误差放大电路的分析与设计.pdf

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1、万方数据误差放大电路的分析与设计许文丹(西安航空高等专科学校计算机系陕西西安710077)摘要：介绍了LDO低漏失线性稳压器的关键技术，分析了其关键模块误差放大器的原理，并对误差放大器进行了可行的设计及实现。关键词：集成稳压器；LDO；误差放大器；SOC中图分类号：TN72文献标识码：B文章编号：1004—373X(2005)15—123一03AnalysisandDesignofErrorAmplificationCircuitsXUWendan(DepartmentofComputer，Xi，anAerot

2、echnicalCollege。Xran，710077，China)Abstract：ThispaperpresentsthekeytechniqueswhichareusedinLD01inearregulators．Basedontheprincipleanalysisoftheerroramplifier，whichismajorcomponentofLDOregulators，apracticalerroramplifierisdesignedandimplemented．Keywords：integr

3、atedregulator；LDO；erroramplifier；SOC集成稳压器(电压稳压器)是最常用的电源管理芯片。其产品主要包括线性稳压器和开关式稳压器(DC／DC)等。而目前在所有这些电源IC中，线性稳压器IC的销售额最大，LD0线性稳压器(低压差线性稳压器)又是增长最多和最快的产品。1LDo线性稳压器综述LDO(LowDropOut)线性稳压器，也称低压差线性稳压器或低漏失线性稳压器，是一个自功耗很低的微型片上系统(SOC)，他由具有极低导通电阻的调整元件、反馈电阻、过流保护、过热保护、精密基准源、差

4、分放大器等电路在一个芯片上集成而成。低压降(LDO)线性稳压器的主要特点是：成本低、噪声低、静态电流小，这些是他的突出优点。他需要的外接元件也很少，通常只需要一两个旁路电容。如果输入电压和输出电压很接近，最好是选用LD0稳压器，可达到很高的效率。所以，在把锂离子电池电压转换为3V输出电压的应用中大多选用LD0稳压器。虽说电池的能量最后有Io％没有使用，LD0稳压器仍然能够保证电池的工作时间较长，同时噪声较低。LDO线性稳压器比传统的线性稳压器有更高的电源转换效率，而比开关式稳压器有更简单的结构、更低的成本和更低

5、的噪声特性，因此他在便携式电子产品中越来越受欢迎。同时，他在调整元件上的压降非常低，比传统的线性稳压器有更高的电源转换效率，自从90年代出现LDO线性稳压器以来，已从最初的输入／输出压差o．2V降至目前的50mV左右，某些小电流的低压差线性稳压器其压差仅几十毫伏，这样调整管的损耗小，提高了输入电源的转换效率，延长了电池的寿命。收稿日期：2005—03一z42LDo线性稳压器系统设计和工作原理LDO线性稳压器除了必须包含调整管、电压基准、误差放大器、反馈采样电阻以及启动和偏置电路外，为了实现使能控制和过温限流保护

6、功能，还可以增加使能电路和过温限流保护电路。因此整个系统的功能模块及其结构关系如图1所示。+‰-图l系统框图正常工作模式下的基本工作原理是：系统加电，如果使能脚为高电平时，电路开始启动，产生一个启动偏置信号给基准电路提供偏置，基准源电压快速建立，并给整个电路的其他模块提供偏置电流，输出随着输入不断上升，当输出即将达到规定值时，由采样电阻得到的反馈电压也接近于基准电压值，此时误差放大器将输出反馈电压和基准电压之间的误差小信号进行放大，再经调整管放大到输出，从而形成负反馈，保证了输出电压稳定在规定值上；同理如果输入

7、电压变化或输出电流变化，这个闭环回路将使输出电压保持不变。如果使能脚处于低电平，启动电路不工作，基准和电流源偏置无法建立，电路处于关闭状态。具体工作过程是：(1)在使能引脚VEN和输入电压引脚V矾上电瞬间，过流保护模块产生的启动信号开始为REF模块提供电流偏置，一段时间后使REF模块开始工作；】23万方数据(2)在REF模块基准电压开始建立的过程中，通过信号线给旁路滤噪模块的一个电容充电，当充到一定值时，REF基准电路建立到正常值，并给其他模块提供正常工作所需要的电流偏置，调整芯片的调整管，从而产生稳定的输出电

8、压。工作期间，电路还提供过温和限流保护。3误差放大电路(ERROR)的设计误差放大器用来比较输出反馈取样信号与基准电压，并将差值信号经放大后，输出到调整管的栅极，控制调整管的工作状态，使输出电压保持稳定。他在LD0线性稳压器中与调整管一起可被看作跨导放大器，他的跨导直接影响稳压器的电压调整率和负载调整率特性。降低电压调整率和负载调整率需增大跨导，而这势必会增大电路中的偏置电流，但是还必