一种电源产生电路的制作方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种电源产生电路，包括：基准核心电路、电压检测电路、启动控制电路，基准核心电路给负载提供电源信号VO，给启动控制电路提供电压控制信号V2，接收启动控制电路的第一反馈信号V3，接收启动控制电路的第二反馈信号V4，接入偏置输入信号V1，向电压检测电路提供电源信号VO，电压检测电路向启动控制电路输出软启动完成信号V9，启动控制电路接入切换控制信号V5，启动控制电路接入芯片使能信号V8。本发明实施例提供一种同时具备软启动及快速启动功能的低温漂电源产生电路。
【专利说明】
一种电源产生电路
技术领域
[0001]本发明涉及电源管理技术领域，具体涉及一种电源产生电路。
【背景技术】
[0002]在电源管理芯片中，通常会用一个相对较高电压值的电压，产生一个相对较低值的、且具有一定驱动能力的电压。现有方案中，请参见图1，一般会利用典型的带隙基准核心电路产生一个低温漂系数的电压VI，此电压输入到经过运算放大器OP的正端，运算放大器OP的输出接入一个并联数较多的金属氧化物半导体场效应晶体管MOS管PMl，通过Rl和R2的电阻分压，再反馈回运算放大器OP的负端输入，在运算放大器OP中同时加入适当的补偿网络，以此形成输出电压V0，此输出电压VO由于反馈网络的作用，在具备与基准核心电路输出的电压Vl相同的低温漂特性的同时，具备一定的电流输出驱动能力。
[0003]本技术方案的发明人在研究过程中发现，上述现有方案中的电源产生电路的补偿网络比较复杂，且消耗的芯片面积比较大，增加了芯片的面积和成本；同时在这种技术方案中，没有对金属氧化物半导体场效应晶体管MOS管PMl的开启过程进行控制的控制电路，这样在芯片启动过程中，由于MOS管PMl的开启过程不受控制，所产生的电压VO很容易超出预定值，由此所产生的过冲电压会对后级电路产生电压浪涌，严重情况下，会对后级电路产生一定的损坏。把MOS管PMl并联数减少到很少的程度，可以兼顾软启动功能，避免过充，但此方案导致启动速度变得很慢，并且启动完毕后，电路输出的电流驱动能力也会很弱。
[0004]综上所述，现有的电源产生电路成本比较高，应用方式有限制，很难同时兼顾软启动功能和快速启动功能。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种电源产生电路，以期提供一种同时具备软启动及快速启动功能的低温漂电源产生电路。
[0006]第一方面，本发明实施例公开了一种电源产生电路，包括基准核心电路、电压检测电路、启动控制电路，其中:
[0007]所述基准核心电路的电压输出端连接所述电压检测电路的输入端，且所述电压输出端用于连接负载，给所述负载提供电源信号V0;
[0008]所述基准核心电路的电压控制信号输出端连接所述启动控制电路的第一输入端，用于给所述启动控制电路提供电压控制信号V2;
[0009]所述基准核心电路的第一反馈信号输入端连接所述启动控制电路的第一反馈信号输出端，所述第一反馈信号输入端用于接收所述启动控制电路的第一反馈信号V3;
[0010]所述基准核心电路的第二反馈信号输入端连接所述启动控制电路的第二反馈信号输出端，所述第二反馈信号输入端用于接收所述启动控制电路的第二反馈信号V4;
[0011]所述基准核心电路的第三输入端用于接入偏置输入信号VI;
[0012]所述电压检测电路的电压比较信号输出端连接所述启动控制电路的第二输入端，所述电压比较信号输出端用于向所述启动控制电路输出软启动完成信号V9;
[0013]所述启动控制电路的第三输入端用于接入切换控制信号V5，所述启动控制电路的第四输入端用于接入芯片使能信号V8;
