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一種電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:12034026閱讀:409來源:國知局
一種電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法與工藝

本發(fā)明屬于及電源調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)。



背景技術(shù):

現(xiàn)有技術(shù)中,電源調(diào)節(jié)電路,通常放置于受電單元前,其工作原理如下:輸入電源vin上電之后,第一調(diào)節(jié)支路流過電流,通過電流鏡作用,輸出端點位不斷抬高;此時,若vin電壓小于輸出電壓,則第一調(diào)節(jié)支路的電位最終穩(wěn)到vin電壓,輸出電源vcc電壓為vcc=vin-vthn;若vin電壓大于vbv,則d2陰極端電位被鉗制為vbv,輸出電源vcc電壓為vcc=vbv-vthn。其中vthn為mn12管的閾值電壓。通過上述分析可知,在輸入電源電壓高于齊納管擊穿電壓時,該電路輸出電源電壓隨齊納管擊穿電壓和nmos管閾值電壓變化而變化;在輸入電源電壓低于齊納管擊穿電壓時,輸出電源電壓為輸入電源電壓減去一個nmos管閾值電壓,這就要求輸入電源電壓必須比受電單元的工作電壓高一個nmos管的閾值電壓才能保證受電單元正常工作,大大縮小電源調(diào)節(jié)電路的應(yīng)用范圍。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供一種電源調(diào)節(jié)系統(tǒng),通過兩級電源調(diào)節(jié)模塊級聯(lián)的方式,以達(dá)到當(dāng)輸入電源電壓高于設(shè)置電壓時輸出電源電壓恒定為設(shè)置電壓,當(dāng)輸入電源電壓低于設(shè)置電壓高于電源調(diào)節(jié)電路工作電壓時,輸出電源電壓跟隨輸入電源電壓;當(dāng)外部關(guān)斷信號低于一閾值時,本發(fā)明可關(guān)閉電源調(diào)節(jié)電路的大部分耗電單元,從而降低電源調(diào)節(jié)電路的關(guān)斷功耗,實現(xiàn)較低功耗。

為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供了一種電源調(diào)節(jié)系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:包括電源調(diào)節(jié)模塊、關(guān)斷模塊、電源調(diào)節(jié)模塊和基準(zhǔn)電壓模塊;所述電源調(diào)節(jié)模塊的輸入端連接輸入電源,輸出端連接輸出電源、所述關(guān)斷模塊的輸入端和所述基準(zhǔn)電壓模塊的輸入端相連;所述關(guān)斷模塊的輸入端連接外部關(guān)斷信號、輸入電源和所述電源調(diào)節(jié)模塊的輸出端,輸出端連接所述電源調(diào)節(jié)模塊和所述基準(zhǔn)電壓模塊的輸入;所述基準(zhǔn)電壓模塊的輸出端連接電源調(diào)節(jié)模塊的輸入端;所述電源調(diào)節(jié)模塊輸入端連接輸入電源、所述關(guān)斷模塊和所述基準(zhǔn)電壓模塊,輸出端為輸出電源。

優(yōu)選的,所述電源調(diào)節(jié)模塊包括第一nmos管mn0、第二pmos管mp1和第三pmos管mp2、第二nmos管mn1、第一電阻r0、第一齊納管d0;

優(yōu)選的,所述第一電阻r0一端接第二nmos管mn1的柵端、第二nmos管mn1的漏端、關(guān)斷模塊和第二電源調(diào)節(jié)模塊中的參考電壓,另一端接第二pmos管mp1的柵端、第二pmos管mp1的漏端和第三pmos管mp2的柵端;第二nmos管mn1的源端接地;第三pmos管mp2的源端接輸入電源;

優(yōu)選的,第二pmos管mp1的源端接輸入電源;第一nmos管mn0的漏端接輸入電源,第一nmos管mn0源端接輸出電源、第二電源調(diào)節(jié)模塊中的參考電壓模塊、基準(zhǔn)電壓模塊和第二電源模塊輸出端,柵端接第一齊納管d0的陰極端和第三pmos管mp2的漏端;第一齊納管d0陽極端接地,陰極端接第一nmos管mn0的柵端和第三pmos管mp2的漏端。

優(yōu)選的,所述關(guān)斷模塊包括第四nmos管mn3、第五nmos管mn4、第六nmos管mn5、第七nmos管mn6、第三pmos管mp2、第四pmos管mp3、第五pmos管mp4、第四電阻r3、第二齊納管d1、第一反相器inv1、第二反相器inv2;

