CN204065892U - 一种改进型低压线性稳压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源管理装置技术领域，尤其是一种改进型低压线性稳压器。它包括运算放大器、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管、第十晶体管、附加电阻、补偿电容和密勒电容。本实用新型通过多个晶体管与运算放大器所组成的稳压器的电路结构，使得稳压器具有二级放大的功能；同时，利用附加电阻、补偿电容和密勒电容使得电路具有较高的电源抑制比，进而能够有效的抑制电源噪声对电路的影响，提高了稳压器的稳定性；其结构简单，具有很强的实用性。

Description

一种改进型低压线性稳压器

技术领域

本实用新型涉及电源管理装置技术领域，尤其是一种改进型低压线性稳压器。

背景技术

随着电子产品的不断发展，电源管理解决方案不断追求高效率、小面积、低成本，而低压线性稳压器由于具有结构简单、成本低廉、低噪音、低功耗以及较小的封装尺寸等突出特点，已被广泛应用于各种移动电子系统中，如笔记本、电话、平板电脑等；它能够大大降低输出晶体管的保护电压，使得输入电压可以非常接近输出电压，从而降低了功率损耗，延长了电池寿命。

众所周知，误差放大器设计的难点是频率补偿，一般的误差放大器都是多极点结构，为了使系统稳定，并提供快速的环路响应，必须对电路进行频率补偿；传统的低压线性稳压器大多是通过用外接电容的串联电阻引入一个零点，来抵消一个极点，已达到环路稳定；参考图1，传统的低压线性稳压器的频率补偿存在以下缺点：1、由于主极点值与负载电阻成正比，所以输出电流的变化会改变环路带宽；2、输出电容的计生电阻容易受到温度等因素的影响，使得零点与极点的抵消失效，进而导致稳定性变差。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单，稳定性强，具有高电源抑制比(PSRR)的改进型低压线性稳压器。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种改进型低压线性稳压器，它包括运算放大器、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管和第十晶体管；

所述运算放大器的信号输出端连接第一晶体管的栅极，所述第一晶体管的漏极分别连接第二晶体管的源极、第三晶体管的源极、第四晶体管的栅极、第五晶体管的栅极和第六晶体管的漏极；

所述第二晶体管的漏极通过串联的附加电阻和补偿电容连接运算放大器的信号输出端、栅极连接第三晶体管的栅极，所述第三晶体管的漏极连接第七晶体管的漏极；

所述第七晶体管的源极同时连接第六晶体管的源极、第八晶体管的源极和第十晶体管的漏极，所述第六晶体管的栅极、第七晶体管的栅极和第八晶体管的栅极同时连接第九晶体管的漏极；

所述第九晶体管的源极连接第四晶体管的漏极、栅极连接第十晶体管的栅极，所述第十晶体管的源极连接第五晶体管的漏极；

所述第十晶体管的源极还通过密勒电容与运算放大器的信号输出端连接，所述第五晶体管的漏极同时连接运算放大器的反相信号输入端。

优选地，所述第五晶体管为PMOS型晶体管。

由于采用了上述方案，本实用新型通过多个晶体管与运算放大器所组成的稳压器的电路结构，使得稳压器具有二级放大的功能；同时，利用附加电阻、补偿电容和密勒电容使得电路具有较高的电源抑制比，进而能够有效的抑制电源噪声对电路的影响，提高了稳压器的稳定性；其结构简单，具有很强的实用性。

附图说明

图1是传统低压线性稳压器的电路结构简图；

图2是本实用新型实施例的主要电路的结构简图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图2所示，本实施例的改进型低压线性稳压器，它包括运算放大器U、第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6、第七晶体管M7、第八晶体管M8、第九晶体管M9和第十晶体管M10。

其中，运算放大器U的信号输出端连接第一晶体管M1的栅极，第一晶体管M1的漏极分别连接第二晶体管M2的源极、第三晶体管M3的源极、第四晶体管M4的栅极、第五晶体管M5的栅极和第六晶体管M6的漏极；

第二晶体管M2的漏极通过串联的附加电阻Rc和补偿电容Cc连接运算放大器U的信号输出端、栅极连接第三晶体管M3的栅极，第三晶体管M3的漏极连接第七晶体管M7的漏极；

第七晶体管M7的源极同时连接第六晶体管M6的源极、第八晶体管M8的源极和第十晶体管M10的漏极，第六晶体管M6的栅极、第七晶体管M7的栅极和第八晶体管M8的栅极同时连接第九晶体管M9的漏极；

第九晶体管M9的源极连接第四晶体管M4的漏极、栅极连接第十晶体管M10的栅极，第十晶体管M10的源极连接第五晶体管M5的漏极；

第十晶体管M10的源极还通过密勒电容C与运算放大器U的信号输出端连接，第五晶体管M5的漏极同时连接运算放大器U的反相信号输入端。

通过上述电路结构的设计，形成了如图1所示的两级放大：第一级放大器作为误差放大器(即运算放大器U)；第二级放大器用于增加整个电路环路的增益，使电路能够驱动阻值较低的负载，其由第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第六晶体管M6、第七晶体管M7和第八晶体管M8构成，其同时利用第五晶体管M5作为调整管，以通过第二级放大器来提供足够低的输入输出压差，再通过第五晶体管M5直接反馈到运算放大器U的输入端。同时，第四晶体管M4、第五晶体管M5、第九晶体管M9和第十晶体管M10还形成了采样电路，以提高整个稳压器电路的采样精度。另外，根据《CMOS模拟集成电路设计》中所提出的电源抑制比(PSRR)的计算方法可知，第二晶体管M2、附加电阻Rc和补偿电容Cc可以在运算放大器U的开环传递函数中产生一个随负载变化的零点，这个零点可以用来抵消同样随负载变化的输出极点，而密勒电容C的节点分裂作用可以将主极点移到运算放大器U的信号输出端上，并把一个附加极点推向高频，由于稳压器中的附加电阻Rc不能提供足够大的电阻来补偿和抵消输出极点，从而有利于提高稳压器输出的稳定性，进而使稳压器具有电源抑制比。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种改进型低压线性稳压器，其特征在于：它包括运算放大器、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管和第十晶体管； 

所述运算放大器的信号输出端连接第一晶体管的栅极，所述第一晶体管的漏极分别连接第二晶体管的源极、第三晶体管的源极、第四晶体管的栅极、第五晶体管的栅极和第六晶体管的漏极； 

所述第二晶体管的漏极通过串联的附加电阻和补偿电容连接运算放大器的信号输出端、栅极连接第三晶体管的栅极，所述第三晶体管的漏极连接第七晶体管的漏极； 

所述第七晶体管的源极同时连接第六晶体管的源极、第八晶体管的源极和第十晶体管的漏极，所述第六晶体管的栅极、第七晶体管的栅极和第八晶体管的栅极同时连接第九晶体管的漏极； 

所述第九晶体管的源极连接第四晶体管的漏极、栅极连接第十晶体管的栅极，所述第十晶体管的源极连接第五晶体管的漏极； 

所述第十晶体管的源极还通过密勒电容与运算放大器的信号输出端连接，所述第五晶体管的漏极同时连接运算放大器的反相信号输入端。 

2.如权利要求1所述的一种改进型低压线性稳压器，其特征在于：所述第五晶体管为PMOS型晶体管。