【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電源管理芯片，尤其涉及一種提高負載瞬態響應速度的ldo電路和方法。
技術介紹
1、請參閱圖2，圖2所示為現有技術中的一種有效提高瞬態響應速度的方法。如圖2所示，通過采樣輸出負載電流反饋到第一級放大器的尾電流，控制第二級放大管的柵，提高瞬態響應速度和芯片輸出的穩定性。包括：nmos管、pmos管和電阻組成運算放大器和輸出分壓電路，通過采樣輸出負載電流反饋到第一級放大器的尾電流，再控制第二級放大管的柵，提高瞬態響應速度。包括第一pmos管mp1、第二pmos管mp2、第三pmos管mp3、第四pmos管mp4和第五pmos管mp5的源極連接電源電壓vdd，第三nmos管mn3、第四nmos管mn4、第五nmos管mn5接地?端gnd，第三電阻r3、第四電阻r4提供反饋電壓vfb輸入到第一nmos管mn1的柵極，第三nmos管mn3接基準電壓vbias，第五pmos管mp5漏極和第第二電阻r2之間為電壓輸出端vout，其中，至少包括：由第一nmos管mn1、第二nmos管mn2、第三nmos管mn3、第一pmos管mp1、第二pmos管mp2構成第一部分，為運算放大器電路；以及，由第五pmos管mp5、第三電阻r3、第四電阻r4構成第三部分，構成第二級放大和輸出電壓分壓電路。
2、在上述方案基礎上，電路第一部part1中，由第一pmos管mp1、第二pmos管mp2、第一nmos管mn1、第二nmos管mn2、第三nmos管mn3構成運算放大器，作為低壓差線性穩壓器環路的第一級放大器，vbg和vbias為標準
3、一般情況下，對靜態功耗要求不高的情況下，第一部分part1和第三部分part3再加上一些補償足夠可以輸出一個穩定的輸出電壓，但是，對靜態電流要求比較高的時候，第一級放大器尾電流比較小時，增益較小，輸出到功率管第五pmos管mp5的柵上，如果輸出沒有大電容時，就會出現輸出電壓跳變較大的情況。
4、在上述方案基礎上，由第四nmos管mn4、第五nmos管mn5、第三pmos管mp3、第四pmos管mp4、第一電阻r1、第二電阻r2構成第二部分，作為輸出負載電流采樣電路，其中，第三pmos管mp3為采樣管，第一電阻r1和第四pmos管mp4起到輔助采樣的作用，第二電阻r2起到保護第四pmos管mp4柵，防止其因接pad而被擊穿的作用，第四nmos管mn4和第五nmos管mn5為電流鏡，負責將采樣電流反饋給運算放大器，當輸出輕載/重載突變時，采樣管第三pmos管mp3采樣輸出電流，通過電流鏡第四nmos管mn4和第五nmos管mn5反饋到第一級放大器。
5、針對傳統低壓差線性穩壓器輸出輕載、重載快速切換時輸出不穩定，輸出過充和下沖跳變嚴重的缺點，提出了一種提高瞬態響應速度的方法，電路中通過采樣輸出負載電流反饋到第一級放大器的尾電流，控制第二級放大管第五pmos管mp5的柵，提高瞬態響應速度，?有效提高了芯片輸出的穩定性。
6、先前技術的優劣：
7、1：先前技術確實能夠改善一部分響應速度，但是當重載切換到輕載的時候，采樣電流極小，對輸出過沖的改善有限。
8、2：僅由所述運算放大器一種方式去改善vout的突變，并且放大器還只有兩級，增益是有限的，改善能力也是有限的。
技術實現思路
1、鑒于目前電源管理芯片
