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一种低功耗且快速瞬态响应的数控LDO电路

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-31 15:13:24

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 叶青儿 | 2023-10-31 15:13:24

本发明涉及一种低功耗且快速瞬态响应的数控LDO电路,包括:数控逻辑电路用于控制LDO电路时序,令LDO电路启动时瞬态响应快,稳定时功耗低;第一运算放大器只在启动时工作,功耗大且压摆率高;第二运算放大器只在稳定时工作,共源极放大器分别与第一运算放大器、第二运算放大器成两级放大器,使参考电压与反馈电压精确相等;频率补偿网络用于调整电路的零极点位置;低功耗偏置电路用于输出数控信号和微瓦量级的偏置信号;功率管电路采用源极跟随器结构并引入前馈电容,提高了瞬态响应速度;限流保护电路提高了可靠性;分压电阻提供反馈电压。此电路功耗低的同时,还具有瞬态响应快的特点。

本发明的低功耗且快速瞬态响应的数控LDO电路,在启动阶段具有瞬态响应快,稳定时功耗低的特点,低功耗偏置电路保证了LDO电路的整体功率消耗低,功率管电路引入的前馈电容与限流保护电路相配合,进一步提高了电路的瞬态响应速度。

目前,芯片上的低功耗LDO集成电路功耗可以做到1μW量级。通常,LDO电路是三阶以上的电路,需要进行频率补偿来达到稳定性的要求。频率补偿电路需引入补偿电容,一般而言,电路的稳定性越好,则需要引入的电容就会更大。而对于功耗只有1μW量级的低功耗LDO电路来说,其也只能提供1μA量级的静态电流。如此小的电流对相对较大的补偿电容进行充放电荷需要较长的时间,因此电路的瞬态响应会很慢。另一方面,1μA量级的LDO静态电流需要对功率管栅极的pF量级电容进行充放电荷,进一步降低了电路的瞬态响应。因此,研发一种低功耗且快速瞬态响应的数控LDO电路,旨在解决上述存在的问题。

“高新技术发展与战略管理”团队是以王宏起教授为带头人发展起来的黑龙江省高校哲学社会科学首批创新团队,现有教授5人、副教授5人、讲师3人。团队积极与黑龙江省科技厅等政府部门合作,为黑龙江省科技创新管理提供了一系列科技管理咨询服务,现已成为黑龙江省双一流学科、特色优势学科、黑龙江省“优秀”重点学科“管理科学与工程”学科及其博士点和博士后站的牵头方向。

本发明在第二使能信号EN从低电平变成高电平时,LDO电路开始工作,一控制信号ENB在第二使能信号EN的上升沿经历一个反相器延时后,从高电平信号变成一个低电平信号。此时,低功耗偏置电路8的启动电路801中的PMOS开关管导通、NMOS开关管关闭,启动电路801开始工作。限流保护电路6中的NMOS开关管关闭,限流保护电路处于待工作状态。

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