DE102019110351A1

DE102019110351A1 - Low-dropout-linearregler mit intern kompensiertem effektivem reihenwiderstand

Info

Publication number: DE102019110351A1
Application number: DE102019110351.7A
Authority: DE
Inventors: Brandon Day; Mukesh Kumar; James R. Dean
Original assignee: Analog Devices Inc
Current assignee: Analog Devices Inc
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2039-04-19
Also published as: CN110399004A; JP2019192235A; DE102019110351B4; US10338614B1; JP6755999B2

Abstract

Eine Spannungsreglerschaltung mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand weist eine Steuerschaltung zum Generieren eines Ausgangsstroms mit einer geregelten Ausgangsspannung auf Basis einer Referenzspannung auf. Die Steuerschaltung weist einen Verstärker, ein resistives Element zum Rückkoppeln einer Ausgangsspannung an einen Eingang des Verstärkers und eine Kompensationsschaltung zum Koppeln des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands in die Steuerschaltung auf. Die Kompensationsschaltung weist eine erste Stromerfassungseinrichtung zum Generieren eines ersten erfassten Stroms proportional zu einem Strom durch eine N-Durchlasseinrichtung, eine zweite Stromerfassungseinrichtung, die eingerichtet ist zum Generieren eines zweiten erfassten Stroms proportional zu dem Strom durch die N-Durchlasseinrichtung und eine Vorspannschaltung, die gekoppelt ist zum Ableiten des ersten erfassten Stroms und des zweiten erfassten Stroms, um eine Vorspannung an dem resistiven Element unter eine Schwellwertspannung zu reduzieren, auf.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Das vorliegende Dokument betrifft allgemein, aber nicht einschränkend, elektrische Schaltungen und insbesondere LDO(Low Dropout)-Linearreglerschaltungen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein LDO(Low Dropout)-Linearregler wird typischerweise verwendet, um aus einer Eingangsquellenversorgung eine stabile (z.B. geregelte) Ausgangsspannungsversorgung zu generieren. Diese Regler sind besonders nützlich für Einrichtungen, die rauscharme hochgenaue Stromversorgungen erfordern. Solche Einrichtungen können jedoch auch Schaltungen besitzen, die für Einschwingänderungen in ihrer Versorgungsspannung empfindlich sind. Die Leistungsfähigkeit von LDO-Linearreglern in diesen Schaltungen kann von der Resilienz der Regler für solche Einschwingänderungen abhängen. Solche Antworten können durch die Charakteristika von externen Schaltungen stark beeinflusst werden, die an den Ausgang des LDO-Linearreglers gekoppelt sind, wie etwa parasitäre Elemente, die mit einer Lastschaltung assoziiert sind, und die elektrischen Bahnen, die einen Regler an eine Lastschaltung koppeln. Typische Techniken zum Verbessern der Resilienz eines LDO-Reglers beinhalten das Hinzufügen einer externen Schaltungsanordnung zum Aufheben oder Ausgleichen der Effekte von parasitären Elementen und dem Betrieb von an den Regler gekoppelten externen Schaltungen.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockdiagramm eines LDO-Linearreglers mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
2 zeigt ein Schemadiagramm eines Beispiels einer Umsetzung eines LDO-Linearreglers mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
3 zeigt ein Schemadiagramm eines zweiten Beispiels einer Umsetzung eines LDO-Reglers mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
4 zeigt eine Menge von Operationen zum Betreiben eines LDO-Reglers mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
5 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems, das mit einem LDO-Linearregler mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand gemäß verschiedenen Ausführungsformen ausgebildet ist.

In den Zeichnungen, die nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind, können gleiche Zahlen in verschiedenen Ansichten ähnliche Komponenten beschreiben. Gleiche Zahlen mit unterschiedlichen Buchstabensuffixen können verschiedene Instanzen von ähnlichen Komponenten darstellen. Die Zeichnungen veranschaulichen allgemein, als Beispiel, aber nicht als Beschränkung, verschiedene in dem vorliegenden Dokument erörterte Ausführungsformen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung beschreibt unter anderem eine Low-Dropout-Linearreglerschaltung(im Folgenden „LDO-Regler“)-Architektur mit einem Gleichstrom(DC)-gekoppelten intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand, der eine geregelte Spannung über einen breiten Ausgangsimpedanzbereich liefern kann, während die gesamte Regelkreisbandbreite verbessert wird, was wiederum ermöglichen kann, dass ein System mit größerer Flexibilität bei der Komponentenwahl und der Leiterplattenleitungsführung ausgelegt werden kann. Der intern kompensierte effektive Reihenwiderstand kann die Frequenzantwort eines LDO-Reglers gegenüber Spannungsversorgungs-Einschwingvorgängen und den Betrieb von externen Schaltungen verbessern, ohne zu einem System eine externe Kompensierungsschaltungsanordnung hinzufügen zu müssen. Dies kann die Stabilität der an Einrichtungen gelieferten Ausgangsspannung verbessern, die rauscharme hochgenaue Stromversorgungen erfordern, ohne die Komponentenzahl zu erhöhen.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines LDO-Reglers 100 mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Der LDO-Regler 100 kann eine Eingangsversorgungsspannung (SUPPLY_H) auf Basis einer Spannungsreferenz (VREF) in eine geregelte Ausgangsspannung umwandeln. Die geregelte Ausgangsspannung kann an eine externe Schaltung 135 geliefert werden. Die externe Schaltung 135 kann eine Lastschaltung aufweisen, wie etwa eine oder mehrere Schaltungen, die mit einer Niederspannungseinrichtung assoziiert sind, wie etwa einen Prozessor, einen Sensor oder einen Verstärker. Die externe Schaltung 135 kann auch parasitäre Elemente (im Folgenden „Störeffekte“) aufweisen, die mit den physischen Leiterplattenbahnen assoziiert sind, die den LDO-Regler 100 an die externe Schaltung koppeln. Die resistiven Komponenten der mit Elementen der Lastschaltung assoziierten Impedanz, wie etwa ein Ausgangskondensator, können bei einer gewissen Frequenz in einem Regelkreis des LDO-Reglers 100 eine Transferfunktion „Null“ einfügen. Außerdem kann die induktive Reaktanz von mit der kapazitiven Reaktanz des Ausgangskondensators und den kapazitiven Elementen in der Lastschaltung gekoppelten parasitären Elementen in dem Regelkreis des LDO-Reglers 100 eine Resonanz generieren. Die Leistungsfähigkeit und Stabilität des LDO-Reglers 100 kann beeinträchtigt werden, wenn die Frequenz der Null oder die Resonanzfrequenz in die Arbeitsbandbreite des Reglers fallen.
