲时,检测电容下极板会被拉低,检测电容会产生电流,电流被电流检测模块采样到,并经过电流放大器放大,放大后的信号送入误差放大器,通过误差放大器调整脉宽,脉宽增加,使得输出升高,下冲减小,下冲得到抑制。
在本发明的一个技术方案中,上述的防过冲线性稳压器电路、防下冲线性稳压器电路可以组合使用,且上述的防过冲开关稳压器电路、防下冲开关稳压器电路也可以组合使用,以在稳压器电路中同时实现防过冲和防下冲的目的。
实施例1
本实施例提供了一种基于电容采样的防过冲线性稳压器电路,具体地,如图4,偏置电路模块由第一偏置电流Ib1、第二偏置电流Ib2组成,电流检测模块由第一N型场效应晶体管NM1、第二N型场效应晶体管NM2组成,电流放大器由第二P型场效应晶体管PM2、第三P型场效应晶体管PM3组成;第一检测电阻Rc1的一端与检测电容C1的上极板连接,第一检测电阻Rc1的另一端与输出电压连接;第一偏置电流Ib1的输入端、第二偏置电流Ib2的输入端均与电源电压连接,第一偏置电流Ib1的输出端分别与检测电容的下极板、第一N型场效应晶体管NM1的栅极、第二N型场效应晶体管NM2的栅极连接;第一N型场效应晶体管NM1的漏极与检测电容C1的下极板连接;第一N型场效应晶体管NM1的源极、第二N型场效应晶体管NM2的源极均接地;第二N型场效应晶体管NM2的漏极、第二偏置电流Ib2的输出端均与第二P型场效应晶体管PM2的漏极、第二P型场效应晶体管PM2的栅极、第三P型场效应晶体管PM3的栅极连接;第二P型场效应晶体管PM2的源极、第三P型场效应晶体管PM3的源极均与电源电压连接,第三P型场效应晶体管PM3的漏极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与第一P型场效应晶体管PM1的栅极连接,第一P型场效应晶体管PM1的源极与电源电压连接,第一P型场效应晶体管PM1的漏极分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
检测电容C1的主要作用是采样输出电压的过冲信号,当输出电压过冲,检测电容C1的上极板会电压升高,下极板的电压也跟随升高,下极板电压升高,会导致第一N型场效应晶体管NM1的栅极电压升高,同时,第二N型场效应晶体管NM2的栅极电压也会升高,第二N型场效应晶体管NM2成比例的采样到第一N型场效应晶体管NM1的电流,然后第二N型场效应晶体管NM2把电流信号传送给第二P型场效应晶体管PM2,第二P型场效应晶体管PM2的栅极电压变低,第三P型场效应晶体管PM3的栅极电压也同时变低,且第三P型场效应晶体管PM3的尺寸比第二P型场效应晶体管PM2的尺寸大很多,电流得到放大,放大后的电流传送给误差放大器模块。本发明还设计了偏置电路模块,第一偏置电流Ib1和第二偏置电流Ib2分别流入第一N型场效应晶体管NM1、第二N型场效应晶体管NM2,防止第一N型场效应晶体管NM1、第二N型场效应晶体管NM2的栅极电压再输出过冲前太低,预先提供给栅极一定电压,当输出过冲信号到来,电流检测模块可以立即工作,提供了响应速度,即会降低输出电压的过冲值。本电路中仅使用一个检测电容,节省功耗,且给采样的第一N型场效应晶体管NM1的偏置电流非常小,功耗很低。
实施例2
本实施例提供了一种基于电容采样的防过冲线性稳压器电路,具体地,如图5,偏置电路模块由第一偏置电流Ib1组成,电流检测模块由第一采样电阻Rs1、第一运算放大器、第一N型场效应晶体管NM1组成,电流放大器由第二P型场效应晶体管PM2、第三P型场效应晶体管PM3组成;第一检测电阻Rc1的一端与检测电容C1的上极板连接,第一检测电阻Rc1的另一端与输出电压连接;第一偏置电流Ib1的输入端与电源电压连接,第一偏置电流Ib1的输出端分别与第一N型场效应晶体管NM1的漏极、第二P型场效应晶体管PM2的漏极、第二P型场效应晶体管PM2的栅极、第三P型场效应晶体管PM3的栅极连接;第一N型场效应晶体管NM1的源极接地,第一N型场效应晶体管NM1的栅极与第一运算放大器的输出端连接,第一运算放大器的正相输入端、第一采样电阻Rs1的一端均与检测电容C1的下极板连接,第一运算放大器的反相输入端、第一采样电阻Rs1的另一端均接地;第二P型场效应晶体管PM2的源极、第三P型场效应晶体管PM3的源极均与电源电压连接,第三P型场效应晶体管PM3的漏极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与第一P型场效应晶体管PM1的栅极连接,第一P型场效应晶体管PM1的源极与电源电压连接,第一P型场效应晶体管PM1的漏极分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当输出电压有过冲时,检测电容C1的下极板电压会升高,使得第一采样电阻Rs1的电压升高,第一采样电阻Rs1两端电压升高被第一运算放大器采集转换为电流,然后传输给电流放大器,使得第二P型场效应晶体管PM2的栅极电压变低,同时第三P型场效应晶体管PM3的栅极电压也变低,放大后的电流信号传送给误差放大器,误差放大器调整,使得输出过冲减小。
实施例3
