一种LDO电路系统及电子设备的制作方法

本发明涉及ldo领域，尤其涉及一种ldo电路系统及电子设备

背景技术：

1、在目前电源管理技术中，ldo电路的输出通常会因电源不稳定而导致输出精度受损；其中，电源不稳定包括电源纹波和电源噪声。

2、现有技术为缓解电源不稳定而导致的输出精度问题，而采用的技术方案为：1.在ldo电路的输出端和后续电路的输入端之间额外设置一个大电容，以对ldo电路的输出起到滤波作用。但大电容会极大增加电路面积，提高电路成本。2额外设置一个buffer电路，通过降低ldo电路的输出频率来缓解电源不稳定造成的影响。但降低ldo电路的输出频率会降低ldo电路的工作效率，增加静态功耗。

3、因而，提供一种能高效且低成本的解决因电源不稳定而导致输出精度受损的ldo电路已成为业界亟需解决的技术问题

技术实现思路

1、本发明提供了一种ldo电路系统及电子设备，以实现高效且低成本的解决因电源不稳定而导致的输出精度受损问题。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种ldo电路系统，包括主ldo电路、镜像ldo电路、求和模块、第一耦合电容及第二耦合电容；其中：

3、所述主ldo电路包括第一误差放大器、第一分压反馈单元以及第一功率管；其中，所述第一功率管的栅极耦接至所述第一误差放大器的输出端，所述第一功率管的第一端耦接至一电压源，所述第一功率管的第二端作为所述主ldo电路的输出端；所述第一误差放大器的反相输入端输入第一参考电压；所述第一分压反馈单元的输入端和输出端分别耦接至所述第一功率管的第二端和所述第一误差放大器的同相输入端，所述第一分压反馈单元用于对所述主ldo电路输出的第一输出电压进行分压，得到第一反馈电压并反馈至所述第一误差放大器的同相输入端；所述第一误差放大器用于根据所述第一反馈电压和所述第一参考电压，输出所述第一驱动电压；其中，所述第一驱动电压包括第一静态直流电压和第一纹波电压；

4、所述镜像ldo电路包括第二误差放大器、第三误差放大器、第二功率管、第二分压反馈单元；其中，

5、所述第二功率管的栅极耦接至所述第二误差放大器的输出端，所述第二功率管的第一端耦接至所述电压源，所述第二功率管的第二端耦接至所述第三误差放大器的输出端并作为所述镜像ldo的输出端；所述第三误差放大器的反相输入端输入所述第一参考电压；所述第二分压反馈单元的输入端和输出端分别耦接至所述第二功率管的第二端和所述第三误差放大器的同相输入端，所述第二分压反馈单元用于对所述镜像ldo电路输出的第二输出电压进行分压，得到第二反馈电压并反馈至所述第三误差放大器的同相输入端；所述第二误差放大器的同相输入端输入第二纹波电压，其反相输入端耦接至自身输出端；所述第二误差放大器用于对所述第二纹波电压进行追踪放大，并输出第三纹波电压

6、所述求和模块的同相输入端和反相输入端分别耦接至所述主ldo电路的输出端和所述镜像ldo电路的输出端，所述求和模块的输出端分别耦接至第一功率管的栅极和所述第二功率管的栅极；所述求和模块用于对所述第一输出电压和所述第二输出电压进行求和，获得第四纹波电压；其中，所述第四纹波电压用于对所述第三纹波电压和所述第一驱动电压中的所述第一纹波电压分别进行抑制；

7、所述第一耦合电容耦接至所述求和模块的输出端和所述第一功率管的栅极之间；所述第二耦合电容耦接至所述求和模块的输出端和所述第二功率管的栅极之间；其中，所述第一耦合电容和所述第二耦合电容均用于滤除所述第四纹波电压中的直流电压，并将剩余的交流电压耦合至所述第一功率管的栅极和所述第二功率管的栅极。

8、可选的，还包括电源高频噪声抑制电路；所述电源高频噪声抑制电路包括：电流转换电路和电压转换电路；

9、所述电流转换电路的第一输入端输入所述第一参考电压，所述电流转换电路的输出端耦接至所述电压转换电路，所述电压转换电路的第一输入端和输出端分别耦接至所述第一误差放大器的输出端和所述第一功率管的栅极；其中，所述电流转换电路用于对所述第一参考电压进行高通滤波，得到第一高频纹波电压，所述电流转换电路还用于将所述第一高频纹波电压转换为第一纹波电流并输出；所述电压转换电路用于将所述第一纹波电流转换为第二高频纹波电压，所述电压转换电路还用于对输入的所述第一驱动电压进行放大，得到第二驱动电压，所述电压转换电路还用于将所述第二驱动电压和所述第三高频纹波电压进行结合，以抑制所述第二驱动电压中包含的高频纹波电压，并获得第三驱动电压输出至所述第一功率管的栅极。