In 1 kann der LDO-Regler 100 eine Fehlerverstärker(E/A)-Schaltung 110, eine Kompensationsschaltung 105, eine Durchlasseinrichtung 125 und ein Koppelelement 130 aufweisen. Die E/A-Schaltung 110 kann eine beliebige Schaltung sein, die dazu ausgebildet ist, ein Ausgangssignal, wie etwa eine Spannung, als Reaktion auf eine Referenzspannung (VREF) und ein Rückkopplungssignal zu generieren, so dass ihr Ausgangssignal durch die E/A-Schaltung verstellt werden kann, um zu bewirken, dass das Rückkopplungssignal zu dem Referenzsignal passt oder ihm entspricht. Das Rückkopplungssignal kann von einem Zweig 102 an einen Rückkopplungseingang der E/A-Schaltung 110 empfangen werden, während das Ausgangssignal auf dem Zweig 101 generiert werden kann. Die E/A-Schaltung 110 kann gewisse Stromquellen oder Verstärker aufweisen, wie etwa einen Differenzverstärker oder einen Operationsverstärker und ein Kompensationsnetzwerk. Die Durchlasseinrichtung 125 kann eine verstellbare Stromquelle, einen Spannungs-Strom-Wandler oder eine Transkonduktanzeinrichtung aufweisen wie etwa einen N-Feldeffekttransistor (FET) oder einen BJT (Bipolar Junction Transistor). Eine N-FET-Durchlasseinrichtung eignet sich für niedrige LDO-Ausgangsspannungsanforderungen, wo eine höhere Vorspannungsversorgung ebenfalls auf einem Chip verfügbar ist, wie etwa wenn ein LDO-Regler in PMICs (Power Management Integrated Circuits) enthalten ist. Außerdem kann eine N-FET-Durchlasseinrichtung typischerweise kleiner ausgeführt werden als eine PMOS-Einrichtung für gegebene Übersteuerungs-, Dropout-Spannungen und Ausgangsströme. Solche N-FET-Durchlasseinrichtungen gestatten das harte Einschalten der Einrichtung, während ein niedriger Freiraum (VIN-VOUT) für niedrigen Leistungsverlust aufrechterhalten wird. Die Durchlasseinrichtung 125 kann dazu ausgebildet sein, ein Ausgangssignal, wie etwa einen Ausgangsstrom bei einer geregelten Spannung, unter Verwendung eines von Zweig 101 erfassten Steuersignals auf den Zweig 126 zu generieren. Mit dem Ausgangssignal auf dem Zweig 126 kann die externe Schaltung 135 angesteuert werden. Das Ausgangssignal kann durch das Koppelelement 130 an die E/A-Schaltung 110 zurückgekoppelt werden, um einen Regelkreis oder eine Steuerschaltung unter Verwendung der E/A-Schaltung 110, des Koppelelements und der Durchlasseinrichtung 125 auszubilden. In gewissen Ausführungsformen kann das Koppelelement 130 eine passive Einrichtung wie etwa einen Widerstand aufweisen.
In 1 kann die Kompensationsschaltung 105 eine beliebige Schaltung aufweisen, die dafür ausgebildet ist, einen intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand in die Steuerschaltung zu koppeln, wie etwa in den Regelkreis, der durch die E/A-Schaltung 110, die Durchlasseinrichtung 125 und das Koppelelement 130 gebildet wird. Die Kompensationsschaltung 105 kann eine Stromerfassungseinrichtung 115, eine Stromerfassungseinrichtung 120, eine Treiberschaltung 140, eine Stromsenkeneinrichtung 145, eine Filterschaltung 150 und eine Stromsenkeneinrichtung 155 aufweisen.
Die Stromerfassungseinrichtung 115 und die Stromerfassungseinrichtung 120 können jeweils eine verstellbare Stromquelle, einen Spannungs-Strom-Wandler oder eine Transkonduktanzeinrichtung wie etwa einen FET oder einen BJT aufweisen. Die Stromerfassungseinrichtung 115 und die Stromerfassungseinrichtung 120 können jeweils eine skalierte Version der Durchlasseinrichtung 125 sein, um zu ermöglichen, dass jede der Stromerfassungseinrichtungen einen Referenz- oder Spiegelstrom proportional zu dem Ausgangsstrom in dem Zweig 126 generiert. Wenn beispielsweise die Durchlasseinrichtung 125 ein N-FET (NFET) mit einem Breiten-Längen-Verhältnis (W/L), skaliert mit einer ganzen Zahl (N) ist, so dass die Größe der Durchlasseinrichtung N·(W/L) beträgt, kann jede der Stromerfassungseinrichtungen NFETs mit Breiten-Längen-Verhältnissen W/L sein. Die Stromerfassungseinrichtung 115 und die Stromerfassungseinrichtung 120 können dazu ausgebildet sein, jeweils einen ersten erfassten Strom und einen zweiten erfassten Strom auf Basis des Steuersignals in dem Zweig 101 zu generieren. Der erste erfasste Strom und der zweite erfasste Strom können proportional zu dem Ausgangsstrom im Zweig 126 sein, so dass das Verhältnis des Stroms im Zweig 126 zu dem ersten oder zweiten erfassten Strom äquivalent zu dem Verhältnis aus der Größe der Durchlasseinrichtung 125 zu der Größe der Erfassungseinrichtungen ist. Der erste Strom und der zweite Strom können an die Stromsenkeneinrichtung 145 beziehungsweise die Stromsenkeneinrichtung 155 gekoppelt sein. Die Stromsenkeneinrichtung 145 und die Stromsenkeneinrichtung 155 können jeweils eine verstellbare Stromquelle, einen Spannungs-Strom-Wandler oder eine Transkonduktanzeinrichtung wie etwa einen NFET aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie den ersten Strom und den zweiten Strom selektiv ableiten, wie etwa gemäß einem durch die Treiberschaltung 140 generierten Steuersignal.
Die Treiberschaltung 140 kann eine beliebige spannungsgesteuerte Schaltung sein, die dazu ausgebildet ist, im Zweig 141 als Reaktion auf eine erste Spannung, die über die Stromsenkeneinrichtung 145 entwickelt ist, und eine zweite Spannung, die über die Stromsenkeneinrichtung 155 entwickelt ist, ein Ausgangssignal zu generieren. Die Treiberschaltung 140 kann bewirken, dass die Stromsenkeneinrichtung 145 und die Stromsenkeneinrichtung 155 den ersten Strom und den zweiten Strom selektiv ableiten durch Generieren eines Steuersignals im Zweig 141, um die Menge an durch jede Stromsenkeneinrichtung abgeleitetem Strom zu verstellen, wie etwa um zu bewirken, dass die Spannungen in dem Zweig 116 und dem Zweig 117 im Wesentlichen die gleichen sind, oder um einen Gleichgewichtszustand oder eine Differenz aufrechtzuerhalten. Der Treiber 140 kann die Stromsenkeneinrichtung 145 unter Verwendung des in dem Zweig 141 generierten Steuersignals direkt steuern, während der Treiber 140 die Stromsenkeneinrichtung 155 durch die Filterschaltung 150 indirekt steuern kann. Die Filterschaltung 150 kann ein Tiefpassfilter sein, wie etwa ein Widerstands-Kondensator(RC)-Tiefpassfilter, das dazu ausgebildet ist, Signale zurückzuweisen, die eine Frequenz über einer Schwellenwertfrequenz besitzen.
