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文檔簡介
1、在便攜式設(shè)備的電源管理領(lǐng)域,需要片上電源轉(zhuǎn)換器來應(yīng)對(duì)不同的供電要求,而低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO,low-dropout voltage linear regulator)利用低壓差、低噪聲等綜合優(yōu)勢在電源轉(zhuǎn)換器中脫穎而出,并逐漸成為一種成熟的技術(shù)。本文設(shè)計(jì)的LDO穩(wěn)壓器應(yīng)用于筆記本智能電池管理芯片,鋰離子電池的電量會(huì)隨著使用時(shí)間而顯著降低,需要片上LDO線性穩(wěn)壓器在鋰離子電池從4.5到28V寬輸入范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)能輸出精確的1.8V,并滿足
2、1mA-20mA負(fù)載電流范圍內(nèi)的電源穩(wěn)定。
本文首先介紹了LDO線性穩(wěn)壓器的發(fā)展概況、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及工作原理,并針對(duì)穩(wěn)壓器的負(fù)反饋環(huán)路進(jìn)行頻率穩(wěn)定性分析、直流特性以及瞬態(tài)響應(yīng)分析,在考慮穩(wěn)壓器各模塊設(shè)計(jì)要求和參數(shù)折衷關(guān)系后,設(shè)計(jì)了一款將4.5~28V高電源電壓轉(zhuǎn)換為1.8V的LDO線性穩(wěn)壓器。其次,為了降低高壓管設(shè)計(jì)帶來的功耗和版圖面積的問題,采用預(yù)穩(wěn)壓電路將輸入高壓降為粗略的3.3V作為內(nèi)部低壓模塊的供電電壓,由于預(yù)穩(wěn)壓LDO
3、的主極點(diǎn)在穩(wěn)壓電路的內(nèi)部產(chǎn)生,因此采用密勒補(bǔ)償?shù)姆椒纯纱_保預(yù)穩(wěn)壓LDO的穩(wěn)定性。最后在3.3~1.8V核心LDO的設(shè)計(jì)中,為了確保1mA~20mA負(fù)載電流變化范圍內(nèi)的穩(wěn)定性,電路中采用了片外2.1uF電容確定主極點(diǎn)的位置,并利用電壓緩沖級(jí)隔離前級(jí)放大級(jí)的高輸出阻抗和調(diào)整管柵極電容以避免低頻極點(diǎn)的產(chǎn)生,在差分輸入級(jí)之后加入RC補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò),利用附加零點(diǎn)來提高兩個(gè)低頻極點(diǎn)引起的相位損失,在單位增益頻率之外,利用相位超前補(bǔ)償和ESR補(bǔ)償頻率補(bǔ)償
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