基准电路及电路系统的制作方法

专利2023-06-17  59


本申请涉及电子电路技术领域,具体而言,涉及一种基准电路及电路系统。



背景技术:

基准电压对精度以及稳定性具有较高的要求,对其温度以及噪声的敏感程度影响到所在系统的性能以及稳定性,由此可见基准源是电路设计领域不可或缺的一部分。目前行业内对其设计较为复杂,为了适应目前设计思路简易化的要求,如何提供一种简易的基准电路是本领域技术人员亟需解决的技术问题。



技术实现要素:

本申请的目的在于提供一种基准电路及电路系统,其能够通过结构简单的电路获得满足需要的基准电信号。

本申请的实施例是这样实现的:

第一方面,本申请实施例提供一种基准电路,所述电路包括电压调整模块及电流调整模块,

所述电压调整模块与第一外部电源电性连接,用于对所述第一外部电源输入的电信号进行电压值调整,以输出基准参考电信号,其中,基准参考电信号的电压值为第一预设值;

所述电流调整模块与所述电压调整模块电性连接,用于对所述电压调整模块产生的所述基准参考电信号的电流值进行调整,以输出基准电信号,其中,所述基准电信号的电压值为所述第一预设值,电流值为第二预设值。

在可选的实施方式中,所述电压调整模块包括开关单元及电压调整单元,

所述开关单元电性连接于所述第一外部电源与所述电压调整单元之间,用于控制所述第一外部电源与所述电压调整单元是否带通;

所述电流调整模块的输入端与所述电压调整单元的输出端电性连接。

在可选的实施方式中,所述开关单元包括控制子单元及开关子单元,

所述控制子单元与所述开关子单元电性连接,用于控制所述开关子单元的开关状态;

所述开关子单元包括与所述第一外部电源电性连接的第一输入端、与所述控制子单元电性连接的第二输入端及与所述电压调整单元电性连接的输出端。

在可选的实施方式中,所述控制子单元包括第一开关管、第一电阻及第二电阻;所述第一电阻一端与第二外接电源电性连接,另一端经所述第二电阻接地;所述第一开关管包括电性连接于所述第一电阻与第二电阻之间的第一端、接地的第二端及与所述开关子单元电性连接的第三端;

所述开关子单元包括第二开关管、第三电阻及第四电阻;所述第二开关管包括经所述第三电阻与所述第一外接电源电性连接的第四端、与所述第一开关管的第三端电性连接的第五端及经所述电压调整单元接地的第六端;所述第四电阻一端电性连接于所述第三电阻与所述第四端之间,另一端电性连接于所述第五端与所述第三端之间;

所述电流调整模块的输入端电性连接于所述第六端和所述电压调整单元之间。

在可选的实施方式中,所述第一开关管及第二开关管均为mos管。

在可选的实施方式中,所述电压调整单元为带隙基准器件,所述电流调整模块为稳压芯片。

在可选的实施方式中,所述电路还包括第一电容,

所述第一电容的一端电性连接于所述电压调整模块与所述电流调整模块之间,另一端接地。

在可选的实施方式中,所述电路还包括第二电容,

所述第二电容的一端与所述电流调整模块的输出端电性连接,另一端接地。

在可选的实施方式中,所述电路还包括第三电容,

所述第三电容的一端与所述电流调整模块的输出端电性连接,另一端接地,其中,所述第三电容的容值小于所述第二电容的容值。

第二方面,本申请实施例提供一种电路系统,所述电路系统包括前述实施方式中任意一项所述的基准电路。

本申请实施例提供的基准电路及电路系统,通过与第一外部电源电性连接的电压调整模型对该第一外部电源输入的电信号进行电压值调整,以输出电压值为第一预设值的基准参考电信号。进而通过电流调整模块对基准参考电信号进行电流调整,以输出电压值为第一预设值、电流值为第二预设值的基准电信号。由此,即可获得满足需要的基准电信号,同时基准电路具有结构简单的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的基准电路的示意图之一;

图2为本申请实施例提供的基准电路的示意图之二;

图3为本申请实施例提供的基准电路的示意图之三;