本实施例提供了一种基于电容采样的防过冲线性稳压器电路,具体地,如图6,偏置电路模块、电流检测模块由第一采样电阻Rs1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一运算放大器、第一N型场效应晶体管NM1组成,电流放大器由第二采样电阻Rs2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二运算放大器、第二P型场效应晶体管PM2组成;第一检测电阻Rc1的一端与检测电容C1的上极板连接,第一检测电阻Rc1的另一端与输出电压连接;第一电阻R1的一端、第一采样电阻Rs1的一端分别与检测电容C1的下极板连接,第一电阻R1的另一端与第一运算放大器的正相输入端连接,第一运算放大器的反相输入端分别与第二电阻R2的一端、第一N型场效应晶体管NM1的源极连接,第二电阻R2的另一端、第一采样电阻Rs1的另一端均接地;第一运算放大器的输出端与第一N型场效应晶体管NM1的栅极连接,第一N型场效应晶体管NM1的漏极与第二采样电阻Rs2的一端、第三电阻R3的一端连接,第三电阻R3的另一端与第二运算放大器的正相输入端连接,第二运算放大器的反相输入端分别与第四电阻R4的一端、第二P型场效应晶体管PM2的源极连接,第二采样电阻Rs2的另一端、第四电阻R4的另一端均与电源电压连接;第二运算放大器的输出端与第二P型场效应晶体管PM2的栅极连接,第二P型场效应晶体管PM2的漏极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与第一P型场效应晶体管PM1的栅极连接,第一P型场效应晶体管PM1的源极与电源电压连接,第一P型场效应晶体管PM1的漏极分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当输出电压有过冲时,检测电容C1的下极板电压会升高,使得第一采样电阻Rs1的电压升高,第一采样电阻Rs1两端电压升高被第一运算放大器采集转换为电流,然后传输给电流放大器,电流放大器将放大后的电流信号传送给误差放大器,误差放大器调整,使得输出过冲减小。
实施例4
本实施例提供了一种基于电容采样的防过冲开关稳压器电路,具体地,偏置电路模块由第一偏置电流Ib1、第二偏置电流Ib2组成,电流检测模块由第一N型场效应晶体管NM1、第二N型场效应晶体管NM2组成,电流放大器由第二P型场效应晶体管PM2、第三P型场效应晶体管PM3组成;第一检测电阻Rc1的一端与检测电容C1的上极板连接,第一检测电阻Rc1的另一端与输出电压连接;第一偏置电流Ib1的输入端、第二偏置电流Ib2的输入端均与电源电压连接,第一偏置电流Ib1的输出端分别与检测电容C1的下极板、第一N型场效应晶体管NM1的栅极、第二N型场效应晶体管NM2的栅极连接;第一N型场效应晶体管NM1的漏极与检测电容C1的下极板连接;第一N型场效应晶体管NM1的源极、第二N型场效应晶体管NM2的源极均接地;第二N型场效应晶体管NM2的漏极、第二偏置电流Ib2的输出端均与第二P型场效应晶体管PM2的漏极、第二P型场效应晶体管PM2的栅极、第三P型场效应晶体管PM3的栅极连接;第二P型场效应晶体管PM2的源极、第三P型场效应晶体管PM3的源极均与电源电压连接,第三P型场效应晶体管PM3的漏极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与脉宽调整器的输入端连接,脉宽调整器的输出端与电感电容滤波器的输入端连接,电感电容滤波器的输出端分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,所述第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当输出电压出现过冲时,检测电容C1检测到电压升高会产生电流,电流被第一N型场效应晶体管NM1、第二N型场效应晶体管NM2检测到,并传输到电流放大器中,电流放大器中第三P型场效应晶体管PM3的漏极,把放大后的采样信号传输给误差放大器,误差放大器会立即响应,使得脉宽调整器的脉宽减小,脉宽减小输出电压会降低,输出过冲得到抑制。
实施例5
本实施例提供了一种基于电容采样的防过冲开关稳压器电路,具体地,偏置电路模块由第一偏置电流Ib1组成,电流检测模块由第一采样电阻Rs1、第一运算放大器、第一N型场效应晶体管NM1组成,电流放大器由第二P型场效应晶体管PM2、第三P型场效应晶体管PM3组成;第一检测电阻Rc1的一端与检测电容C1的上极板连接,第一检测电阻Rc1的另一端与输出电压连接;第一偏置电流Ib1的输入端与电源电压连接,第一偏置电流Ib1的输出端分别与第一N型场效应晶体管NM1的漏极、第二P型场效应晶体管PM2的漏极、第二P型场效应晶体管PM2的栅极、第三P型场效应晶体管PM3的栅极连接;第一N型场效应晶体管NM1的源极接地,第一N型场效应晶体管NM1的栅极与第一运算放大器的输出端连接,第一运算放大器的正相输入端、第一采样电阻Rs1的一端均与检测电容C1的下极板连接,第一运算放大器的反相输入端、第一采样电阻Rs1的另一端均接地;第二P型场效应晶体管PM2的源极、第三P型场效应晶体管PM3的源极均与电源电压连接,第三P型场效应晶体管PM3的漏极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与脉宽调整器的输入端连接,脉宽调整器的输出端与电感电容滤波器的输入端连接,电感电容滤波器的输出端分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,所述第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当输出电压出现过冲时,检测电容C1检测到电压升高会产生电流,这个电流会流入第一采样电阻Rs1上,使得第一采样电阻Rs1上的电压升高,第一采样电阻Rs1电压升高后,第一N型场效应晶体管NM1会产生采样电流,采样的电流输到电流放大器中,电流放大器中第三P型场效应晶体管PM3的漏极,把放大后的采样信号传输给误差放大器,误差放大器会立即响应,使得脉宽调整器的脉宽减小,脉宽减小输出电压会降低,输出过冲得到抑制。
