CN217467549U - 一种ldo稳压芯片的频率补偿电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LDO稳压芯片的频率补偿电路，包括第一级放大电路、第二级放大电路、反馈模块、功率管、米勒补偿通路模块、负载变化检测模块和逻辑控制单元，所述第一级放大电路的输出端、第二级放大电路的输入端和米勒补偿通路模块的第一端相连，所述第二级放大电路的输出端、功率管的栅极和米勒补偿通路模块的第二端相连，所述功率管的漏极与反馈模块的第一端相连，所述负载变化检测模块的输出端与逻辑控制单元的输入端连接，所述逻辑控制单元的输出端与米勒补偿通路模块的第三端连接，所述反馈模块的第二端、第一级放大电路的反相输入端和负载变化检测模块的输入端连接。本实用新型能够保证LDO稳压器全负载范围的稳定性。

Description

一种LDO稳压芯片的频率补偿电路

技术领域

本实用新型涉及芯片设计技术领域，尤其涉及一种LDO稳压芯片的频率补偿电路。

背景技术

传统的稳定电路结构简单，性能稳定，但是在降低了电路的静态电流后，即降低电路各支路的偏置电流后，电路各结点产生巨大的小信号交流阻抗。根据结点与极点的关联，环路产生较低的极点，大大衰减了稳定电路的环路带宽。

对于大电流负载的LDO稳压器，输出负载变化范围大，目前补偿方法中使用的固定的频率补偿难以保证全负载范围的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种LDO稳压芯片的频率补偿电路，能够保证LDO稳压器全负载范围的稳定性。

本实用新型所采用的技术方案是：包括第一级放大电路、第二级放大电路、反馈模块、功率管、米勒补偿通路模块、负载变化检测模块和逻辑控制单元，所述第一级放大电路的输出端、第二级放大电路的输入端和米勒补偿通路模块的第一端相连，所述第二级放大电路的输出端、功率管的栅极和米勒补偿通路模块的第二端相连，所述功率管的漏极与反馈模块的第一端相连，所述负载变化检测模块的输出端与逻辑控制单元的输入端连接，所述逻辑控制单元的输出端与米勒补偿通路模块的第三端连接，所述反馈模块的第二端、第一级放大电路的反相输入端和负载变化检测模块的输入端连接。

可选的，所述米勒补偿通路模块包括多条支路，各支路上均设有电阻、电容和开关管，各支路电阻的第一端均与第二级放大电路的输入端连接，所述电阻的第二端与电容的第一端连接，所述电容的第二端与开关管的第一端连接，所述开关管的第二端、第二级放大电路的输出端和功率管的栅极相连。

可选的，所述反馈模块包括第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述第一反馈电阻的第一端与功率管的漏极连接，所述第一反馈电阻的第二端、第二反馈电阻的第一端、负载变化检测模块的第一端和第一级放大电路的反相输入端连接，所述第二反馈电阻的第二端接地。

可选的，所述开关管采用N型MOS管，所述逻辑控制单元的输出端与N型MOS管的栅极连接，所述N型MOS管的源极与米勒补偿通路模块的电容的第二端连接，所述N型MOS管的漏极、第二级放大电路的输出端和功率管的栅极相连。

可选的，所述负载变化检测模块，包括电压比较器、计数器，所述电压比较器的同相输入端、第一反馈电阻的第二端、第二反馈电阻的第一端和第一级放大电路的反相输入端连接，所述电压比较器的输出端与计数器的输入端连接，所述计数器的输出端与逻辑控制单元的输入端连接。

可选的，所述第一级放大电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管，所述第一晶体管为P型MOS管，所述第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管为N型MOS管，所述第一晶体管的源极接电源，所述第一晶体管的栅极与第二级放大电路连接，所述第一晶体管的漏极、第二晶体管的源极和第三晶体管的源极相连，所述第二晶体管的栅极、第一反馈电阻的第二端和电压比较器的同相输入端相连，所述第二晶体管的漏极、第四晶体管的栅极和第四晶体管的漏极相连，所述第三晶体管的漏极、第五晶体管的漏极和第二级放大电路相连，所述第四晶体管的源极与第五晶体管的源极均接地。

可选的，所述第二级放大电路包括第六晶体管和第七晶体管，所述第六晶体管为N型MOS管，所述第七晶体管为P型MOS管，所述第六晶体管的源极接地，所述第六晶体管的栅极、第三晶体管的漏极和第五晶体管的漏极相连，所述第六晶体管的漏极与第七晶体管的漏极连接，所述第七晶体管的源极接电源，所述第七晶体管的栅极与第一晶体管的栅极连接。

