一种宽工作电压范围的电源管理电路的制作方法

专利2026-05-11  5


本发明涉及电源管理集成电路,特别涉及一种宽工作电压范围的电源管理电路。


背景技术:

1、近年来,电源管理电路成为模拟集成的一个重要分支,功率驱动电路应用越来越广,马达驱动、led驱动等芯片面临宽工作电压,高效率,低成本的系统需求。而传统的马达驱动及led驱动的电源管理电路中为了满足宽工作输入电压的系统需求,采取在驱动芯片中集成了产生基准电压及基准电流的电源管理电路;但这种电源管理电路为了满足较宽工作电压的需求,采用高压带隙基准产生电路以及闭环线性稳压产生电路的方案,但存在基准电压电源抑制比低,功耗高,结构复杂等问题。


技术实现思路

1、本发明针对马达及led驱动中宽输入电压范围,高电源抑制比的基准电压和基准电流,多基准电压源以及低压线性稳压电源等的系统需求,提出了一种基于高压启动电路、低压基准产生核心电路及跨阻放大器及线性稳压电路的简单电路架构,实现了系统需求,可极大扩展马达及led驱动芯片的应用范围,并降低系统功耗和节约系统成本。

2、为了实现上述目的,本发明提供以下技术方案:

3、本发明提供一种宽工作电压范围的电源管理电路,包括:

4、高压启动电路,用于产生低压核心基准产生电路开始工作的启动信号;

5、低压核心基准产生电路,用于产生高电源抑制比的基准电压源和基准电流源;包括基准电压支路;

6、跨组放大器及线性稳压电路,用于产生跨组放大器和一个线性稳压电源,跨组放大器构成低压核心基准产生电路的反馈控制环路保证电路的正常工作;

7、当高压电源电压上电后,高压启动电路开始工作,高压启动电路的电流流入低压核心基准产生电路完成启动电流的注入,所述低压核心基准产生电路的输入电源是由跨组放大器及线性稳压电路产生的线性稳压电源,低压核心基准产生电路的输入电流来自跨组放大器及线性稳压电路的输出;低压核心基准产生电路的电压输出到跨组放大器及线性稳压电路,通过跨组放大器及线性稳压电路在低压核心基准产生电路之间构成一个反馈系统,实现系统的稳定工作。

8、进一步的,所述高压启动电路包括第一pmos管、第二pmos管、第一nmos管、第一电阻和第二电阻,第一电阻依次与第一pmos管、第二pmos管、第一nmos管、第二电阻串联连接,当高压电源上电后该电路分支产生一个随电源电压变化很小的基准电流源。

9、进一步的,所述高压启动电路还包括第三pmos管、第四pmos管、第三电阻、第一三极管、第二三极管和第三三极管;第一pmos管/第二pmos管与第三pmos管/第四pmos管构成电流镜;第四pmos管的漏极与第二三极管的集电极连接,第二三极管的发射极与第一三极管的集电极、基极连接;第二三极管的发射极的基极与第三三极管的基极连接,第三三极管的集电极与第三电阻连接。

10、进一步的,当基准电流源通过第一三极管、第二三极管产生第三三极管的基极电压,当开启第三极管,第三三极管的集电极通过第三电阻连接到高压输入的第一电阻端,第三三极管的发射极输入电流流入低压核心基准产生电路完成启动电流的注入。

11、进一步的,所述低压核心基准产生电路包括基准电压支路,所述基准电压支路包括第四三极管、第五三极管、第四电阻和第五电阻,所述第四三极管和第五三极管产生带隙基准电压;第四三极管的基极与第三三极管的发射极连接,第四三极管的发射极与第四电阻的一端连接,第五三极管的基极与第四三极管的基极连接,第五三极管的发射极与第四电阻的另一端连接,第五电阻的一端与第五三极管的发射极连接。

12、进一步的,所述低压核心基准产生电路还包括基准电流电流镜支路,所述基准电流电流镜支路包括第五pmos管、第六pmos管和第七pmos管;第五pmos管、第六pmos管和第七pmos管的栅极均与第四三极管的集电极连接,第六pmos管的漏极与第五三极管的集电极连接。

13、进一步的,所述低压核心基准产生电路还包括电阻分压支路,电阻分压支路包括至少三个第六电阻,第六电阻与第五三极管的基极连接,每两个第六电阻之间产生一个期望的基准电压源信号。

14、进一步的,所述跨组放大器及线性稳压电路包括跨阻放大器,所述跨阻放大器包括第八pmos管、第二nmos管、第三nmos管、第四nmos管、第九pmos管、第十pmos管、第十一pmos管和第七电阻;第九pmos管/第十pmos管/第十一pmos管构成电流镜,产生高压的基准电流源输出,跨阻放大器在第三nmos管/第四nmos管的栅极产生一个稳定的基准电压信号;

15、其中,第八pmos管的栅极作为跨阻放大器的输入端,第七电阻的一端作为跨阻放大器的输出端。

16、进一步的,所述跨组放大器及线性稳压电路还包括线性稳压支路,线性稳压支路包括第五nmos管、第六nmos管、第七nmos管和第三电容;第六nmos管、第七nmos管和第二nmos管构成一个电流镜电路,通过第七nmos管产生基准电流信号。

17、本发明具有以下有益效果:

18、本发明基于高压启动电路、低压基准产生核心电路及跨阻放大器及线性稳压电路的简单电路架构,当高压电源电压上电后,高压启动电路开始工作,高压启动电路的电流流入低压核心基准产生电路完成启动电流的注入,所述低压核心基准产生电路的输入电源是由跨组放大器及线性稳压电路产生的线性稳压电源,低压核心基准产生电路的输入电流来自跨组放大器及线性稳压电路的输出;低压核心基准产生电路的电压输出到跨组放大器及线性稳压电路,通过跨组放大器及线性稳压电路在低压核心基准产生电路之间构成一个反馈系统,实现系统的稳定工作;实现了系统需求,可极大扩展马达及led驱动芯片的应用范围,满足马达及led驱动芯片中的宽工作电压,并降低系统功耗和节约系统成本。



技术特征:

1.一种宽工作电压范围的电源管理电路,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种宽工作电压范围的电源管理电路,其特征在于,所述高压启动电路包括第一pmos管、第二pmos管、第一nmos管、第一电阻和第二电阻,第一电阻依次与第一pmos管、第二pmos管、第一nmos管、第二电阻串联连接,当高压电源上电后该电路分支产生一个随电源电压变化很小的基准电流源。

3.根据权利要求2所述的一种宽工作电压范围的电源管理电路,其特征在于,所述高压启动电路还包括第三pmos管、第四pmos管、第三电阻、第一三极管、第二三极管和第三三极管;第一pmos管/第二pmos管与第三pmos管/第四pmos管构成电流镜;第四pmos管的漏极与第二三极管的集电极连接,第二三极管的发射极与第一三极管的集电极、基极连接;第二三极管的发射极的基极与第三三极管的基极连接,第三三极管的集电极与第三电阻连接。

4.根据权利要求3所述的一种宽工作电压范围的电源管理电路,其特征在于,当基准电流源通过第一三极管、第二三极管产生第三三极管的基极电压,当开启第三极管,第三三极管的集电极通过第三电阻连接到高压输入的第一电阻端,第三三极管的发射极输入电流流入低压核心基准产生电路完成启动电流的注入。

5.根据权利要求1所述的一种宽工作电压范围的电源管理电路,其特征在于,所述低压核心基准产生电路包括基准电压支路,所述基准电压支路包括第四三极管和第五三极管,所述第四三极管和第五三极管产生带隙基准电压。

6.根据权利要求5所述的一种宽工作电压范围的电源管理电路,其特征在于,所述低压核心基准产生电路还包括基准电流电流镜支路,所述基准电流电流镜支路包括第五pmos管、第六pmos管和第七pmos管;第五pmos管、第六pmos管和第七pmos管的栅极均与第四三极管的集电极连接,第六pmos管的漏极与第五三极管的集电极连接。

7.根据权利要求5所述的一种宽工作电压范围的电源管理电路,其特征在于,所述低压核心基准产生电路还包括电阻分压支路,电阻分压支路包括至少三个第六电阻,第六电阻与第五三极管的基极连接,每两个第六电阻之间产生一个期望的基准电压源信号。

8.根据权利要求1所述的一种宽工作电压范围的电源管理电路,其特征在于,所述跨组放大器及线性稳压电路包括跨阻放大器,所述跨阻放大器包括第八pmos管、第二nmos管、第三nmos管、第四nmos管、第九pmos管、第十pmos管、第十一pmos管和第七电阻;第九pmos管/第十pmos管/第十一pmos管构成电流镜,产生高压的基准电流源输出,跨阻放大器在第三nmos管/第四nmos管的栅极产生一个稳定的基准电压信号;

9.根据权利要求1所述的一种宽工作电压范围的电源管理电路,其特征在于,所述跨组放大器及线性稳压电路还包括线性稳压支路,线性稳压支路包括第五nmos管、第六nmos管、第七nmos管和第三电容;第六nmos管、第七nmos管和第二nmos管构成一个电流镜电路,通过第七nmos管产生基准电流信号。


技术总结
本发明涉及电源管理集成电路技术领域,提供一种宽工作电压范围的电源管理电路,包括:高压启动电路、低压核心基准产生电路和跨组放大器及线性稳压电路;当高压电源电压上电后,高压启动电路开始工作,高压启动电路的电流流入低压核心基准产生电路完成启动电流的注入,所述低压核心基准产生电路的输入电源是由跨组放大器及线性稳压电路产生的线性稳压电源,低压核心基准产生电路的输入电流来自跨组放大器及线性稳压电路的输出;低压核心基准产生电路的电压输出到跨组放大器及线性稳压电路,通过跨组放大器及线性稳压电路在低压核心基准产生电路之间构成一个反馈系统,实现系统的稳定工作。

技术研发人员:邹文科,罗国颖,徐凯
受保护的技术使用者:浙江芯麦科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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