大摆幅输入线稳压源设计课件

1、大摆幅输入线性稳压源设计天津大学ASIC设计中心王君目录研究背景及国内外研究成果项目LDO设计关键技术突破LDO设计参考文献一、研究背景电源管理的发展趋势LDO的优势开关电源的优势典型LDO系统图国内外主要研究成果林肯莫拉等补偿（动态、静态）LDO软启动电路设计PSR噪声二、大摆幅输入下关键性问题（10-40V）软启动电路开关电源中应用较多LDO要看应用环境USB多路供电高压输入LDOUSB使用高压输入Soft-Start电路设计（1）A Compact Ramp-Based Soft-Start Circuit for Voltage Regulators 2009，CIRCUITS AND

2、 SYSTEMSII: EXPRESS BRIEFS（SCI Q2）改进思路：压控电流源（至少可以写一个专利）实现电路Soft-Start电路设计（2）A Current-Limiter-Based Soft-Start Scheme for Linear and Low-Dropout Voltage Regulators(会议)补偿问题ESR电阻补偿（会带来过充问题）DFC补偿VCCS补偿米勒补偿（无电容比较好使）AFCS补偿PSR提高两级结构电荷泵结构存在问题瞬态电流稳定性PSR一、上电瞬态电流问题分析瞬态电流原因分析结果红线为瞬态电流值绿线为C点电压值分析结果：主要是因为在上电瞬间，C

3、点电压过高（6.5V左右）导致NMOS调整管上电时开启，出现瞬态充电电流导致，随着电容充电，旁路电容上的电压上升，而且环路逐渐形成，误差放大器的状态趋于稳定，瞬态电流准见下降文献中解决方案根据论文中的方案主要由三那种解决办法：文献1种Vref缓慢上升文献2中使环路先断开（运放输出接地），给电容缓慢充电，充满后最后再闭合环路文献3方法，是运放缓慢开启解决方案选择LDO输入为高压时，上电buffer输出会有过充电压。即使Vref缓慢上升，这个问题依然存在如果使运放缓慢开启， buffer输出过充电压问题依然存在方案2中的方法牺牲较大加入斜坡信号之后的仿真效果斜坡发生器的设计仍然存在问题：ramp上

4、电过充造成开启速度高于理想情况解决办法两次斜坡发生电路：有牺牲修改buffer输出处的PMOS开关：无牺牲。选择方案2，将ap40g40d1改为sp40g40d1修改后的仿真结果二、稳定性问题通过对各个补偿方案的分析及实验，暂时选择VCCS补偿的方案，下图为仿真结果Stb仿真方法（Middle brooke）Measurement of loop gain in feedback systemsStb仿真结果（10mA and 5mA）瞬态仿真每段时间输入瞬态10mA电流不同温度下的仿真结果不同输入电压下的仿真结果加入基准电路之后的整体电路下一步工作尝试其他补偿方案，找到更优的LDO频率补偿方

5、法上电斜坡电路在温度变化时充电电流的变化会影响充电时间，进而影响开启速度，瞬态电流的大小会有变化，尝试解决方案（127摄氏度时会有20mA瞬态电流）提供压控电流源，通过检测输入电压，控制充电电流，以使LDO开启速度更快。研究PSR的提高方法思考限流保护电路的加入参考文献A Capacitor-Free CMOS Low Dropout Regulator With Damping-Factor-Control Frequency Compensation（SCI）A Compact Ramp-Based Soft-Start Circuit for Voltage Regulators，200

6、9，CIRCUITS AND SYSTEMSII: EXPRESS BRIEFS（SCI Q2）A Current-Limiter-Based Soft-Start Scheme for Linear and Low-Dropout Voltage Regulators(会议)A Compact Fully-Integrated Extremum-Selector-Based Soft-Start Circuit for Voltage Regulators in Bulk CMOS Technologies（SCI Q2）Measurement of loop gain in feedback systems， Middle brookeA Frequency Compensation Scheme for LDO Voltage Regulato