Für DC und Frequenzen unter einer Schwellenwertfrequenz, wie etwa DC- oder Niederfrequenzkomponenten von Signalen in dem Regelkreis des LDO-Reglers 100 kann die Filterschaltung 150 ermöglichen, dass die Stromsenkeneinrichtung 155 im Wesentlichen das gleiche Steuersignal wie die Stromsenkeneinrichtung 145 empfängt, so dass das an jeder Stromsenkeneinrichtung empfangene Steuersignal im Wesentlichen die gleiche Spannung besitzt. Für diese DC- oder niedrigen Frequenzen kann dieses Steuersignal bewirken, dass die Stromsenkeneinrichtung 145 und die Stromsenkeneinrichtung 155 im Wesentlichen die gleiche Menge des Stroms in dem Zweig 116 beziehungsweise dem Zweig 117 ableiten.
Eine Einrichtungsanpassung zwischen der Stromerfassungseinrichtung 115 und der Stromerfassungseinrichtung 120 und entsprechende Einrichtungsanpassung zwischen der Stromsenkeneinrichtung 145 und der Stromsenkeneinrichtung 155 kann sicherstellen, dass die durch die Stromsenkeneinrichtung 155 abgeleitete Strommenge äquivalent zu der durch den Zweig 117 fließenden Strommenge bei DC oder niedrigen Frequenzen ist. Infolgedessen fließt kein Strom durch das Koppelelement 130 unter diesen DC- oder Niederfrequenzbedingungen. Dies kann bewirken, dass die über das Koppelelement 130 abgefallene Spannung null oder etwa null Volt beträgt. Somit kann das durch das Koppelelement 130 generierte Rückkopplungserfassungsspannungsoffset bei DC oder niedrigen Frequenzen im Wesentlichen null sein.
Während die Stromsenkeneinrichtung 145 den ganzen durch die Stromerfassungseinrichtung 115 generierten Strom ableiten kann, kann die Stromsenkeneinrichtung 155 nur die niederfrequenten Komponenten des durch die Stromerfassungseinrichtung 120 generierten Stroms ableiten, weil die Stromsenkeneinrichtung 155 durch den gefilterten Ausgang des Treibers 140 angesteuert wird. Folglich fließen die hochfrequenten Komponenten des durch die Stromerfassungseinrichtung 120 generierten Stroms durch das Koppelelement 130, um einen Spannungsabfall an dem Koppelelement zu bewirken. Dieser Abfall an dem Koppelelement bei hohen Frequenzen trägt dazu bei, den Regelkreis des LDO-Reglers 100 von der hochfrequenten Resonanz in der externen Schaltung 135 (Platinenbahnen-Störeffekte und Lastkondensator) zu trennen. Ohne diese Trennung kann die Resonanz der externen Schaltung 135 eine Instabilität in dem Regelkreis des LDO-Reglers 100 bewirken.
Wenn das Koppelelement 130 ein Widerstand ist, kann der Spannungsabfall an diesem Widerstand in dem Regelkreis des LDO-Reglers 100 eine Null erzeugen. Die Filterschaltung 150 kann so gewählt sein, dass sie Filterungs- oder Frequenzcharakteristika besitzt, die unter anderem die Frequenz der Null bestimmen. Solche Filterungscharakteristika können so gewählt werden, dass eine Phasenverschiebung in dem Rückwärtspfad zu dem EA 110 erzeugt wird, um den Regelkreis des LDO-Reglers 100 zu stabilisieren.
2 ist ein Schemadiagramm eines Beispiels einer Umsetzung eines LDO-Reglers 200 mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Der LDO-Regler 200 kann an eine oder mehrere externe Schaltungen, wie etwa die externe Schaltung 215, gekoppelt sein. Der LDO-Regler 200 kann ein Beispiel für den LDO-Regler 100 (1) sein, während die externe Schaltung 215 ein Beispiel der externen Schaltung 135 (1) sein kann. Die externe Schaltung 215 kann eine parasitäre Induktanz L1, einen parasitären Widerstand R5 und eine Last, die als ein kapazitives Element 216 und ein Widerstand R3 moduliert sein kann, aufweisen. Das kapazitive Element 216 kann eine induktive Komponente L2, eine resistive Komponente R2 und eine kapazitive Komponente C1 aufweisen. Der LDO-Regler 200 kann einen Differenzverstärker 210, eine Kompensationsschaltung 205, einen NFET M3 und einen Widerstand R1 aufweisen, um jeweils der EA-Schaltung 110, der Kompensationsschaltung 105, der Durchlasseinrichtung 125 und dem Koppelelement 130 von 1 zu entsprechen. Die Kompensationsschaltung 205 kann NFETs M1, M2, M4 und M5 sowie einen Differenzverstärker 220 und ein durch den Widerstand R4 und den Kondensator C2 gebildetes Tiefpass-RC-Filter aufweisen, um jeweils der Stromerfassungseinrichtung 115, der Stromerfassungseinrichtung 120, der Stromsenkeneinrichtung 145, der Stromsenkeneinrichtung 155, der Treiberschaltung 140 und der Filterschaltung 150 von 1 zu entsprechen.
Die Größen von M1 und M2 können proportional zu der Größe von M3 skaliert werden, wie etwa, um zu bewirken, dass das Breiten-Längen-Verhältnis oder Seitenverhältnis von M3 ein Vielfaches (N) des Breiten-Längen-Verhältnisses von M1 oder M2 ist. Der Faktor N kann gewählt werden, um den Wert des intern kompensierten ESR (R_{dc_esr}) gemäß Gleichung (1) zu bestimmen, wie etwa, um größere Flexibilität bei der Wahl des Lastkondensators 216 oder anderer Elemente der externen Schaltung 215 zu ermöglichen. Bei einigen Ausführungsformen kann der Widerstand R1 oder der Faktor N so gewählt werden, dass sichergestellt wird, dass R_{dc_esr} größer ist als die Summe aus R2 und R5. $R_{d c_e s r} = \frac{R 1}{N}$
Die Größen der Transistoren M1, M2, M4 und M5 können so gewählt werden, dass bewirkt wird, dass das Verhältnis der Größen von M2 zu M1 gleich dem Verhältnis der Größen von M5 zu M4 ist. Die Transistoren M4 und M5 können so bemessen sein, dass sie ein beliebiges Verhältnis zueinander besitzen, vorbehaltlich der zuvor erwähnten Beziehung. Analog können M1 und M2 so bemessen sein, dass sie ein beliebiges Verhältnis zueinander besitzen, vorbehaltlich der zuvor erwähnten Beziehung und anderer hierin beschriebener Überlegungen.
