CN209014996U - 一种用于大功率ldo的动态零极点追踪补偿电路 - Google Patents
一种用于大功率ldo的动态零极点追踪补偿电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209014996U CN209014996U CN201822173196.0U CN201822173196U CN209014996U CN 209014996 U CN209014996 U CN 209014996U CN 201822173196 U CN201822173196 U CN 201822173196U CN 209014996 U CN209014996 U CN 209014996U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power tube
- resistance
- pow2
- pow1
- circuit
- 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
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
本实用新型公开一种用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路，属于补偿电路技术领域。该动态零极点追踪补偿电路包括主功率管MPOW2和从功率管MPOW1，所述主功率管MPOW2的栅极和所述从功率管MPOW1的栅极互连，所述从功率管MPOW1通过电阻Rs1与电源VDD连接，所述主功率管MPOW2与电压VDD直接连接。该电路结构简单，仅增加一个源级反馈电阻RS1就可以实现动态补偿技术，极大的减少了电路的面积开销，降低成本；电路中只有一个从功率管通路，对主功率管的分流大大减少，不会影响整个LDO的电压调整能力，提升LDO的整体性能指标；无需使用运放，电路复杂度低易于实现。因此具有较强的可移植性，电路适应性强，鲁棒性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及补偿电路技术领域，特别涉及一种用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路。
背景技术
在高性能大功率的电子系统中，通常大量采用线性稳压器给整个系统供电。在LDO(lowdropoutregulator，即低压差线性稳压器)的众多指标中，环路稳定性是最基础也是最重要的一个参数。环路不稳定的LDO电路，在工作时会出现振荡的现象，直接影响其正常工作；同时，LDO的负载瞬态响应能力也与稳定性紧密相关。
传统的LDO环路补偿技术采用固定补偿，但只能应用于负载变化较小的小功率LDO中。因为大功率LDO电路负载电流可以达到安培级以上，此时电路输出极点的频率在轻载和重载下变化很大：轻载时输出极点在低频，成为环路主极点；重载时出现在中频，成为非主极点。传统的固定补偿技术只能针对环路中的固定极点进行补偿，对于大功率下动态可变的环路特性将无法有效补偿，因此大功率LDO通常采用动态补偿技术。
现有的动态补偿技术为动态零极点追踪补偿技术，其策略为：在环路内产生一个随负载动态变化的零点去跟踪输出极点的变化，从而达到在轻载和重载条件下都能有效补偿LDO环路的目的。该技术一种流行的实现方式称为伪ESR功率级补偿电路，其原理如图1所示。图1中MPOW2是LDO的主功率管，MPOW1是从功率管；RF1与RF2是LDO的反馈电阻，产生直流反馈通路，用于确定LDO的输出电压；电阻RP_ESR与电容CF构建交流反馈通路；从节点Vo2到节点Vz存在两条通路：MPOW2、RP_ESR和MPOW1，因此在节点Vz处产生前馈零点。该内部零点频率Z1的表达式为：
上式中，RP_ESR为电阻RP_ESR的阻值，CL为负载电容CL的容值，gmPOW2为主功率管MPOW2的跨导，gmPOW1为从功率管MPOW1的跨导，此时产生的零点频率固定，为了实现动态补偿，引入了随负载可变的受控伪ESR电阻，电路结构见图2，PMOS管Mz作为伪ESR电阻，运放AMP保证Ms与Mz有相同的过驱动电压；IC给MC管提供固定直流偏置以建立工作点，Mc管采样功率管的电流并给Ms提供动态偏置，因此Ms管的阻值将受负载控制；由于Mz与Ms有相同的过驱动电压，因此可以MZ的电阻也随负载变化，从而得到受负载控制的动态零点。
现有技术可以实现环路的动态补偿，但是也存在以下缺点：
(1)电路所需元器件较多，尤其采用了运放AMP去稳定伪ESR电阻器件的直流偏置点，将额外增加电路的面积开销，增加电路成本；
(2)电路除了主功率管外，还包含MPOW1，Mc两路次功率通路；这两条通路将分流主功率管对输出的驱动能力，影响主功率管对整个LDO的电压调整能力，恶化相关电路指标；
(3)该实现方式结构较为复杂，运放AMP的性能指标诸如失调电压、开环开环增益、带宽等将直接影响到伪ESR电阻阻值的精确性，进而影响整体的补偿效果。因此实现难度较大，可移植性不高，鲁棒性不是很理想。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路，以解决现有的电路元器件多、结构复杂，且成本较高的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路，包括主功率管MPOW2和从功率管MPOW1，所述主功率管MPOW2的栅极和所述从功率管MPOW1的栅极互连，
所述从功率管MPOW1通过电阻Rs1与电源VDD连接，所述主功率管MPOW2与电压VDD直接连接。
可选的，所述用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路还包括电阻RP-ESR、RL、RF1、RF2和电容CF、CL，其中，
所述主功率管MPOW2的漏端通过电阻RF1和电阻RF2接地；所述从功率管MPOW1的漏端通过电容CF接在所述电阻RF1所述电阻RF2之间；所述电阻RP-ESR两端分别连接所述主功率管MPOW2的漏端和所述从功率管MPOW1漏端；所述电阻RL的一端连接所述主功率管MPOW2的漏端，另一端接地；所述电容CL的一端连接所述主功率管MPOW2的漏端，另一端接地。
