本發明專利技術提供了一種低壓降穩壓器，該低壓降穩壓器包括誤差放大器（１１０）、動態偏置電路（１４０）、驅動電路（１２０）、反饋電路（１３０）以及補償回路（１５０），同時，該低壓降穩壓器還包括一個零點發生器（１６０）。由于加入了新的結構：零點發生器（１６０），本發明專利技術的低壓降穩壓器在負載比較大的情況下，可以相應的調節補償電容的大小以提供高效率的補償，同時由于零點發生器為低壓降穩壓器系統提供了一個內部零點，可以有效的避免右半平面共軛極點的出現，從而使低壓降穩壓器穩定的工作。阻尼因子調整電路可進一步優化該系統的穩定性。
Apparatus and method for enhancing compensation of low voltage drop regulators
The invention provides a low dropout voltage regulator, the low dropout voltage regulator comprises an error amplifier (110), (140) the dynamic bias circuit, drive circuit, feedback circuit (120) (130) and a compensation circuit (150), at the same time, the low dropout voltage regulator also includes a zero point generator (160). Due to the addition of new structure: zero point generator (160), the low dropout voltage regulator in the load is relatively large, can adjust the compensation capacitance to provide efficient compensation, at the same time providing a zero zero internal generator for low dropout regulator system, can effectively avoid the right half plane conjugate poles, so that the low dropout regulator stable work. The damping factor adjustment circuit can further optimize the stability of the system.
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種用于低壓降穩壓器補償的補償裝置和方法，尤其是一種用于增強低壓降穩壓器補償的補償裝置和方法。
技術介紹
如今低壓降穩壓器(LDO)越來越廣泛地用于各種電子設備中，而隨著低壓降穩壓器的廣泛應用，不論是在設計上，還是在工業生產中，我們對低壓降穩壓器的要求也越來越高。其中，低壓降穩壓器的穩定性至關重要，而其響應速度、負載的范圍也是一個很重要的指標。圖1所示為一個典型的低壓降穩壓器結構。圖2所示為一個典型的低壓降穩壓器電路圖。通常，最基本的低壓降穩壓器由一個誤差放大器110、驅動電路120以及反饋電路130組成。誤差放大器110的兩個輸入端分別接收一個預選設定的參考電壓和從反饋電路130接收一個反饋電壓，該差值被放大后被輸送至驅動電路120；驅動電路120通常由一個旁通元件(MPASS管)組成，它根據誤差放大器110的輸出調整輸出電流，同時為低壓降穩壓器的負載(圖中未示出)提供足夠的功率；而反饋電路130對低壓降穩壓管的輸出電壓進行分壓，給誤差放大器110提供一個可以反映當前輸出電壓的反饋電壓。一般情況下，這樣的低壓降穩壓器結構響應速度較低而且不夠穩定。為了解決這一問題，在現在的多數低壓降穩壓器中，都包括有一個連接在誤差放大器110和驅動電路120之間的動態偏置電路140。動態偏置電路的加入有效的提高了低壓降穩壓器的響應速度，但同時我們需要同時增加一個補償回路150以使該低壓降穩壓器比較穩定的工作。通常，該補償電路150由一個電容Cc 10組成(例如由GARM于1998年10月6日申請的題為《有源補償電容乘法器》的第09/167506號美國專利申請)。由于這個跨接在誤差放大器和低壓降穩壓器輸出級之間的電容產生一種米勒效應，我們也稱該電容為米勒電容。這個米勒電容的加入，可以給低壓降穩壓器提供有效的米勒補償，在系統負載比較穩定的情況下，我們可以通過系統方程，計算出該米勒電容的大小，我們通過調整米勒電容的大小，從而使低壓降穩壓器穩定的工作。然而，由于該補償電路的插入，使得低壓降穩壓器的穩定性受到了影響。實驗證明，在一定的情況下，尤其是在電容性負載范圍較大并且輸出電流較大的情況下，這樣的低壓降穩壓器結構往往是不穩定的。因此，需要一種可克服上述缺點，提供一種可負載較大范圍、能夠提供高效率補償同時工作穩定的低壓降穩壓器。
技術實現思路
