寬輸入大電流快速響應(yīng)的LDO線性穩(wěn)壓器的研究與設(shè)計(jì)

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1、碩士學(xué)位論文＿闘參寬輸入大電流快速響應(yīng)的ＬＤＯ線性穩(wěn)壓器的研究與設(shè)計(jì)｜１作者姓名劉帥指導(dǎo)教師姓名、職稱宣宗強(qiáng)副教授申請學(xué)位類別工學(xué)碩士學(xué)校代碼10701學(xué)號1504121946分類號TN433密級公開西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文寬輸入大電流快速響應(yīng)的LDO線性穩(wěn)壓器的研究與設(shè)計(jì)作者姓名：劉帥一級學(xué)科：儀器科學(xué)與技術(shù)二級學(xué)科：測試計(jì)量技術(shù)及儀器學(xué)位類別：工學(xué)碩士指導(dǎo)教師姓名、職稱：宣宗強(qiáng)副教授學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院提交日期：2018年6月AnalysisandDesignofWideInputVoltageLargeCurrentFastResponseLDO

2、LinerRegulatorAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinTestandMeasurementTechnologyandInstrumentsByLiuShuaiSupervisor:XuanZongqiangTitle:AssociateProfessorJune2018摘要摘要隨著電子產(chǎn)品迅猛發(fā)展，電源管理技術(shù)的創(chuàng)新越來越重要，而線性穩(wěn)壓器作為電源管理芯片的重要分支，其因低功耗、低紋波、較小的封裝面積和較少的外圍器件而在便攜

3、式電子器件中得以廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的LDO輸入電壓范圍小這樣限制了線性穩(wěn)壓器的應(yīng)用，寬輸入電壓范圍的LDO成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。本文結(jié)合當(dāng)今線性穩(wěn)壓器的研究趨勢與熱點(diǎn)，在總結(jié)前人的研究內(nèi)容后設(shè)計(jì)了一款寬輸入大電流快速響應(yīng)的LDO線性穩(wěn)壓器。輸入電壓為2.5V-20V，可調(diào)輸出電壓為0.8V-20V，最大帶載電流為3A。單電源供電下選用PMOS調(diào)整管來實(shí)現(xiàn)低漏失電壓，在負(fù)載3A下的漏失電壓為158mV，低漏失電壓有效提高了LDO線性穩(wěn)壓器的效率。同時(shí)設(shè)計(jì)了預(yù)調(diào)制電路產(chǎn)生Vdd為多個(gè)模塊電路供電，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的低功耗。之后采用電平轉(zhuǎn)移電路實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)化，將產(chǎn)生的高電平信號傳送到誤差放大器中。采用

4、折疊式兩級運(yùn)算放大器作為誤差放大器實(shí)現(xiàn)環(huán)路的高增益，同時(shí)改善了LDO的性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了0.13%/A的負(fù)載調(diào)整率和0.003%/V的線性調(diào)整率。運(yùn)用密勒電阻電容補(bǔ)償使環(huán)路產(chǎn)生兩個(gè)極點(diǎn)一個(gè)零點(diǎn)，保證了LDO在全負(fù)載范圍內(nèi)的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)了一種新型過流保護(hù)電路，實(shí)現(xiàn)與輸入輸出壓差負(fù)相關(guān)的可變限流點(diǎn)，當(dāng)輸入輸出壓差大于8V后，限流點(diǎn)從3.8A下降到高壓下的0.8A，降低了高輸入電壓下的系統(tǒng)功耗，避免調(diào)整管受高溫?fù)p壞。系統(tǒng)的各個(gè)仿真結(jié)果均滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。此外還加入瞬態(tài)增強(qiáng)電路，當(dāng)負(fù)載發(fā)生跳變時(shí)，主環(huán)路來不及響應(yīng)，通過加入小環(huán)路將反饋電壓與基準(zhǔn)電壓比較后來調(diào)節(jié)調(diào)整管的柵極電壓，從而改變調(diào)整管上的

5、電流，減小了輸出電壓跳變量同時(shí)縮短了響應(yīng)時(shí)間。為保證系統(tǒng)的正常工作，還加入了過溫保護(hù)電路和低壓鎖定電路。關(guān)鍵詞：線性穩(wěn)壓器，寬輸入電壓，瞬態(tài)增強(qiáng)，可變限流點(diǎn)IABSTRACTABSTRACTWiththerapiddevelopmentofelectronicproducts,theinnovationofpowermanagementtechnologyismoreandmoreimportant,andlinearregulatorsasanimportantbranchofthepowermanagementchip,duetolowpowerconsumption,lowr

6、ipple,smallerpackageareaandlessperipheralDevicesarewidelyusedinportableelectronicdevices.ThesmallinputvoltagerangeofthetraditionalLDOhaslimitedtheapplicationofthelinearvoltageregulator,andthewideinputvoltagerangeofLDOhasbecomeahottopicinthepresentresearch.Basedontheresearchtrendandhotspotoftod

7、ay'slinearregulators,aLDOlinearregulatorwithwideinputandhighcurrentresponseisdesignedaftersummarizingthepreviousresearchcontents.Theinputvoltageis2.5V-20V,theadjustableoutputvoltageis0.8V-20V,andthemaximumloadcurrentis3A.ThePMOSregulato