CN202351727U - 低压差线性稳压器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种低压差线性稳压器，包括误差放大器、PMOS管P1、分压电阻Rf1、分压电阻Rf2、电容Cout，还包括由反相器INV1、PMOS管P2、P3和P4组成的输出过压保护电路。本实用新型提供的低压差线性稳压器通过所述输出过压保护电路，使得当低压差线性稳压器的负载进入关断状态时，可以让PMOS管P2关断，只由所占比例较小的PMOS管P1为电容充电，从而有效避免低压差线性稳压器的输出过压问题，达到低压差线性稳压器输出过压保护的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种低压差线性稳压器(low drop-out voltage regulator，LDO)。
背景技术
LDO能够在很宽的负载电流和输入电压范围内保持规定的输出电压，而且输入和输出电压之差可以很小。当LDO的负载突变时，LDO的输出会出现过压现象，尤其是当LDO给数字电路供电时，这种现象更为明显。当数字电路进入关断状态的时候，LDO的负载由重载突然跳变到轻载时，由于LDO的反应速度不够快导致输出出现过压现象，如果超出数字电路的电压承受范围，就会影响数字电路的寿命甚至损坏数字电路的器件。
图1为现有技术中的一种LDO输出过压保护电路及LDO的电路原理图。该方案通过比较器输出控制NMOS管N1的导通来防止LDO输出过压。负载ILOAD由正常工作状态突然跳变为关断状态时，由于误差放大器的速度限制导致PMOS管P1的栅极电压不能很快的做出调整，使得LDO输出电压VOUT被充到比较高的电压，当LDO输出电压VOUT变高时，反馈电压VFB变高，比较器的输出电压也变高，使得NMOS管N1导通，LDO输出电压VOUT下降，从而防止LDO输出电压VOUT出现过压现象。
发明人发现上述现有技术虽然解决了LDO输出过压的问题，但是，该技术采用比较器防止LDO输出过压方案又带来了如下新的技术问题：
首先比较器的速度要求足够快，比较器的速度做的很快需要较大的功耗，在消费类电子中是不能接受的。
另外误差放大器和比较器的输入偏差电压的大小以及极性可能不一致。
为了防止比较器对LDO的影响，现有技术采用加入一输入偏差电压VOS的方法，而且需要偏差电压VOS取得足够大。但是若偏差电压VOS取值较大的时候，只有当LDO输出电压VOUT过压更高的时候才能使比较器翻转，这样防止LDO输出电压VOUT过压的效果就会大打折扣。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种结构简单、成本低廉并且输出过压保护效果明显的低压差线性稳压器。
本实用新型的技术方案是：一种低压差线性稳压器，包括误差放大器、PMOS管P1、分压电阻Rf1、分压电阻Rf2、电容Cout，还包括反相器INV1、PMOS管P2、PMOS管P3和PMOS管P4；其中，
所述误差放大器的反相输入端连接参考电压VREF，正相输入端连接所述分压电阻Rf1和分压电阻Rf2的公共端，输出端与所述PMOS管P1的栅极连接；
所述PMOS管P1的源极与电源VDD连接，漏极为所述低压差线性稳压器的输出端，并且通过串联所述分压电阻Rf1和分压电阻Rf2接地，以及通过所述电容Cout与负载ILOAD的并联电路接地；
所述反相器INV1的输入端与负载关断信号端口SLEEP连接，输出端与所述PMOS管P3的栅极连接；
所述PMOS管P3的源极与所述电源VDD连接，漏极与所述PMOS管P2的栅极连接；
所述PMOS管P2的源极与所述电源VDD连接，漏极与所述PMOS管P1的漏极连接；
所述PMOS管P4的栅极与所述反相器INV1的输入端连接，源极与所述PMOS管P2的栅极连接，漏极与所述PMOS管P1的栅极连接。
优选地，所述PMOS管P2的宽长比大于所述PMOS管P1的宽长比。
本实用新型能够达到的有益效果如下：
本实用新型提供的低压差线性稳压器，通过由反相器INV1、PMOS管P2、P3和P4组成的输出过压保护电路，使得当低压差线性稳压器的负载进入关断状态时，使PMOS管P2关断，只由所占比例较小的PMOS管P1为电容充电，于是有效地避免了低压差线性稳压器的输出过压问题，从而达到低压差线性稳压器输出过压保护的目的。
附图说明
图1是现有技术中LDO输出过压保护电路及LDO的电路原理图；
图2是本实用新型LDO的电路图。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型，下面结合实施例作更详尽的说明。
