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应用于智能电池中的宽输入电压范围的LDO线性变换器设计

更新时间：2019-11-26 09:13:47 大小：8M 上传用户：sun2152查看TA发布的资源 标签：智能电池ldo线性变换器 下载积分：0分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

本文设计的LDO稳压器应用于笔记本智能电池管理芯片，锂离子电池的电量会随着使用时间而显著降低，需要片上LDO线性稳压器在锂离子电池从4.5到28V宽输入范围内变动时能输出精确的1.8V，并满足1mA-20mA负载电流范围内的电源稳定。

本文首先介绍了LDO线性稳压器的发展概况、拓扑结构以及工作原理，并针对稳压器的负反馈环路进行频率稳定性分析、直流特性以及瞬态响应分析，在考虑稳压器各模块设计要求和参数折衷关系后，设计了一款将4.5-28V高电源电压转换为1.8V的LDO线性稳压器。其次，为了降低高压管设计带来的功耗和版图面积的问题，采用预稳压电路将输入高压降为粗略的3.3V作为内部低压模块的供电电压，由于预稳压LDO的主极点在稳压电路的内部产生，因此采用密勒补偿的方法即可确保预稳压LDO的稳定性。最后在3.3-1.8V核心LDO的设计中，为了确保1mA-20mA负载电流变化范围内的稳定性，电路中采用了片外

2.1uF电容确定主极点的位置，并利用电压缓冲级隔离前级放大级的高输出阻抗和调整管栅极电容以避免低频极点的产生，在差分输入级之后加入RC补偿网络，利用附加零点来提高两个低频极点引起的相位损失，在单位增流频率之外，利用相位超前补偿和ESR补偿频率补偿方法来补偿高频极点。

针对TSMC0.5umHV40V工艺模型，完成了电路与版图设计，本论文设计的LDO实现的功能指标为：输入电压范围（4.5-28V），输出1.8V稳压值，负载电流20mA，正常工作的温度范围（-40-85℃），瞬态响应的输出超调量在40mV以内，线性调整率为0.00083%，负载调整率为0.0026mV/mA，静态电流为126-136uA.版图面积为1300m × 2000um.

关键词：电源管理：LDO线性稳压器：预稳压；密勒补偿；相位超前补偿


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