带有补偿电路的低压差稳压器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种带有补偿电路的低压差稳压器。
【背景技术】
[0002] 低压差稳压器（Low DropOut Regulators，LDO)是电子电路中不可缺少的一种电 源变换器，利用无源器件（如电阻）作为反馈部件，通过设置不同的反馈系数维持输出电压 稳定的一种电源变换器。
[0003] 现有技术中，LDO的基本结构如图1所示，通常由调整管M0、误差放大器100、反馈 部件Rl和R2、补偿电路200、基准电压源300以及各种保护电路400等构成。
[0004] 其中，补偿电路200的作用是保持系统稳定工作，一般使用弥勒原理进行补偿。目 前对补偿电路200有多种实现方式，但各有缺点，比如补偿后带宽太小，导致系统响应速度 慢；或者所需的补偿电容的面积太大；或者补偿导致LDO的电源抑制比（PSR)减小等。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的在于，提出一种带有补偿电路的低压差稳压器的结构，其使用 很小的电容面积即可解决负载电容或负载电流大范围变化引起的稳定性问题，且其响应速 度更快。
[0006] 为此，本实用新型提供了一种带有补偿电路的低压差稳压器，包括：误差放大器； 以及依次串联连接在电源与地之间的调整管、第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述调整管 的源极与所述第一反馈电阻之间形成输出节点，所述调整管的栅极连接到所述误差放大器 的输出端，其特征在于，还包括：补偿电容，其连接在所述误差放大器的反向输入端与输出 端之间；补偿电阻，其连接在所述误差放大器的反向输入端与第一节点之间，所述第一节 点为所述第一和第二反馈电阻之间形成的连接节点，其中，所述补偿电阻的阻值为所述第 一反馈电阻的阻值的m倍，其中5 < m < 10,且为所述第二反馈电阻的阻值的η倍，其中 5 < η < 10〇
[0007] 本实用新型还提供了一种带有补偿电路的低压差稳压器，包括：误差放大器；以 及依次串联连接在电源与地之间的调整管、第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述调整管的 源极与所述第一反馈电阻之间形成输出节点，所述调整管的栅极连接到所述误差放大器的 输出端，其特征在于，还包括：MOS管，其栅极连接到所述误差放大器的输出端，其源极和漏 极短接后连接到所述误差放大器的反向输入端；补偿电阻，其连接在所述误差放大器的反 向输入端与第一节点之间，所述第一节点为所述第一和第二反馈电阻之间形成的连接节 点，其中，所述补偿电阻的阻值为所述第一反馈电阻的阻值的m倍，其中5 < m < 10,且为所 述第二反馈电阻的阻值的η倍，其中5 < η < 10。
[0008] 进一步地，还包括反馈电容，其连接在所述误差放大器的反向输入端与所述输出 节点之间。
[0009] 本实用新型还提供了一种带有补偿电路的低压差稳压器，包括：误差放大器；以 及依次串联连接在电源与地之间的调整管、第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述调整管的 源极与所述第一反馈电阻之间形成输出节点，所述调整管的栅极连接到所述误差放大器的 输出端，其特征在于，还包括：补偿电容，其连接在所述误差放大器的反向输入端与输出端 之间；反馈电容，其连接在所述误差放大器的反向输入端与所述输出节点之间。
[0010] 本实用新型的带有补偿电路的低压差稳压器，使用很小的电容面积就能够保证低 压差稳压器的稳定，即使低压差稳压器的负载电容大范围地变化、输出电流大范围地变化， 低压差稳压器的稳定性也能保证。并且，本实用新型的补偿方案与现有的补偿方案相比，其 响应速度更快。
【附图说明】
[0011]图1为现有技术的带有补偿电路的低压差稳压器的结构示意图；
[0012] 图2为本实用新型的带有补偿电路的低压差稳压器的第一实施方式的示意图；
[0013] 图3为本实用新型的带有补偿电路的低压差稳压器的第二实施方式的示意图；
[0014] 图4为本实用新型的带有补偿电路的低压差稳压器的第三实施方式的示意图；
[0015] 图5为本实用新型的带有补偿电路的低压差稳压器的主要零点和极点位置示意 图；
[0016] 图6为本实用新型的带有补偿电路的低压差稳压器的误差放大器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的带有补偿电路的低压差稳压器作 进一步的详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
[0018] 参照图2,为本实用新型的第一实施方式的结构示意图。本实用新型的带有补偿电 路的低压差稳压器，包括误差放大器100,以及依次串联连接在电源与地之间的调整管M0、 第一反馈电阻Rl和第二反馈电阻R2,调整管MO的源极与第一反馈电阻Rl之间形成输出节 点N3 (该点电压为VOUT)，调整管MO的栅极连接到误差放大器100的输出端。该电路还包 括：补偿电容Cl，其连接在误差放大器100的反向输入端与输出端之间；补偿电阻R3,其连 接在误差放大器100的反向输入端与第一节点Nl之间。
