一種時鐘頻率控制開關的低壓差線性穩壓器
發布時間:2019-07-12 11:34:18來源:
隨著便攜式電子設備、筆記本電腦、通訊以及汽車電子的產量大幅度增長,越來越多的產品使用電池作為能源。由于電池的電壓隨使用時間和條件發生變動以及便攜式電子設備系統中對多電壓的要求,電源管理應運而生。電源管理一般分為三大類:低壓差線荷泵(chargepump),開關穩壓器(switchingregulator)。LDO具有外部引腳少,低輸入輸出噪聲,成本低等優點,在2006年市場銷售量中占57%,預計在未來5年中,低壓差線性穩壓器(LDO)仍是轉換器/穩壓器1C領域中比較大的一部分時鐘頻率開關的低壓差線性穩壓器由頻率控制電源開關電路和帶使能的LD0兩部分組成。頻率控制電源開關電路監控ADC的時鐘頻率,當時鐘頻率小于休眠頻率時對LD0發出休眠信號,使整個ADC休眠。這樣使得ADC在不增加引腳數量的前提下,增加了休眠功能,同時也簡化了芯片控制和互聯。
本文第2章詳細介紹帶使能的LD0結構以及各部分的電路設計,第3章研究如何使用電荷泵監控時2帶使能的低壓差線性穩壓器設計低壓差線性穩壓器基本結構由電壓、誤差放大器、旁路元件和反饋網絡四大部分組成。在基本結構基礎上對LDO增加使能功能。
管(Zenerdiode)。在CMOS工藝中,一般使用帶隙電壓源產生電壓。反饋網絡一般采用電阻分壓的形式,將輸出電壓通過電阻分壓,與電壓進行比較。當電壓及額定輸出電壓確定后,兩個電阻的比值就確定了。
有五種基本結構可以作為旁路元件,他們分別是NPNDarlington、NPN發射極跟隨、共射極橫向PNP、NM0S源跟隨和共源極PM0S.根據工藝條件和對LD0性能的要求選擇拓撲結構。使用PM0S和PNP結構可以構成低壓差電路,壓差大約為0.1V和04V.而其他的三種結構的壓差比較低約為0.8V到1.2V.在低電壓電池電源的應用中,PM0S結構比PNP結構具有低壓差和低工作電流(groundcurrent)的優點。這兩個優點使得采用PM0S結構的LD0能夠延長電池的使用壽命121.誤差放大器的設計主要從輸出阻抗、增益、帶寬、輸出壓擺率、輸出電壓擺幅和靜態電流等方面考慮。
誤差放大器可由單級運放也可由多級運放組成。總的來說,運放的設計中需要保持較小的靜態電流以提高效率,然而較小的靜態電流限制了運放的帶寬和壓擺率。所以我們需要在性能和功耗中權衡來設計運放。
提供,有效時與VDD聯通,無效時懸空,并非高電壓和低電壓的關系。LD0不工作時,EN斷開,麗供電,電壓比電源電壓VDD略低。此時誤差放大器無電流,旁路元件PMOS關閉。由于誤差放大器結構,誤差放大器的輸出電壓為較高電壓時,電流會從誤差放大器輸出流向誤差放大器的電源,所以加入一個f輸門,在LD0不工作時阻斷誤差放大器的輸出和麗。
當LD0正常工作時,誤差放大器由EN供電,傳輸門打開,I瓦懸空,旁路元件PM0S電流由誤差放大器輸出決定。
2.1誤差放大器誤差放大器的設計關系到整個LD0的性能和穩定,所以設計誤差放大器之前需要對整個LD0系統進行頻率響應分析。
負載下的系統模型見。其中包括了決定系統穩定性的幾個內在要素:誤差放大器、旁路元件、反饋電阻、輸出電流和相聯系的阻抗、輸出電容和相聯系為了分析的需要,反饋環路在A點打開,令Z是在V,ul看到的阻抗,旁路電容,扎是從V%,看回穩壓器的電阻。
其中R,是旁路元件的輸出阻抗。負載隊的輸出電路通常忽略,因為它比R、大的多。如果假設C,比Cb大,則Z可以近似為華斯亮,劉巖,王東輝,等。一種用于A/D轉換器的低電壓CMOS帶隙電壓基準源。微電子學與計算機。