Der Widerstand R4 und der Kondensator C2 des Tiefpassfilters können so gewählt sein, dass unter anderem eine Frequenzcharakteristik des intern kompensierten ESR bestimmt wird, wie etwa die Eckfrequenz (freq_{dc_esr}) des intern kompensierten ESR, wie durch Gleichung (2) angegeben. $f r e q_{d c_e s r} = \frac{1}{2 π \cdot R 4 \cdot C 2}$
Der Widerstand R4 und der Kondensator C2 können so gewählt werden, dass die Eckfrequenz freq_{dc_esr} des resultierenden Tiefpassfilters unter einer Eckfrequenz (freq_{tot_esr}), die durch den ESR (R2) des Ausgangskondensators 216 bewirkt wird, und der Resonanzfrequenz (freq_LC) der Kombination aus parasitärer Induktanz L1 und Ausgangskondensator 216 liegt, wie durch Gleichung (3) bzw. Gleichung (4) angegeben. Im Allgemeinen können R4 und C2 auf Basis der parasitären Induktanz L1, des parasitären Widerstands R5 und des Lastkondensators 216 gewählt werden, um größere Flexibilität bei der Platzierung der externen Schaltung 215 und bei der Wahl des Lastkondensators 216 zu ermöglichen. $f r e q_{t o t_e s r} = \frac{1}{2 π \cdot (\frac{R 1}{N} + R 2 + R 5) \cdot C 1}$
$f r e q_{L C} = \frac{1}{2 π \sqrt{(L 1 + L 2) \cdot C 1}}$
3 zeigt ein Schemadiagramm eines zweiten Beispiels einer Umsetzung eines LDO-Reglers 300 mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Der LDO-Regler 300 kann ein Beispiel für den LDO-Regler 100 (1) sein, der so modifiziert ist, dass er eine Pufferschaltung 305, einen Rückkopplungswiderstand R8 und verstärkungsverschlechternde Widerstände R6 und R7 aufweist. Der Puffer 305 kann zu dem LDO-Regler 100 hinzugefügt werden, um die Impedanz der das Steuersignal ansteuernden NFETs M1, M2, M3 zu reduzieren, um eine mögliche große Gatekapazität auf M3 zu berücksichtigen. Der Rückkopplungswiderstand R8 kann so gewählt werden, dass ein gewünschter Vorspannungspunkt an dem Rückkopplungseingang des Differenzverstärkers 210 unter niedrigen LDO-Regler-Laststrombedingungen hergestellt wird, wie etwa wenn ein niedriger Ausgangsstrom durch M3 generiert wird. Der Rückkopplungswiderstand R8 kann um zwei oder mehr Größenordnungen größer sein als der Widerstand R1. Ein Ruhestrom des LDO-Reglers 300 kann durch Reduzieren der Größen von M1 und M2 begrenzt oder reduziert werden.
4 zeigt eine Menge von Operationen 400 zum Betreiben eines Low-Dropout-Linearreglers mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Operation 405 kann ausgeführt werden, um als Reaktion auf eine Referenzspannung unter Verwendung eines Fehlerverstärkers und eines N-Feldeffekttransistors (NFET) einen Ausgangsstrom mit einer geregelten Ausgangsspannung zu generieren. Die Operation 410 kann ausgeführt werden, um einen Teil der Ausgangsspannung an einen Rückkopplungseingang des Fehlerverstärkers zu koppeln, um einen Regelkreis zu bilden, wie etwa zum Aufrechterhalten des Pegels der Ausgangsspannung an der Source des NFET. Die Ausgangsspannung an der Source des NFET kann unter Verwendung eines koppelnden oder resistiven Elements wie etwa eines Widerstands an den Rückkopplungseingang des Fehlerverstärkers gekoppelt werden. Die Operation 415 kann ausgeführt werden, um einen intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand unter Verwendung des resistiven Elements und einer Kompensationsschaltung, wie etwa der Kompensationsschaltung 105 (1) und 205 (2) in den Regelkreis zu koppeln. Die Operation 420 kann ausgeführt werden, um einen auf Basis eines Stroms durch den NFET (z.B. des Ausgangsstroms) generierten erfassten Strom selektiv abzuleiten, um eine Gleichstrom-Vorspannung an dem resistiven Element unter eine Schwellwertspannung zu reduzieren, wie hierin beschrieben. Der erfasste Strom kann einen ersten Strom und einen zweiten Strom aufweisen. Der erste Strom kann sowohl an den Rückkopplungseingang des Fehlerverstärkers als auch das resistive Element gekoppelt werden. Das selektive Ableiten des erfassten Stroms kann das Ableiten des ersten Stroms aufweisen, wenn eine Frequenz einer Wechselstromkomponente des Stroms durch den NFET unter einer Schwellenwertfrequenz liegt. Das selektive Ableiten des erfassten Stroms kann auch das Zurückweisen (z.B. Nichtableiten) einer Wechselkomponente des Stroms durch den NFET aufweisen, wenn die Frequenz der Wechselstromkomponente über der Schwellenwertfrequenz liegt. Der gefilterte Teil des ersten Stroms kann unter Verwendung einer Widerstands-Kondensator(RC)-Schaltung bestimmt werden, wobei die RC-Schaltung so gewählt wird, dass unter anderem eine Frequenzcharakteristik des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands bestimmt wird, wie hierin beschrieben.
5 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems 500, das mit einem LDO-Regler 520 mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand ausgebildet ist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das System 500 kann eine Spannungsversorgung 505, eine Referenz 515, den LDO-Regler 520 und eine Lastschaltung 525 aufweisen. Das System kann auch eine oder mehrere andere Schaltungen 510 aufweisen. Der Regler 520 kann ein Beispiel des LDO-Reglers 100 (1), 200 (2) oder 300 (3) sein. Die Lastschaltung 525 kann ein Beispiel der Lastschaltung 135 (1) oder 215 (2) sein. Das System 500 kann betrieben werden, um zu bewirken, dass der Regler 520 unter Verwendung der Stromversorgung 505 und der Referenzspannung 515 eine geregelte Spannung generiert, um die Lastschaltung 525 anzusteuern.
Die folgenden Beispiele definieren verschiedene Beispiele der vorliegenden Offenbarung.
Beispiel 1 ist eine Spannungsreglerschaltung mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand, wobei die Schaltung aufweist: eine Steuerschaltung zum Generieren eines Ausgangsstroms mit einer geregelten Ausgangsspannung auf Basis einer Referenzspannung, wobei die Steuerschaltung aufweist: einen Fehlerverstärker, ein resistives Element, das gekoppelt ist zum Rückkoppeln der Ausgangsspannung an einen Eingang des Fehlerverstärkers, und eine Kompensationsschaltung, die an die Steuerschaltung und an das resistive Element gekoppelt ist, um den intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand in die Steuerschaltung zu koppeln, wobei die Kompensationsschaltung aufweist: eine erste Stromerfassungseinrichtung, ausgelegt zum Generieren eines ersten erfassten Stroms proportional zu einem Strom durch eine N-Durchlasseinrichtung, eine zweite Stromerfassungseinrichtung, deren Source an das resistive Element und an den Eingang des Fehlerverstärkers gekoppelt ist, wobei die zweite Stromerfassungseinrichtung ausgelegt ist zum Generieren eines zweiten erfassten Stroms proportional zu dem Strom durch die N-Durchlasseinrichtung, und eine Vorspannschaltung (bzw. Biasschaltung), gekoppelt zum Ableiten des ersten erfassten Stroms und des zweiten erfassten Stroms, um eine Vorspannung an dem resistiven Element unter eine Schwellwertspannung zu reduzieren.