[0019] 其中，补偿电阻R3的阻值远远大于第一反馈电阻Rl和第二反馈电阻R2的阻值， 即，补偿电阻R3的阻值为第一反馈电阻Rl的阻值的m倍，且为第二反馈电阻R2的阻值的 η倍。其中，m和η的值根据应用环境（例如，输出的电流大小、负载电容的情况、要求的响 应速度等）来设定，其取值越大，系统环路越稳定，但同时其响应速度也越慢。一般地，m和 η可以取值为5?10, S卩，补偿电阻R3的阻值为Rl和R2的5?10倍。
[0020] 本实用新型的带有补偿电路的低压差稳压器中，误差放大器100连接成负反馈形 式，由虚短虚断原理可知，第二节点Ν2 (即误差放大器100的反向输入端）的电位与第一节 点Nl (即第一反馈电阻Rl和第二反馈电阻R2之间形成的连接节点）的电位相同。因此， 调整第一反馈电阻Rl和第二反馈电阻R2的比例，就可以设置输出电压VOUT。当VOUT设置 到目标值后，整个低压差稳压器的直流工作点就确定了下来。
[0021] 补偿电容Cl连接在误差放大器100的反向输入端与输出端之间，所以补偿电容Cl 等效到误差放大器100的输出端时会增大A倍（A为误差放大器100的增益，通常为1000 以上）。由于补偿电阻R3的阻值远远大于第一反馈电阻Rl和第二反馈电阻R2的阻值，因 此第二节点N2到地的阻值约等于补偿电阻R3的阻值。
[0022] 如此，被放大后的补偿电容Cl与补偿电阻R3在第二节点N2处形成了系统的主极 点Pl。而系统的非主极点P2在输出节点N3处，其大小由负载电容CL及负载电流决定。同 时，补偿电容Cl在输出通路上与补偿电阻R3串联连接，形成了一个左半平面的零点zl，该 零点zl正好用来改善该低压差稳压器系统的相位特性。如此，该低压差稳压器系统的环路 主要由两个极点pl、P2以及一个零点zl确定，如图5所示。其中，各零极点的频率可用如 下公式表示：
【主权项】
1. 一种带有补偿电路的低压差稳压器，包括： 误差放大器；以及 依次串联连接在电源与地之间的调整管、第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述调整管 的源极与所述第一反馈电阻之间形成输出节点，所述调整管的栅极连接到所述误差放大器 的输出端，其特征在于，还包括： 补偿电容，其连接在所述误差放大器的反向输入端与输出端之间； 补偿电阻，其连接在所述误差放大器的反向输入端与第一节点之间，所述第一节点为 所述第一和第二反馈电阻之间形成的连接节点，其中， 所述补偿电阻的阻值为所述第一反馈电阻的阻值的m倍，其中5 10,且为所述第 二反馈电阻的阻值的n倍，其中5彡n彡10。
2. -种带有补偿电路的低压差稳压器，包括： 误差放大器；以及 依次串联连接在电源与地之间的调整管、第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述调整管 的源极与所述第一反馈电阻之间形成输出节点，所述调整管的栅极连接到所述误差放大器 的输出端，其特征在于，还包括： MOS管，其栅极连接到所述误差放大器的输出端，其源极和漏极短接后连接到所述误差 放大器的反向输入端； 补偿电阻，其连接在所述误差放大器的反向输入端与第一节点之间，所述第一节点为 所述第一和第二反馈电阻之间形成的连接节点，其中， 所述补偿电阻的阻值为所述第一反馈电阻的阻值的m倍，其中5 10,且为所述第 二反馈电阻的阻值的n倍，其中5彡n彡10。
3. 根据权利要求1或2所述的带有补偿电路的低压差稳压器，其特征在于，还包括反馈 电容，其连接在所述误差放大器的反向输入端与所述输出节点之间。
4. 一种带有补偿电路的低压差稳压器，包括： 误差放大器；以及 依次串联连接在电源与地之间的调整管、第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述调整管 的源极与所述第一反馈电阻之间形成输出节点，所述调整管的栅极连接到所述误差放大器 的输出端，其特征在于，还包括： 补偿电容，其连接在所述误差放大器的反向输入端与输出端之间； 反馈电容，其连接在所述误差放大器的反向输入端与所述输出节点之间。
【专利摘要】本实用新型涉及一种带有补偿电路的低压差稳压器，包括误差放大器以及依次串联连接在电源与地之间的调整管、第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述调整管的源极与所述第一反馈电阻之间形成输出节点，所述调整管的栅极连接到所述误差放大器的输出端，还包括补偿电容，其连接在所述误差放大器的反向输入端与输出端之间；补偿电阻，其连接在所述误差放大器的反向输入端与第一节点之间，所述第一节点为所述第一和第二反馈电阻之间形成的连接节点。其使用很小的电容面积即可解决负载电容或负载电流大范围变化引起的稳定性问题，且其响应速度更快。
【IPC分类】G05F1-613
【公开号】CN204314766
【申请号】CN201420869535
【发明人】孙彪, 常祥岭
【申请人】上海贝岭股份有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月26日