图4为本申请实施例提供的基准电路的示意图之四。

图标:10-基准电路;100-电压调整模块;110-开关单元;111-控制子单元;112-开关子单元;120-电压调整单元;200-电流调整模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1,图1为本申请实施例提供的基准电路10的示意图之一。所述基准电路10可以包括电压调整模块100及电流调整模块200。所述电压调整模块100与第一外部电源vin1电性连接,用于对所述第一外部电源vin1输入的电信号进行电压值调整,以输出基准参考电信号。其中,所述基准参考电信号的电压值为第一预设值。所述电流调整模块200与所述电压调整模块100电性连接,用于对所述电压调整模块产生的所述基准参考电信号的电流值进行调整,以输出基准电信号vout,其中,所述基准电信号的电压值为所述第一预设值、电流值为第二预设值。由此,通过简单的电路结构即可获得满足需要的基准电信号。

可选地,所述第一预设值以及第二预设值可以根据实际需求确定。比如,在将该基准电路10应用于电池管理系统(batterymanagementsystem,bms)时,可将所述第一预设值设置为5v、第二预设值设置为1a,由此,可输出作为所述基准电信号的电压有效值为5v、电流有效值为1a的交流电信号。

其中,电池管理系统是电动汽车的核心部件。电池管理系统通过实时监测电池的外特性参数(比如,电压、电流、温度等),估算和监控电池内部状态,并依此进行热管理、电池均衡管理、充放电管理、故障报警等,能够提高电池的利用率,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命。电池管理系统通过通信总线实时与整车控制器进行数据交换,以达到保护电芯和提高整车安全性。

请参照图2,图2为本申请实施例提供的基准电路10的示意图之二。所述电压调整模块100可以包括开关单元110及电压调整单元120。所述开关单元110电性连接于所述第一外部电源vin1与所述电压调整单元120之间,所述开关单元110用于控制所述第一外部电源vin1与所述电压调整单元120是否导通。也即,所述开关单元110用于控制所述第一外部电源vin1与所述电压调整单元120是导通还是断开。所述电流调整模块200的输入端与所述电压调整单元120的输出端电性连接,以获得由所述电压调整模块100输出的基准参考电信号。由此,可通过所述开关单元110控制所述基准电路10是否输出基准电信号。

请参照图3,图3为本申请实施例提供的基准电路10的示意图之三。可选地,所述基准电路10可以包括控制子单元111及开关子单元112。所述控制子单元111与所述开关子单元112电性连接,所述控制子单元111用于控制所述开关子单元112的开关状态。所述开关子单元112包括第一输入端、第二输入端及输出端,该第一输入端与所述第一外部电源vin1电性连接,该第二输入端与所述控制子单元111电性连接,该输出端与所述电压调整单元120电性连接。由此,可通过控制子单元111控制所述第一外部电源连接vin1是否经所述开关子单元112与所述电压调整单元120导通,进而控制所述基准电路10是否输出基准电信号。

可选地,上述控制子单元111及开关子单元112的具体电路结构可以根据实际需求进行设置。

请参照图4,图4为本申请实施例提供的基准电路10的示意图之四。可选地,在本实施例的一种实施方式中,所述控制子单元111可以包括第一开关管q1、第一电阻r1及第二电阻r2。所述第一电阻r1一端与第二外部电源en电性连接,另一端经第二电阻r2接地。所述第一开关管q1包括第一端、第二端及第三端,所述第一端电性连接于所述第一电阻r1与第二电阻r2之间,所述第二端接地,所述第三端与所述开关子单元112电性连接。

所述开关子单元112可以包括第二开关管q2、第三电阻r3及第四电阻r4。所述第二开关管q2包括第四端、第五端及第六端,所述第四端经所述第三电阻r3与所述第一外部电源vin1电性连接,所述第五端与所述第一开关管q1的第三端电性连接,所述第六端经所述电压调整单元120接地。所述第四电阻r4一端电性连接于所述第三电阻r3与所述第二开关管q2的第四端之间,另一端电性连接于所述第二开关管q2的第五端与所述第一开关管q1的第三端之间。所述电流调整模块200的输入端电性连接于所述第二开关管q2的第六端与所述电压调整单元120之间。

由此,可通过控制第二外部电源en的电平情况,控制所述第二开关管q2的开关状态,以控制所述第二开关管q2的第五端的电位情况;进而结合第一外部电源vin1的电平情况,实现对第二开关管q2的开关状态的控制,最终实现对所述基准电路10是否输出基准电信号的控制。

可选地,所述第一开关管q1、第二开关管q2可以根据实际需求选择相应器件,比如,三极管、金属-氧化物-半导体场效应管(metal-oxide-semiconductorfieldeffecttransistor,mosfet)等。