存在的上述不足，本專利技術提供一種提高負載瞬態響應速度的ldo電路和方法，包括放大器、內部電路、輸入端和輸出端，并設置有輸入電壓、第一基準電壓、第二基準電壓和輸出電壓，所述放大器與內部電路連入輸入端與輸出端，輸入端接入輸入電壓，輸出端接外部負載，其特征在于，還包括連接在所述放大器之間的第一增速模塊和連接在放大器及內部電路之間的第二增速模塊；在外部負載發生切換時，通過所述放大器與第一增速模塊共同輸出信號至內部電路來控制輸出電壓以應對電壓下沖，或通過所述放大器與第一增速模塊及第二增速模塊共同輸出信號至內部電路來控制輸出電壓以應對電壓過充，提高瞬態響應能力。
2、為達到上述目的，本專利技術的實施例采用如下技術方案：
3、一種提高負載瞬態響應速度的ldo電路，包括放大器、內部電路、輸入端和輸出端，并設置有輸入電壓、第一基準電壓、第二基準電壓和輸出電壓，所述放大器與內部電路連入輸入端與輸出端，輸入端接入輸入電壓，輸出端接外部負載；還包括連接在所述放大器之間的第一增速模塊和連接在放大器及內部電路之間的第二增速模塊；在外部負載發生切換時，通過所述放大器與第一增速模塊共同輸出信號至內部電路來控制輸出電壓以應對電壓下沖，或通過所述放大器與第一增速模塊及第二增速模塊共同輸出信號至內部電路來控制輸出電壓以應對電壓過充。
4、依照本專利技術的一個方面，所述放大器分為第一級放大器、第二級放大器和第三級放大器，所述內部電路包括第一分壓采樣電阻、第二分壓采樣電阻和第二電壓控制電流源，所述第一增速模塊連接于所述第一級放大器與第二級放大器之間，所述第二增速模塊連接于所述第二級放大器的輸出端。
5、依照本專利技術的一個方面，所述第一級放大器為五管放大器，所述五管放大器由輸入電壓供電，包括第一pmos管、第二pmos管、第一nmos管、第二nmos管和電流源；所述第一nmos管的柵極接入第一基準電壓，源極接入所述電流源和第二nmos管的源極，漏極接入所述第一pmos管的漏極；所述電流源的另一端接地；所述第二nmos管的柵極接入反饋電壓，漏極接入所述第二pmos管的漏極并輸出第一電壓信號；所述第一pmos管的柵極漏極互連，柵極接入所述第二pmos管的柵極，源極接入輸入電壓；所述第二pmos管的源極接入輸入電壓；所述五管放大器基于第一基準電壓和反饋電壓輸出第一電壓信號至所述第一增速模塊和第二級放大器。
6、依照本專利技術的一個方面，所述第二級放大器包括第三pmos管和第一電壓控制電流源，所述第三pmos管的柵極接入第一電壓信號，源極接入輸入電壓，漏極接入所述第一電壓控制電流源的輸出端正端與第三級放大器和第二增速模塊，所述第一電壓控制電流源的輸出端負端接地；所述第三級放大器包括第四pmos管，所述第四pmos管的柵極接入所述第三pmos管的漏極，源極接入輸入電壓，漏極接所述第一分壓采樣電阻與輸出電壓。
7、依照本專利技術的一個方面，所述放大器、第一采樣分壓電阻和第二采樣分壓電阻所構成的環路組成負反饋環路，所述第一分壓采樣電阻的另一端連接所述第二分壓采樣電阻的一端并接出反饋電壓信號；所述第二分壓采樣電阻的另一端接地；所述負反饋環路使得第一基準電壓和反饋電壓一致，再通過第一采樣分壓電阻和第二采樣分壓電阻設置輸出電壓，所述輸出電壓為：。
8、依照本專利技術的一個方面，所述第一增速模塊由輸入電壓供電，基于所述第一電壓信號，輸出第二電壓信號至所述第一電壓控制電流源并控制其電流；所述第二級本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種提高負載瞬態響應速度的LDO電路，包括放大器、內部電路、輸入端和輸出端，并設置有輸入電壓、第一基準電壓、第二基準電壓和輸出電壓，所述放大器與內部電路連入輸入端與輸出端，輸入端接入輸入電壓，輸出端接外部負載，其特征在于，還包括連接在所述放大器之間的第一增速模塊和連接在放大器及內部電路之間的第二增速模塊；在外部負載發生切換時，通過所述放大器與第一增速模塊共同輸出信號至內部電路來控制輸出電壓以應對電壓下沖，或通過所述放大器與第一增速模塊及第二增速模塊共同輸出信號至內部電路來控制輸出電壓以應對電壓過充。
