基于动态补偿的高稳定性LDO研究与设计

作     者：李林旭 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡辉勇;黄令华

授予年度：2014年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：LDO 动态补偿 跨导增强 

摘      要：低压差线性稳压器（LDO）与其他电源IC产品相比，其效率高、噪声低、高纹波抑制比、快速瞬态响应、PCB简单、占用芯片面积小、成本低廉，在汽车功率设备、便携式电子设备、通讯设备、政府工业和医疗设备等领域的应用非常广泛。因此，进行本论文的研究具有重要的理论意义及实际意义。 针对智能手机、平板电脑的AMOLED显示器的电源驱动芯片的需求，本文所设计的LDO线性稳压器，是基于意法半导体公司的0.13微米BCDv8工艺，拥很高的输出电压精度、优秀的线性调整率和负载调整率、宽范围且高压的可调输入输出电压范围（10V～16V输出至6V～12V）以及良好的电源抑制等特性。本文的重点对LDO线性稳压器系统的稳定性以及频率补偿技术进行研究，通过深入探究LDO线性稳压器导致系统不稳定的各种因素之后，借鉴文献中不同频率补偿机制的长处，最后确定本设计LDO的系统架构，该系统包括动态零点补偿单元、跨导增强单元、超级源跟随器以及动态增益补偿单元等模块，确定了各模块的功能和设计指标，该系统有效地解决了普通LDO稳压器在不同环境下的稳定性问题。在此基础上完成了各模块与系统电路结构的设计，并对电路结构进行了模拟仿真，在极差环境下的低频环路增益为55dB，正常环境均可保持在60dB以上，且全工作环境下相位裕度40°以上，电压误差±0.6%以下，低频PSRR达到-40dB以上。实验结果表明，这套通用易移植的频率补偿方法有效的解决了大片外负载电容下，由负载电流变化、输入输出电压变化以及不同环境引起系统稳定性问题，并使其在外部复杂环境变化中稳定性保持不变，达到了预期的设计目标。