優(yōu)選的,所述第七nmos管mn6漏端接輸入關(guān)斷信號,柵端接輸出電源,源端接第一反相器inv1輸入端和第四電阻r3的一端;所述第四電阻r3的另一端接地;所述第一反相器inv1輸出端接第二反相器inv2輸入端和第六nmos管mn5的柵端;所述第二反相器inv2輸出端接第五nmos管mn4的柵端、第二電源調(diào)節(jié)模塊、基準(zhǔn)電壓模塊;

優(yōu)選的,所述第五nmos管mn4的源端接第四nmos管mn3的漏端和第六nmos管mn5的源端,第五nmos管mn4的漏端接第三pmos管mp2的漏端、第三pmos管mp2的柵端和第四pmos管mp3的柵端;所述第四nmos管mn3源端接地,第四nmos管mn3的柵端接第一電源調(diào)節(jié)模塊中第二nmos管mn1的漏端和柵端以及第二電源調(diào)節(jié)模塊;所述第三pmos管mp2源端接輸入電源;所述第四pmos管mp3源端接輸入電源,第四pmos管mp3的漏端接第六nmos管mn5的漏端、第五pmos管mp4的柵端和第二齊納管d1的陽極端;

優(yōu)選的,所述第二齊納管d1的陰極端接輸入電源,陽極端接第四pmos管mp3的漏端、第六nmos管mn5的漏端和第五pmos管mp4的柵端;所述第五pmos管mp4的源端接輸入電源,第五pmos管mp4的漏端接第二電源調(diào)節(jié)模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:

本發(fā)明提供的一種電源調(diào)節(jié)系統(tǒng),通過兩級電源調(diào)節(jié)模塊級聯(lián)的方式,以達(dá)到當(dāng)輸入電源電壓高于設(shè)置電壓時輸出電源電壓恒定為設(shè)置電壓,當(dāng)輸入電源電壓低于設(shè)置電壓高于電源調(diào)節(jié)電路工作電壓時,輸出電源電壓跟隨輸入電源電壓;當(dāng)外部關(guān)斷信號低于一閾值時,本發(fā)明可關(guān)閉電源調(diào)節(jié)電路的大部分耗電單元,從而降低電源調(diào)節(jié)電路的關(guān)斷功耗,實現(xiàn)較低功耗。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)的第一種電路圖。

圖3是電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)的第二種電路圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖,對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面通過具體實施例,對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

參見圖1,圖1為電源調(diào)節(jié)模塊1的結(jié)構(gòu)示意圖,包括電源調(diào)節(jié)模塊11、關(guān)斷模塊22、電源調(diào)節(jié)模塊1和基準(zhǔn)電壓模塊3;所述電源調(diào)節(jié)模塊1的輸入端連接輸入電源,輸出端連接輸出電源、所述關(guān)斷模塊2的輸入端和所述基準(zhǔn)電壓模塊3的輸入端相連;所述關(guān)斷模塊2的輸入端連接外部關(guān)斷信號、輸入電源和所述電源調(diào)節(jié)模塊1的輸出端,輸出端連接所述電源調(diào)節(jié)模塊1和所述基準(zhǔn)電壓模塊3的輸入;所述基準(zhǔn)電壓模塊3的輸出端連接電源調(diào)節(jié)模塊1的輸入端;所述電源調(diào)節(jié)模塊1輸入端連接輸入電源、所述關(guān)斷模塊2和所述基準(zhǔn)電壓模塊3,輸出端為輸出電源。

可選的,所述電源調(diào)節(jié)模塊1包括第一nmos管mn0、第二pmos管mp1和第三pmos管mp2、第二nmos管mn1、第一電阻r0、第一齊納管d0;所述第一電阻r0一端接第二nmos管mn1的柵端、第二nmos管mn1的漏端、關(guān)斷模塊2和第二電源調(diào)節(jié)模塊1中的參考電壓,另一端接第二pmos管mp1的柵端、第二pmos管mp1的漏端和第三pmos管mp2的柵端;第二nmos管mn1的源端接地;第三pmos管mp2的源端接輸入電源;第二pmos管mp1的源端接輸入電源;第一nmos管mn0的漏端接輸入電源,第一nmos管mn0源端接輸出電源、第二電源調(diào)節(jié)模塊1中的參考電壓模塊、基準(zhǔn)電壓模塊3和第二電源模塊輸出端,柵端接第一齊納管d0的陰極端和第三pmos管mp2的漏端;第一齊納管d0陽極端接地,陰極端接第一nmos管mn0的柵端和第三pmos管mp2的漏端。