实施例6
本实施例提供了一种基于电容采样的防过冲开关稳压器电路,具体地,偏置电路模块、电流检测模块由第一采样电阻Rs1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一运算放大器、第一N型场效应晶体管NM1组成,电流放大器由第二采样电阻Rs2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二运算放大器、第二P型场效应晶体管PM2组成;检测电阻Rc1的一端与检测电容C1的上极板连接,检测电阻Rc1的另一端与输出电压连接;第一电阻R1的一端、第一采样电阻Rs1的一端分别与检测电容C1的下极板连接,第一电阻R1的另一端与第一运算放大器的正相输入端连接,第一运算放大器的反相输入端分别与第二电阻R2的一端、第一N型场效应晶体管NM1的源极连接,第二电阻R2的另一端、第一采样电阻Rs1的另一端均接地;第一运算放大器的输出端与第一N型场效应晶体管NM1的栅极连接,第一N型场效应晶体管NM1的漏极与第二采样电阻Rs2的一端、第三电阻R3的一端连接,第三电阻R3的另一端与第二运算放大器的正相输入端连接,第二运算放大器的反相输入端分别与第四电阻R4的一端、第二P型场效应晶体管PM2的源极连接,第二采样电阻Rs2的另一端、第四电阻R4的另一端均与电源电压连接;第二运算放大器的输出端与第二P型场效应晶体管PM2的栅极连接,第二P型场效应晶体管PM2的漏极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与脉宽调整器的输入端连接,脉宽调整器的输出端与电感电容滤波器的输入端连接,电感电容滤波器的输出端分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,所述第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当输出电压出现过冲时,采样电容C1的下极板电压会升高,这样第一采样电阻Rs1的电压会升高,第一采样电阻Rs1两端电压升高被运放采集转换为电流,然后传输给电流放大器,电流放大器由第二采样电阻Rs2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二运算放大器、第二P型场效应晶体管PM2组成,放大后的电流信号传送给误差放大器,误差放大器的信号传输给脉宽调整模块,使得脉宽减少,脉宽减小会使得输出电压降低。
实施例7
本实施例提供了一种基于电容采样的防下冲线性稳压器电路,具体地,如图8,偏置电路模块由第三偏置电流Ib3、第四偏置电流Ib4组成,电流检测模块由第四P型场效应晶体管PM4、第五P型场效应晶体管PM5组成,电流放大器由第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4组成,第二检测电阻Rc2的一端与检测电容C2的下极板连接,第二检测电阻Rc2的另一端与输出电压连接,第三偏置电流Ib3的输出端、第四偏置电流Ib4的输出端均接地,第三偏置电流Ib3的输入端分别与检测电容C2的上极板、第四P型场效应晶体管PM4的漏极、第四P型场效应晶体管PM4的栅极、第五P型场效应晶体管PM5的栅极连接;第四P型场效应晶体管PM4的源极与第五P型场效应晶体管PM5的源极均与电源电压连接,第五P型场效应晶体管PM5的漏极分别与第四偏置电流Ib4的输入端、第三N型场效应晶体管NM3的漏极、第三N型场效应晶体管NM3的栅极、第四N型场效应晶体管NM4的栅极连接,第三N型场效应晶体管NM3的源极、第四N型场效应晶体管NM4的源极接地,第四N型场效应晶体管NM4的漏极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与第一P型场效应晶体管PM1的栅极连接,第一P型场效应晶体管PM1的源极与电源电压连接,第一P型场效应晶体管PM1的漏极分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当输出电压出现下冲时,检测电容C2的下极板和上极板都会被拉低,导致第四P型场效应晶体管PM4、第五P型场效应晶体管PM5的栅极电压被拉低,电流被采样出来,然后经过第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4把电流信号放大,送给误差放大器,误差放大器调整使得输出电压下冲减小。
实施例8
本实施例提供了一种基于电容采样的防下冲线性稳压器电路,具体地,如图9,偏置电路模块由第三偏置电流Ib3、第四偏置电流Ib4组成,所述电流检测模块由第三采样电阻Rs3、第四P型场效应晶体管PM4组成,电流放大器由第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4组成;第二检测电阻Rc2的一端与检测电容C2的下极板连接,第二检测电阻Rc2的另一端与输出电压连接,第三偏置电流Ib3的输出端、第四偏置电流Ib4的输出端均接地,第三偏置电流Ib3的输入端分别与检测电容C2的上极板、第三采样电阻Rs3的一端、第四P型场效应晶体管PM4的栅极连接,第三采样电阻Rs3的另一端、第四P型场效应晶体管PM4的源极均与电源电压连接,第四P型场效应晶体管PM4的栅极分别与第四偏置电流Ib4的输入端、第三N型场效应晶体管NM3的漏极、第三N型场效应晶体管NM3的栅极、第四N型场效应晶体管NM4的栅极连接,第三N型场效应晶体管NM3的源极、第四N型场效应晶体管NM4的源极均接地,第四N型场效应晶体管NM4的漏极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与第一P型场效应晶体管PM1的栅极连接,第一P型场效应晶体管PM1的源极与电源电压连接,第一P型场效应晶体管PM1的漏极分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当输出电压出现下冲时,检测电容C2的下极板和上极板都会被拉低,第三采样电阻Rs3两端的电压生高,第四P型场效应晶体管PM4采样到电压升高,会产生多余的电流,电流流入第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4的电流放大器,放大后的电流进入误差放大器,误差放大器调整使得输出电压下冲减小。