可选的，所述用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路还包括运算放大器AMP，所述运算放大器AMP的负输入端接入基准电压VREF，正输入端连接在所述电阻RF1和所述电阻RF2之间，所述运算放大器AMP的输出端接所述从功率管MPOW1的栅极。
在本实用新型中提供了一种用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路，包括主功率管MPOW2和从功率管MPOW1，所述主功率管MPOW2的栅极和所述从功率管MPOW1的栅极互连，所述从功率管MPOW1通过电阻Rs1与电源VDD连接，所述主功率管MPOW2与电压VDD直接连接。
本实用新型相比于目前现有技术的优点如下：
(1)结构简单，仅增加一个源级反馈电阻RS1就可以实现动态补偿技术，极大的减少了电路的面积开销，降低成本；
(2)电路中只有一个从功率管通路，对主功率管的分流大大减少，不会影响整个LDO的电压调整能力，提升LDO的整体性能指标；
(3)无需使用运放，电路复杂度低易于实现。因此具有较强的可移植性，电路适应性强，鲁棒性高。
附图说明
图1是现有的固定频率伪ESR零点电路原理图；
图2是现有的动态伪ESR零点追踪补偿技术电路原理图；
图3是本实用新型提供的用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
实施例一
本实用新型提供了一种用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路，用于大功率LDO中，给LDO环路提供补偿，改善环路稳定性。所述用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路的结构如图3所示，包括主功率管MPOW2和从功率管MPOW1，所述主功率管MPOW2的栅极和所述从功率管MPOW1的栅极互连，所述从功率管MPOW1通过电阻Rs1与电源VDD连接，所述主功率管MPOW2与电压VDD直接连接。
具体的，所述用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路还包括电阻RP-ESR、RL、RF1、RF2和电容CF、CL，其中，所述主功率管MPOW2的漏端通过电阻RF1和电阻RF2接地；所述从功率管MPOW1的漏端通过电容CF接在所述电阻RF1所述电阻RF2之间；所述电阻RP-ESR两端分别连接所述主功率管MPOW2的漏端和所述从功率管MPOW1漏端；所述电阻RL的一端连接所述主功率管MPOW2的漏端，另一端接地；所述电容CL的一端连接所述主功率管MPOW2的漏端，另一端接地。
具体的，所述用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路还包括运算放大器AMP，所述运算放大器AMP的负输入端接入基准电压VREF，正输入端连接在所述电阻RF1和所述电阻RF2之间，所述运算放大器AMP的输出端接所述从功率管MPOW1的栅极。
相比现有技术，本实用新型在从功率管MPOW1的源端串联一个电阻Rs1构成源级负反馈。此时所述从功率管MPOW1的跨导GmPOW1为：
在式(2)中，gmPOW1是从功率管MPOW1的跨导，RS1是电阻RS1的阻值，因此本实用新型产生的伪ESR零点Z1为：
因为从功率管MPOW1用于采样负载电流，所以其跨导随负载增加而增加。本实用新型产生的零点计算公式在公式(1)的基础上乘以一个随负载变化的因子(1+gmPOW1*RS1)，等效得到一个随负载变化的受控电阻，就可以实现补偿零点的动态调整，达到补偿的目的。
上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (3)
1.一种用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路，
包括主功率管MPOW2和从功率管MPOW1，所述主功率管MPOW2的栅极和所述从功率管MPOW1的栅极互连，
其特征在于，
所述从功率管MPOW1通过电阻Rs1与电源VDD连接，所述主功率管MPOW2与电压VDD直接连接。
2.如权利要求1所述的用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路，其特征在于，所述用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路还包括电阻RP-ESR、RL、RF1、RF2和电容CF、CL，其中，
所述主功率管MPOW2的漏端通过电阻RF1和电阻RF2接地；所述从功率管MPOW1的漏端通过电容CF接在所述电阻RF1所述电阻RF2之间；所述电阻RP-ESR两端分别连接所述主功率管MPOW2的漏端和所述从功率管MPOW1漏端；所述电阻RL的一端连接所述主功率管MPOW2的漏端，另一端接地；所述电容CL的一端连接所述主功率管MPOW2的漏端，另一端接地。
3.如权利要求2所述的用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路，其特征在于，所述用于大功率LDO的动态零极点追踪补偿电路还包括运算放大器AMP，所述运算放大器AMP的负输入端接入基准电压VREF，正输入端连接在所述电阻RF1和所述电阻RF2之间，所述运算放大器AMP的输出端接所述从功率管MPOW1的栅极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201822173196.0U CN209014996U (zh) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | 一种用于大功率ldo的动态零极点追踪补偿电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201822173196.0U CN209014996U (zh) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | 一种用于大功率ldo的动态零极点追踪补偿电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209014996U true CN209014996U (zh) | 2019-06-21 |
