收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

瞬态增强的无电容型LDO设计

邹志革  
【摘要】: 集成稳压器正向着高功率密度、高可靠性、高效率三个方向迈进,低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator,LDO)作为其中的一员,被越来越广泛地应用到便携式电子产品中,并向着片上系统(System on Chip, SoC)集成的方向发展。由于应用简单、便于集成的优点,无电容型LDO成为各类应用的首选。与传统的LDO相比,无电容型LDO在稳定性和瞬态特性上存在着较大缺陷,其稳定性和瞬态特性是其设计中的最大挑战。本文系统的论述了瞬态增强无电容型LDO的设计考虑、方法和过程。 本文围绕无电容型LDO的瞬态特性、无电容型LDO的稳定性、模拟集成电路的设计流程、LDO的基本设计指标等四个主要方面进行了研究。 研究并总结了LDO的设计指标。研究了LDO的每一个设计指标,给出每一个指标的含义、产生原因以及各指标的相互关系,更新和修正了部分设计指标的详细表达式。基于指标的研究,得出设计中要考虑的折衷关系。 论文研究了模拟集成电路的设计流程。研究了模拟集成电路的模型类别,重点研究了基于宏模型的模拟集成电路设计流程。给出了运算放大器的宏模型具体设计方法,并基于该模型,提出了“宏模型+晶体管级电路”的混合宏模型建立方法,并以LDO的设计实例验证了该方法的高效率。 论文研究了无电容型LDO的环路稳定性。本文提出了一种改进的阻尼系数控制(Damping Factor Control,DFC)频率补偿技术,使得无电容型LDO在单位增益带宽以内只有一个主极点,保证了负载电流在大范围变化时的系统稳定性。本文为基于DFC频率补偿技术的无电容型LDO进行了细致的计算和推导,建立的详细的行为级模型和宏模型,依靠行为级模型和宏模型的仿真结果指导了晶体管级电路的设计与实现。 论文还研究了无电容型LDO的瞬态响应特性。本文首先研究了传统LDO的瞬态响应特性,作为对比,重点研究了无电容型LDO的瞬态特性,分析了所有影响瞬态特性的因素。针对影响瞬态特性的重要因素,提出了一种基于简单电压比较的无电容型LDO的瞬态增强方法。该方法基于基本运算放大器、基本反向器、推挽输出级,在LDO负载瞬态变化时,能为调整管栅极提供额外的驱动电流,有效提高无电容型LDO的瞬态响应速度。 基于上述研究,本论文设计了一款基于HHNEC 0.25μm标准CMOS工艺的瞬态增强无电容型LDO电路,应用在无线传感器网络节点基带SoC芯片中。给出了详细的设计流程,包括芯片规格定义、模块划分和指标推导及确定、混合模型验证各模块指标、晶体管级电路设计、仿真和验证。该LDO电路的工作电压为2.0V~3.3V,在提供100mA负载电流的情况下电压差仅为50mV,负载瞬态变化时的最大输出电压过冲量为90mV,由于电源电压变化和负载变化引起的输出电压误差达到0.039%,整个电路的静态电流为44μA。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 朱亮;吴玉广;;一种单片集成CMOS线性稳压器的设计[J];电子科技;2008年02期
2 Jerome Patoux;;低压差稳压器选择[J];电子产品世界;2008年11期
3 王进军;王侠;史永胜;马颖;;一种应用于LDO的高性能过温保护电路设计[J];陕西科技大学学报(自然科学版);2009年03期
4 袁华;刘玉清;邢钉凡;王小林;;某雷达频率综合器中LDO的选择和使用[J];四川兵工学报;2011年06期
5 闫良海;吴金;庞坚;姚建楠;;LDO过流与温度保护电路的分析与设计[J];电子器件;2006年01期
6 王磊;;低压差线性稳压器温度保护电路的研究与设计[J];电子产品世界;2006年24期
7 王进军;王侠;宁铎;张方辉;马颖;;一种LDO线性稳压器稳定性动态补偿方法[J];电源技术;2009年08期
8 张娜娜;梁齐;;一种新型过流保护电路的设计研究[J];中国集成电路;2007年05期
9 邹雪城;涂熙;骞海荣;;低压差稳压电源的折返式限流保护电路的设计[J];通信电源技术;2007年04期
10 杨小峰;王卫永;;一种快速响应LDO环路设计[J];现代电子技术;2008年20期
11 蔡敏;孙君颖;;LDO线性稳压器中动态频率补偿的研究[J];微电子学与计算机;2009年07期
12 晏勇;;现代电子系统中电源技术的发展和应用[J];单片机与嵌入式系统应用;2009年11期
13 Ken Marasco;;优化便携式设备的电源系统[J];电子设计应用;2009年09期
14 陈斯;恽廷华;;一种新颖的LDO频率补偿技术[J];微电子学;2009年06期
15 杨林;张涛;;一种LDO极零点跟踪的频率补偿电路设计[J];舰船电子工程;2010年02期
16 王本川;戴宇杰;张小兴;吕英杰;;一种高压、低功耗、瞬态响应增强型CMOS线性稳压器(英文)[J];南开大学学报(自然科学版);2010年01期
17 樊华;冯全源;;一种新型的基于LDO的过流保护电路设计[J];微电子学与计算机;2006年02期
18 权进国;杨华中;张刚强;;一种跟踪负载电流变化的LDO频率补偿方法[J];微电子学;2006年06期
19 高惠娟;;高性能LDO线性电压变换器的误差放大器的分析与设计[J];科技广场;2007年11期
20 Larry Burgess;;汽车线性稳压器的静态电流最小化设计[J];电子产品世界;2007年08期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 华斯亮;刘岩;王东辉;侯朝焕;;一种用于数字麦克风的低功耗低压LDO[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
2 史鸣超;;复杂数字系统的电源管理[A];中国仪器仪表学会医疗仪器分会2006年学术年会暨中国仪器仪表学会医疗仪器分会第三届第三次理事会论文汇编[C];2006年
3 叶瑛;季珊珊;邬黛黛;郑丽波;张维睿;;两类矿物前体对As(Ⅲ)阴离子吸附机制的实验研究[A];2005年全国矿物科学与工程学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 邹志革;瞬态增强的无电容型LDO设计[D];华中科技大学;2008年
2 刘欣;电源管理芯片的分析与设计[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李伟华;一种低静态电流高稳定性的低压差线性稳压器(LDO)设计[D];合肥工业大学;2010年
2 梁建;LDO低压差线性稳压器核心电路的设计[D];西南交通大学;2011年
3 黄圣专;高电源抑制比低压差线性稳压器(LDO)设计[D];复旦大学;2011年
4 杨汝辉;应用于SoC的无电容LDO的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
5 王凤歌;一种LDO线性稳压器的研究与设计[D];西北大学;2010年
6 黄斌;低压电压基准源的设计及其在LDO中的应用[D];西安理工大学;2010年
7 封鲁平;一种大电流、高稳定性的LDO线性稳压器的研究与设计[D];电子科技大学;2010年
8 秦路琳;高精度双通道LDO线性稳压器设计及仿真[D];电子科技大学;2011年
9 申印臣;一种基于双极工艺的LDO线性稳压器的设计[D];电子科技大学;2012年
10 潘希武;输出可调、高精度LDO线性稳压器的设计[D];湖北大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 通讯员 张忠东;中国石油LDO催化剂进入美国市场[N];中国石油报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978