一种降压型DC_DC变换器电路的制作方法

本发明涉及集成电路电源管理技术领域，特别是涉及一种降压型dc_dc变换器电路。

背景技术

降压型dc-dc（directcurrent-directcurrent，直流-直流）变换器应用于soc（systemonchip，芯片级系统）时由于可能集成大规模的数字电路，越来越趋向使用更小尺寸的cmos（complementarymetaloxidesemiconductor，互补金属氧化物半导体）工艺。此应用产生一个问题就是小尺寸的cmos工艺中场效应管的耐压值达不到输入电源的电压值，故无法按照传统的电路实现。

传统的降压型dc-dc变换器如图1所示，其直接采用系统的输入电源电压vin作为其控制电路的电源，这要求整个控制电路使用的所有器件的耐压值都必须超过输入电源电压vin，而目前很多低压cmos工艺中的常规场效应管耐压无法达到要求。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种降压型dc_dc变换器电路，旨在使整个变换器电路的所有器件都工作在耐压值范围内。

为实现上述目的，本发明提供一种降压型dc_dc变换器电路，所述电路包括连接于电源电压并为整个电路提供稳压电源的线性稳压子电路，所述线性稳压子电路还分别连接有电平位移子电路、振荡子电路、驱动子电路以及误差放大器子电路；

所述驱动子电路分别连接于所述电平位移子电路和所述振荡子电路，并用以驱动后续电路；所述误差放大器子电路连接于所述振荡子电路，所述误差放大器子电路将变换器电路的第一采样电压和第一参考电压比较，并输出误差放大信号至所述振荡子电路，所述振荡子电路输出振荡信号至所述电平位移子电路进行电平位移；

所述驱动子电路还连接有第一pmos管，所述第一pmos管连接有电感，所述电感另一端连接有第一nmos管，所述第一nmos管连接于所述驱动子电路；所述第一nmos管还并联有第一电容，所述第一电容还并联有相互连接的第一电阻和第二电阻。

优选地，所述第一pmos管和所述第一nmos管均为ldmos管，其中，所述第一pmos管为ldpmos管，所述第一nmos管为ldnoms管。

优选地，所述线性稳压子电路包括第一线性稳压子电路和第二线性稳压子电路；

所述第一线性稳压子电路包括连接于所述电源电压的第一放大器和第二nmos管，所述第二nmos管连接有第三电阻，所述第三电阻串联有第四电阻，所述第三电阻和第四电阻还并联有第二电容；所述第三电阻合第四电阻连接于所述第一放大器的第一输入端，所述第一放大器的第二输入端还连接有第二参考电压，所述第一放大器比较所述第二参考电压以及经所述第三电阻的第二采样电压，并输出比较结果至所述第二nmos管，所述比较结果经所述第二nmos管以输出第一稳压电源；

所述第二线性稳压子电路包括连接于所述电源电压的第二放大器和第五电阻，所述第二放大器连接有第三nmos管，所述第五电阻串联有第六电阻，所述第五电阻和第六电阻还并联有第三电容；所述第五电阻和第六电阻连接于所述第二放大器的第一输入端，所述第二放大器的第二输入端还连接有第三参考电压，所述第二放大器比较所述第三参考电压以及经所述第五电阻的第三采样电压，并输出比较结果至所述第三nmos管，所述比较结果经所述第三nmos管以输出第二稳压电源。

优选地，所述第二nmos管和所述第三nmos管均为ldnmos管。

优选地，所述第二nmos管的漏极连接于所述电源电压，栅极连接于所述第一放大器的输出端，源极连接于所述第三电阻的一端和所述第二电容的一端，所述第三电阻的另一端连接于所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端和所述第二电容的另一端接地；所述第一放大器的第一输入端连接于所述第三电阻和所述第四电阻相连的端，第二输入端连接于参考电压；第一稳压电源输出端连接于所述第二nmos管的源极。

优选地，所述第二放大器第一输入端连接于所述第五电阻和所述第六电阻相连的端，所述第五电阻的另一端连接于电源电压和第三电容的一端，所述第六电阻的另一端连接于所第三电容的另一端和所述第三nmos管的漏极；所述第三nmos管的源极接地，栅极连接于所述第二放大器的输出端；第二稳压电源输出端连接于所述第三nmos管的漏极。

优选地，所述驱动子电路包括连接于电源电压的第一驱动子电路和接地的第二驱动子电路；所述第一驱动子电路分别连接于所述电平位移子电路、所述第一pmos管以及第二稳压电源输出端；所述第二驱动子电路分别连接于所述振荡子电路、所述第一nmos管以及第一稳压电源输出端。

