隨著諸如汽車電子、微處理器等應(yīng)用系統(tǒng)愈發(fā)復(fù)雜,需要安培級大電流的場合也越來越多。LDO憑借結(jié)構(gòu)簡單、成本低、高電源紋波抑制能力以及快速瞬態(tài)響應(yīng)能力等優(yōu)點(diǎn),逐漸占據(jù)了過去由開關(guān)電源把持的1⁵A的應(yīng)用領(lǐng)域。如今的電源和熱管理趨勢是盡可能降低電源電壓以減小靜態(tài)功耗,這會導(dǎo)致MCU和DSP等負(fù)載電路對電源電壓的變化更為敏感。因此,安培級LDO系統(tǒng)設(shè)計中的一個重大挑戰(zhàn)是在高擺率負(fù)載電流轉(zhuǎn)換期間將輸出電壓的波動控制在一定的容差范圍內(nèi)�；谝陨闲枨�,本文主要通過以下四種途徑來增強(qiáng)安培級大電流LDO系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)能力:（1）設(shè)計雙反饋環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):利用全局電壓模式反饋環(huán)實現(xiàn)高穩(wěn)態(tài)精度,并利用次級電流模式反饋環(huán)提高負(fù)載電流由低到高跳變時環(huán)路的瞬態(tài)響應(yīng),從而降低LDO的輸出電壓跌落值和響應(yīng)時間。（2）設(shè)計負(fù)載電流泄放支路:當(dāng)負(fù)載電流由高到低跳變時,開啟額外的負(fù)載電容放電路徑以鉗位輸出電壓尖峰并減小建立時間。（3）設(shè)計動態(tài)偏置電路:檢測負(fù)載電流突變時輸出電壓的變化,從而動態(tài)地改變功率管柵極驅(qū)動電流,進(jìn)一步增強(qiáng)功率管柵極處擺率并提高電流利用效率。（4）內(nèi)部集成NMOS功率管:相對于PMOS... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

微處理器電源電壓發(fā)展趨勢

此不需要高性能電源穩(wěn)壓模塊。然而，由于工作電壓下降、時鐘速度加快及負(fù)載電流增大，當(dāng)前的微處理器迫切需要具有快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)能力的電源穩(wěn)壓模塊來確保較窄的電源電壓容差。否則，當(dāng)電路從一種模式切換到另一種模式，供電電壓的波動可能導(dǎo)致電路邏輯紊亂，甚至擊穿 MOS 管，造成整個芯片失效。LDO 憑借結(jié)構(gòu)簡單、成本低、高電源紋波抑制能力、低輸出噪聲以及快速瞬態(tài)響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，在整個電源管理芯片中占有最高的市場份額。隨著諸如汽車電子、微處理器等應(yīng)用系統(tǒng)的愈發(fā)復(fù)雜，需要安培級大電流的場合也越來越多，LDO 憑借以上優(yōu)點(diǎn)逐漸占據(jù)了過去由開關(guān)電源把持的 1~5A 的應(yīng)用領(lǐng)域。圖 1-2 是筆者對當(dāng)前國內(nèi)外知名模擬 IC 廠商具有的 LDO 產(chǎn)品型號數(shù)量以及 1A 以上 LDO 產(chǎn)品數(shù)量的統(tǒng)計。對于安培級 LDO，尺寸巨大的功率管引入的寄生電容限制了電路的瞬態(tài)性能，導(dǎo)致負(fù)載電流轉(zhuǎn)換期間出現(xiàn)大的輸出電壓波動。因此，提高安培級 LDO 的瞬態(tài)響應(yīng)能力成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種快速瞬態(tài)響應(yīng)雙環(huán)路LDO穩(wěn)壓器的設(shè)計[J]. 騫海榮,鄒雪城,陳衛(wèi)潔,涂熙.  微電子學(xué). 2007(01)

博士論文
[1]瞬態(tài)增強(qiáng)的無電容型LDO設(shè)計[D]. 鄒志革.華中科技大學(xué) 2008

碩士論文
[1]高穩(wěn)定性快速瞬態(tài)響應(yīng)片上集成LDO的研究與設(shè)計[D]. 李旭.西南交通大學(xué) 2017
[2]一種快速瞬態(tài)響應(yīng)、高效率、高穩(wěn)定性LDO芯片的設(shè)計[D]. 何澤煒.電子科技大學(xué) 2015
[3]負(fù)載跟隨補(bǔ)償?shù)拇蠊β蔐DO[D]. 曾蘊(yùn)浩.復(fù)旦大學(xué) 2012
[4]大負(fù)載超快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)低漏失CMOS線性穩(wěn)壓器[D]. 李慶委.西安電子科技大學(xué) 2011
[5]一種大電流、高穩(wěn)定性的LDO線性穩(wěn)壓器的研究與設(shè)計[D]. 封魯平.電子科技大學(xué) 2010



本文編號：3300461