10、可选的，所述电流转换电路包括第一滤波电阻、第一滤波电容、第一电流转换电阻、第一运算放大器；其中，所述第一滤波电阻的第一端接入所述第一参考电压，其第二端分别耦接至所述第一运算放大器的同相输入端和所述第一滤波电容的第一端；所述第一滤波电容的第二端耦接至所述电压源；所述第一滤波电阻和所述第一滤波电容共同构成高通滤波器，以滤除电源电压中的低频部分，并将剩余的第一高频纹波电压输入至所述第一运算放大器的同相输入端；所述第一运算放大器的反相输入端耦接至所述第一电流转换电阻的第一端，所述第一电流转换电阻的第二端接地；所述第一电流转换电阻用于根据所述第一运算放大器同相输入端处的所述第一高频纹波电压产生第一纹波电流。

11、可选的，所述电压转换电路包括第一转换mos管、第二转换mos管、第三转换mos管、第一电压转换电阻；其中，所述第一转换mos管的第一端耦接至所述第一电流转换电阻的第一端，所述第一转换mos管的栅极耦接至所述第一运算放大器的输出端，所述第一转换mos管的第二端耦接至所述第一电压转换电阻的第一端，所述第一电压转换电阻的第二端接所述电压源；所述第一转换mos管被所述第一运算放大器的输出电压导通，使所述第一纹波电流流经所述第一电压转换电阻，以产生第二高频纹波电压；所述第二转换mos管的栅极耦接至所述第一电压转换电阻的第一端，所述第二转换mos管的第一端耦接至所述电压源；所述第三转换mos管的第一端分别耦接至所述第二转换mos管的第二端和所述第一功率管的栅极，所述第三转换mos管的栅极接所述第一误差放大器的输出端，所述第三转换mos管的第二端接地；所述第二转换mos管用于对所述第二高频纹波电压进行放大，并在其第二端产生第三高频纹波电压；所述第三转换mos管用于对所述第一误差放大器输出的所述第一驱动电压进行放大，并在其第一端产生第二驱动电压；其中，所述第二驱动电压和所述第三高频纹波电压进行结合，以抑制所述第二驱动电压中包含的高频纹波电压，并获得第三驱动电压输出至所述第一功率管的栅极。

12、可选的，还包括带隙基准电路；所述带隙基准电路包括第一三极管、第二三极管、第二运算放大器、第一带隙电阻、第二带隙电阻、第三带隙电阻、第四带隙电阻、第一带隙mos管、第二带隙mos管、第三带隙mos管；

13、所述第一三极管的基极耦接至所述第二三极管的基极；所述第一三极管的发射极分别耦接至所述第三带隙电阻的第二端和所述第一带隙mos管的第二端和所述第二运算放大器的反相输入端；所述第二三极管的发射极耦接至所述第一带隙电阻的第一端，所述第一带隙电阻的第二端分别耦接至所述第二带隙电阻的第二端和所述第二运算放大器的同相输入端和所述第二带隙mos管的第二端，所述第二运算放大器的输出端耦接至所述第一带隙mos管的栅极；所述第三带隙mos管的栅极分别耦接至所述第一带隙mos管的栅极和所述第二带隙mos管的栅极，所述第三带隙mos管的第二端作为所述带隙基准电路的输出端，并耦接至所述第四带隙电阻的第二端；所述第一带隙mos管的第二端至所述第三带隙mos管的第二端均接所述电压源；所述第二带隙电阻的第一端至所述第四带隙电阻的第一端、所述第一三极管的集电极和所述第二三极管的集电极、所述第一三极管的基极均接地；其中，通过调整所述第一带隙基准电阻的阻值和所述第二带隙基准电阻的阻值，使所述第三带隙mos管的第二端输出与温度无关的所述第一参考电压。

14、可选的，所述带隙基准电路还包括启动单元；所述启动单元包括第一启动mos管、第二启动mos管、第三启动mos管、第四启动mos管；所述第一启动mos管的栅极耦接至所述第三带隙mos管的第二端；所述第一启动mos管的第二端分别耦接至所述第三启动mos管的第二端和所述第二启动mos管的栅极；所述第二启动mos管的第二端耦接至所述第二运算放大器的输出端；所述第三启动mos管的栅极耦接至自身第二端，所述第三启动mos管的第一端耦接至所述第四启动mos管的第二端；所述第四启动mos管的栅极耦接至自身第二端，其第一端耦接至所述电压源；所述第一启动mos管的第一端和所述第二启动mos管的第一端均接地；