Family
ID=66844180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201822173196.0U Active CN209014996U (zh) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | 一种用于大功率ldo的动态零极点追踪补偿电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209014996U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109460105A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-12 | 中国电子科技集团公司第五十八研究所 | 一种动态零极点追踪补偿电路 |
| CN112987837A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-06-18 | 上海南芯半导体科技有限公司 | 一种用于补偿ldo输出极点的前馈补偿方法和电路 |
| US11953925B2 (en) | 2021-05-03 | 2024-04-09 | Ningbo Aura Semiconductor Co., Limited | Load-current sensing for frequency compensation in a linear voltage regulator |
-
2018
- 2018-12-24 CN CN201822173196.0U patent/CN209014996U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109460105A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-03-12 | 中国电子科技集团公司第五十八研究所 | 一种动态零极点追踪补偿电路 |
| CN112987837A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-06-18 | 上海南芯半导体科技有限公司 | 一种用于补偿ldo输出极点的前馈补偿方法和电路 |
| US11953925B2 (en) | 2021-05-03 | 2024-04-09 | Ningbo Aura Semiconductor Co., Limited | Load-current sensing for frequency compensation in a linear voltage regulator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109460105A (zh) | 一种动态零极点追踪补偿电路 | |
| CN209014996U (zh) | 一种用于大功率ldo的动态零极点追踪补偿电路 | |
| CN102411394B (zh) | 一种具有Sink和Source电流能力的低压差线性稳压器 | |
| CN107168453A (zh) | 一种基于纹波预放大的全集成低压差线性稳压器 | |
| CN103838287B (zh) | 一种补偿零点动态调整的线性稳压器 | |
| CN100549898C (zh) | 利用双向非对称缓冲器结构提高性能的ldo电路 | |
| CN105138064A (zh) | 一种高带宽高电源纹波抑制比的低压差线性稳压器电路 | |
| CN102200791A (zh) | 低压差线性稳压器结构 | |
| CN110174918A (zh) | 一种低压差线性稳压器过冲消除电路和下冲消除电路 | |
| CN108599728A (zh) | 一种具有限流和钳位功能的误差放大器 | |
| CN203423624U (zh) | 一种高稳定性反激式dc-dc变换器 | |
| CN102681581A (zh) | 一种基于大摆率误差放大器的高精度高速ldo电路 | |
| CN108241396A (zh) | 一种提高瞬态响应速度的低压差线性稳压器 | |
| CN103354419B (zh) | 基于恒定跨导放大器和电容乘法器的片上全集成补偿网络 | |
| CN108776500A (zh) | 一种基于频率补偿和瞬态响应改善电路的无片外电容ldo | |
| CN211149306U (zh) | 一种低噪声宽带宽ldo电路结构 | |
| CN108021168B (zh) | 一种适用于开关电容稳压器的变频变压调制电路 | |
| CN201936213U (zh) | 低压降稳压器 | |
| CN208351365U (zh) | 一种可选接片外电容的低压差线性稳压器 | |
| CN109634337B (zh) | 一种幅度可调的低温度系数升压电路 | |
| CN117389371B (zh) | 一种适用于ldo的双环路频率补偿电路及其补偿方法 | |
| CN108880228B (zh) | 一种基于零极点追踪机制的环路补偿系统 | |
| CN102324847A (zh) | 一种具有电流模式频率补偿装置的降压型dc-dc变换器 | |
| CN103401431B (zh) | 一种高稳定性反激式dc-dc变换器 | |
| CN106301311B (zh) | 一种高精度高斜率线性电流槽 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |