一种适用于MCU的LDO线性稳压器的制作方法

一种适用于mcu的ldo线性稳压器
技术领域
1.本实用新型涉及线性稳压器技术领域，特别涉及一种适用于mcu的ldo线性稳压器。


背景技术：

2.传统的ldo线性稳压器通常由两级误差放大器、功率输出级和负反馈回路组成。然而，由于输出电压的稳定性和精确性是许多领域应用中最关键的因素，传统设计效率低下。为了获得快速的瞬态响应和精确的输出电压，常见的ldo会采用级联或共栅技术的高增益放大器，这往往容易导致稳定性问题。此外，由于固有三极的出现，负载电流的变化也会影响稳定性；常见的作法是采用频率补偿技术加片外电容来保证稳定性，但是这种设计存在的缺点是片外电容的esd(等效串联电阻)会受各种条件影响发生偏移，从而导致稳定性稳定或增加客户设计难度，且增加了pcb(印刷电路板)的面积。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种可以实现稳定性与片外电容的esr电阻值脱钩的适用于mcu的ldo线性稳压器。
4.实现本实用新型目的的技术方案是：一种适用于mcu的ldo线性稳压器，具有开关管m
pass
、级联放大器a
op1
和a
op2
；所述级联放大器a
op1
、a
op2
和开关管m
pass
依次串联，且均与输出端子v
dd_in
相连；所述级联放大器a
op1
的正极输入端和开关管m
pass
的集电极之间通过反馈分压电阻r
f1
相连；所述反馈分压电阻r
f1
与级联放大器a
op
1的公共端通过反馈分压电阻r
f2
接地；所述开关管m
pass
的集电极与输出端子v
dd_out
相连，同时通过电阻r
l
接地；所述级联放大器a
op1
和a
op2
的连接公共端与开关管m
pass
的集电极与反馈分压电阻r
f1
的连接公共端之间连接有前馈电路。
5.上述技术方案所述前馈电路包括前馈补偿电容c
m1
和前馈放大器a
opf
；所述前馈补偿电容c
m1
和前馈放大器a
opf
并联设置。
6.上述技术方案所述反馈分压电阻r
f1
与级联放大器a
op
1的公共端通过电容c
l
接地。
7.采用上述技术方案后，本实用新型具有以下积极的效果：
8.(1)本实用新型通过增加图中所示a
opf
的前馈电路，从而实现稳定性与片外电容的esr电阻值脱钩。
9.(2)本实用新型通过设置合适的前馈放大器增益和补偿电容c
m1
,该函数就会在任意的负载电容等效阻抗(esr)下保持获得超过60
°
的相位裕度，也就是说系统保持环路稳定。
10.(3)本实用新型的ldo的环路稳定性不再和负载电容的等效阻抗相关，简化了客户应用中的ldo选型，让产品的性能更加稳定。
附图说明
11.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
12.图1为传统ldo的结构示意图；
13.图2为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
14.(实施例1)
15.见图2，本实用新型具有开关管m
pass
、级联放大器a
op1
和a
op2
；所述级联放大器a
op1
、a
op2
和开关管m
pass
依次串联，且均与输出端子v
dd_in
相连；所述级联放大器a
op1
的正极输入端和开关管m
pass
的集电极之间通过反馈分压电阻r
f1
相连；所述反馈分压电阻r
f1
与级联放大器a
op
1的公共端通过反馈分压电阻r
f2
接地；所述开关管m
pass
的集电极与输出端子v
dd_out
相连，同时通过电阻r
l
接地；所述级联放大器a
op1
和a
op2
的连接公共端与开关管m
pass
的集电极与反馈分压电阻r
f1
的连接公共端之间连接有前馈电路。前馈电路包括前馈补偿电容c
m1
和前馈放大器a
opf
；所述前馈补偿电容c
m1
和前馈放大器a
opf
并联设置。反馈分压电阻r
f1
与级联放大器a
op
1的公共端通过电容c
l
接地。
16.本实用新型的工作原理为：设g
m_x
和r
o_x
分别是是放大器a
opx
的跨导和输出阻抗，x代表了1、2、f。比如a
op1
的跨导和输出阻抗是g
m_1
和r
o_1
，计算可得开环传输函数是
[0017][0018]
其中，g_dc是环路的直流增益。z(s)是一个和负载没有关系的零点函数。
[0019]
通过设置合适的前馈放大器增益和补偿电容c
m1
,该函数就会在任意的负载电容等效阻抗(esr)下保持获得超过60
°
的相位裕度，也就是说系统保持环路稳定。
[0020]
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种适用于mcu的ldo线性稳压器，具有开关管m
pass
、级联放大器a
op1
和a
op2
；所述级联放大器a
op1
、a
op2
和开关管m
pass
依次串联，且均与输出端子v
dd_in
相连；所述级联放大器a
op1
的正极输入端和开关管m
pass
的集电极之间通过反馈分压电阻r
f1
相连；所述反馈分压电阻r
f1
与级联放大器a
op
1的公共端通过反馈分压电阻r
f2
接地；所述开关管m
pass
的集电极与输出端子v
dd_out
相连，同时通过电阻r
l
接地；其特征在于：所述级联放大器a
op1
和a
op2
的连接公共端与开关管m
pass
的集电极与反馈分压电阻r
f1
的连接公共端之间连接有前馈电路。2.根据权利要求1所述的适用于mcu的ldo线性稳压器，其特征在于：所述前馈电路包括前馈补偿电容c
m1
和前馈放大器a
opf
；所述前馈补偿电容c
m1
和前馈放大器a
opf
并联设置。3.根据权利要求1或2所述的适用于mcu的ldo线性稳压器，其特征在于：所述反馈分压电阻r
f1
与级联放大器a
op
1的公共端通过电容c
l
接地。

技术总结
本实用新型涉及一种适用于MCU的LDO线性稳压器，具有开关管M


技术研发人员：张绍江 唐李敏 熊剑波 朱浩哲
受保护的技术使用者：聚芯芯片科技（常州）股份有限公司
技术研发日：2020.12.28
技术公布日：2021/9/21