第１１卷第３期 ２０１ ３年６月 太赫兹科学与电子信息学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＶＯ１．１１．ＮＯ．３ Ｊｕｎ．．２０１３ 文章编号：２０９５－４９８０（２０１３）０３－０４８４－０５ 一种用于大功率音频功放的高稳定性ＬＤＯ 周庆波 ，梁栋程 ，王淑杰 ，黄武康 ，王晓敏 （１．中国工程物理研究院计量测试中心，四川绵阳６２１９９９；２．中科院嘉兴微电子与系统工程中心，浙江嘉兴３１４００６） 摘 要：设计了一种用于大功率音频功放的高稳定性低压差线性稳压器（ＬＤＯ），对其电路结构 和工作原理进行了分析，重点讨论了上电预充模块、环路稳定性及电源抑制能力。采用０．１８ ｐｍ １Ｐ４Ｍ ＢＣＤＭＯＳ工艺，不同工艺角下，Ｃａｄｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｅ仿真表明，ＬＤＯ的温度系数小于４７．４５ ｐｐｍ／％， 瞬态响应最大变化量为５０ ｍＶ，电源抑制大于７１ ｄＢ＠１ ｋＨｚ，工作电压范围５ Ｖ～２４ Ｖ，输出电压值 为３．３ Ｖ；ｔｔ（渡越时间）模型下，工作电压为１８ Ｖ时，对大功率音频功放进行系统仿真，ＬＤＯ表现 出约为３Ｏ ｕｓ的启动时间，其输出电压值能很好地跟踪负载电流的变化。 关键词：低压差线性稳压器；大功率音频功放；高稳定性；电源抑制 中图分类号：ＴＮ４３２ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１１８０５／ＴＫＹＤＡ２０１３０３．０４８４ Ａ ｈｉｇｈ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ＬＤＯ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ａｕｄｉｏ ａｍｐｌｉｉｅｒ ｆＺＨＯＵ Ｑｉｎｇ—ｂｏ ，ＬＩＡＮＧ Ｄｏｎｇ．ｃｈｅｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｓｈｕ．ｊｉｅ ，ＨＵＡＮＧ Ｗｕ．ｋａｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｍｉｎ ｆ１．Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｍｉａｎｙａｎｇ Ｓｉｃｈｕａｎ ６２１９９９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉａｘｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｊｉａｘｉｎｇ Ｚｈｅｊｉａｎｇ ３１４００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｈｉｇｈ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｌｏｗ Ｄｒｏｐｏｕｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ（ＬＤＯ）ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ａｕｄｉｏ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｏｐ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｉｎ ０．１ ８ Ｉｚｍ １ Ｐ４Ｍ ＢＣＤＭＯＳ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｏｒｎｅｒ ｍｏｄｅｌｓ，Ｃａｄｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ＬＤＯ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ４７．