為了達到上述目的，提供一種可負載較大范圍、能夠提供高效率補償同時工作穩定的低壓降穩壓器。本專利技術提供了一種低壓降穩壓器，該低壓降穩壓器包括誤差放大器、動態偏置電路、驅動電路、反饋電路以及補償回路，同時，該低壓降穩壓器還包括一個零點發生器。由于加入了新的結構零點發生器，本專利技術的低壓降穩壓器在較大的負載范圍情況下，可以有效地消除米勒電容所引起的右半平面的共軛極點，使低壓降穩壓器穩定的工作，同時提供高效率的補償。本專利技術提供了一種低壓降穩壓器，該低壓降穩壓器包括誤差放大器、動態偏置電路、驅動電路、反饋電路、補償回路以及一個零點發生器，同時，該低壓降穩壓管還包括一個阻尼因子調整電路。用于調整低壓降穩壓器系統的阻尼因子，優化低壓降穩壓器的頻率響應特性。本專利技術還提供了一種增強低壓降穩壓器補償的方法，該增強補償的方法包括步驟接收一個參考電壓；接收一個反映當前輸出電壓的反饋電壓；計算所述參考電壓和所述反饋電壓的差值并放大；對所述放大的差值進行處理，驅動和控制驅動電路；產生一個輸出電壓；利用米勒效應進行補償；以及在低壓降穩壓器中產生一個內部零點。附圖說明為了要更好地了解本專利技術的其它目的、特征及優點，應參考附圖來閱讀以下的具體實施方式，其中相同的標號代表相同的組件圖1所示為一個典型的低壓降穩壓器結構；圖2所示為一個典型的低壓降穩壓器電路圖；圖3所示為一個典型的低壓降穩壓器電路圖的頻率響應圖；圖4所示為一個的典型低壓降穩壓器結構的根軌跡圖；圖5所示為本專利技術的帶有零點發生器的一個低壓降穩壓器結構；圖6所示為本專利技術的低壓降穩壓器結構的根軌跡圖；圖7所示為本專利技術的帶有零點發生器的一個低壓降穩壓器電路圖； 圖8所示為本專利技術的低壓降穩壓器電路圖的頻率響應圖；圖9所示為本專利技術的一個帶有阻尼因子調整電路的低壓降穩壓器電路圖；具體實施方式為了能更清楚地說明本專利技術的原理，這里我們有必要研究一下造成低壓降穩壓器不穩定的原因。低壓降穩壓器為一負反饋系統，因此需要頻率補償以確保系統穩定。對于一個反饋系統來說，必須滿足三個條件，我們才認為這個系統是穩定的。首先，根據反饋系統的根軌跡理論，只要一個系統存在右半平面的極點，則這個系統是不穩定的。那么，一個穩定的低壓降穩壓器，首先其極點和零點都必須處在左半平面。其次，如果系統的開環傳遞函數沒有足夠的相位裕度，輸出也會發生振蕩。要確保系統穩定，必須維持足夠的相位裕度，通常我們認為相位裕度小于45度的系統是不穩定的。最后，要確保系統穩定，必須維持足夠的幅度余量，通常我們認為一個穩定的系統要維持小于-12dB的幅度余量。我們可利用軟件繪出完整的開環頻率響應，檢查其相位裕度和幅度余量是否足夠。而系統的極點和零點坐標也可以通過軟件模擬出來。一般低壓降穩壓器的頻率響應，如圖3所示。這是帶有動態偏置電路140和補償回路150的低壓降穩壓器的頻率響應模擬圖。我們使用圖2所示的電路對該結構進行模擬分析，其中Cc 10為30pf。從圖3中很明顯的看到，該系統存在一對右半平面的極點(71.9061k，-463.6408k)和(71.9061k，463.6408k)。顯然這樣的系統是不穩定的。為什么會出現這樣的情況呢？根據根軌跡理論，當回路形成時，左半平面的兩個極點將成對地向彼此移動從而形成一對共軛極點。在補償電容Cc 10的作用下，這對共軛極點將會繼續運動，它們的運動軌跡是不確定的，圖4所示為這對共軛極點的各種運動軌跡之中的一種，可以很明顯地看出，這對共軛極點是朝坐標軸的右半平面運動的，可以預料的是，在一定的條件下，這對共軛極點可能會穿越左半平面，從而出現右半平面的共軛極點。圖3就是一個例證。實驗證明，在電容性負載范圍較大并且輸出電流較大的情況下，容易出現右半平面的共軛極點。這對共軛極點的出現，使系統的穩定性受到了影響，為了消除這種影響，最直接的辦法就是防止這種共軛極點的出現。圖5所示為本專利技術的一個低壓降穩壓器結構，和圖1不同的是，本專利技術在此基礎上增加了一個新的裝置零點發生器160，其作用在于為低壓降穩壓器提供一個內部零點。如圖6所示，在產生一個零點之后，原來的兩個極點的運動軌跡被改變了。左邊的極點將開始向新產生的零點運動，雖然我們不能判定另外一個極點的運動情況，但很顯然，在這種情況下，兩個極點相向運動的情況不可能出現了，這樣，兩個極點自然也不可能相遇了，這就避免了共軛極點的出現，自然也避免了右半平面的共軛極點的出現。于是，加入了零點發生器160的低壓降穩壓器有效的避免了右半平面極點的出現，從而提高了系統的穩定性。作為本專利技術的一個優選實施例，圖5所示零點發生器160的一端連接在誤差放大器110的輸出端，另一端接地，實驗證明，將該零點發生器160的一端連接在動態偏置電路140的輸出端，另一端接地也可以取得不錯的效果(未示出)。實際上低壓降穩壓器的結構是多樣的，圖5所示的結構只是本專利技術的零點發生本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種低壓降穩壓器，所述低壓降穩壓器由誤差放大器、動態偏置電路、驅動電路、反饋電路以及補償回路組成，所述誤差放大器的兩個輸入端分別接收一個預選設定的參考電壓和從反饋電路接收一個反饋電壓；所述動態偏置電路的輸入端連接在誤差放大器的輸出端，而其輸出端連接在驅動電路的輸入端；所述驅動電路接收來自動態偏置電路的信號，控制輸出電壓；所述反饋電路將輸出電壓進行分壓得到一個反饋電壓，輸送至誤差放大器；所述補償回路的一端連接在低壓降穩壓管的輸出端，另一端與誤差放大器相連；其特征在于：所述低壓降穩壓器包括一個在低壓降穩壓器內部產生內部零點的零點發生器，該零點發生器的一端連接在所述誤差放大器的輸出端，另一端接地。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王偉，湯小虎，侯曉華，
申請(專利權)人：凹凸科技中國有限公司，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]
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