实施例9
本实施例提供了一种基于电容采样的防下冲线性稳压器电路,具体地,如图10,偏置电路模块、电流检测模块由第三运算放大器、第五电阻R5、第六电阻R6、第三采样电阻Rs3、第四P型场效应晶体管PM4组成,电流放大器由第四运算放大器、第七电阻R7、第八电阻R8、第四采样电阻Rs4、第三N型场效应晶体管NM3组成;第二检测电阻Rc2的一端与检测电容C2的下极板连接,第二检测电阻Rc2的另一端与输出电压连接,第三采样电阻Rs3的一端、第五电阻R5的一端均与检测电容C2的上极板连接,第五电阻R5的另一端与第三运算放大器的正相输入端连接,第三采样电阻Rs3的另一端、第六电阻R6的一端均与电源电压连接,第六电阻R6的另一端、第四P型场效应晶体管PM4的源极均与第三运算放大器的反相输入端连接,第三运算放大器的输出端与第四P型场效应晶体管PM4的栅极连接,第四P型场效应晶体管PM4的漏极分别与第七电阻R7的一端、第四采样电阻Rs4的一端连接,第七电阻的另一端与第四运算放大器的正相输入端连接,第四运算放大器的反相输入端分别与第八电阻R8的一端、第三N型场效应晶体管NM3的源极连接,第八电阻R8的另一端、第四采样电阻Rs4的另一端均接地,第三N型场效应晶体管NM3的栅极与第四运算放大器的输出端连接,第三N型场效应晶体管NM3的漏极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与第一P型场效应晶体管PM1的栅极连接,第一P型场效应晶体管PM1的源极与电源电压连接,第一P型场效应晶体管PM1的漏极分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当输出电压出现下冲时,检测电容C2的下极板和上极板都会被拉低,第三采样电阻Rs3两端的电压升高,放大器通过第五电阻R5、第六电阻R6采样到相应的电流,采样的电流送入第四采样电阻Rs4、第七电阻R7、第八电阻R8组成的电流放大器中,电流放大后进入误差放大器,通过调整误差放大器使得输出电压下冲减小。
实施例10
本实施例提供了一种基于电容采样的防下冲线性稳压器电路,具体地,如图11,偏置电路模块、电流检测模块由第三运算放大器、第五电阻R5、第六电阻R6、第三采样电阻Rs3、第四P型场效应晶体管PM4组成,电流放大器由第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4组成;第二检测电阻Rc2的一端与检测电容C2的下极板连接,第二检测电阻Rc2的另一端与输出电压连接,第三采样电阻Rs3的一端、第五电阻R5的一端均与检测电容C2的上极板连接,第五电阻R5的另一端与第三运算放大器的正相输入端连接,第三采样电阻Rs3的另一端、第六电阻R6的一端均与电源电压连接,第六电阻R6的另一端、第四P型场效应晶体管PM4的源极均与第三运算放大器的反相输入端连接,第三运算放大器的输出端与第四P型场效应晶体管PM4的栅极连接,第四P型场效应晶体管PM4的漏极分别与第三N型场效应晶体管NM3的漏极、第三N型场效应晶体管NM3的栅极、第四N型场效应晶体管NM4的栅极连接,第三N型场效应晶体管NM3的源极、第四N型场效应晶体管NM4的源极均接地,第四N型场效应晶体管NM4的源极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与第一P型场效应晶体管PM1的栅极连接,第一P型场效应晶体管PM1的源极与电源电压连接,第一P型场效应晶体管PM1的漏极分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当输出电压出现下冲时,检测电容C2的下极板和上极板都会被拉低,第三采样电阻Rs3两端的电压升高,电流放大器通过第五电阻R5、第六电阻R6采样到相应的电流,采样到的电流通过第四P型场效应晶体管PM4流入电路放大电路中,放大后的电流通过第四N型场效应晶体管NM4送入误差放大器,通过调整误差放大器使得输出电压下冲减小。
实施例11
本实施例提供了一种基于电容采样的防下冲开关稳压器电路,具体地,偏置电路模块由第三偏置电流Ib3、第四偏置电流Ib4组成,电流检测模块由第四P型场效应晶体管PM4、第五P型场效应晶体管PM5组成,电流放大器由第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4组成,第二检测电阻Rc2的一端与检测电容C2的下极板连接,第二检测电阻Rc2的另一端与输出电压连接,第三偏置电流Ib3的输出端、第四偏置电流Ib4的输出端均接地,第三偏置电流Ib3的输入端分别与检测电容C2的上极板、第四P型场效应晶体管PM4的漏极、第四P型场效应晶体管PM4的栅极、第五P型场效应晶体管PM5的栅极连接;第四P型场效应晶体管PM4的源极与第五P型场效应晶体管PM5的源极均与电源电压连接,第五P型场效应晶体管