驱动电路、模拟前端控制芯片和电池管理系统的制作方法

专利2025-10-20  2


本技术涉及电子,具体地涉及一种驱动电路、模拟前端控制芯片和电池管理系统。


背景技术:

1、高压转低压电路是一种常见的电子电路,广泛应用于各种场景中。目前,最简单的高压转低压电路一般是通过串联电阻进行分压,利用电阻的比例关系将高压转换为低压,但这种电路的输出电压会随着输入电压的变化而变化。为了使得电路的输出电压保持在一个稳定的电压值,一种方式是在电路中加入稳压二极管和电阻,将输出电压钳位,并通过晶体管控制输出电压,但稳压二极管的输出电压一般为正温度特性,晶体管的阈值电压一般为负温度特性,这就导致了输出电压具有较大的温度系数。同时该电路中还需要用到具有耐高压的jfet(junction field effect transistor,结型场效应管)器件,使得电路设计具有局限性,限制了电路的可使用场景。另一种方式是采用ldo(low dropout regulaor,低压差线性稳压器)结构驱动带隙基准电压和外接偏置电流来产生稳定的输出电压,但该电路结构中通常需要使用运算放大器和带隙基准源,导致电路结构复杂,占用芯片面积较大。


技术实现思路

1、有鉴于此,本技术提供一种驱动电路、模拟前端控制芯片和电池管理系统,以解决现有技术中电路设计具有局限性,输出电压随温度变化较大,电路结构复杂的问题。

2、第一方面,本技术实施例提供了一种驱动电路,包括:

3、降压电路,用于根据输入电压获取控制电压,并根据所述控制电压对所述输入电压进行降压得到输出电压;

4、稳压电路,包括第一电阻和电流镜,所述第一电阻用于根据所述输出电压的变化调整所述电流镜的输入电流,所述电流镜用于根据所述输入电流的变化调整所述控制电压,以用于通过所述控制电压对所述输出电压进行稳压控制。

5、本技术实施例无需使用jfet器件,使得该电路可直接应用在大部分高压转低压的场景中,且本技术实施例通过第一电阻和电流镜实现输出电压的稳压控制,相比于使用运算放大器和带隙基准源的负反馈结构,电路结构简单,且功耗较低,同时输出电压的稳定性高,不易受温度变化的影响。

6、在一种可能的实现方式中,所述降压电路包括:

7、分压电阻,所述分压电阻的第一端与电压输入端电连接,所述分压电阻的第二端通过第一使能开关接地,所述分压电阻用于接收所述电压输入端的输入电压,并根据所述输入电压输出控制电压;

8、第一晶体管,所述第一晶体管的第一端与所述电压输入端电连接,所述第一晶体管的第二端与电压输出端电连接,所述第一晶体管的控制端与所述分压电阻的输出端电连接,所述第一晶体管用于接收所述分压电阻输出的控制电压,并基于所述控制电压对所述输入电压进行降压得到输出电压。

9、本技术实施例中,分压电阻包括串联连接的第二电阻和第三电阻,其中,分压电阻的第一端为第三电阻的第一端,分压电阻的第二端为第二电阻的第二端,分压电阻的输出端为第二电阻和第三电阻之间的节点,通过分压电阻,本技术实施例可以控制输入第一晶体管的控制电压,从而控制输出电压。

10、在一种可能的实现方式中,所述分压电阻的输出端还与所述电流镜的输出端电连接,以用于根据所述电流镜的输出电流调整所述控制电压。

11、本技术实施例中,将分压电阻的输出端与电流镜的输出端电连接,当电流镜的输出电流变化时,流入第二电阻的电流发生变化,导致分压电阻的输出端输出的控制电压变化,从而基于控制电压的变化进一步调整输出电压。

12、在一种可能的实现方式中,所述第一使能开关包括:

13、第二晶体管,所述第二晶体管的第一端与所述分压电阻的第二端电连接,所述第二晶体管的控制端用于接收第一使能信号,所述第二晶体管的第二端接地,所述第二晶体管用于在所述驱动电路启动时,根据所述第一使能信号输入第一启动信号。

14、本技术实施例中,第一使能开关可以在驱动电路启动时,根据第一使能信号输入第一启动信号,以使分压电阻所在的支路导通,分压电阻开始输出控制信号。

15、在一种可能的实现方式中,所述电流镜包括:

16、第一电流镜,所述第一电流镜的输入端与所述第一电阻的第二端电连接,所述第一电阻的第一端与电压输出端电连接;

17、第二电流镜,所述第二电流镜的输入端与所述第一电流镜的输出端电连接,所述第二电流镜的输出端与所述降压电路的分压电阻的输出端电连接;其中,

18、当所述输入电流变化时,所述第一电流镜用于根据所述输入电流的变化调整所述第二电流镜的输出电流,以用于通过所述第二电流镜的输出电流调整所述控制电压。

19、本技术实施例中,通过两组电流镜可以更好的控制流入第二电阻的电流大小,保证控制精度。

20、在一种可能的实现方式中,所述第一电流镜包括第三晶体管和第四晶体管,所述第二电流镜包括第五晶体管和第六晶体管,其中:

