CN205546187U - 一种低功耗ldo电路用电路板强化结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低功耗LDO电路用电路板强化结构，其特征在于，所述低功耗LDO电路设置的电路板底部设有碳纤维加硬层，所述碳纤维加硬层设有内凹槽，所述内凹槽内填充有固态导热硅胶。本实用新型的强化结构，将传统电路板的优势发挥之余，进一步强化其硬度，使其可单独安装在设备上，无需其他辅助强化配件加固，防止电路板受到掰弯导致损坏内部结构。

Description

一种低功耗LDO电路用电路板强化结构

技术领域

本实用新型涉及电路板的技术领域，具体涉及一种低功耗LDO电路用电路板强化结构。

背景技术

在当代移动电子设备中，电源管理芯片(Power Management IC，PMIC)正扮演着愈发重要的角色，而低压线性稳压器LDO(Low Dropout Regulator，LDO)作为PMIC中重要的一环，正朝着低功耗、高集成、高性能的方向演进。特别是在射频电路(Radio Frequency，RF)中，由于其对于噪声的高敏感度，进而对LDO电路提出了更高的要求。目前传统的LDO电路中，需要在输出端外挂大的负载电容(通常为1μF～4.7μF)来实现环路稳定性及输出端的良好瞬时响应，但如此大的电容无法集成于片上。为了实现高集成度、低成本及小面积，全片上电容的LDO电路被开发出来(片上电容通常在100pf)，但由于负载电容的变化，环路的主极点不再位于输出端而发生迁移。

另一方面，随着集成电路工艺的演进，模拟电路晶体管的特征尺寸也在逐步减小，这一现象带来了更低的功耗，但同时单个晶体管所能提供的增益也在下降，当这样的先进工艺被模拟电路所采用时，为了满足良好输出特性所要求的高环路增益将使得电路强化结构更为复杂，同时由于寄生电容的影响已不可以忽略，电路的环路稳定性变得难以控制。因而电路需要新的补偿手段来改善电路的稳定性及瞬时响应。

在传统的LDO电路中，通常使用一个大的负载电容来创造一个主极点，同时在输出端的MOS管(通常是PMOS)的栅极与漏极间插入一个小的电容实现极点分离以增强稳定性。有时也可以在输出端连接ESR(equivalent series resistor)来创造一个零点以提高稳定性。但当电路采用片上负载电容时，环路的极点移动至功率调整管的栅极，传统的补偿方式不再适用。

而传统的用于制备低功耗LDO电路的电路板过于脆弱，容易折断。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型公开了一种低功耗LDO电路用电路板强化结构。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种低功耗LDO电路用电路板强化结构，其特征在于，所述低功耗LDO电路设置的电路板底部设有碳纤维加硬层，所述碳纤维加硬层设有内凹槽，所述内凹槽内填充有固态导热硅胶。

所述碳纤维加硬层为双层强化结构，所述双层强化结构包括底层及表层。

所述底层为左斜向上的45°设置的碳纤维，所述表层为右斜向上的45°设置的碳纤维，底层与表层的碳纤维交叉设置，形成双层强化结构。

与现有技术相比，本实用新型具有以下显著特点：

本实用新型的强化结构，将传统电路板的优势发挥之余，进一步强化其硬度，使其可单独安装在设备上，无需其他辅助强化配件加固，防止电路板受到掰弯导致损坏内部结构。

下面结合附图与具体实施方式，对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实施例提供的低功耗LDO电路用电路板强化结构的截面图；

图2为本实施例提供的低功耗LDO电路用电路板强化结构的碳纤维加硬层的结构示意图；

图3为本实施例提供的低功耗LDO电路用电路板强化结构的碳纤维加硬层的双层强化结构分解结构示意图；

图4为本实施例提供的用于射频电路的低功耗LDO电路的结构图。

1.电路板，2.碳纤维加硬层，21.底层，22.表层，23.内凹槽，24.固态导热 硅胶，25.碳纤维。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1～图3，本实施例提供的低功耗LDO电路用电路板强化结构，所述低功耗LDO电路设置的电路板1底部设有碳纤维加硬层2，所述碳纤维加硬层2设有内凹槽23，所述内凹槽23内填充有固态导热硅胶24。所述碳纤维加硬层2为双层强化结构，所述双层强化结构包括底层21及表层22。所述底层21为左斜向上的45°设置的碳纤维25，所述表层22为右斜向上的45°设置的碳纤维25，底层21与表层22的碳纤维25交叉紧密贴合设置，形成双层强化结构。本实用新型的强化结构，将传统电路板的优势发挥之余，进一步强化其硬度，使其可单独安装在设备上，无需其他辅助强化配件加固，防止电路板受到掰弯导致损坏内部结构。