15、其中，若所述第三带隙mos管的第二端为低电平，则所述第一启动mos管被关断，所述第二启动mos管被导通，以拉低所述第一带隙mos管的栅极至所述第三带隙mos管的栅极，进而导通所述第三带隙mos管，使所述第三带隙mos管的第二端为高电平；若所述第三带隙mos管的第二端为高电平，则所述第一启动mos管被导通，所述第二启动mos管被关断，进而将所述启动单元与所述第三带隙mos管的栅极进行隔绝。

16、可选的，所述第一运算放大器和所述第二运算放大器均包括：第一偏置电路、第一级输入放大电路、第二级输入放大电路、相位补偿电路；所述第一偏置电路的输出端分别耦接至所述第一级输入放大电路的第一端、所述第二级输入放大电路的第一端及所述相位补偿电路的第一端，所述第一偏置电路用于产生第一偏置电流，以对所述第一级输入放大电路、所述第二级输入放大电路及所述相位补偿电路进行偏置；所述第一级输入放大电路的输出端分别耦接至所述第二级输入放大电路的第三端和所述相位补偿电路的第二端，所述第一级输入放大电路用于在所述第一偏置电流的偏置下，对输入差分输入对的电压进行放大，并将放大的电压输出至所述第二级输入放大电路；所述第二级输入放大电路的第二端作为运算放大器的输出端，所述第二级输入放大电路用于对输入至第三端的电压进行进一步放大，并将进一步放大的电压通过自身第二端输出；所述相位补偿电路的第三端耦接至所述第二级输入放大电路的第二端，所述相位补偿电路用于对所述第一级输入放大电路的相位和第二级输入放大电路的相位进行补偿。

17、可选的，所述第一误差放大器、所述第二误差放大器、所述第三误差放大器均包括第二偏置电路、差分转换电路单元、共源共栅放大电路单元；

18、所述第二偏置电路耦接至所述差分转换电路单元的电流驱动端，所述第二偏置电路用于为所述差分转换电路单元的电流驱动端提供偏置电流；

19、所述差分转换电路单元的第一差分输入端和第二差分输入端分别根据对应的误差放大器，输入对应的电压，所述差分转换电路单元的输出端耦接至所述共源共栅放大电路单元的输入端；所述差分转换电路单元用于将输入的电压转换为电流，并输出；

20、所述共源共栅放大电路单元用于将输入的电流进行电压转换和放大，并输出放大后的电压。

21、可选的，所述第一误差放大器、所述第二误差放大器、所述第三误差放大器均还包括第三偏置电路；所述第三偏置电路耦接至所述共源共栅放大电路单元的电压驱动端，所述第三偏置电路用于为所述共源共栅放大电路单元的电压驱动端提供偏置电压。

22、可选的，该系统还包括第一补偿电容；所述第一补偿电容的第一端耦接至所述第一功率管的栅极，所述第一补偿电容的第二端耦接至所述第一功率管的第二端；所述第一补偿电容用于使所述第一功率管栅极处的高频极点右移，进而增加所述主ldo电路的环路带宽和相位裕度。

23、可选的，所述第一分压反馈单元和所述第二分压反馈单元均包括第一分压电阻和所述第二分压电阻；所述第一分压电阻的第一端耦接至功率管的第二端，所述第一分压电阻的第二端耦接至所述第二分压电阻的第一端，并作为分压反馈单元的反馈输出端，所述第二分压电阻的第二端接地；所述第一分压电阻和所述第二分压电阻共同对功率管第二端输出的电压进行分压，并分得的电压反馈回误差放大器的同相输入端。

24、可选的，所述主ldo电路还包括第一负载单元；所述第一负载单元的第一端耦接至所述第一功率管的第二端，所述第一负载单元的第二端接地。

25、可选的，所述镜像ldo电路还包括第二负载单元；所述第二负载单元的第一端耦接至所述第二功率管的第二端，所述第二负载单元的第二端接地。

26、可选的，所述镜像ldo电路还包括第二负载单元；所述第二负载单元的第一端耦接至所述第二功率管的第二端，所述第二负载单元的第二端接地。

27、根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，包括本发明第一方面及可选方案所提供的ldo电路系统。

28、本发明提供的ldo电路系统，通过第二误差放大器跟随并放大第二纹波电压，以产生第三纹波电压；其中，所述第二纹波电压用于表征对所述第一纹波电压的采集；并通过第三误差放大器产生第二静态直流电压，镜像ldo电路则输出包含第三纹波电压和第二静态直流电压的第二输出电压；而主ldo电路也输出包含第一静态直流电压和第一纹波电压的第一输出电压；最后通过求和模块对第一输出电压和所述第二输出电压进行求和，得到第四纹波电压，并将第四纹波电压输出至第一误差放大器的输出端和第二误差放大器的输出端，以分别对第三纹波电压和第一输出电压中的第一纹波电压分别进行抑制。相较于设置大电容，能将大幅缩小电路面积，降低电路成本；相较于设置buffer电路，能提高电路工作效率，降低电路的静态功耗。