2.根據權利要求1所述的一種提高負載瞬態響應速度的LDO電路，其特征在于，所述放大器分為第一級放大器、第二級放大器和第三級放大器，所述內部電路包括第一分壓采樣電阻、第二分壓采樣電阻和第二電壓控制電流源，所述第一增速模塊連接于所述第一級放大器與第二級放大器之間，所述第二增速模塊連接于所述第二級放大器的輸出端。
3.根據權利要求2所述的一種提高負載瞬態響應速度的LDO電路，其特征在于，所述第一級放大器為五管放大器，所述五管放大器由輸入電壓供電，包括第一PMOS
4.根據權利要求3所述的一種提高負載瞬態響應速度的LDO電路，其特征在于，所述第二級放大器包括第三PMOS管和第一電壓控制電流源，所述第三PMOS管的柵極接入第一電壓信號，源極接入輸入電壓，漏極接入所述第一電壓控制電流源的輸出端正端與第三級放大器和第二增速模塊，所述第一電壓控制電流源的輸出端負端接地；所述第三級放大器包括第四PMOS管，所述第四PMOS管的柵極接入所述第三PMOS管的漏極，源極接入輸入電壓，漏極接所述第一分壓采樣電阻與輸出電壓。
5.根據權利要求4所述的一種提高負載瞬態響應速度的LDO電路，其特征在于，所述放大器、第一采樣分壓電阻和第二采樣分壓電阻所構成的環路組成負反饋環路，所述第一分壓采樣電阻的另一端連接所述第二分壓采樣電阻的一端并接出反饋電壓信號；所述第二分壓采樣電阻的另一端接地；所述負反饋環路使得第一基準電壓和反饋電壓一致，再通過第一采樣分壓電阻和第二采樣分壓電阻設置輸出電壓，所述輸出電壓為：。
6.根據權利要求4所述的一種提高負載瞬態響應速度的LDO電路，其特征在于，所述第一增速模塊由輸入電壓供電，基于所述第一電壓信號，輸出第二電壓信號至所述第一電壓控制電流源并控制其電流；所述第二級放大器由輸入電壓供電，基于所述第一電壓信號與第二電壓信號，輸出驅動電壓至第三級放大器和第二增速模塊。
7.根據權利要求6所述的一種提高負載瞬態響應速度的LDO電路，其特征在于，所述第三級放大器由輸入電壓供電，基于所述驅動電壓，控制輸出電壓；所述第二增速模塊基于驅動電壓和第二基準電壓，輸出第三電壓信號至第二電壓控制電流源，并控制所述第二電壓控制電流源對輸出電壓的放電。
8.一種提高負載瞬態響應速度的方法，基于權利要求1至7中任意一項所述的LDO電路實現，其特征在于，所述方法包括以下步驟：在外部負載發生切換時，通過所述放大器與第一增速模塊共同輸出信號至內部電路來控制輸出電壓以應對電壓下沖，或通過所述放大器與第一增速模塊及第二增速模塊共同輸出信號至內部電路來控制輸出電壓以應對電壓過充。
9.根據權利要求8所述的一種提高負載瞬態響應速度的方法，其特征在于，所述通過所述放大器與第一增速模塊共同輸出信號至內部電路來控制輸出電壓以應對電壓下沖包括：所述放大器包括第一電壓控制電流源，所述放大器輸出第一電壓信號和驅動電壓，所述第一增速模塊基于第一電壓信號輸出第二電壓信號，當所述第一電壓信號增強時，所述第一電壓控制電流源的電流基于第二電壓信號減小，則所述第一增速模塊加速驅動電壓上升的速度；當所述第一電壓信號減弱時，所述第一電壓控制電流源的電流基于第二電壓信號增加，則所述第一增速模塊加速驅動電壓下降的速度。
10.根據權利要求8所述的一種提高負載瞬態響應速度的方法，其特征在于，所述通過所述放大器與第一增速模塊及第二增速模塊共同輸出信號至內部電路來控制輸出電壓以應對電壓過充包括：所述放大...