由于mos管具有低功耗的特点,在本实施例的一种实施方式中,所述第一开关管q1及第二开关管q2均为mos管。

可选地,所述第一开关管q1为nmos管,所述第二开关管q2为pmos管。所述第一开关管q1的栅极经所述第一电阻r1与所述第二外部电源en电性连接,源极接地,漏极与所述第二开关管q2的栅极电性连接。所述第一电阻r1及第二电阻r2可对第二外部电源en进行分压,以导通所述第一开关管q1,并防止第一开关管q1因过压而失效。

所述第二开关管q2的源极经所述第三电阻r3与所述第一外部电源电性连接,栅极与第一开关管q1的漏极电性连接,漏极经所述电压调整单元120接地。所述第三电阻r3及第四电阻r4可对第一外部电源vin1进行分压,以导通所述第二开关管q2,并防止第二开关管q2因过压而失效。

由此,可节省掉相关功率型器件,降低基准电路10的功耗,并且,整个电路结构简单,开启电源后启动速度快。

可选地,可以根据实际需求选择相应的芯片或者设置相应的电路作为所述电压调整单元120。作为一种可选的实施方式,所述电压调整单元120可以为带隙基准器件,比如,are5040、are5041、are5043、are5043、are5045等。通过设置带隙基准器件,可以使得所述基准参考电信号的电压比较稳定,并且可以提高精度。

可选地,可以根据实际需求选择相应的芯片或者设置相应的电路作为所述电流调整模块200。作为一种可选的实施方式,所述电流调整模块200可以为稳压芯片,比如,tle4252d等。由此,可以保证基准电信号的精度以及稳定性,同时可以满足负载的需求。

在所述电流调整模块200为稳压芯片时,该稳压芯片可以包括与第三外部电源vin2电性连接的第一输入端、电性连接于所述开关单元110与电压调整单元120之间的第二输入端、接地的接地端、输出所述基准电信号的输出端。上述稳压芯片可在第三外部电源vin2提供的电能下,对所述基准参考电信号的电流值进行调整,以得到满足负载需求的基准电信号。其中,一般情况下,基准参考电信号的电流值较小,不能满足负载需要,而通过上述稳压芯片则可增大电流值,进而满足负载需求。

在上述设置下,可以将常电作为所述第二外部电源en,以使所述控制子单元111输出一调控电源,并将该调控电源提供至所述开关子单元112。所述调控电源高于接地电平,所述开关子单元112导通,所述开关子单元112与所述电压调整单元120共同作用,输出基准参考电信号。该基准参考电信号的电压比较稳定、精度高。同时通过节省掉相关功率型器件,达到了降低功耗的目的。并且,上述基准电路10还具有电路结构简单、开启电源后启动速度较快等特点。

可选地,在将上述基准电路10作为各类车规级电子零部件的基准电路时,电路的实现难度低,对动力电池管理系统电路设计能起到较大的推进作用。

其中,在将上述基准电路10应用于动力电池管理系统中时,上述第一外部电源vin1、第三外部电源vin2可以设置为整车铅酸电池的常电,第二外部电源en可以是控制区输出电压,如此可实现对该基准电路10输出基准电信号的控制操作。由于机动车辆行驶环境较为复杂,基准电信号的基准电压可能会受到温度以及噪声的影响,而通过使用带隙基准器件则可以实现对以上问题的规避,保证车辆对各类信息可靠采集,确保车辆运行安全。

可选地,请再次参照图4,所述基准电路10还可以包括第一电容c1。所述第一电容c1的一端电性连接于所述电压调整模块100与所述电流调整模块200之间,另一端接地。所述第一电容c1用于对所述基准参考电信号进行滤波处理。可选地,所述带隙基准器件的nc(notconnected,空脚)管脚可与所述第一电容c1接地的一端电性连接。

可选地,请再次参照图4,所述基准电路10还可以包括第二电容c2。所述第二电容c2的一端与所述电流调整模块200的输出端电性连接,另一端接地。该第二电容c2可对所述电流调整模块200输出的基准电信号进行滤波以及去耦。

可选地,请再次参照图4,所述基准电路10还可以包括第三电容c3。所述第三电容c3的一端与所述电流调整模块200的输出端电性连接,另一端接地。其中,所述第三电容c3的容值小于所述第二电容c2的容值。该第三电容c3可对所述电流调整模块200输出的基准电信号进行滤波以及去耦。相较于仅设置一个电容的方式,通过设置第二电容c2及第三电容c3可进一步保证滤波及去耦效果。