In Beispiel 2 ist der Gegenstand von Beispiel 1 optional so ausgebildet, dass die Vorspannschaltung aufweist: eine erste Stromsenkeneinrichtung, an einen ersten Ausgangsanschluss der ersten Stromerfassungseinrichtung gekoppelt, um den ersten erfassten Strom zu empfangen; eine zweite Stromsenkeneinrichtung, an einen zweiten Ausgangsanschluss der zweiten Stromerfassungseinrichtung gekoppelt, um den zweiten erfassten Strom zu empfangen; und eine Treiberschaltung mit einem an den ersten Ausgangsanschluss gekoppelten ersten Eingang, einem an den zweiten Ausgangsanschluss gekoppelten zweiten Eingang und einem an einen ersten Steueranschluss der ersten Stromsenkeneinrichtung und an einen zweiten Steueranschluss der zweiten Stromsenkeneinrichtung gekoppelten Ausgang, um zu bewirken, dass die erste Stromsenkeneinrichtung und die zweite Stromsenkeneinrichtung jeweils selektiv den ersten erfassten Strom und den zweiten erfassten Strom ableiten.
In Beispiel 3 ist der Gegenstand von Beispiel 2 optional so ausgebildet, dass das Bewirken, dass die erste Stromsenkeneinrichtung und die zweite Stromsenkeneinrichtung jeweils selektiv den ersten erfassten Strom und den zweiten erfassten Strom ableiten, aufweist: Bewirken, dass die erste Stromsenkeneinrichtung und die zweite Stromsenkeneinrichtung jeweils den ersten erfassten Strom und den zweiten erfassten Strom ableiten, wenn Frequenzkomponenten des Ausgangs der Treiberschaltung unter einer Schwellenwertfrequenz liegen; und Blockieren, dass die zweite Stromsenkeneinrichtung einen Teil des zweiten erfassten Stroms ableitet, wenn die Frequenzkomponenten des Ausgangs der Treiberschaltung über der Schwellenwertfrequenz liegen.
In Beispiel 4 ist der Gegenstand von Beispiel 2 optional so ausgebildet, dass die Vorspannschaltung ferner aufweist: ein Widerstands-Kondensator(RC)-Netzwerk, das zwischen den Ausgang der Treiberschaltung und den zweiten Steueranschluss gekoppelt ist, wobei das RC-Netzwerk gewählt ist zum Bestimmen einer Frequenzcharakteristik des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands.
In Beispiel 5 ist der Gegenstand von Beispiel 4 optional so ausgebildet, dass die Frequenzcharakteristik des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands eine Frequenz aufweist, bei der der intern kompensierte effektive Reihenwiderstand eine vorgegebene Phasenverschiebung in einem Rückwärtspfad zu dem Fehlerverstärker bewirkt.
In Beispiel 6 ist der Gegenstand von Beispiel 4 optional so ausgebildet, dass die Schaltung ferner eine externe Schaltung mit einer Ausgangsresonanzfrequenz aufweist, und die Frequenzcharakteristik des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands eine Eckfrequenz aufweist, bei der der intern kompensierte effektive Reihenwiderstand eine vorgegebene Phasenverschiebung einer Rückkopplungsspannung zu dem Fehlerverstärker bewirkt, wobei die Eckfrequenz unter der Resonanzfrequenz liegt.
In Beispiel 7 ist der Gegenstand von Beispiel 2 optional so ausgebildet, dass die Schaltung ferner eine externe Schaltung mit einer Frequenzcharakteristik aufweist und wobei die Vorspannschaltung ferner ein Widerstands-Kondensator(RC)-Netzwerk aufweist, das zwischen den Ausgang der Treiberschaltung und den zweiten Steueranschluss gekoppelt ist, um die Steuerschaltung von der Frequenzcharakteristik der externen Schaltung zu entkoppeln.
In Beispiel 8 ist der Gegenstand von Beispiel 7 optional so ausgebildet, dass das RC-Netzwerk ausgewählt ist, um zu bewirken, dass die Kompensationsschaltung Schwankungen bei dem zweiten erfassten Strom mit einer Frequenz über einer Schwellenwertfrequenz durch das resistive Element zu der externen Schaltung leitet.
In Beispiel 9 ist der Gegenstand von Beispiel 1 optional so ausgebildet, dass die Schaltung ferner eine externe Schaltung mit einer Frequenzcharakteristik aufweist, und das resistive Element gekoppelt ist zum Rückkoppeln der Ausgangsspannung an den Eingang des Fehlerverstärkers, wobei das resistive Element einen Widerstand besitzt, der auf Basis der Frequenzcharakteristik gewählt ist.
In Beispiel 10 ist der Gegenstand von Beispiel 1 optional so ausgebildet, dass die erste Stromerfassungseinrichtung, die zweite Stromerfassungseinrichtung, die erste Stromsenkeneinrichtung, die zweite Stromsenkeneinrichtung und die Durchlasseinrichtung Feldeffekttransistoren sind, und die erste Stromerfassungseinrichtung und die zweite Stromerfassungseinrichtung proportional zu der N-Durchlasseinrichtung skaliert sind und die erste Stromsenkeneinrichtung und die zweite Stromsenkeneinrichtung eine gleiche Proportion zueinander wie die erste Stromerfassungseinrichtung bzw. die zweite Stromerfassungseinrichtung besitzen.
Beispiel 11 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Spannungsreglerschaltung mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand, wobei das Verfahren aufweist: Liefern eines Laststroms bei einer geregelten Ausgangsspannung als Reaktion auf eine Referenzspannung unter Verwendung eines Fehlerverstärkers und eines N-Feldeffekttransistors (NFET); Koppeln, unter Verwendung eines resistiven Elements, der Ausgangsspannung an einen Eingang des Fehlerverstärkers, um einen Regelkreis zu generieren; und Koppeln eines intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands in den Regelkreis unter Verwendung des resistiven Elements und einer Kompensationsschaltung, wobei die Kompensationsschaltung einen auf Basis eines Stroms durch den NFET generierten erfassten Strom selektiv ableitet, um eine Gleichstrom-Vorspannung an dem resistiven Element unter eine Schwellwertspannung zu reduzieren.
In Beispiel 12 ist der Gegenstand von Beispiel 11 optional so ausgebildet, dass der erfasste Strom einen ersten Strom und einen zweiten Strom aufweist, wobei der erste Strom an den Eingang des Fehlerverstärkers und an das resistive Element gekoppelt ist; und das selektive Ableiten des erfassten Stroms aufweist: Ableiten des ersten Stroms und des zweiten Stroms, wenn eine Frequenz einer Wechselstromkomponente des Stroms durch den NFET unter einer Schwellenwertfrequenz liegt, und Zurückweisen eines gefilterten Teils des ersten Stroms, wenn die Frequenz der Wechselstromkomponente über der Schwellenwertfrequenz liegt.
In Beispiel 13 ist der Gegenstand von Beispiel 12 optional so ausgebildet, dass er aufweist: Bestimmen des gefilterten Teils des Stroms unter Verwendung einer Widerstands-Kondensator(RC)-Schaltung, wobei die RC-Schaltung ausgewählt ist zum Bestimmen einer Frequenzcharakteristik des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands.
