宽输入范围的线性稳压器

摘要

本发明公开了一种宽输入范围的线性稳压器，主要解决现有线性稳压器输入范围窄的问题。该线性稳压器包括偏置电压产生模块(1)，基准电压产生模块(2)，偏置电流产生模块(3)，尾电流源产生模块(4)，差分输入级(5)，电流镜电路(6)、功率管P_H和分压电阻；模块(4)、(5)、(6)和高压管构成误差放大结构，对基准电压V_REF与反馈电压V_FB的差值进行放大，输出差分信号V_COMP，并通过缓冲级(7)连接到功率管，功率管的漏极为系统的输出端，输出电压V_OUT；电容C和电阻R_C串联后跨接于V_COMP与电源VDD之间，保证环路稳定；电容C₁跨接于高压管N_H2与V_OUT之间，以提高环路稳定性；电容C₂跨接于V_OUT与V_FB之间，以提高环路相位裕度。本发明有效地增大了输入范围，且避免采用高压电容，降低了生产成本。

主权项

一种宽输入范围的线性稳压器，包括：偏置电压产生模块(1)，基准电压产生模块(2)，偏置电流产生模块(3)，尾电流源产生模块(4)，差分输入级(5)，电流镜电路(6)，功率管P_H和分压电阻R1、R2；其特征在于： 所述差分输入级(5)，其第一输入端连接基准电压产生模块(2)输入的基准电压V_REF；其第二输入端连接反馈电压V_FB，从而构成负反馈环路，保证线性稳压器的输出电压V_OUT稳定；其第一输出端与源、漏极之间耐压值大于12V的高压NMOS管N_H1的源极相连；其第二输出端与源、漏极之间耐压值大于12V的高压NMOS管N_H2的源极相连； 所述高压NMOS管N_H1，其栅极连接偏置电压产生模块(1)输入的偏置电压V_BIAS1；其漏极与电流镜电路(6)的输入端相连；用于保护差分输入级(5)和电流镜电路(6)中的低压器件，防止低压器件高压击穿； 所述高压NMOS管N_H2，其栅极连接偏置电压产生模块(1)输入的偏置电压V_BIAS1；其漏极与电流镜电路(6)的输出端相连，并输出差分信号V_COMP到缓冲级(7)；用于保护差分输入级(5)和电流镜电路(6)中的低压器件，防止低压器件高压击穿； 所述缓冲级(7)，其第一输入端连接电流镜电路(6)输入的差分信号V_COMP；其第二输入端和第三输入端分别连接偏置电压产生模块(1)输入的偏置电压V_BIAS1和偏置电压V_BIAS2；其输出端连接到功率管P_H的栅极； 所述功率管P_H，其源极连接电源VDD；其漏极作为线性稳压器电路的输出端；输出电压V_OUT； 所述分压电阻R1和分压电阻R2，串联后跨接于线性稳压器的输出端与地之间；分压电阻R1和分压电阻R2的公共端电压为V_FB，并连接到差分输入级（5）； 所述电流镜电路(6)的输出端通过串联第一补偿电容C和补偿电阻R_C连接到电源VDD，用于补偿电流镜电路(6)的输出阻抗与缓冲级(7)中的寄生电容所形成的极点，以稳定环路；该第一补偿电容C和补偿电阻R_C串联后跨接于电源VDD与差分信号V_COMP之间，相当于构造了一个专门用于补偿误差放大结构输出极点的零点，该零点的频率可通过对C、R_C值的调节来调整； 所述高压NMOS管N_H2的源极与线性稳压器电路的输出端之间连接有第二补偿 电容C₁，该第二补偿电容C₁与缓冲级(7)内部高压管及功率管P_H形成一个负反馈回路，形成一个零点，从而可以达到补偿误差放大结构输出极点和功率管输入极点的目的； 所述线性稳压器的输出信号V_OUT与反馈电压V_FB之间连接有第三补偿电容C₂，该第三补偿电容C₂跨接于输出信号V_OUT与反馈信号V_FB之间，相当于与分压电阻R2并联，用于提高环路的相位裕度。