PM5的漏极分别与第四偏置电流Ib4的输入端、第三N型场效应晶体管NM3的漏极、第三N型场效应晶体管NM3的栅极、第四N型场效应晶体管NM4的栅极连接,第三N型场效应晶体管NM3的源极、第四N型场效应晶体管NM4的源极接地,第四N型场效应晶体管NM4的漏极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与脉宽调整器的输入端连接,脉宽调整器的输出端与电感电容滤波器的输入端连接,电感电容滤波器的输出端分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当输出电压出现下冲时,检测电容C2的下极板和上极板都会被拉低,导致第四P型场效应晶体管PM4、第五P型场效应晶体管PM5的栅极电压被拉低,电流被采样出来,然后经过第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4的电流放大器把电流信号放大,送给误差放大器,误差放大器的信号会进入脉宽调整器,使得脉宽增加,脉宽增加使得输出升高,下冲得到抑制。
实施例12
本实施例提供了一种基于电容采样的防下冲开关稳压器电路,具体地,偏置电路模块由第三偏置电流Ib3、第四偏置电流Ib4组成,所述电流检测模块由第三采样电阻Rs3、第四P型场效应晶体管PM4组成,电流放大器由第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4组成;第二检测电阻Rc2的一端与检测电容C2的下极板连接,第二检测电阻Rc2的另一端与输出电压连接,第三偏置电流Ib3的输出端、第四偏置电流Ib4的输出端均接地,第三偏置电流Ib3的输入端分别与检测电容C2的上极板、第三采样电阻Rs3的一端、第四P型场效应晶体管PM4的栅极连接,第三采样电阻Rs3的另一端、第四P型场效应晶体管PM4的源极均与电源电压连接,第四P型场效应晶体管PM4的栅极分别与第四偏置电流Ib4的输入端、第三N型场效应晶体管NM3的漏极、第三N型场效应晶体管NM3的栅极、第四N型场效应晶体管NM4的栅极连接,第三N型场效应晶体管NM3的源极、第四N型场效应晶体管NM4的源极均接地,第四N型场效应晶体管NM4的漏极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与脉宽调整器的输入端连接,脉宽调整器的输出端与电感电容滤波器的输入端连接,电感电容滤波器的输出端分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当输出电压出现下冲时,检测电容C2的下极板和上极板都会被拉低,第三采样电阻Rs3两端的电压升高,第四P型场效应晶体管PM4采样到电压升高,会产生多余的电流,电流流入第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4的电流放大器,放大后的电流进入误差放大器,误差放大器调整使得输出电压下冲减小。
实施例13
本实施例提供了一种基于电容采样的防下冲开关稳压器电路,具体地,偏置电路模块、电流检测模块由第三运算放大器、第五电阻R5、第六电阻R6、第三采样电阻Rs3、第四P型场效应晶体管PM4组成,电流放大器由第四运算放大器、第七电阻R7、第八电阻R8、第四采样电阻Rs4、第三N型场效应晶体管NM3组成;第二检测电阻Rc2的一端与检测电容C2的下极板连接,第二检测电阻Rc2的另一端与输出电压连接,第三采样电阻Rs3的一端、第五电阻R5的一端均与检测电容C2的上极板连接,第五电阻R5的另一端与第三运算放大器的正相输入端连接,第三采样电阻Rs3的另一端、第六电阻R6的一端均与电源电压连接,第六电阻R6的另一端、第四P型场效应晶体管PM4的源极均与第三运算放大器的反相输入端连接,第三运算放大器的输出端与第四P型场效应晶体管PM4的栅极连接,第四P型场效应晶体管PM4的漏极分别与第七电阻R7的一端、第四采样电阻Rs4的一端连接,第七电阻的另一端与第四运算放大器的正相输入端连接,第四运算放大器的反相输入端分别与第八电阻R8的一端、第三N型场效应晶体管NM3的源极连接,第八电阻R8的另一端、第四采样电阻Rs4的另一端均接地,第三N型场效应晶体管NM3的栅极与第四运算放大器的输出端连接,第三N型场效应晶体管NM3的漏极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与脉宽调整器的输入端连接,脉宽调整器的输出端与电感电容滤波器的输入端连接,电感电容滤波器的输出端分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当输出电压出现下冲时,检测电容C2的下极板和上极板都会被拉低,第三采样电阻Rs3两端的电压升高,电流检测模块通过第五电阻R5、第六电阻R6采样到相应的电流,采样的电流送入第四采样电阻Rs4、第七电阻R7、第八电阻R8组成的电流放大器,电流放大后进入误差放大器,误差放大器的输出信号进入脉宽调整器,使得脉宽增加,使得输出升高,下冲得到抑制。
实施例14