４５ ｐｐｍ／＊Ｃ，ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｏｖｅｒｓｈｏｏｔ ｏｆ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ ５０ ｍＶ，ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ（ＰＳＲ）ｏｆ ７ １ ｄＢ＠ｌ ｋＨｚ，ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ ５ Ｖ－２４ Ｖ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ＬＤＯ ｏｆ ３．３ Ｖ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｔ（ｔｒａｎｓｉｔ ｔｉｍｅ）ｍｏｄｅｌｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ １ ８ Ｖ，ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ａｕｄｉｏ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ＬＤＯ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｏｍｅｓ ｔｏ ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ ｗｉｔｈｉｎ ３０ ｓ ａｎｄ ｃａｎ ｔｒａｃｋ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＬＤＯ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌｏｗ－Ｄｒｏｐｏｕｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ；ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ａｕｄｉｏ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；ｈｉｇｈ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ 大功率音频功放的电源电压较高，需要电源管理，将其电压值降低，为音频功放中的低压电路模块提供电源。 低压差线性稳压器（ＬＤ０）以高效率、低输出噪声、应用简单、低成本等优点而广泛应用于便携式电子产品中。本 文设计了一种ＬＤＯ，应用于大功率音频功放。由于ＬＤＯ的负载电流是变化的，ＬＤＯ的环路稳定性也随着负载电 流变化，稳定性问题就变得越来越重要，因此设计一种高稳定性的ＬＤＯ是设计的核心问题。 １ 电路结构及工作原理 大功率音频功放的电源电压为ＰＶＣＣＢ（７ Ｖ～２４ Ｖ），通过ＬＤＯ产生３．３ Ｖ的稳定低电压给音频功放中的低压 电路模块提供电源。图１为ＬＤＯ的电路结构框图，由偏￣（ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ＢＩＡＳ）、上电预充电路（ＰｒｅＣｈａｒｇｉｎｇ）、 误差放大器（ｅｒｒｏｒＡＭＰ）、电流限保护电路（ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｐｒｏｔｅｃｔ）、缓冲级（ｂｕｆｆｅｒ）、功率管和电阻反馈网络组成。 工作原理是：ＬＤＯ受音频功放芯片外部待机信号ＳＴＢＹ控制，这里不考虑ＳＴＢＹ的影响，当音频功放芯片 上电后，电源ＰＶＣＣＢ上升，预充电路给 。ｓ充电， 。ｓ较快地被充电到约３．３ Ｖ的初始电压，接着 Ｄ 通过 收稿日期：２０１２．Ｉ１—０２；修回日期：２０１２—１２．０６ 第３期 周庆波等：一种用于大功率音频功放的高稳定性ＬＤＯ ４８５ 音频功放系统中的基准电流源和带隙基准电压源产生基准电压 。ｆ给ＬＤＯ提供基准，然后ＬＤＯ通过自身环路来产生稳定的 。 ，同时电流限电路可以防止功率管因ＬＤＯ轻负载或输出短 路流过过大电流而被烧坏。 ２ 电路设计 ２．１上电预充电路 如图２所示，上电后，偏置电路提供偏置电压 １， ， ， ＰｒｅＣｈａｒｇｉｎｇ电路对 Ｄｓ预充电：先是厶， 两路电流对 Ｄｓ充 电，随着 。 的增加，Ｍ２和Ｍ３关断， 为０，只有厶对 。ｓ 充电。 Ｆｉｇ．１ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ＬＤＯ 厂— ——一 图１ ＬＤＯ的电路结构框图 ＶＤＤＳ ｍ 一ＶＧＳ（Ｍ１）＝．