优选地，所述电平位移子电路分别连接于所述第一稳压电源输出端、所述第二稳压电源输出端以及所述振荡子电路，所述电平位移子电路接收所述振荡子电路发送的振荡信号，将所述第一稳压电源、所述第二稳压电源、地端以及电源电压进行电平位移。

优选地，所述振荡子电路连接于第一稳压电源输出端。

优选地，所述误差放大器子电路连接于所述第一稳压电源输出端，所述误差放大器子电路的第一输入端连接于第一电阻和第二电阻相连的端，所述误差放大器子电路的第二输入端连接于第一参考电压，所述第一电阻的另一端连接于电感的一端，所述第二电阻的另一端接地；所述电感的一端还连接于所述第一nmos管的漏极，所述电感的另一端连接于所述第一pmos管的漏极；所述第一nmos管的源极接地，栅极连接于所述第二驱动子电路；所述第一pmos管的源极连接于电源电压，栅极连接于第一驱动子电路。

本发明技术方案通过线性稳压子电路产生稳压电源，为变换器电路中其余子电路的器件提供电源，通过调整稳压电源的大小，以使得电路中所有的器件都工作在耐压值范围内，保证了电路的正常工作，这样就实现了采用低耐压值的器件实现高输入电源电压的降压式变换电路的应用。

附图说明

图1为现有技术中降压型dc-dc变换器的电路示意图；

图2为本发明降压型dc_dc变换器电路的原理示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图2所示，本发明实施例提供一种降压型dc_dc变换器电路，所述电路包括连接于电源电压vin并为整个电路提供稳压电源的线性稳压子电路，所述线性稳压子电路还分别连接有电平位移子电路、振荡子电路osc、驱动子电路以及误差放大器子电路erroramp；

所述驱动子电路分别连接于所述电平位移子电路和所述振荡子电路osc，并用以驱动后续电路；所述误差放大器子电路erroramp连接于所述振荡子电路osc，所述误差放大器子电路erroramp将变换器电路的第一采样电压vfb和第一参考电压vref1比较，并输出误差放大信号至所述振荡子电路osc，所述振荡子电路osc输出振荡信号至所述电平位移子电路进行电平位移；

所述驱动子电路还连接有第一pmos管ldmp1，所述第一pmos管ldmp1连接有电感l，所述电感l另一端连接有第一nmos管ldmn1，所述第一nmos管ldmn1连接于所述驱动子电路；所述第一nmos管ldmn1还并联有第一电容c1，所述第一电容c1还并联有相互连接的第一电阻r1和第二电阻r2。

本实施例技术方案通过线性稳压子电路产生稳压电源，为变换器电路中其余子电路的器件提供电源，通过调整稳压电源的大小，以使得电路中所有的器件都工作在耐压值范围内，保证了电路的正常工作，这样就实现了采用低耐压值的器件实现高输入电源电压的降压式变换电路的应用。

优选地，所述第一pmos管ldmp1和所述第一nmos管ldmn1均为ldmos管，其中，所述第一pmos管ldmp1为ldpmos管，所述第一nmos管ldmn1为ldnoms管。两个场效应管采用ldmos(laterallydiffusedmetaloxidesemiconductor;横向扩散金属氧化物半导体），此类型器件漏源耐压和栅漏耐压都远超过常规器件，大于输入电源电压vin，可保证电路的正常工作。

优选地，所述线性稳压子电路包括第一线性稳压子电路和第二线性稳压子电路；

所述第一线性稳压子电路包括连接于所述电源电压vin的第一放大器amp1和第二nmos管ldmn2，所述第二nmos管ldmn2连接有第三电阻r3，所述第三电阻r3串联有第四电阻r4，所述第三电阻r3和第四电阻r4还并联有第二电容c2；所述第三电阻r3合第四电阻r4连接于所述第一放大器amp1的第一输入端，所述第一放大器amp1的第二输入端还连接有第二参考电压vref2，所述第一放大器amp1比较所述第二参考电压vref2以及经所述第三电阻r3的第二采样电压，并输出比较结果至所述第二nmos管ldmn2，所述比较结果经所述第二nmos管ldmn2以输出第一稳压电源vcc；

所述第二线性稳压子电路包括连接于所述电源电压vin的第二放大器amp2和第五电阻r5，所述第二放大器amp2连接有第三nmos管ldmn3，所述第五电阻r5串联有第六电阻r6，所述第五电阻r5和第六电阻r6还并联有第三电容c3；所述第五电阻r5和第六电阻r6连接于所述第二放大器amp2的第一输入端，所述第二放大器amp2的第二输入端还连接有第三参考电压vref3，所述第二放大器amp2比较所述第三参考电压vref3以及经所述第五电阻r5的第三采样电压，并输出比较结果至所述第三nmos管ldmn3，所述比较结果经所述第三nmos管ldmn3以输出第二稳压电源vgd。