可选地,作为一种可选的实施方式,在图4所述的具体电路中,第一电阻r1为10kω,第二电阻r2为10kω,第三电阻r3为10kω,第四电阻r4为10kω,第一电容为100nf,第二电容c2为100nf,第三电容c3为10uf。在上述参数设置下,该基准电路10可提供12v的工作电压。

本申请实施例还提供一种电路系统,该电路系统包括所述基准电路10。可选地,该电路系统可以为电池管理系统或其他工业设备中的电路系统等。

综上所述,本申请实施例提供一种基准电路及电路系统,通过与第一外部电源电性连接的电压调整模型对该第一外部电源输入的电信号进行电压值调整,以输出电压值为第一预设值的基准参考电信号。进而通过电流调整模块对基准参考电信号进行电流调整,以输出电压值为第一预设值、电流值为第二预设值的基准电信号。由此,即可获得满足需要的基准电信号,同时基准电路具有结构简单的特点。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。


技术特征:

1.一种基准电路,其特征在于,所述电路包括电压调整模块及电流调整模块,

所述电压调整模块与第一外部电源电性连接,用于对所述第一外部电源输入的电信号进行电压值调整,以输出基准参考电信号,其中,基准参考电信号的电压值为第一预设值;

所述电流调整模块与所述电压调整模块电性连接,用于对所述电压调整模块产生的所述基准参考电信号的电流值进行调整,以输出基准电信号,其中,所述基准电信号的电压值为所述第一预设值,电流值为第二预设值。

2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述电压调整模块包括开关单元及电压调整单元,

所述开关单元电性连接于所述第一外部电源与所述电压调整单元之间,用于控制所述第一外部电源与所述电压调整单元是否带通;

所述电流调整模块的输入端与所述电压调整单元的输出端电性连接。

3.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述开关单元包括控制子单元及开关子单元,

所述控制子单元与所述开关子单元电性连接,用于控制所述开关子单元的开关状态;

所述开关子单元包括与所述第一外部电源电性连接的第一输入端、与所述控制子单元电性连接的第二输入端及与所述电压调整单元电性连接的输出端。

4.根据权利要求3所述的电路,其特征在于,

所述控制子单元包括第一开关管、第一电阻及第二电阻;所述第一电阻一端与第二外接电源电性连接,另一端经所述第二电阻接地;所述第一开关管包括电性连接于所述第一电阻与第二电阻之间的第一端、接地的第二端及与所述开关子单元电性连接的第三端;

所述开关子单元包括第二开关管、第三电阻及第四电阻;所述第二开关管包括经所述第三电阻与所述第一外接电源电性连接的第四端、与所述第一开关管的第三端电性连接的第五端及经所述电压调整单元接地的第六端;所述第四电阻一端电性连接于所述第三电阻与所述第四端之间,另一端电性连接于所述第五端与所述第三端之间;

所述电流调整模块的输入端电性连接于所述第六端和所述电压调整单元之间。

5.根据权利要求4所述的电路,其特征在于,所述第一开关管及第二开关管均为mos管。

6.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述电压调整单元为带隙基准器件,所述电流调整模块为稳压芯片。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的电路,其特征在于,所述电路还包括第一电容,

所述第一电容的一端电性连接于所述电压调整模块与所述电流调整模块之间,另一端接地。

8.根据权利要求7所述的电路,其特征在于,所述电路还包括第二电容,

所述第二电容的一端与所述电流调整模块的输出端电性连接,另一端接地。

9.根据权利要求8所述的电路,其特征在于,所述电路还包括第三电容,

所述第三电容的一端与所述电流调整模块的输出端电性连接,另一端接地,其中,所述第三电容的容值小于所述第二电容的容值。

10.一种电路系统,其特征在于,所述电路系统包括权利要求1-9中任意一项所述的基准电路。

技术总结
本申请提出一种基准电路及电路系统,涉及电子电路技术领域。基准电路包括电压调整模块及电流调整模块,该电压调整模块与第一外部电源电性连接,用于对该第一外部电源输入的电信号进行电压值调整,以输出基准参考电信号,其中,基准参考电信号的电压值为第一预设值。电流调整模块与电压调整模块电性连接,用于对电压调整模块产生的基准参考电信号的电流值进行调整,以输出基准电信号,其中,基准电信号的电压值为第一预设值,电流值为第二预设值。由此,通过结构简单的电路可获得满足需要的基准电信号。

技术研发人员:蒋涛;胡有亮;汪浩;王扬;周鹏
受保护的技术使用者:华霆(合肥)动力技术有限公司
技术研发日:2020.08.20
技术公布日:2021.04.06

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