21、所述第三晶体管的第一端与所述第一电阻的第二端电连接,所述第三晶体管的控制端与所述第三晶体管的第一端电连接,所述第三晶体管的第二端接地;

22、所述第四晶体管的第一端与所述第五晶体管的第二端电连接,所述第四晶体管的控制端与所述第三晶体管的控制端电连接,所述第四晶体管的第二端接地;

23、所述第五晶体管的第一端与电压输入端电连接,所述第五晶体管的控制端与所述第五晶体管的第二端电连接;

24、所述第六晶体管的第一端与所述电压输入端电连接,所述第六晶体管的控制端与所述第五晶体管的控制端电连接,所述第六晶体管的第二端与所述降压电路的分压电阻的输出端电连接。

25、本技术实施例中,第三晶体管可以为图5中的nmos晶体管mn1,第四晶体管可以为图5中的nmos晶体管mn0,第五晶体管可以为图5中的pmos晶体管mp0,第六晶体管可以为图5中的pmos晶体管mp1。当输出电压变大使得mn1中产生电流后,mn0、mp0和mp1中均会产生相应的电流,且mn1、mn0、mp0和mp1中的电流会随着输出电压的变化而变化,从而控制分压电阻的输出端输出的控制电压变化,进一步控制输出电压变化。如当输出电压变高时,第一电阻的电流上升,mn1、mn0、mp0和mp1中的电流也随之上升,使得流过第二电阻的电流上升,控制电压下降,第一晶体管栅源电压下降,输出电压下降;当输出电压变低时,第一电阻的电流下降,mn1、mn0、mp0和mp1中的电流也随之下降,使得流过第二电阻的电流下降,控制电压上升,第一晶体管栅源电压上升,输出电压上升。

26、在一种可能的实现方式中,所述稳压电路还包括:

27、稳压二极管,所述稳压二极管的负极与所述第一电阻的第二端电连接,所述稳压二极管的正极与所述第一电流镜的输入端电连接,所述稳压二极管用于使所述输出电压稳定在设置范围内。

28、本技术实施例中,稳压二极管的使用可以将输出电压稳定在一个设定范围内。

29、在一种可能的实现方式中,所述稳压电路还包括:

30、第二使能开关,所述第二使能开关包括第七晶体管,所述第七晶体管的第一端与所述稳压二极管的正极电连接,所述第七晶体管的控制端用于接收第二使能信号,所述第七晶体管的第二端接地,所述第七晶体管用于在所述驱动电路启动时,根据所述第二使能信号输出第二启动信号。

31、本技术实施例中,第二使能开关可以在驱动电路启动时,根据第二使能信号输入第二启动信号,以使第一电阻和稳压二极管所在的支路导通,保证稳压二极管被击穿后的电路安全。

32、第二方面,本技术实施例提供了一种模拟前端控制芯片,包括如第一方面任一项所述的驱动电路。

33、第三方面,本技术实施例提供了一种电池管理系统,包括如第二方面任一项所述的模拟前端控制芯片。


技术特征:

1.一种驱动电路,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述降压电路包括:

3.根据权利要求2所述的驱动电路,其特征在于,所述分压电阻的输出端还与所述电流镜的输出端电连接,以用于根据所述电流镜的输出电流调整所述控制电压。

4.根据权利要求2所述的驱动电路,其特征在于,所述第一使能开关包括:

5.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述电流镜包括:

6.根据权利要求5所述的驱动电路,其特征在于,所述第一电流镜包括第三晶体管和第四晶体管,所述第二电流镜包括第五晶体管和第六晶体管,其中:

7.根据权利要求5所述的驱动电路,其特征在于,所述稳压电路还包括:

8.根据权利要求7所述的驱动电路,其特征在于,所述稳压电路还包括:

9.一种模拟前端控制芯片,其特征在于,包括如权利要求1-8任一项所述的驱动电路。

10.一种电池管理系统,其特征在于,包括如权利要求9所述的模拟前端控制芯片。


技术总结
本申请实施例提供的一种驱动电路、模拟前端控制芯片和电池管理系统,所述电路包括:降压电路,用于根据输入电压获取控制电压,并根据所述控制电压对所述输入电压进行降压得到输出电压;稳压电路,包括第一电阻和电流镜,所述第一电阻用于根据所述输出电压的变化调整所述电流镜的输入电流,所述电流镜用于根据所述输入电流的变化调整所述控制电压,以用于通过所述控制电压对所述输出电压进行稳压控制。本申请实施例无需使用JFET器件,可以适用于多种应用场景,且整体电路结构简单,功耗较低。

技术研发人员:侯森,张剑云,汤浩浩
受保护的技术使用者:上海领帆微电子有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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