优选地，所述第二nmos管ldmn2和所述第三nmos管ldmn3均为ldnmos管。

采用第一放大器amp1、第二nmos管ldmn2、第三电阻r3、第四电阻r4和第二电容c2组成一个线性稳压器，产生内部电路的第一稳压电源vcc；采用第二放大器amp2、第三nmos管ldmn3、第五电阻r5、第六电阻r6和第三电容c3组成一个线性稳压器产生内部电路的一个中间电平：第二稳压电源vgd。其中：

第一稳压电源vcc作为内部各种模拟电路包括振荡子电路osc、误差放大子电路的电源，只要保证第一稳压电源vcc的值小于电路内各器件的耐压值，则所有模拟电路的器件都可工作在耐压值范围内。同时第一稳压电源vcc作为功率管第一nmos管ldmn1的驱动子电路的高电平，则第一nmos管ldmn1的栅极驱动电压为0v到vcc；第二稳压电源vgd作为功率管第一pmos管ldmp1的驱动子电路的低电平，则第一pmos管ldmp1的栅极驱动电压为vin到vgd。只要调整第一稳压电源vcc和第二稳压电源vgd，保证第一稳压电源vcc的值小于第一nmos管ldmn1的栅源耐压，保证vin-vgd的值小于第一pmos管ldmp1的栅源耐压，就可以保证整个电路中所有器件都工作在耐压值范围内。

具体地，通过设置第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5和第六电阻r6的值，或者调整第二参考电压vref2和第三参考电压vref3的值，即可调整第一稳压电源vcc和第二稳压电源vgd的值。

优选地，所述第二nmos管ldmn2的漏极连接于所述电源电压vin，栅极连接于所述第一放大器amp1的输出端，源极连接于所述第三电阻r3的一端和所述第二电容c2的一端，所述第三电阻r3的另一端连接于所述第四电阻r4的一端，所述第四电阻r4的另一端和所述第二电容c2的另一端接地；所述第一放大器amp1的第一输入端连接于所述第三电阻r3和所述第四电阻r4相连的端，第二输入端连接于参考电压；第一稳压电源vcc输出端连接于所述第二nmos管ldmn2的源极。

优选地，所述第二放大器amp2第一输入端连接于所述第五电阻r5和所述第六电阻r6相连的端，所述第五电阻r5的另一端连接于电源电压vin和第三电容c3的一端，所述第六电阻r6的另一端连接于所第三电容c3的另一端和所述第三nmos管ldmn3的漏极；所述第三nmos管ldmn3的源极接地，栅极连接于所述第二放大器amp2的输出端；第二稳压电源vgd输出端连接于所述第三nmos管ldmn3的漏极。

优选地，所述驱动子电路包括连接于电源电压vin的第一驱动子电路driver1和接地的第二驱动子电路driver2；所述第一驱动子电路driver1分别连接于所述电平位移子电路、所述第一pmos管ldmp1以及第二稳压电源vgd输出端；所述第二驱动子电路driver2分别连接于所述振荡子电路osc、所述第一nmos管ldmn1以及第一稳压电源vcc输出端。

优选地，所述电平位移子电路分别连接于所述第一稳压电源vcc输出端、所述第二稳压电源vgd输出端以及所述振荡子电路osc，所述电平位移子电路接收所述振荡子电路osc发送的振荡信号，将所述第一稳压电源vcc、所述第二稳压电源vgd、地端以及电源电压vin进行电平位移。电平位移子电路将输入电压0—vcc位移至vgd—vin。

优选地，所述振荡子电路osc连接于第一稳压电源vcc输出端。

优选地，所述误差放大器子电路erroramp连接于所述第一稳压电源vcc输出端，所述误差放大器子电路erroramp的第一输入端连接于第一电阻r1和第二电阻r2相连的端，所述误差放大器子电路erroramp的第二输入端连接于第一参考电压vref1，所述第一电阻r1的另一端连接于电感l的一端，所述第二电阻r2的另一端接地；所述电感l的一端还连接于所述第一nmos管ldmn1的漏极，所述电感l的另一端连接于所述第一pmos管ldmp1的漏极；所述第一nmos管ldmn1的源极接地，栅极连接于所述第二驱动子电路driver2；所述第一pmos管ldmp1的源极连接于电源电压vin，栅极连接于第一驱动子电路driver1。

应当理解的是，以上仅为本发明的优选实施例，不能因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。