In Beispiel 14 ist der Gegenstand von Beispiel 12 optional so ausgebildet, dass die Frequenzcharakteristik des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands eine Frequenz aufweist, bei der der intern kompensierte effektive Reihenwiderstand eine vorgegebene Phasenverschiebung in einem Rückwärtspfad zu dem Fehlerverstärker bewirkt.
In Beispiel 15 ist der Gegenstand von Beispiel 12 optional so ausgebildet, dass die Frequenzcharakteristik des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands eine Eckfrequenz aufweist, bei der der intern kompensierte effektive Reihenwiderstand eine vorgegebene Phasenverschiebung einer Rückkopplungsspannung zu dem Fehlerverstärker bewirkt, wobei die Eckfrequenz unter einer Resonanzfrequenz einer Lastschaltung liegt, die an die Spannungsreglerschaltung gekoppelt ist, um die Ausgangsspannung zu empfangen.
Beispiel 16 ist eine Spannungsreglerschaltung mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand, wobei die Schaltung aufweist: eine Verstärkungsschaltung; einen ersten N-Feldeffekttransistor (NFET), wobei der erste NFET durch den Verstärker angesteuert wird, einen Strom bei einer geregelten Ausgangsspannung als Reaktion auf eine Referenzspannung zu generieren; einen zweiten NFET, der an den Verstärker gekoppelt ist, um einen ersten erfassten Strom auf Basis eines durch den ersten NFET fließenden Stroms zu generieren; einen dritten NFET, der an den Verstärker gekoppelt ist, um einen zweiten erfassten Strom auf Basis des durch den ersten NFET fließenden Stroms zu generieren; einen Widerstand, der gekoppelt ist zum Rückkoppeln der Ausgangsspannung an einen Eingang des Verstärkers und an eine Source des zweiten NFET; und eine Treiberschaltung, die ausgebildet ist zum Steuern des ersten erfassten Stroms und des zweiten erfassten Stroms, um eine Gleichstrom-Vorspannung an dem Widerstand unter eine Schwellwertspannung zu reduzieren.
In Beispiel 17 ist der Gegenstand von Beispiel 16 optional so ausgebildet, dass er aufweist: einen vierten NFET mit einem an den zweiten NFET gekoppelten ersten Eingangsanschluss, um den ersten erfassten Strom zu empfangen; und einen fünften NFET mit einem an den dritten NFET gekoppelten zweiten Eingangsanschluss, um den zweiten erfassten Strom zu empfangen, wobei die Treiberschaltung ferner dazu ausgebildet ist, ein Steuersignal an einen ersten Steueranschluss und an einen zweiten Steueranschluss zu liefern.
In Beispiel 18 ist der Gegenstand von Beispiel 17 optional so ausgebildet, dass er eine Widerstands-Kondensator(RC)-Filterschaltung aufweist, die zwischen die Treiberschaltung und den ersten Steueranschluss gekoppelt ist.
In Beispiel 19 ist der Gegenstand von Beispiel 18 optional so ausgebildet, dass die RC-Filterschaltung dazu ausgebildet ist zu bewirken, dass der vierte NFET Schwankungen bei dem ersten erfassten Strom mit einer Frequenz über einer Schwellwertfrequenz zurückweist.
Eine Spannungsreglerschaltung mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand kann eine Steuerschaltung zum Generieren eines Ausgangsstroms mit einer geregelten Ausgangsspannung auf Basis einer Referenzspannung aufweisen. Die Steuerschaltung kann einen Verstärker, ein resistives Element zum Rückkoppeln einer Ausgangsspannung zu einem Eingang des Verstärkers und eine Kompensationsschaltung zum Koppeln des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands in die Steuerschaltung aufweisen. Die Kompensationsschaltung kann eine erste Stromerfassungseinrichtung zum Generieren eines ersten erfassten Stroms proportional zu einem Strom durch eine N-Durchlasseinrichtung, eine zweite Stromerfassungseinrichtung, die ausgelegt ist zum Generieren eines zweiten erfassten Stroms proportional zu dem Strom durch die N-Durchlasseinrichtung und eine Vorspannschaltung, die gekoppelt ist zum Ableiten des ersten erfassten Stroms und des zweiten erfassten Stroms, um eine Vorspannung an dem resistiven Element unter eine Schwellwertspannung zu reduzieren, aufweisen.
Jeder bzw. jedes der nicht beschränkenden Aspekte oder Beispiele, die hierin beschrieben sind, kann für sich alleine stehen oder kann in verschiedenen Permutationen oder Kombinationen mit einem oder mehreren der anderen Beispiele kombiniert werden.
Die obige detaillierte Beschreibung enthält Referenzen auf die beiliegenden Zeichnungen, die einen Teil der detaillierten Beschreibung bilden. Die Zeichnungen zeigen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. Diese Ausführungsformen werden hierin auch als „Beispiele“ bezeichnet. Solche Beispiele können Elemente zusätzlich zu jenen gezeigten oder beschriebenen aufweisen. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung ziehen jedoch auch Beispiele in Betracht, in denen nur jene gezeigten oder beschriebenen Elemente vorgesehen sind. Zudem ziehen die Erfinder der vorliegenden Erfindung auch Beispiele in Betracht, die eine beliebige Kombination oder Permutation jener gezeigten oder beschriebenen Elemente (oder eines oder mehrerer Aspekte davon) entweder bezüglich eines bestimmten Beispiels (oder eines oder mehrerer Aspekte davon) oder bezüglich anderer Beispiele (oder eines oder mehrerer Aspekte davon), die hierin gezeigt oder beschrieben sind, verwenden.
Im Fall von uneinheitlichen Verwendungen zwischen diesem Dokument und beliebigen, unter Bezugnahme so aufgenommenen Dokumenten, ist die Verwendung in diesem Dokument bestimmend.
In diesem Dokument werden die Ausdrücke „ein/eine/einer“ verwendet, wie in Patentdokumenten üblich ist, um einen oder mehr als einen aufzuweisen, unabhängig von beliebigen anderen Instanzen oder Verwendungen von „mindestens ein“ oder „einer oder mehrere“. In diesem Dokument wird der Ausdruck „oder“ verwendet, um sich auf ein nichtexklusives Oder zu beziehen, so dass „A oder B“ „A, aber nicht B“, „B, aber nicht A“ und „A und B“ beinhaltet, sofern nicht etwas Anderes angegeben ist. In diesem Dokument werden die Ausdrücke „mit“ und „in denen“ als die Äquivalente der jeweiligen Ausdrücke „aufweisend“ und „wobei“ verwendet. Außerdem sind in den folgenden Ansprüchen die Ausdrücke „mit“ und „aufweisend“ offen, das heißt, ein System, eine Einrichtung, ein Artikel, eine Zusammensetzung, eine Formulierung oder ein Prozess, die Elemente zusätzlich zu jenen nach einem derartigen Ausdruck in einem Anspruch aufgeführten enthalten, werden immer noch so angesehen, dass sie in den Schutzbereich dieses Anspruchs fallen. Zudem werden in den folgenden Ansprüchen die Ausdrücke „erster“, „zweiter“ und „dritter“ usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und sollen ihren Objekten keine numerischen Anforderungen auferlegen.