可選的,所述關(guān)斷模塊2包括第四nmos管mn3、第五nmos管mn4、第六nmos管mn5、第七nmos管mn6、第三pmos管mp2、第四pmos管mp3、第五pmos管mp4、第四電阻r3、第二齊納管d1、第一反相器inv1、第二反相器inv2;所述第七nmos管mn6漏端接輸入關(guān)斷信號,柵端接輸出電源,源端接第一反相器inv1輸入端和第四電阻r3的一端;所述第四電阻r3的另一端接地;所述第一反相器inv1輸出端接第二反相器inv2輸入端和第六nmos管mn5的柵端;所述第二反相器inv2輸出端接第五nmos管mn4的柵端、第二電源調(diào)節(jié)模塊1、基準(zhǔn)電壓模塊3;所述第五nmos管mn4的源端接第四nmos管mn3的漏端和第六nmos管mn5的源端,第五nmos管mn4的漏端接第三pmos管mp2的漏端、第三pmos管mp2的柵端和第四pmos管mp3的柵端;所述第四nmos管mn3源端接地,第四nmos管mn3的柵端接第一電源調(diào)節(jié)模塊1中第二nmos管mn1的漏端和柵端以及第二電源調(diào)節(jié)模塊1;所述第三pmos管mp2源端接輸入電源;所述第四pmos管mp3源端接輸入電源,第四pmos管mp3的漏端接第六nmos管mn5的漏端、第五pmos管mp4的柵端和第二齊納管d1的陽極端;所述第二齊納管d1的陰極端接輸入電源,陽極端接第四pmos管mp3的漏端、第六nmos管mn5的漏端和第五pmos管mp4的柵端;所述第五pmos管mp4的源端接輸入電源,第五pmos管mp4的漏端接第二電源調(diào)節(jié)模塊1。

輸入電源vin上電后,第一電源調(diào)節(jié)模塊開始工作并逐漸抬高輸出電源vcc。此時,若輸入關(guān)斷信號sd為高電平,則關(guān)斷模塊產(chǎn)生無效關(guān)斷信號,基準(zhǔn)電壓模塊和第二電源調(diào)節(jié)模塊開始工作,輸出電流并不斷抬高vcc直到vcc電壓達(dá)到min(vin,vref2*(r1+r2)/r2);若輸入關(guān)斷信號sd為低電平,則關(guān)斷模塊產(chǎn)生關(guān)斷信號,關(guān)閉基準(zhǔn)電壓模塊和第二電源調(diào)節(jié)模塊,從而降低電源調(diào)節(jié)模塊的關(guān)斷功耗。

本發(fā)明提供的一種低功耗的電源調(diào)節(jié)電路,可以實現(xiàn):當(dāng)輸入電源電壓高于設(shè)置電壓時,輸出電源電壓恒定為設(shè)置輸出電壓,且輸出電源電壓受溫度變化、工藝偏差的影響較?。划?dāng)輸入電源電壓低于設(shè)置輸出電壓高于電源調(diào)節(jié)電路工作電壓時,輸出電壓電源跟隨輸入電源電壓;當(dāng)外部關(guān)斷信號電源低于一閾值時,關(guān)斷電路產(chǎn)生關(guān)斷信號,關(guān)閉大部分耗電電路,降低電源調(diào)節(jié)電路的關(guān)斷功耗,實現(xiàn)低功耗。

參見圖2和圖3,假設(shè),第八pmos管mp7、第九pmos管mp8和第十pmos管mp9的寬長比為1:1:1,第二npn管q1和第三npn管q2的發(fā)射極面積之比為n(n>=2);啟動支路在參考電壓模塊啟動之初,開啟mn10拉低mp7的柵和漏,使得電流鏡mp7、mp8產(chǎn)生電流,打破正溫度系數(shù)電流生成支路的零狀態(tài),完成啟動;啟動完成后,正溫度系數(shù)電流生成支路產(chǎn)生正溫度系數(shù)電流,其電流大小為:iptat=(vbe2-vbe1)/r4,其中(vbe2-vbe1)具有正溫度系數(shù)特性;通過電流鏡將iptat鏡像到電壓合成支路,使得第一參考電壓值為:vref1=r5*iptat+vbe3,其中vbe3為負(fù)溫度系數(shù)電壓,而r5*iptat為正溫度系數(shù)電壓,所以合理設(shè)置r5與r4的比值即可獲得零溫度系數(shù)電壓。上述vbe1、vbe2、vbe3分別為q1、q2、q3的基極發(fā)射極壓差。

需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來,而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且,術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

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