本实施例提供了一种基于电容采样的防下冲开关稳压器电路,具体地,偏置电路模块、电流检测模块由第三运算放大器、第五电阻R5、第六电阻R6、第三采样电阻Rs3、第四P型场效应晶体管PM4组成,电流放大器由第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4组成;第二检测电阻Rc2的一端与检测电容C2的下极板连接,第二检测电阻Rc2的另一端与输出电压连接,第三采样电阻Rs3的一端、第五电阻R5的一端均与检测电容C2的上极板连接,第五电阻R5的另一端与第三运算放大器的正相输入端连接,第三采样电阻Rs3的另一端、第六电阻R6的一端均与电源电压连接,第六电阻R6的另一端、第四P型场效应晶体管PM4的源极均与第三运算放大器的反相输入端连接,第三运算放大器的输出端与第四P型场效应晶体管PM4的栅极连接,第四P型场效应晶体管PM4的漏极分别与第三N型场效应晶体管NM3的漏极、第三N型场效应晶体管NM3的栅极、第四N型场效应晶体管NM4的栅极连接,第三N型场效应晶体管NM3的源极、第四N型场效应晶体管NM4的源极均接地,第四N型场效应晶体管NM4的源极与误差放大器连接,误差放大器的输出端与脉宽调整器的输入端连接,脉宽调整器的输出端与电感电容滤波器的输入端连接,电感电容滤波器的输出端分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
当输出电压出现下冲时,检测电容C2的下极板和上极板都会被拉低,第三采样电阻Rs3两端的电压升高,通过第五电阻R5、第六电阻R6采样到相应的电流,采样到的电流通过第四P型场效应晶体管PM4流入电流放大器中,放大后的电流通过第四N型场效应晶体管NM4送入误差放大器,误差放大器的输出信号进入脉宽调整器,使得脉宽增加,使得输出升高,下冲得到抑制。
实施例15
本实施例提供了一种基于电容采样的防过冲、下冲线性稳压器电路,具体地,如图12,本实施例中防过冲采样电路包括:偏置电路模块、电流检测模块、电流放大器,偏置电路模块由第一偏置电流Ib1、第二偏置电流Ib2组成,电流检测模块由第一N型场效应晶体管NM1、第二N型场效应晶体管NM2组成,电流放大器由第二P型场效应晶体管PM2、第三P型场效应晶体管PM3组成;第一检测电阻Rc1的一端与检测电容C1的上极板连接,第一检测电阻Rc1的另一端与输出电压连接;第一偏置电流Ib1的输入端、第二偏置电流Ib2的输入端均与电源电压连接,第一偏置电流Ib1的输出端分别与检测电容的下极板、第一N型场效应晶体管NM1的栅极、第二N型场效应晶体管NM2的栅极连接;第一N型场效应晶体管NM1的漏极与检测电容C1的下极板连接;第一N型场效应晶体管NM1的源极、第二N型场效应晶体管NM2的源极均接地;第二N型场效应晶体管NM2的漏极、第二偏置电流Ib2的输出端均与第二P型场效应晶体管PM2的漏极、第二P型场效应晶体管PM2的栅极、第三P型场效应晶体管PM3的栅极连接;第二P型场效应晶体管PM2的源极、第三P型场效应晶体管PM3的源极均与电源电压连接,第三P型场效应晶体管PM3的漏极与误差放大器的输出端连接;本实施中防下冲采样电路包括:偏置电路模块、电流检测模块、电流放大器,偏置电路模块、电流检测模块由第三运算放大器、第五电阻R5、第六电阻R6、第三采样电阻Rs3、第四P型场效应晶体管PM4组成,电流放大器由第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4组成;第二检测电阻Rc2的一端与检测电容C2的下极板连接,第二检测电阻Rc2的另一端与输出电压连接,第三采样电阻Rs3的一端、第五电阻R5的一端均与检测电容C2的上极板连接,第五电阻R5的另一端与第三运算放大器的正相输入端连接,第三采样电阻Rs3的另一端、第六电阻R6的一端均与电源电压连接,第六电阻R6的另一端、第四P型场效应晶体管PM4的源极均与第三运算放大器的反相输入端连接,第三运算放大器的输出端与第四P型场效应晶体管PM4的栅极连接,第四P型场效应晶体管PM4的漏极分别与第三N型场效应晶体管NM3的漏极、第三N型场效应晶体管NM3的栅极、第四N型场效应晶体管NM4的栅极连接,第三N型场效应晶体管NM3的源极、第四N型场效应晶体管NM4的源极均接地,第四N型场效应晶体管NM4的源极与误差放大器的输出端连接,误差放大器的输出端与第一P型场效应晶体管PM1的栅极连接,第一P型场效应晶体管PM1的源极与电源电压连接,第一P型场效应晶体管PM1的漏极分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,误差放大器的反相输入端与基准电压连接,第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
线性稳压器的输出电压由基准电压和第一反馈电阻Rf2、第二反馈电阻Rf2决定,误差放大器提供增益,第一P型场效应晶体管PM1提供电流。第一检测电阻Rc1与第二检测电阻Rc2值很小,可以忽略,检测电容C1用来采样过冲信号,检测电容C2用来采样下冲信号,本实例中加入了第一偏置电流Ib1、第二偏置电流Ib2,也可以不加入,不加第一偏置电流Ib1、第二偏置电流Ib2,使得提高瞬态响应的电路做到零功耗,是其它方法无法做到的。本实例加入电流检测模块,可以使得第一N型场效应晶体管NM1、第二N型场效应晶体管NM2处于亚阈值工作状态,当输出电压过冲信号来时,可以更加快速的响应。采样的过冲信号可以快速传递到第二P型场效应晶体管PM2、第三P型场效应晶体管PM3,第三P型场效应晶体管PM3的电流流入第一P型场效应晶体管PM1的栅极,使得栅极电压升高,过冲减小。同理检测电容C2是用来采样下冲信号的,当输出电压降低,第三采样电阻Rs3可以采样到电流,然后通过共栅极结构的电流放大器,使得采样电流迅速放大,流入第三N型场效应晶体管NM3中,然后使得第四N型场效应晶体管NM4的栅极电压上升,电流增加,会下拉第一P型场效应晶体管PM1的栅极电压,减小下冲的幅度。
本实例中采样电流最终反馈到第一P型场效应晶体管PM1的栅极上,但不限于这一种反馈接法,可以反馈到内部误差放大器中。
