负载瞬态响应增强电路和线性稳压器芯片

本发明涉及集成电路，尤其涉及一种负载瞬态响应增强电路和线性稳压器芯片。

背景技术：

1、低压差线性稳压器（low dropout regulator，ldo）是广泛用于集成电路中为其他电路部分提供稳定的电源的电路模块，其具有低压降、易集成、高电源抑制比和大的带电流负载的能力等特点。为了提供稳定的电源，ldo需要在负载变化时尽可能快速的稳定输出电压、减小输出电压的变化程度，即在大的负载电流跳变情况下，输出的电压能够很快的恢复到正常的输出电压大小，且输出电压的最大变化范围应该尽可能小。随着电子技术的高速发展，电子产品需要更高性能的电源系统供电。

2、在负载固定的情况下ldo（低压降线性稳压器）给负载模块提供稳定的电源，输出固定的电流；但实际应用中ldo负载的数量、每个负载需要的电流在时间上都存在随机性，这就导致了ldo输出电流在时间上的瞬态改变，并且这种改变可能是快速且大的变化。当负载发生变化时，因为电路需要时间对负载突变做出响应，所以导致在电路完全响应之前在输出波形上产生瞬态尖峰。在ldo对负载变化完全响应之前，其输出电流和负载要求的电流不匹配。通常为了避免ldo输出电压变化过大，会采用较大的输出电容来缓存负载突变时的电流变化，当ldo不能给负载提供足够电流时，输出电容提供部分负载电流，当ldo提供的电流超过负载需求时，电容也用来吸收ldo的部分负载电流。然而，带有较大输出电容的ldo在由重载向轻载跃变时，输出电压无法迅速回落。

技术实现思路

1、本发明提供一种负载瞬态响应增强电路和线性稳压器芯片，解决了带有较大输出电容的ldo在由重载向轻载跃变时，输出电压无法迅速回落并重新建立环路的问题。

2、第一方面，本发明提供一种负载瞬态响应增强电路，包括控制模块和泄流模块；

3、所述控制模块的输入端与ldo的功率管栅极连接，输出端与所述泄流模块连接，所述控制模块用于响应于所述ldo在负载瞬态响应时的功率管栅极电压，产生泄流控制信号并传输至所述泄流模块；

4、所述泄流模块与所述ldo的输出电容连接，用于响应于所述泄流控制信号，对所述输出电容进行泄流。

5、根据本发明提供的一种负载瞬态响应增强电路，所述控制模块包括电压耦合单元和脉冲宽度调整单元，所述电压耦合单元包括耦合电容和第一比较器，所述第一比较器包括用于接入第一偏置电压的第一输入端、用于接入第二偏置电压的第二输入端以及与所述脉冲宽度调整单元连接的输出端，所述第一偏置电压低于所述第二偏置电压；所述耦合电容将所述ldo的功率管栅极输出的功率管栅极电压耦合至所述第一比较器的第一输入端，若所述ldo产生负载瞬态响应且所述第一输入端的输入电压高于所述第二输入端的输入电压，所述输出端输出一脉冲信号，所述脉冲宽度调整单元增加所述脉冲信号的脉冲宽度，得到所述泄流控制信号并传输至所述泄流模块。

6、根据本发明提供的一种负载瞬态响应增强电路，所述脉冲宽度调整单元包括第一反相器、锁存器、第二反相器和复位电路，所述第一反相器用于对所述脉冲信号进行电平翻转，得到翻转后的脉冲信号并将所述翻转后的脉冲信号输入至所述锁存器，所述锁存器根据所述翻转后的脉冲信号，输出第一控制信号至所述第二反相器并锁存所述第一控制信号，所述第二反相器对所述第一控制信号进行电平翻转，得到第二控制信号，所述复位电路用于根据所述第二控制信号产生复位信号，并将所述复位信号输出至所述锁存器以结束锁存，所述第一控制信号的脉冲宽度基于所述复位电路产生所述复位信号的时间确定；所述脉冲宽度调整单元将所述第一控制信号和所述第二控制信号作为所述泄流控制信号，输出至所述泄流模块。

7、根据本发明提供的一种负载瞬态响应增强电路，所述复位电路包括开关管、电容、开关管、开关管、第二比较器、第三反相器和第四反相器，所述开关管的漏极与所述开关管的漏极和所述开关管的栅极连接，所述开关管与所述第二比较器的输入端连接，所述第二比较器的输出端与所述第三反相器的输入端连接，所述第三反相器的输出端与所述第四反相器连接，所述第四反相器输出所述复位信号；所述第二控制信号用于控制所述开关管的导通与关断，若所述开关管关断，所述开关管为所述电容充电以使得所述开关管的栅极电压上升，若所述开关管的栅极电压高于所述第二比较器的参考电压，所述第二比较器的输出信号翻转，将翻转后的输出信号输出至所述第三反相器，所述第三反相器输出-rst信号至所述第四反相器，所述第四反相器对所述-rst信号进行电平翻转，得到rst信号，将rst信号作为所述复位信号，所述锁存器接收到所述复位信号后，结束锁存。

8、根据本发明提供的一种负载瞬态响应增强电路，所述复位电路还包括开关管，所述开关管的栅极连接所述-rst信号，所述开关管的漏极与所述第一反相器连接。

9、根据本发明提供的一种负载瞬态响应增强电路，所述电压耦合单元还包括电阻、电阻、电容和电容，所述电容的一端与所述电阻的一端连接，所述电阻的另一端分别与所述电阻的一端和所述电容的一端连接，所述电阻的另一端与所述耦合电容的一端连接，所述耦合电容的另一端与所述ldo的功率管栅极连接，所述电容和所述电阻的公共端连接所述第一偏置电压。

10、根据本发明提供的一种负载瞬态响应增强电路，所述锁存器包括第一与非门nand1和第二与非门nand2，所述第一与非门nand1的输入端与所述第一反相器的输出端连接，所述第一与非门nand1的输出端分别与所述第二与非门nand2的输入端以及所述第二反相器的输入端连接。

11、根据本发明提供的一种负载瞬态响应增强电路，所述泄流模块包括开关管m1、开关管m2、开关管m3、开关管m4和开关管m5，所述开关管m3的漏极分别与所述开关管m2的源极、所述开关管m2的栅极和所述开关管m4的栅极连接，所述开关管m3的源极与所述ldo的输入电压连接，所述开关管m2的源极与所述开关管m1的漏极连接，所述开关管m1的栅极和所述开关管m5的栅极与所述泄流控制信号连接，所述开关管m5的漏极与所述开关管m4的栅极连接，所述开关管m4的漏极与所述ldo的输出电容连接，用于泄流。

12、根据本发明提供的一种负载瞬态响应增强电路，所述开关管m4的泄流时间大于所述ldo的输出电容的过冲电压泄放至预设电压所需的时间。

13、第二方面，本发明还提供一种线性稳压器芯片，包括误差放大器、缓冲器、功率管、反馈电路、输出电容以及负载瞬态响应增强电路；所述误差放大器的输出端与所述缓冲器的输入端连接，所述缓冲器的输出端与所述功率管的栅极连接，所述反馈电路分别与所述功率管的漏极以及所述误差放大器连接，所述功率管的漏极还与所述负载瞬态响应增强电路和所述输出电容连接。

14、本发明提供的负载瞬态响应增强电路和线性稳压器芯片，负载瞬态响应增强电路可以带有输出电容的ldo从重载向轻载跃变引发负载瞬态响应时，通过泄流模块对所述输出电容进行泄流，有效减小输出电压过冲，使得输出电压的变化程度能够尽可能的低以及能够迅速的恢复到正常的输出电压值。