参见图4，本实施例还提供的用于射频电路的低功耗LDO电路，包括误差放大器Gm，第一PMOS管Mp，第一电阻Rf1，第二电阻Rf2，第一电容CL，第一PMOS管Mp的栅极连接至误差放大器Gm的输出端，第一PMOS管Mp的源极连接电源Vdd，第一PMOS管Mp的漏极通过依次串联连接的第一电阻Rf1和第二电阻Rf2接地，第一PMOS管Mp的漏极还通过第一电容CL接地；误差放大器Gm的电源端连接至电源Vdd，误差放大器Gm的反相输入端连接参考电压Vref，误差放大器Gm的正相输入端连接至第一电阻Rf1和第二电阻Rf2的串联连接端；低功耗LDO电路还包括：一端连接电源Vdd，另一端与误差放大器Gm的输出端和第一PMOS管Mp的栅极均连接的补偿单元，以及连接在误差放大器Gm的输出端与第一PMOS管Mp的漏极之间的前馈通路；前馈通路用于产生一条至输出端的高频通路以改善电路高频响应。此通路的GBW高于原环路的GBW，但增益远低，此前馈通路的p_-3dB频率被设置为与原环路的 第二非主极点频率近似，相当于产生了一个零点，当两个环路叠加时，稳定性得到改善同时带宽得到了拓宽；补偿单元相当于将传统LDO设计中采用的外部ESR补偿挪到了电路内部，实现了全片上的设计，同时规避了传统ESR对于LDO高频响应的衰减效果。

所述补偿单元包括补偿电容Cc和开关管Mc，所述开关管Mc的第一端作为所述补偿单元的一端，所述补偿电容Cc的一端连接至所述开关管Mc的第二端，所述补偿电容Cc的另一端和所述开关管Mc的控制端作为所述补偿单元的另一端；且所述开关管Mc的控制端用于控制第一端与第二端之间的导通。所述开关管Mc为偏置在线性区的MOSFET。所述前馈通路包括：连接在所述误差放大器Gm的输出端与所述第一PMOS管Mp的漏极之间的高增益模块，以及与所述高增益模块并联连接的高速模块；所述高增益模块用于提升环路的DC增益，所述高速模块用于控制环路高频信号并生成一个高频通路用以补偿非主极点。所述高增益模块包括依次串联连接的多级放大器，所述高速模块包括依次串联连接的多级放大器，且所述高增益模块中放大器的级数与所高速模块中放大器的级数相等。所述高增益模块包括依次串联连接的放大器Gm2和放大器Gm3，所述高速模块包括依次串联连接的放大器Gmf1和放大器Gmf2，且放大器Gmf1和放大器Gmf2的极性为负极性。所述误差放大器Gm采用包括NMOS输入对的对称OTA结构。

本实用新型采用了全片上集成电容的设计，能够显著减少芯片所占面积。同时，由于其独特的结构设计，能够实现在高频段的高电源抑制比PSRR(Power Supply RejectionRatio)响应以及优异的噪声抑制。

与现有技术相比，本实用新型具有以下几个显著特点：

(1)全片上电容的设计：传统的LDO电路为保证稳定性及瞬态响应，通常需要在输出端外挂巨大的输出电容作为负载，这将占据大量的PCB面积，造成较高的成本，不符合高集成、低成本的趋势。而本实用新型摒弃了传统的外挂电容，选用了pF级的负载电容，可以被集成在SoC上，大大降低了成本和芯片面积，同时采用了创新性的前馈补偿和零极点追踪技术， 以弥补片上电容所带来的系统稳定性变差和瞬态响应下降。

(2)由于本实用新型的这种结构可以采用了先进工艺制成，本实用新型具有非常低的静态功耗，电路效率很高。同时，针对射频应用，本实用新型能够在高频端仍然拥有良好的PSR表现，系统噪声非常低，适用于VCO、PLL等对噪声敏感的射频电路。

Claims (3)

1.一种低功耗LDO电路用电路板强化结构，其特征在于，所述低功耗LDO电路设置的电路板底部设有碳纤维加硬层，所述碳纤维加硬层设有内凹槽，所述内凹槽内填充有固态导热硅胶。

2.根据权利要求1所述的低功耗LDO电路用电路板强化结构，其特征在于：所述碳纤维加硬层为双层强化结构，所述双层强化结构包括底层及表层。

3.根据权利要求2所述的低功耗LDO电路用电路板强化结构，其特征在于：所述底层为左斜向上的45°设置的碳纤维，所述表层为右斜向上的45°设置的碳纤维，底层与表层的碳纤维交叉设置，形成双层强化结构。