本实用新型的有益效果是：相比用固定电容作为零极点补偿，本实用新型通过负载变化检测模块对负载电流变化进行检测并经过逻辑控制单元处理，得出控制信号对多路米勒补偿通道进行控制，使其在负载电流变化时能够自动调整零极点频率，能够更好的延展电路的环路带宽，提升全负载下的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型中负载变化检测模块的具体实施例的结构示意图。

图3为本实用新型中第一级放大器和第二级放大器的具体实施例的结构示意图。

附图标记：Rf1、第一反馈电阻；Rf2、第二反馈电阻；R0～RN、支路上的电阻；CTRL<0>～CTRL<N>、支路上的开关管；M1、第一晶体管；M2、第二晶体管；M3、第三晶体管；M4、第四晶体管；M5、第五晶体管；M6、第六晶体管；M7、第七晶体管。

具体实施方式

参照图1，本实用新型提供了一种LDO稳压芯片的频率补偿电路，包括第一级放大电路、第二级放大电路、反馈模块、功率管、米勒补偿通路模块、负载变化检测模块和逻辑控制单元，所述第一级放大电路的输出端、第二级放大电路的输入端和米勒补偿通路模块的第一端相连，所述第二级放大电路的输出端、功率管的栅极和米勒补偿通路模块的第二端相连，所述功率管的漏极与反馈模块的第一端相连，所述负载变化检测模块的输出端与逻辑控制单元的输入端连接，所述逻辑控制单元的输出端与米勒补偿通路模块的第三端连接，所述反馈模块的第二端、第一级放大电路的反相输入端和负载变化检测模块的输入端连接。

具体地，第一级放大电路的输入分别接基准电压和反馈电压。

进一步作为本实用新型优选实施例，所述米勒补偿通路模块包括多条支路，各支路上均设有电阻、电容和开关管，各支路电阻的第一端均与第二级放大电路的输入端连接，所述电阻的第二端与电容的第一端连接，所述电容的第二端与开关管的第一端连接，所述开关管的第二端、第二级放大电路的输出端和功率管的栅极相连。

具体地，米勒补偿通路模块上的各条支路均为电阻、电容、晶体管串联，逻辑控制单元模块的输出为控制总线，分别对多路米勒补偿通路的开关管进行控制。

进一步作为本实用新型优选实施例，所述反馈模块包括第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述第一反馈电阻的第一端与功率管的漏极连接，所述第一反馈电阻的第二端、第二反馈电阻的第一端、负载变化检测模块的第一端和第一级放大电路的反相输入端连接，所述第二反馈电阻的第二端接地。

具体地，由第一反馈电阻Rf1和第二反馈电阻Rf2组成的反馈模块，通过负载变化检测模块对反馈模块的电压变化进行检测。

进一步作为本实用新型优选实施例，所述开关管采用N型MOS管，所述逻辑控制单元的输出端与N型MOS管的栅极连接，所述N型MOS管的源极与米勒补偿通路模块的电容的第二端连接，所述N型MOS管的漏极、第二级放大电路的输出端和功率管的栅极相连。

具体地，所述开关管的栅极由逻辑控制单元的输出信号总线控制。

进一步作为本实用新型优选实施例，参照图2，所述负载变化检测模块，包括电压比较器、计数器，所述电压比较器的同相输入端、第一反馈电阻的第二端、第二反馈电阻的第一端和第一级放大电路的反相输入端连接，所述电压比较器的输出端与计数器的输入端连接，所述计数器的输出端与逻辑控制单元的输入端连接。

具体地，所述电压比较器的第一端接反馈电压，第二端接基准电压。

进一步作为本实用新型优选实施例，参照图3，所述第一级放大电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管，所述第一晶体管为P型MOS管，所述第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管为N型MOS管，所述第一晶体管的源极接电源，所述第一晶体管的栅极与第二级放大电路连接，所述第一晶体管的漏极、第二晶体管的源极和第三晶体管的源极相连，所述第二晶体管的栅极、第一反馈电阻的第二端和电压比较器的同相输入端相连，所述第二晶体管的漏极、第四晶体管的栅极和第四晶体管的漏极相连，所述第三晶体管的漏极、第五晶体管的漏极和第二级放大电路相连，所述第四晶体管的源极与第五晶体管的源极均接地。

具体地，第一级放大器由第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管组成五管运放电路。

进一步作为本实用新型优选实施例，参照图3，所述第二级放大电路包括第六晶体管和第七晶体管，所述第六晶体管为N型MOS管，所述第七晶体管为P型MOS管，所述第六晶体管的源极接地，所述第六晶体管的栅极、第三晶体管的漏极和第五晶体管的漏极相连，所述第六晶体管的漏极与第七晶体管的漏极连接，所述第七晶体管的源极接电源，所述第七晶体管的栅极与第一晶体管的栅极连接。

