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专利号: 2022104852749
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2026-01-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种低功耗高瞬态响应无片外电容低压差线性稳压器,其特征在于,包括直接驱动型误差放大器,N型功率输出级、自适应阻抗瞬态增强电路和补偿电容,其中,所述直接驱动型误差放大器包括两个输入端,该两个输入端分别直接连接参考电压与所述N型功率输出级中的电阻形成的反馈电压节点,其输出端连接到N型功率调整级的控制端,根据输出电压的反馈电压与参考电压之间的电压差驱动N型功率调整级;

所述N型功率输出级,其输入端直接连接直接驱动型误差放大器的输出端,其输出端为整个线性稳压器的输出端;

所述自适应阻抗瞬态增强电路,其输入端直接连接直接驱动型误差放大器内NMOS电流镜的栅端,其输出端直接连接N型功率输出级的输出端;

所述补偿电容,其输入端直接连接N型功率输出级的电阻形成的反馈电压节点,其输出端直接连接N型功率输出级的输入端,与N型功率输出级的反馈电阻电路构成补偿网络;

所述直接驱动型误差放大器采用差分输入、推挽输出结构,推挽输出结构产生轨对轨的电压信号;

所述直接驱动型误差放大器采用改进的OTA架构,其在传统OTA架构基础上,将其电流镜改进为非线性电流镜,在二极管接法的MOS负载上并联了交叉耦合对;

所述直接驱动型误差放大器包括1个参考电压Vref,2个偏置电压Vb、Vp,8个PMOS管:M4~M7、M11~M14,5个NMOS管:M1~M3、M8、M9,其中M1构成NMOS尾电流源,M2、M3构成NMOS差分对管,M4~M7、M11、M12构成非线性电流镜,M13、M14构成交叉耦合对,当电路处于静止状态时,所有MOS管工作在饱和态,当负载发生变化时,M3的栅压发生变化,其中M4和M5将工作在线性区,实现电流镜电流传输比的非线性化,其他MOS管仍处于饱和区;

M1栅端接偏置电压Vb,M2栅端接反馈电压Vfb,M3栅端接参考电压Vref,M11、M12栅端接偏置电压Vp,M1、M8、M9源端接地端,M4-M7、M13、M14源端接直流电源阳极VDD,M1漏端与M2、M3源端相连,M2漏端与M11漏端、M4栅端、M6栅端、M14栅端相连,M3漏端与M12漏端、M5栅端、M7栅端、M13栅端相连,M4漏端与M11源端、M13漏端相连,M5漏端与M12源端、M14漏端相连,M6漏端与M8栅端、漏端相连,M7漏端与M9漏端相连;

所述N型功率输出级包括1个NMOS功率调整管M10,2个多晶硅电阻R1、R2,三者共同构成了NMOS共漏放大器,在轻载时,M10工作在亚阈值区,在重载时,M10工作在饱和区;

所述NMOS功率调整管M10的栅端为N型功率输出级的控制端或输入端,M10的漏端接直流电源阳极VDD,源端与电阻R1的上端相连,构成输出电压节点Vo,电阻R1的下端与电阻R2的上端相连,构成反馈电压节点Vfb,电阻R2的下端接地端;

补偿电容的阳极接直接驱动型误差放大器的输出端,阴极接N型功率输出级的反馈电压节点Vo。

2.根据权利要求1所述的低功耗高瞬态响应无片外电容低压差线性稳压器,其特征在于,所述自适应阻抗瞬态增强电路由NMOS泄流管M15构成,其输入接入与线性稳压器输出电压变化趋势相反的电压信号。

3.根据权利要求2所述的低功耗高瞬态响应无片外电容低压差线性稳压器,其特征在于,所述自适应阻抗瞬态增强电路具体连接关系为:NMOS泄流管M15的栅端接自适应偏置电路的输出端,M15的源端接地端,漏端接N型功率输出级的输出电压节点Vo,其中,自适应偏置电路由所述直接驱动型误差放大器中的M4、M6、M8、M11构成。

4.根据权利要求1所述的低功耗高瞬态响应无片外电容低压差线性稳压器,其特征在于,所述补偿电容基于密勒补偿的原理。