以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,应视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种基于电容采样的稳压器电路,其特征在于,包括:检测电阻、检测电容、偏置电路模块、电流检测模块、电流放大器、误差放大器、第一P型场效应晶体管PM1、第一反馈电阻Rf1、第二反馈电阻Rf2,所述检测电阻的一端与输出电压连接,所述检测电阻的另一端与检测电容的一端连接,所述检测电容的另一端分别与偏置电路模块、电流检测模块连接,所述偏置电路模块与电流检测模块连接,且偏置电路模块、电流检测模块均与电流放大器连接,所述电流放大器的与误差放大器连接,所述误差放大器的输出端与第一P型场效应晶体管PM1的栅极连接,所述第一P型场效应晶体管PM1的源极与电源电压连接,所述第一P型场效应晶体管PM1的漏极分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,所述第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,所述误差放大器的反相输入端与基准电压连接,所述第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
2.一种基于电容采样的稳压器电路,其特征在于,包括:检测电阻、检测电容、偏置电路模块、电流检测模块、电流放大器、误差放大器、脉宽调整器、电感电容滤波器、第一反馈电阻Rf1、第二反馈电阻Rf2,所述检测电阻的一端与输出电压连接,所述检测电阻的另一端与检测电容的一端连接,所述检测电容的另一端分别与偏置电路模块、电流检测模块连接,且偏置电路模块、电流检测模块均与电流放大器连接,所述偏置电路模块、电流检测模块均与电流放大器连接,所述电流放大器与误差放大器连接,所述误差放大器的输出端与脉宽调整器的输入端连接,所述脉宽调整器的输出端与电感电容滤波器的输入端连接,所述电感电容滤波器的输出端分别与输出电压、第一反馈电阻Rf1的一端连接,所述第一反馈电阻Rf1的另一端、第二反馈电阻Rf2的一端均与误差放大器的正相输入端连接,所述误差放大器的反相输入端与基准电压连接,所述第二反馈电阻Rf2的另一端接地。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于电容采样的稳压器电路,其特征在于,当稳压器电路为防过冲稳压器电路时,所述检测电阻的一端与检测电容的上极板连接,所述检测电容的下极板分别与偏置电路模块的一端、电流检测模块的一端连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于电容采样的稳压器电路,其特征在于,所述偏置电路模块由第一偏置电流Ib1、第二偏置电流Ib2组成,所述电流检测模块由第一N型场效应晶体管NM1、第二N型场效应晶体管NM2组成,所述电流放大器由第二P型场效应晶体管PM2、第三P型场效应晶体管PM3组成;所述第一偏置电流Ib1的输入端、第二偏置电流Ib2的输入端均与电源电压连接,所述第一偏置电流Ib1的输出端分别与检测电容的下极板、第一N型场效应晶体管NM1的栅极、第二N型场效应晶体管NM2的栅极连接;所述第一N型场效应晶体管NM1的漏极与检测电容的下极板连接;所述第一N型场效应晶体管NM1的源极、第二N型场效应晶体管NM2的源极均接地;所述第二N型场效应晶体管NM2的漏极、第二偏置电流Ib2的输出端均与第二P型场效应晶体管PM2的漏极、第二P型场效应晶体管PM2的栅极、第三P型场效应晶体管PM3的栅极连接;所述第二P型场效应晶体管PM2的源极、第三P型场效应晶体管PM3的源极均与电源电压连接,所述第三P型场效应晶体管PM3的漏极与误差放大器连接。
5.根据权利要求3所述的一种基于电容采样的稳压器电路,其特征在于,所述偏置电路模块由第一偏置电流Ib1组成,所述电流检测模块由第一采样电阻Rs1、第一运算放大器、第一N型场效应晶体管NM1组成,所述电流放大器由第二P型场效应晶体管PM2、第三P型场效应晶体管PM3组成;所述第一偏置电流Ib1的输入端与电源电压连接,所述第一偏置电流Ib1的输出端分别与第一N型场效应晶体管NM1的漏极、第二P型场效应晶体管PM2的漏极、第二P型场效应晶体管PM2的栅极、第三P型场效应晶体管PM3的栅极连接;所述第一N型场效应晶体管NM1的源极接地,所述第一N型场效应晶体管NM1的栅极与第一运算放大器的输出端连接,所述第一运算放大器的正相输入端、第一采样电阻Rs1的一端均与检测电容的下极板连接,所述第一运算放大器的反相输入端、第一采样电阻Rs1的另一端均接地;所述第二P型场效应晶体管PM2的源极、第三P型场效应晶体管PM3的源极均与电源电压连接,所述第三P型场效应晶体管PM3的漏极与误差放大器连接。
6.根据权利要求3所述的一种基于电容采样的稳压器电路,其特征在于,所述偏置电路模块、电流检测模块由第一采样电阻Rs1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一运算放大器、第一N型场效应晶体管NM1组成,所述电流放大器由第二采样电阻Rs2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二运算放大器、第二P型场效应晶体管PM2组成;所述第一电阻R1的一端、第一采样电阻Rs1的一端分别与检测电容的下极板连接,所述第一电阻R1的另一端与第一运算放大器的正相输入端连接,所述第一运算放大器的反相输入端分别与第二电阻R2的一端、第一N型场效应晶体管NM1的源极连接,所述第二电阻R2的另一端、第一采样电阻Rs1的另一端均接地;所述第一运算放大器的输出端与第一N型场效应晶体管NM1的栅极连接,所述第一N型场效应晶体管NM1的漏极与第二采样电阻Rs2的一端、第三电阻R3的一端连接,所述第三电阻R3的另一端与第二运算放大器的正相输入端连接,所述第二运算放大器的反相输入端分别与第四电阻R4的一端、第二P型场效应晶体管PM2的源极连接,所述第二采样电阻Rs2的另一端、第四电阻R4的另一端均与电源电压连接;所述第二运算放大器的输出端与第二P型场效应晶体管PM2的栅极连接,所述第二P型场效应晶体管PM2的漏极与误差放大器连接。