ＺＩＭ６ ＋ＶＰＶＣＣ ＴＨ（Ｍ６）＋ＶＣＱ１－－ ｓ（Ｍｌ 】（ ） Ｍ４ 为了在预充电完成后，Ｍ１关断，不流过静态电流，设定 ｓ（Ｍ１）＜ Ｈ（ＭＩ），通过设定，可以使 Ｄｓ预充到大约３．３ Ｖ。 ２．２缓冲级在环路稳定性中的作用 图３（ａ）所示为传统ＬＤＯ架构¨ 】，其缺点之一就是，随着负载电 Ｍ６ 流的增加，环路的主极点增加，环路增益减小，主极点增加量大于环 路增益减小量，因此环路的增益带宽（Ｇａｉｎ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ，ＧＢｗ）增加，节 １ 点ＮＯ处的次极点可能会落在ＧＢＷ之内，是一个潜在的不稳定系统； Ｆｉｇ．２ ＰｒｅＣｈａｒｇｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ＺＯＯＳ 图３（ｂ）所示ＬＤＯ架构中引入ｂｕｆｆｅｒ级＿２］可以解决上述问题，ｂｕｆｆｅｒ的 图２ ＶＤＤＳ的ＰｒｅＣｈａｒｇｉｎｇ电路图 输人电容ＣＮ１＜＜ＣＮ０，ｂｕｆｆｅｒ的输 出电阻ＦＮ１＜＜ ｏ，因此ＮＯ处的极 点被分裂成２个高频极点，不会 落人ＧＢＷ内。图中，ＥＳＲ ｆＥｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｓｅｒｉｅｓ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）为 等效串联电阻。 通过图４（ｂ）更直观地表明， 给Ｍ９提供偏置，，ｌ＋ ６一，２ 给Ｍ１０提供偏置，Ｍ１０引入并 联反馈，减小ｂｕｆｆｅｒ输出阻抗【４］， （ａ）ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆＬＤＯ （ｂ）ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆＬＤＯ ｗｉｔｈ ｂｕｆｆｅｒ 其输出阻抗为： Ｆｉｇ．３ Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆＬＤＯ（ａ）ａｎｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆＬＤＯ ｗｉｔｈ ｂｕｆｆｅｒ（ｂ） ｒＮ２：————— ———一（２） 图３传统ＬＤＯ架构图（ａ）和带ｂｕｆｆｅｒ级的ＬＤＯ架构图（ｂ） ｇＭ９＋ｇＭ６＋ｇＭ９ｒｄｓ９ｇＭ１０ 式中：ｇＭ９，ｇＭ９ｒｄｓ９恒定，ｇＭ９ ９ 的值大约有几十到几百，随着负 载电流的增加，功率管Ｍｐ的栅 压降低，，Ｍ６增加，ｇＭ６和ｇＭ１ ０ 增加， 进一步减小，约为几 十到几百欧姆。同时Ｍ９的尺寸 很小，ＣＮ 很小，约为几十ｆＦ， 因此Ｎ１，Ｎ２处的２个极点为高 频极点。因此，随着ＬＤＯ负载 电流的动态变化，其环路稳定性 始终得到补偿。ｂｕｆｆｅｒ级由图４ （ａ）ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆｂｕｆｆｅｒ （ｂ）ｋｅｙ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆｂｕｆｆｅｒ 所示电路实现 ｌ，由图４（ａ）所 Ｆｉｇ．４ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆｂｕｆｆｅｒ（ａ）ａｎｄ ｋｅｙ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆｂｕｆｆｅｒ（ｂ） 图４ ｂｕｆｆｅｒ电路图（ａ）和ｂｕｆｆｅｒ的核心电路图（ｂ） ４８６ 太赫兹科学与电子信息学报 第１１卷 示的ｂｕｆｆｅｒ器Ｍ９、反馈管Ｍ１０、电流检测管Ｍ６、电流源（Ｍ１，Ｍ２）￣Ｉ电流镜（Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５），（Ｍ７，Ｍ８）组成。 ２．３缓冲级对环路增益的影响 没有ｂｕｆｆｅｒ级，空载时，功率管Ｍｐ进入亚阈值 区，节点ＮＯ的电压 。很高，误差放大器的Ｍ５管 进入线性区，环路增益降低， 级，空载时，节点Ｎ２的电压 ｓ 精度变差。有ｂｕｆｆｅｒ 很高，经过Ｍ 搬移 后，节点Ｎ１的电压 不会使Ｍ 进入线性区， 环路增益不受影响， 精度不受影响。 １）低压差线性稳压器稳定性分析 图５为ＬＤＯ核心架构图，Ｍ１～Ｍ６组成误差放大 器Ｅｒｒｏｒ ＡＭＰ，共源共栅管Ｍ３，Ｍ４是ＬＤＮＭＯＳ，用 来提高增益和承受高压，ＬＤＯ可以看作两级放大器， 其增益由误差放大器和共源结构的功率管Ｍｐ提供， Ｃ 和Ｍ３形成带电流缓冲的密勒补偿，来稳定ＬＤＯ， Ｆｉｇ．５ Ｋｅｙ ｃｉｒｃｕｉｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ＬＤＯ 带电流缓冲的密勒补偿不会在环路传输函数中引入 右半面的零点，有助于环路稳定性 。环路传输函数 ｓ）如下式： ＳＣｚ ＲｚＨ ）：一—ｌｆｇ ＂｝－ＭｌｇＭｐｒＮ１ｒｏｕｔ（１ｓＲ） 图５ ＬＤＯ核心架构图 ＝ （３） ——————．—ｌ＋ａＳ＋ｂＳ‘＋ｃＳ ．＿ｌ一 式中：口：ｒｏｕｔ ＋ ｍ ＋ １ＣＮｌ＋ ２ ２＋ｒＮｌｇＭｐｒｏ ｔ ，ｂ＝（ｒＮｌＣＮｌ＋ ２ｃＮ２）（ ｍ ＋ ｕｔｃｆ）＋ １ １ ２ＣＮ２， ＝Ｒ２／（ ｌ＋ ２）， ｃ＝ｒＮＩＣＮｌｒＮ２ＣＮ２（ｔｏｕｔＣＬ＋ｒｏｕｔ ）。 假设３个极点分别为Ｐ１，Ｐ２和ＪＰ３，且Ｐ１＜＜Ｐ２＜＜Ｐ３，又ＦＮ２ＣＮ２＜＜ｒＮｌＣＮ１＜＜ｒ。 ｔＣｃ＜＜ｒｏｕｔＣＬ，可以推导出３个极点 的表达式如下： 只：—ｌ＿ 。ｒＮ２ＣＮ２ 式中：ｇＭＩ是差分对Ｍ１，Ｍ２的跨导，ｇＭｐ是功率管Ｍｐ的跨导， ＝Ｒ２／（蜀＋ ２），ｒＮｌ ｒｄ ｒｏ ＝ｒｄ Ｍ。／／（Ｒ１＋ ）／／Ｒ￡， 假设 Ｌ很大，ｒｏｕｌ≈ｒｄ Ｍ。∥（Ｒｌ＋Ｒ２）。 空载时：ＩＬ＝０，ｇＭｐ很小，ｒＮ１ｇＭｐＣｆ＜ ，同时 。－ＭＤ很大， ｌ十 ２，零极点分布如下： ，≈————— —一２ｘ（Ｒ１＋Ｒ２） ＝～Ｈｚ，只＝——— ——一＝～ＭＨｚ， ≈———Ｌ‘２ａｔＮ１ＣＮｌ ，＝～ＭＨｚｚ ＝———Ｌ，２ｒｔｒＮ２ＣＮ２ ２ａＲ嗽ＣＬ ＭｐｒＮｌ／ＪｇＭｌｇ＝～ＭＨｚＧＢＷ＝——＝～，’ ２ⅡＣＬ ｋＨｚ 满载时：Ｉｃ ＩＬＭＡｘ，ｇＭｐ很大， １ｇＭｐｃｒ＞ＣＬ，同时ｒｄ。很小，ｒｏｕｔ ｒｄ ＇Ｍｐ，零极点分布如下： Ｍｐ‘≈—————— —————一＝～Ｈｚ，只≈—墨进２／￣ｒｄｓＭｐｇＭｐｒＮｌＣｃ ，＝～ＭＨｚｅ３＝———Ｌ，＝～ＭＨｚＺＩ ＝——— ，＝～ＭＨｚ， ＧＢＷ ＝ ＝～ｋＨｚ一２ⅡｃＮｌＣＬ ２ｒｔｒＮ２ＣＮ ２ ２７ｒＲＥｓＲＣＬ ２ｒｔ 空载和满载下，ＬＤＯ环路传递函数都近似于一个单极点函数，相位裕度约为９０。，从而使ＬＤＯ环路稳定性 几乎与负载电流无关，所以闭环系统始终是稳定的。 ２）电源抑制分析 网６是ＬＤＯ的电源抑制（ＰＳＲ）简化模型图 ，从输 出端到电源的阻抗为 。，输出端到地的阻抗为 ｄ。 。 ＰＳＲ： ： Ｒ 。＋ ｄ。 ｒ４、 在所有频率下尺 。＝ ， 为功率管Ｍｐ的小信号输 出阻抗，则 Ｄ 只 ＝— ｓ＿一 ｎｆ５１ ＋ ｄ０ｗ 一低频时，调节器的环路增益很大，而且在输出端有 个并联反馈，所以，输出端对地阻抗为： 图Ｆｉｇ．６ Ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＬＤＯ ６ ＬＤＯ的ＰＳＲ；￣型 第３期 周庆波等：一种用于大功率音频功放的高稳定性ＬＤＯ 薹宝 ４８７ （６） ＲＯ Ｌ＝ ＝ ！墨± ！ 墨蔓堡± １七Ａ８ ２ １斗Ａ８ ： ！ ＋ 。ｗ ，盟＋一 ：—Ｌ 一 ｕ乙 ２＋ １ Ａｆｔ 式中Ａ为误差放大器放大倍数。单位增益带宽ＧＢＷ处， Ｒｄｏｗｎ ． Ｉ １＿ｌ０（ｄＢ） ｌ＋Ａｆｌ （８） 从上面的分析可以知道，ＬＤＯ的ＰＳＲ性能由ＬＤＯ的环路增益决定，环路增益越大，ＰＳＲ性能越好。 ３ 仿真结果 在表１设置的工艺角下单独对ＬＤＯ模块进行仿真，各性能指标仿真结果见表２。 表１ ＬＤＯ工艺角仿真设置 Ｔａｂｌｅ１ Ｃｏｒｎｅｒ ｏｆＬＤ０ ｖａｒｉａｂｌｅ ｔｔ ４０ ｔｔ ２７ ｔｔ １５Ｏ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｍｅｒ ｆｒ ４０ ｆＴ ｆｒ ● 表２ＬＤＯ仿真结果 坐 ！！ 坚 ！ Ｑ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｓｓ ４０ ｓｓ ２７ ｓｓ Ｉ５０ ｖａｌｕｅ ｆｒ ２７ ｔＴ ｆｆ ｌ５０ ｆｒ ｆＴ ｍｌｎ ｍｌｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｉｃｉｆｅｎｔｌｏａｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ Ｖａｒｉａｔｉ０ｎ ｏｆｔｈ。 ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ＜４７．４５ ｐｐｍ／（。Ｃ） ‘ｓ．１０ ｝ ＜５０ ｍＶ ｔＴ ｍｍ ｍｍ ｍｌｎ ｍｌｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ Ｒａｔｉｏ ｌｏｏｐ ｇａｉｎ ＰＭ ＞７１ ｄＢ＠１ ｋＨｚ ＞５０ ｄＢ ＞６５。 ｆｆ ｆｒ —ｆｒ ｆｆ ｆｒ ｌ５Ｏ ｆｒ ２７ ４Ｏ 在ｔｔ模型下，电源电压为１８ Ｖ时，对大功率音频功放系统进行仿真，系统从上电到正常工作，ＬＤＯ输出电 压 。 的启动波形如图７所示， Ｄｓ能正常启动，启动时间约为３０ ｒｔｓ（ ｆ的启动时间为５ ｓ）。图８为系统正常 过程中的 。。输出电压电流波形，图８中上面的波形为 。ｓ负载电流变化趋势，下面的波形为 ｏｓ电压变化趋 势，可以看到 。 能很好地跟踪负载电流的变化。 ２．３ｌ６ ２．３１７ ２．３１８ ｔ／ｍｓ ２＿３１９ ２．３２０ Ｆｉｇ．７ ＶＤＤＳ ｆｒｏｍ ｐｏｗｅｒ－ｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｃｏｕｒｓｅ Ｆｉｇ．８ ＤＳ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｃｏｕｒｓｅ 图７上电到正常ｌＴ作时的 。ｓ的输Ｈ｛波形 图８正常］＿作时的 。 和其负载电流的输出波形 ４ 结论 本文设计了一种用于大功率音频功放的高稳定性ＬＤＯ，从音频功放性能指标分解出的ＬＤＯ指标出发，明确 了电路结构和各参数的设计方向，重点分析了上电预充模块、环路稳定性及其电源抑制能力。ＬＤＯ工艺角仿真 结果及大功率音频功放ｔｔ模型仿真结果表明了电路具有良好的特性，达到设计指标要求。 参考文献： ［１］Ｒｉｎｅｏｎ—ｍｏｒａ Ｇ Ａ，Ｐｈｉｌｌｉｐ Ｅ Ａｌｌｅｎ．Ａ ｌｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅ，ｌｏｗ ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ，ｌｏｗ ｄｒｏｐｏｕｔ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ—Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，１９９８，３３（１）：３６—４４． ［２】Ｌｅｕｎｇ Ｋ Ｎ，Ｍｏｋ Ｐ Ｋ Ｔ．Ａ ｃａｐａｃｉｔｏｒ—ｆｒｅｅ ＣＭＯＳ ｌｏｗ—ｄｒｏｐｏｕｔ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ｗｉｔｈ ｄａｍｐｉｎｇ－ｆａｃｔｏｒ—ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ［Ｊ］． ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ—Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，２００３，３８（１０）：１６９１—１７０２． ４８８ 太赫兹科学与电子信息学报 第１１卷 Ｐｅｒｅｚ Ｒ Ａ，Ｈｏｉ Ｌｅｅ．Ａ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ—ｅｎｈａｎｃｅｄ ２０ Ａ－ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ ２００ ｍＡ＿ｌｏａｄ ｌｏｗ‘ｄｒｏｐｏｕｔ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ｗｉｔｈ ｂｕｆｆｅｒ ［３］ Ａ１－Ｓｈｙｏｕｋｈ Ｍ，ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ａｔｔｅｎｕａｔｉ０ｎ【Ｃ］／／ＩＥＥＥ Ｃｕｓｔｏｍ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００６．Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，ＣＡ：［ｓ．ｎ．］，２００６：６１５—６Ｉ８． ．Ｓｈｙｏｕｋｈ Ｍ，Ｐｅｒｅｚ Ｒ Ａ，Ｈｏｉ Ｌｅｅ．Ａ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ—ｅｎｈａｎｃｅｄ ｌｏｗ ｄｒｏｐｏｕｔ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ｗｉｔｈ ｂｕｆｆｅｒ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ［Ｊ］． ［４］ Ａ１ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ—Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，２００７，４２（８）：１７３２－１７４２． ａ Ｂ．Ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｆｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ＣＭＯＳ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ａｍｐｌｉｉｆｅｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ—Ｓｔａｔｅ ［５］ ＡｈｕｊＣｉｒｃｕｉｔｓ，１９８３，１８（６）：６２９－６３３． ［６］ Ｒｅａｙ Ｒ．Ｋｏｖａｃｓ Ｇ．Ａｎ ｕｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ ｓｔａｂｌｅ ｔｗｏ－ｓｔａｇｅ ＣＭＯＳ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ—Ｓｔａｔｅ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ，１９９５，３０ ｆ５）：５９ １—５９４． 周玉梅，刘海南．一种ＣＭＯＳ单片ＬＤＯ线性稳压器的设计…．半导体技术，２０１０，３５（７）：７２３—７２６．（ＧＡＯ ［７］ 高雷声，Ｌｅｉｓｈｅｎｇ，ＺＨＯＵ Ｙｕｍｅｉ，ＬＩＵ Ｈａｉｎａｎ．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｆｕｌｌ ｏｎ—Ｃｈｉｐ ＣＭＯＳ Ｌｏｗ—Ｄｒｏｐｏｕｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ［Ｊ］． Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，３５（７）：７２３—７２６． 刑建力．一种高电源抑制比和高精度带隙电压源设计『Ｊ１．信息与电子工程，２０１２，１０（３）：３５９—３６２．（ＺＨＡＮＧ ［８】 张啸诚，Ｘｉａｏｃｈｅｎｇ，ＸＩＮＧ Ｊｉａｎｌｉ．Ａ ＢｉＣＭＯＳ—ｂａｓｅｄ ｂａｎｄｇａｐ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ＰＳＲＲ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１２，１０（３）：３５９—３６２．） 作者简介： ■ 士技术，周工及庆程设波师备（研，１９主制８５要．一 ）研，究男方，向四为川电省子大元竹器县件人，ＤＰ硕Ａ 究士及，Ｔ高梁材王程级栋料淑师程杰Ｔ＿分程，析（１主９师． ８７要２４，—一从主１），事要男女从电，子事贵辽元电州宁器子省件元遵铁器Ｄ岭义Ｐ件Ａ市Ｄ技人Ｐ术Ａ，研硕技 术研究及热学计量测试技术研究． 黄武康（１９８１一），男，浙江省浦江县人，博 士，主要从事功率与模拟、高性能数模混合集 成电路设计与研究工作． 王晓敏（１９６１一），女，四川省绵阳市人，学 士，研究员，主要从事电子元器件ＤＰＡ技术研 究及电磁学计量测试技术研究Ｔ作．