Hierin beschriebene Verfahrensbeispiele können mindestens teilweise maschinen- oder computerimplementiert sein. Einige Beispiele können ein computerlesbares Medium oder ein maschinenlesbares Medium aufweisen, das mit Anweisungen codiert ist, die ausgeführt werden können, um eine Elektronikeinrichtung auszubilden, Verfahren, wie in den obigen Beispielen beschrieben, durchzuführen. Eine Umsetzung solcher Verfahren kann einen Code wie etwa einen Mikrocode, einen Assemblersprachencode, einen Sprachencode auf höherer Ebene oder dergleichen beinhalten. Ein derartiger Code kann computerlesbare Anweisungen zum Durchführen verschiedener Verfahren enthalten. Der Code kann Abschnitte von Computerprogrammprodukten bilden. Ferner kann in einem Beispiel der Code dinglich auf einem oder mehreren flüchtigen, nichtflüchtigen oder unflüchtigen dinglichen computerlesbaren Medien wie etwa während einer Ausführung oder zu anderen Zeiten gespeichert sein. Zu Beispielen für diese dinglichen computerlesbaren Medien können unter anderem Festplatten, entfernbare Magnetplatten, entfernbare optische Platten (z. B. Compact Discs und Digital Video Discs), Magnetkassetten, Speicherkarten oder Speichersticks, Direktzugriffsspeicher (RAMs), Festwertspeicher (ROMs) und dergleichen zählen.
Die obige Beschreibung soll veranschaulichend und nicht restriktiv sein. Beispielsweise können die oben beschriebenen Beispiele (oder ein oder mehrere Aspekte davon) in Kombination miteinander verwendet werden. Andere Ausführungsformen können verwendet werden, wie etwa durch einen Durchschnittsfachmann bei Betrachtung der obigen Beschreibung. Die Zusammenfassung wird in Erfüllung von 37 C.F.R. §1.72(b) vorgelegt, damit der Leser die Natur der technischen Offenbarung schnell feststellen kann. Sie wird in dem Verständnis vorgelegt, dass sie nicht verwendet wird, um den Schutzbereich oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu beschränken. Außerdem können in der obigen Ausführlichen Beschreibung verschiedene Merkmale miteinander gruppiert sein, um die Offenbarung zu vereinfachen. Dies sollte nicht so ausgelegt werden, dass damit beabsichtigt wird, dass ein unbeanspruchtes offenbartes Merkmal für irgendeinen Anspruch essentiell ist. Vielmehr kann der erfindungsgemäße Gegenstand in weniger als allen Merkmalen einer bestimmten offenbarten Ausführungsform liegen. Somit sind die folgenden Ansprüche hiermit als Beispiele oder Ausführungsformen in die Ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch als eine separate Ausführungsform für sich selbst steht, und es wird in Betracht gezogen, dass solche Ausführungsformen in verschiedenen Kombinationen oder Permutationen miteinander kombiniert werden können. Der Schutzbereich der Erfindung sollte unter Bezugnahme auf die beiliegenden Ansprüche zusammen mit dem vollen Umfang an Äquivalenten, auf den solche Ansprüche einen Anspruch haben, bestimmt werden.

Claims

Spannungsreglerschaltung mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand, wobei die Schaltung aufweist: eine Steuerschaltung zum Generieren eines Ausgangsstroms mit einer geregelten Ausgangsspannung auf Basis einer Referenzspannung, wobei die Steuerschaltung aufweist: einen Fehlerverstärker, ein resistives Element, das gekoppelt ist zum Rückkoppeln der Ausgangsspannung an einen Eingang des Fehlerverstärkers, und eine Kompensationsschaltung, die an die Steuerschaltung und an das resistive Element gekoppelt ist, um den intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand in die Steuerschaltung zu koppeln, wobei die Kompensationsschaltung aufweist: eine erste Stromerfassungseinrichtung, ausgelegt zum Generieren eines ersten erfassten Stroms proportional zu einem Strom durch eine N-Durchlasseinrichtung, eine zweite Stromerfassungseinrichtung, deren Source an das resistive Element und an den Eingang des Fehlerverstärkers gekoppelt ist, wobei die zweite Stromerfassungseinrichtung eingerichtet ist zum Generieren eines zweiten erfassten Stroms proportional zu dem Strom durch die N-Durchlasseinrichtung, und eine Vorspannschaltung, gekoppelt zum Ableiten des ersten erfassten Stroms und des zweiten erfassten Stroms, um eine Vorspannung an dem resistiven Element unter eine Schwellwertspannung zu reduzieren.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Vorspannschaltung aufweist: eine erste Stromsenkeneinrichtung, an einen ersten Ausgangsanschluss der ersten Stromerfassungseinrichtung gekoppelt, um den ersten erfassten Strom zu empfangen; eine zweite Stromsenkeneinrichtung, an einen zweiten Ausgangsanschluss der zweiten Stromerfassungseinrichtung gekoppelt, um den zweiten erfassten Strom zu empfangen; und eine Treiberschaltung mit einem an den ersten Ausgangsanschluss gekoppelten ersten Eingang, einem an den zweiten Ausgangsanschluss gekoppelten zweiten Eingang und einem an einen ersten Steueranschluss der ersten Stromsenkeneinrichtung und an einen zweiten Steueranschluss der zweiten Stromsenkeneinrichtung gekoppelten Ausgang, um zu bewirken, dass die erste Stromsenkeneinrichtung und die zweite Stromsenkeneinrichtung jeweils selektiv den ersten erfassten Strom und den zweiten erfassten Strom ableiten.
Schaltung nach Anspruch 2, wobei das Bewirken, dass die erste Stromsenkeneinrichtung und die zweite Stromsenkeneinrichtung jeweils selektiv den ersten erfassten Strom und den zweiten erfassten Strom ableiten, aufweist: Bewirken, dass die erste Stromsenkeneinrichtung und die zweite Stromsenkeneinrichtung jeweils den ersten erfassten Strom und den zweiten erfassten Strom ableiten, wenn Frequenzkomponenten des Ausgangs der Treiberschaltung unter einer Schwellenwertfrequenz liegen; und Blockieren, dass die zweite Stromsenkeneinrichtung einen Teil des zweiten erfassten Stroms ableitet, wenn die Frequenzkomponenten des Ausgangs der Treiberschaltung über der Schwellenwertfrequenz liegen.
Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Vorspannschaltung ferner aufweist: ein Widerstands-Kondensator(RC)-Netzwerk, das zwischen den Ausgang der Treiberschaltung und den zweiten Steueranschluss gekoppelt ist, wobei das RC-Netzwerk gewählt ist zum Bestimmen einer Frequenzcharakteristik des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands.
Schaltung nach Anspruch 4, wobei die Frequenzcharakteristik des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands eine Frequenz aufweist, bei der der intern kompensierte effektive Reihenwiderstand eine vorgegebene Phasenverschiebung in einem Rückwärtspfad zu dem Fehlerverstärker bewirkt.