【技術特征摘要】
1.一種提高負載瞬態響應速度的ldo電路，包括放大器、內部電路、輸入端和輸出端，并設置有輸入電壓、第一基準電壓、第二基準電壓和輸出電壓，所述放大器與內部電路連入輸入端與輸出端，輸入端接入輸入電壓，輸出端接外部負載，其特征在于，還包括連接在所述放大器之間的第一增速模塊和連接在放大器及內部電路之間的第二增速模塊；在外部負載發生切換時，通過所述放大器與第一增速模塊共同輸出信號至內部電路來控制輸出電壓以應對電壓下沖，或通過所述放大器與第一增速模塊及第二增速模塊共同輸出信號至內部電路來控制輸出電壓以應對電壓過充。
2.根據權利要求1所述的一種提高負載瞬態響應速度的ldo電路，其特征在于，所述放大器分為第一級放大器、第二級放大器和第三級放大器，所述內部電路包括第一分壓采樣電阻、第二分壓采樣電阻和第二電壓控制電流源，所述第一增速模塊連接于所述第一級放大器與第二級放大器之間，所述第二增速模塊連接于所述第二級放大器的輸出端。
3.根據權利要求2所述的一種提高負載瞬態響應速度的ldo電路，其特征在于，所述第一級放大器為五管放大器，所述五管放大器由輸入電壓供電，包括第一pmos管、第二pmos管、第一nmos管、第二nmos管和電流源；所述第一nmos管的柵極接入第一基準電壓，源極接入所述電流源和第二nmos管的源極，漏極接入所述第一pmos管的漏極；所述電流源的另一端接地；所述第二nmos管的柵極接入反饋電壓，漏極接入所述第二pmos管的漏極并輸出第一電壓信號；所述第一pmos管的柵極漏極互連，柵極接入所述第二pmos管的柵極，源極接入輸入電壓；所述第二pmos管的源極接入輸入電壓；所述五管放大器基于第一基準電壓和反饋電壓輸出第一電壓信號至所述第一增速模塊和第二級放大器。
4.根據權利要求3所述的一種提高負載瞬態響應速度的ldo電路，其特征在于，所述第二級放大器包括第三pmos管和第一電壓控制電流源，所述第三pmos管的柵極接入第一電壓信號，源極接入輸入電壓，漏極接入所述第一電壓控制電流源的輸出端正端與第三級放大器和第二增速模塊，所述第一電壓控制電流源的輸出端負端接地；所述第三級放大器包括第四pmos管，所述第四pmos管的柵極接入所述第三pmos管的漏極，源極接入輸入電壓，漏極接所述第一分壓采樣電阻與輸出電壓。
5.根據權利要求4所述的一種提高負載瞬態響應速度的ldo電路，其特征在于，所述放大器、第一采樣分壓電阻和第二采樣分壓電阻所構成的環路組成負反饋環路，所述第一分壓采樣電阻的另一端連接所述第二分壓采樣電阻的一端并接出反饋電壓信號；所述第二分壓采樣電阻的另一端接地；所述負反饋環路使得第一基準電壓和...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣永恒，蔣麗，趙天臨，陳凌云，
申請(專利權)人：上海裕芯電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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