一种高精度、快速瞬态响应的无片外电容低压差稳压器

该文基于0.18μm工艺设计一种无片外电容低压差稳压器(LDO),设计带推挽输出级的高摆率误差放大器提高输出电压精度和瞬态性能。此外,设计自适应偏置电路取样输出电流从而动态改变偏置电流,进一步提升LDO的瞬态性能。仿真结果表明,LDO压差为120 mV,在3.3~5.5 V的输入范围内输出电压为3 V,负载电流范围为0~20 mA。在不同负载电流下LDO相位裕度均达到60°以上,环路增益大于100dB。LDO线性调整率为100.68μV/V,负载调整率为11.21μV/mA。负载电流在1μs内于100μA~20mA间跳变时,过冲及建立时间分别为129 mV和1.4μs,下冲及建立时间为109 mV和1.02μs,满足高精度和快速瞬态响应的需求。

一种基于摆率增强的快速瞬态响应LDO电路

设计了一种基于摆率增强的快速瞬态响应无片外电容LDO电路。其中,误差放大器采用电流镜跨导结构,降低了频率补偿的难度系数;设计了一种可以为功率管栅极提供额外充放电电流的瞬态提升电路(TEC),能快速响应负载的变化,增大摆率,有效提升了负载瞬态响应。仿真结果表明,电路仅使用简单的密勒密勒补偿,即可实现相位裕度在全负载范围内大于60°;在0.5μs的时间内,负载在100μA和100 mA之间发生跳变,电路的下冲电压和过冲电压分别是69 mV和64 mV,稳定时间分别是0.89μs和0.86μs。相较无TEC,本文电路的下冲/过冲电压分别衰减73%和78%,负载瞬态响应显著提升。

快速机动小卫星执行机构研究

为了验证采用控制力矩陀螺作为小卫星的姿态控制执行部件,大幅提升小卫星机动能力的可行性,根据控制力矩陀螺的工作原理,设计了控制力矩陀螺原理样机,并利用单轴气浮转台进行了控制力矩陀螺半物理仿真实验。实验结果表明,控制力矩陀螺作为小卫星执行机构,可使小卫星在8 s内机动20°,机动速度可达2.5°/s,实现了在短时间内完成小卫星大角度快速机动和入轨后快速定姿,为控制力矩陀螺在小卫星上的实际工程应用提供了依据。

采用AB类源跟随器的无片外电容快速瞬态响应LDO

文章提出一种快速响应、高稳定性、无片外电容的低压差线性稳压器(low dropout regulator,LDO),应用于无线能量传输系统中的接收端电源管理。采用电容耦合方式感知负载变化,可以有效检测输出端负载跳变,在负载瞬间跳变时增大功率器件栅极电容的充放电电流,具有摆率增强的作用,增强瞬态响应。缓冲级采用AB类超级源跟随器,实现了动态电流提升,且不会降低电源电压要求或增加静态功耗;同时,引入负反馈实现低阻抗转化将次极点推到更高的频率,提高环路的相位裕度。采用CSMC 0.35μm的CMOS工艺进行设计和仿真。仿真结果表明:输入电压为2.1~4.8 V时,该LDO的输出电压为1.2 V,最大负载电流为300 mA;负载电流在2~300 mA之间变化时,输出电压的最大上冲值和下冲值分别为111、188 mV,响应时间分别为3.2、2.1μs。

一种高稳定快速响应的LDO设计

为了满足超高速集成电路的需求,设计了一种高稳定性和快速瞬态响应的低压差线性稳压器。针对负载变化对频率稳定性产生影响的问题,设计了零极点追踪补偿电路,通过产生一个零点动态地追踪补偿输出极点,使电路在全负载下保持稳定;针对负载电流跳变引起输出瞬态变化的问题,设计了摆率增强电路,通过为功率管栅端寄生电容快速充放电,改善了负载瞬态响应与负载调整率。基于0.18μm CMOS工艺完成电路的设计,电路输出电流范围为1~100 mA。仿真结果表明,在零极点追踪电路补偿后,各负载下的相位裕度均能达到80°以上,满足高稳定性的需求。负载电流在最大范围内以1μs跳变时,输出下冲电压为47 mV,稳定时间为1.24μs;过冲电压为40 mV,稳定时间为1.52μs,达到快速瞬态响应的需求。