7.根据权利要求1或2所述的一种基于电容采样的稳压器电路,其特征在于,当稳压器电路为防下冲稳压器电路时,所述检测电阻的一端与检测电容的下极板连接,所述检测电容的上极板分别与偏置电路模块的一端、电流检测模块的一端连接。
8.根据权利要求7所述的一种基于电容采样的稳压器电路,其特征在于,所述偏置电路模块由第三偏置电流Ib3、第四偏置电流Ib4组成,所述电流检测模块由第四P型场效应晶体管PM4、第五P型场效应晶体管PM5组成,所述电流放大器由第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4组成,所述第三偏置电流Ib3的输出端、第四偏置电流Ib4的输出端均接地,所述第三偏置电流Ib3的输入端分别与检测电容的上极板、第四P型场效应晶体管PM4的漏极、第四P型场效应晶体管PM4的栅极、第五P型场效应晶体管PM5的栅极连接;所述第四P型场效应晶体管PM4的源极与第五P型场效应晶体管PM5的源极均与电源电压连接,所述第五P型场效应晶体管PM5的漏极分别与第四偏置电流Ib4的输入端、第三N型场效应晶体管NM3的漏极、第三N型场效应晶体管NM3的栅极、第四N型场效应晶体管NM4的栅极连接,所述第三N型场效应晶体管NM3的源极、第四N型场效应晶体管NM4的源极接地,所述第四N型场效应晶体管NM4的漏极与误差放大器连接。
9.根据权利要求7所述的一种基于电容采样的稳压器电路,其特征在于,所述偏置电路模块由第三偏置电流Ib3、第四偏置电流Ib4组成,所述电流检测模块由第三采样电阻Rs3、第四P型场效应晶体管PM4组成,所述电流放大器由第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4组成;所述第三偏置电流Ib3的输出端、第四偏置电流Ib4的输出端均接地,所述第三偏置电流Ib3的输入端分别与检测电容的上极板、第三采样电阻Rs3的一端、第四P型场效应晶体管PM4的栅极连接,所述第三采样电阻Rs3的另一端、第四P型场效应晶体管PM4的源极均与电源电压连接,所述第四P型场效应晶体管PM4的栅极分别与第四偏置电流Ib4的输入端、第三N型场效应晶体管NM3的漏极、第三N型场效应晶体管NM3的栅极、第四N型场效应晶体管NM4的栅极连接,所述第三N型场效应晶体管NM3的源极、第四N型场效应晶体管NM4的源极均接地,所述第四N型场效应晶体管NM4的漏极与误差放大器连接。
10.根据权利要求7所述的一种基于电容采样的稳压器电路,其特征在于,所述偏置电路模块、电流检测模块由第三运算放大器、第五电阻R5、第六电阻R6、第三采样电阻Rs3、第四P型场效应晶体管PM4组成,所述电流放大器由第四运算放大器、第七电阻R7、第八电阻R8、第四采样电阻Rs4、第三N型场效应晶体管NM3组成;所述第三采样电阻Rs3的一端、第五电阻R5的一端均与检测电容的上极板连接,所述第五电阻R5的另一端与第三运算放大器的正相输入端连接,所述第三采样电阻Rs3的另一端、第六电阻R6的一端均与电源电压连接,所述第六电阻R6的另一端、第四P型场效应晶体管PM4的源极均与第三运算放大器的反相输入端连接,所述第三运算放大器的输出端与第四P型场效应晶体管PM4的栅极连接,所述第四P型场效应晶体管PM4的漏极分别与第七电阻R7的一端、第四采样电阻Rs4的一端连接,所述第七电阻的另一端与第四运算放大器的正相输入端连接,所述第四运算放大器的反相输入端分别与第八电阻R8的一端、第三N型场效应晶体管NM3的源极连接,所述第八电阻R8的另一端、第四采样电阻Rs4的另一端均接地,所述第三N型场效应晶体管NM3的栅极与第四运算放大器的输出端连接,所述第三N型场效应晶体管NM3的漏极与误差放大器连接。
11.根据权利要求7所述的一种基于电容采样的稳压器电路,其特征在于,所述偏置电路模块、电流检测模块由第三运算放大器、第五电阻R5、第六电阻R6、第三采样电阻Rs3、第四P型场效应晶体管PM4组成,所述电流放大器由第三N型场效应晶体管NM3、第四N型场效应晶体管NM4组成;所述所述第三采样电阻Rs3的一端、第五电阻R5的一端均与检测电容的上极板连接,所述第五电阻R5的另一端与第三运算放大器的正相输入端连接,所述第三采样电阻Rs3的另一端、第六电阻R6的一端均与电源电压连接,所述第六电阻R6的另一端、第四P型场效应晶体管PM4的源极均与第三运算放大器的反相输入端连接,所述第三运算放大器的输出端与第四P型场效应晶体管PM4的栅极连接,所述第四P型场效应晶体管PM4的漏极分别与第三N型场效应晶体管NM3的漏极、第三N型场效应晶体管NM3的栅极、第四N型场效应晶体管NM4的栅极连接,所述第三N型场效应晶体管NM3的源极、第四N型场效应晶体管NM4的源极均接地,所述第四N型场效应晶体管NM4的源极与误差放大器连接。
12.一种基于电容采样的稳压器电路,其特征在于,由权利要求4-6任一项所述的防过冲稳压器电路及由权利要求8-11任一项所述的防下冲稳压器电路共同组成。
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