Schaltung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Schaltung ferner eine externe Schaltung mit einer Ausgangsresonanzfrequenz aufweist, und die Frequenzcharakteristik des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands eine Eckfrequenz aufweist, bei der der intern kompensierte effektive Reihenwiderstand eine vorgegebene Phasenverschiebung einer Rückkopplungsspannung zu dem Fehlerverstärker bewirkt, wobei die Eckfrequenz unter der Resonanzfrequenz liegt.
Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Schaltung ferner eine externe Schaltung mit einer Frequenzcharakteristik aufweist und wobei die Vorspannschaltung ferner ein Widerstands-Kondensator(RC)-Netzwerk aufweist, das zwischen den Ausgang der Treiberschaltung und den zweiten Steueranschluss gekoppelt ist, um die Steuerschaltung von der Frequenzcharakteristik der externen Schaltung zu entkoppeln.
Schaltung nach Anspruch 7, wobei das RC-Netzwerk ausgewählt ist, um zu bewirken, dass die Kompensationsschaltung Schwankungen bei dem zweiten erfassten Strom mit einer Frequenz über einer Schwellenwertfrequenz durch das resistive Element zu der externen Schaltung leitet.
Schaltung nach einem vorhergehenden Anspruch 1, wobei: die Schaltung ferner eine externe Schaltung mit einer Frequenzcharakteristik aufweist, und das resistive Element gekoppelt ist zum Rückkoppeln der Ausgangsspannung an den Eingang des Fehlerverstärkers, wobei das resistive Element einen Widerstand besitzt, der auf Basis der Frequenzcharakteristik gewählt ist.
Schaltung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei: die erste Stromerfassungseinrichtung, die zweite Stromerfassungseinrichtung, die erste Stromsenkeneinrichtung, die zweite Stromsenkeneinrichtung und die Durchlasseinrichtung Feldeffekttransistoren sind, und die erste Stromerfassungseinrichtung und die zweite Stromerfassungseinrichtung proportional zu der N-Durchlasseinrichtung skaliert sind und die erste Stromsenkeneinrichtung und die zweite Stromsenkeneinrichtung eine gleiche Proportion zueinander wie die erste Stromerfassungseinrichtung bzw. die zweite Stromerfassungseinrichtung besitzen.
Verfahren zum Betreiben einer Spannungsreglerschaltung mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand, wobei das Verfahren aufweist: Liefern eines Laststroms bei einer geregelten Ausgangsspannung als Reaktion auf eine Referenzspannung unter Verwendung eines Fehlerverstärkers und eines N-Feldeffekttransistors (NFET); Koppeln, unter Verwendung eines resistiven Elements, der Ausgangsspannung an einen Eingang des Fehlerverstärkers, um einen Regelkreis zu generieren; und Koppeln eines intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands in den Regelkreis unter Verwendung des resistiven Elements und einer Kompensationsschaltung, wobei die Kompensationsschaltung einen auf Basis eines Stroms durch den NFET generierten erfassten Strom selektiv ableitet, um eine Gleichstrom-Vorspannung an dem resistiven Element unter eine Schwellwertspannung zu reduzieren.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei: der erfasste Strom einen ersten Strom und einen zweiten Strom aufweist, wobei der erste Strom an den Eingang des Fehlerverstärkers und an das resistive Element gekoppelt ist; und das selektive Ableiten des erfassten Stroms aufweist: Ableiten des ersten Stroms und des zweiten Stroms, wenn eine Frequenz einer Wechselstromkomponente des Stroms durch den NFET unter einer Schwellenwertfrequenz liegt, und Zurückweisen eines gefilterten Teils des ersten Stroms, wenn die Frequenz der Wechselstromkomponente über der Schwellenwertfrequenz liegt.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend: Bestimmen des gefilterten Teils des Stroms unter Verwendung einer Widerstands-Kondensator(RC)-Schaltung, wobei die RC-Schaltung ausgewählt ist zum Bestimmen einer Frequenzcharakteristik des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Frequenzcharakteristik des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands eine Frequenz aufweist, bei der der intern kompensierte effektive Reihenwiderstand eine vorgegebene Phasenverschiebung in einem Rückwärtspfad zu dem Fehlerverstärker bewirkt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Frequenzcharakteristik des intern kompensierten effektiven Reihenwiderstands eine Eckfrequenz aufweist, bei der der intern kompensierte effektive Reihenwiderstand eine vorgegebene Phasenverschiebung einer Rückkopplungsspannung zu dem Fehlerverstärker bewirkt, wobei die Eckfrequenz unter einer Resonanzfrequenz einer Lastschaltung liegt, die an die Spannungsreglerschaltung gekoppelt ist, um die Ausgangsspannung zu empfangen.
Spannungsreglerschaltung mit einem intern kompensierten effektiven Reihenwiderstand, wobei die Schaltung aufweist: eine Verstärkungsschaltung; einen ersten N-Feldeffekttransistor (NFET), wobei der erste NFET durch den Verstärker angesteuert wird, einen Strom bei einer geregelten Ausgangsspannung als Reaktion auf eine Referenzspannung zu generieren; einen zweiten NFET, der an den Verstärker gekoppelt ist, um einen ersten erfassten Strom auf Basis eines durch den ersten NFET fließenden Stroms zu generieren; einen dritten NFET, der an den Verstärker gekoppelt ist, um einen zweiten erfassten Strom auf Basis des durch den ersten NFET fließenden Stroms zu generieren; einen Widerstand, der gekoppelt ist zum Rückkoppeln der Ausgangsspannung an einen Eingang des Verstärkers und an eine Source des zweiten NFET; und eine Treiberschaltung, die ausgebildet ist zum Steuern des ersten erfassten Stroms und des zweiten erfassten Stroms, um eine Gleichstrom-Vorspannung an dem Widerstand unter eine Schwellwertspannung zu reduzieren.
Spannungsreglerschaltung nach Anspruch 16, ferner aufweisend: einen vierten NFET mit einem an den zweiten NFET gekoppelten ersten Eingangsanschluss, um den ersten erfassten Strom zu empfangen; und einen fünften NFET mit einem an den dritten NFET gekoppelten zweiten Eingangsanschluss, um den zweiten erfassten Strom zu empfangen; wobei die Treiberschaltung ferner dazu ausgebildet ist, ein Steuersignal an einen ersten Steueranschluss und an einen zweiten Steueranschluss zu liefern.
Spannungsreglerschaltung nach Anspruch 16 oder 17, ferner aufweisend: eine Widerstands-Kondensator(RC)-Filterschaltung.
Spannungsreglerschaltung nach Anspruch 18, wobei die RC-Filterschaltung zwischen die Treiberschaltung und den ersten Steueranschluss gekoppelt ist.
Spannungsreglerschaltung nach Anspruch 18 oder 19, wobei die RC-Filterschaltung dazu ausgebildet ist zu bewirken, dass der vierte NFET Schwankungen bei dem ersten erfassten Strom mit einer Frequenz über einer Schwellwertfrequenz zurückweist.