具体地，第二级放大电路由第六晶体管和第七晶体管组成带电流镜负载的共源级放大电路。

本实用新型的工作原理如下：

当负载电流发生变化时，负载变化检测模块检测到负载的电流变化，再由负载变化检测模块处理出结果，输入到逻辑控制单元的输入端，再由逻辑控制单元输出N+1位的结果，分别控制N+1路米勒补偿通道。比如，若有两位是高电平，其它都是低电平时，多路米勒补偿通路中有两路导通，其它断开，就可以通过两条并联米勒通路来产生两个左半平面的零点，尽管也会产生两个寄生的极点，但是零点是位于极点之前，将寄生极点设置在环路的单位增益频率附近，就可以延展其环路带宽并提升其相位裕度。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种LDO稳压芯片的频率补偿电路，其特征在于：包括第一级放大电路、第二级放大电路、反馈模块、功率管、米勒补偿通路模块、负载变化检测模块和逻辑控制单元，所述第一级放大电路的输出端、第二级放大电路的输入端和米勒补偿通路模块的第一端相连，所述第二级放大电路的输出端、功率管的栅极和米勒补偿通路模块的第二端相连，所述功率管的漏极与反馈模块的第一端相连，所述负载变化检测模块的输出端与逻辑控制单元的输入端连接，所述逻辑控制单元的输出端与米勒补偿通路模块的第三端连接，所述反馈模块的第二端、第一级放大电路的反相输入端和负载变化检测模块的输入端连接。

2.根据权利要求1所述一种LDO稳压芯片的频率补偿电路，其特征在于：所述米勒补偿通路模块包括多条支路，各支路上均设有电阻、电容和开关管，各支路电阻的第一端均与第二级放大电路的输入端连接，所述电阻的第二端与电容的第一端连接，所述电容的第二端与开关管的第一端连接，所述开关管的第二端、第二级放大电路的输出端和功率管的栅极相连。

3.根据权利要求2所述一种LDO稳压芯片的频率补偿电路，其特征在于：所述反馈模块包括第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述第一反馈电阻的第一端与功率管的漏极连接，所述第一反馈电阻的第二端、第二反馈电阻的第一端、负载变化检测模块的第一端和第一级放大电路的反相输入端连接，所述第二反馈电阻的第二端接地。

4.根据权利要求3所述一种LDO稳压芯片的频率补偿电路，其特征在于：所述开关管采用N型MOS管，所述逻辑控制单元的输出端与N型MOS管的栅极连接，所述N型MOS管的源极与米勒补偿通路模块的电容的第二端连接，所述N型MOS管的漏极、第二级放大电路的输出端和功率管的栅极相连。

5.根据权利要求4所述一种LDO稳压芯片的频率补偿电路，其特征在于：所述负载变化检测模块，包括电压比较器、计数器，所述电压比较器的同相输入端、第一反馈电阻的第二端、第二反馈电阻的第一端和第一级放大电路的反相输入端连接，所述电压比较器的输出端与计数器的输入端连接，所述计数器的输出端与逻辑控制单元的输入端连接。

6.根据权利要求5所述一种LDO稳压芯片的频率补偿电路，其特征在于：所述第一级放大电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管，所述第一晶体管为P型MOS管，所述第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管为N型MOS管，所述第一晶体管的源极接电源，所述第一晶体管的栅极与第二级放大电路连接，所述第一晶体管的漏极、第二晶体管的源极和第三晶体管的源极相连，所述第二晶体管的栅极、第一反馈电阻的第二端和电压比较器的同相输入端相连，所述第二晶体管的漏极、第四晶体管的栅极和第四晶体管的漏极相连，所述第三晶体管的漏极、第五晶体管的漏极和第二级放大电路相连，所述第四晶体管的源极与第五晶体管的源极均接地。

7.根据权利要求6所述一种LDO稳压芯片的频率补偿电路，其特征在于：所述第二级放大电路包括第六晶体管和第七晶体管，所述第六晶体管为N型MOS管，所述第七晶体管为P型MOS管，所述第六晶体管的源极接地，所述第六晶体管的栅极、第三晶体管的漏极和第五晶体管的漏极相连，所述第六晶体管的漏极与第七晶体管的漏极连接，所述第七晶体管的源极接电源，所述第七晶体管的栅极与第一晶体管的栅极连接。

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