图2是本实用新型LDO的电路图。本实用新型LDO包括误差放大器、PMOS管P1、分压电阻Rf1、分压电阻Rf2、电容Cout，还包括反相器INV1、PMOS管P2、PMOS管P3和PMOS管P4。其中，所述反相器INV1、PMOS管P2、PMOS管P3和PMOS管P4组成LDO的输出过压保护电路，用于当LDO的负载突变时，防止LDO的输出出现过压的现象。
具体而言，所述误差放大器的反相输入端连接参考电压VREF，正相输入端连接所述分压电阻Rf1和分压电阻Rf2的公共端，输出端与所述PMOS管P1的栅极连接；所述PMOS管P1的源极与电源VDD连接，漏极为所述低压差线性稳压器的输出端，并且通过串联所述分压电阻Rf1和分压电阻Rf2接地，以及通过所述电容Cout与负载ILOAD的并联电路接地。
对于所述输出过压保护电路，所述反相器INV1的输入端与负载关断信号端口SLEEP连接，输出端与所述PMOS管P3的栅极连接；所述PMOS管P3的源极与所述电源VDD连接，漏极与所述PMOS管P2的栅极连接；所述PMOS管P2的源极与所述电源VDD连接，漏极与所述PMOS管P1的漏极连接；所述PMOS管P4的栅极与所述反相器INV1的输入端连接，源极与所述PMOS管P2的栅极连接，漏极与所述PMOS管P1的栅极连接。
以上是对图2所示的LDO电路结构的描述，接下来详细阐述其工作过程。
当LDO的负载正常工作时，SLEEP信号为低，PMOS管P4导通，反相器INV1的输出为高，PMOS管P3关断，此时由PMOS管P1和P2组成整体的功率晶体管对负载提供电流，从而使LDO正常工作。
当LDO的负载进入关断状态(例如：重启或休眠状态)时，SLEEP信号变高，PMOS管P4关断，反相器INV1的输出为低，PMOS管P3导通，PMOS管P2的栅极被拉到VDD，从而PMOS管P2被关断，于是PMOS管P2就不能给电容Cout充电，只有PMOS管P1作为功率晶体管为电容Cout充电，从而降低负载两端电压，以达到稳定LDO输出电压的目的。
在本实用新型实施例中，可以将PMOS管P2的宽长比设置为大于PMOS管P1的宽长比。例如，所述PMOS管P2的宽长比与所述PMOS管P1的宽长比的比值为1∶m，其中，m为大于1的常数，其具体数值会受到制作工艺、器件参数以及环境等因素的影响，因此需要根据实际情况而定。例如，在一种实施例中，m可以为10，而在另一种实施例中，m也可以为20。
如上所述，由于PMOS管P2的宽长比被设置为大于PMOS管P1的宽长比，那么在由PMOS管P1和P2一起组成的功率晶体管中，PMOS管P1所占比例较小，于是当所述PMOS管P2被关断而只有PMOS管P1给电容Cout充电时，可以更好地降低负载两端电压，继而有效防止LDO的输出过压问题。
综上所述，本实用新型提供的低压差线性稳压器，通过由反相器INV1、PMOS管P2、P3和P4构成的输出过压保护电路，使得当低压差线性稳压器的负载进入关断状态时，使PMOS管P2关断，只由所占比例较小的PMOS管P1为电容充电，于是有效地避免了低压差线性稳压器的输出过压问题。
以上对本实用新型实施实例提供的技术方案进行了详细的介绍，本文中应用了具体实施例对本实用新型所实施的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型实施的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均有改变之处，综上所述，本说明书内容不应该理解为对本实用新型的限制。
Claims (2)
1.一种低压差线性稳压器，包括误差放大器、PMOS管P1、分压电阻Rf1、分压电阻Rf2、电容Cout，其特征在于，所述低压差线性稳压器还包括反相器INV1、PMOS管P2、PMOS管P3和PMOS管P4；其中，
所述误差放大器的反相输入端连接参考电压VREF，正相输入端连接所述分压电阻Rf1和分压电阻Rf2的公共端，输出端与所述PMOS管P1的栅极连接；
所述PMOS管P1的源极与电源VDD连接，漏极为所述低压差线性稳压器的输出端，并且通过串联所述分压电阻Rf1和分压电阻Rf2接地，以及通过所述电容Cout与负载ILOAD的并联电路接地；
所述反相器INV1的输入端与负载关断信号端口SLEEP连接，输出端与所述PMOS管P3的栅极连接；
所述PMOS管P3的源极与所述电源VDD连接，漏极与所述PMOS管P2的栅极连接；
所述PMOS管P2的源极与所述电源VDD连接，漏极与所述PMOS管P1的漏极连接；
所述PMOS管P4的栅极与所述反相器INV1的输入端连接，源极与所述PMOS管P2的栅极连接，漏极与所述PMOS管P1的栅极连接。
2.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PMOS管P2的宽长比大于所述PMOS管P1的宽长比。
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