[0014]所述启动控制电路用于在接收到的芯片使能信号V8为低电平时，向所述基准核心电路输出高电平的第一反馈信号V3和高电平的第二反馈信号V4，所述基准核心电路在所述高电平的第一反馈信号V3和所述高电平的第二反馈信号V4的控制下处于关闭状态，所述启动控制电路在检测到所述芯片使能信号V8由低电平上升为高电平时，保持所述第一反馈信号V3为高电平，同时控制所述第二反馈信号V4由高电平下降为低电平，所述基准核心电路在所述高电平的第一反馈信号V3和所述低电平的第二反馈信号V4的控制下启用局部功率管给所述负载充电，并将所述基准核心电路启用局部功率管给所述负载充电的时段示意为具有软启动特性的快速启动阶段，在所述具有软启动特性的快速充电阶段，所述电源信号VO从零快速上位至所述电压检测电路中预设的电源信号门限值V0’，所述电压检测电路用于检测所述电源信号V0，并在检测到所述电源信号VO大于或等于所述电源信号门限值V0’时，输出高电平的软启动完成信号V9，所述启动控制电路在接收到所述高电平的软启动完成信号V9时，控制所述第一反馈信号V3、所述第二反馈信号V4和所述电压控制信号V2短接以形成所述基准核心电路的完整反馈回路，在所述完整反馈回路的调整下，所述第一反馈信号V3、所述第二反馈信号V4的电压值慢慢下降，所述基准核心电路的全局功率管在所述第一反馈信号V3、所述第二反馈信号V4的控制下开启程度慢慢增强，使所述电源信号VO平滑稳定并且没有过冲地，从所述电源信号门限值上升至目标值V0”，并将所述基准核心电路启用全局功率管给所述负载充电的时段示意为具有软启动特性的平滑启动阶段。其中，所述全局功率管包括由所述第一反馈信号V3控制栅极的第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOS管PMl和由所述第二反馈信号V4控制栅极的第二 MOS管PM2，所述局部功率管为所述第一MOS管PMl。
[0015]可见，本发明实施例提供的电源产生电路产生的电源信号VO具有低温漂、启动过程平滑的特性，有利于降低电路成本，且具有较快启动速度的同时，避免产生过冲电压，报障后级电路不会被浪涌电压所损坏，增加芯片及产品的使用寿命。
[0016]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述核心基准电路包括第一MOS管PMl、第二 MOS管PM2、第三MOS管PM4、第四MOS管PM4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一三极管Ql、第二三极管Q2、运算放大器OPl、第一传输门TGl、第一偏置电流源II，所述第一传输门TGl的C端和C反端用于接入两个相反相位的数字开关信号；其中，
[0017]所述偏置输入信号Vl为一个固定电压值；
[0018]所述第三MOS管PM3的栅极为所述基准核心电路的第三输入端；
[0019]所述第三MOS管PM3的源极、所述第四MOS管PM4的栅极连接所述第一偏置电流源Il的输出端；
[0020]所述第三MOS管PM3、所述第四MOS管PM4和所述第一偏置电流源11构成所述基准核心部分的启动电路；
[0021]所述第一MOS管PMl和所述第二 MOS管PM2的源极连接所述第一偏置电流源Il的输入端；
[0022]所述第一MOS管PMl和所述第二 MOS管PM2的漏极连接所述第一传输门TGl的输出端，所述第一传输门TGl的输出端为所述基准核心电路的电压输出端；
[0023]所述第四MOS管PM4的栅极连接所述第一传输门TGl的输入端、所述第一电阻Rl的第一端、所述第二电阻R2的第一端；
[0024]所述第四MOS管PM4的漏极连接所述第一电阻Rl的第二端、所述运算放大器OPl的负输入端、所述第三电阻R3的第一端和所述第一三极管Ql的发射极；
[0025]所述运算放大器OPl的正输入端连接所述第二电阻R2的第二端连接、所述第五电阻R5的第一端和所述第四电阻R4的第一端；
[0026]所述第五电阻R5的第二端连接所述第二三极管Q2的发射极；
[0027]所述第三MOS管PM3的漏极、所述第三电阻R3的第二端、所述第一三极管Ql的集电极和基极、所述第二三极管Q2的基极和集电极、所述第四电阻R4的第二端均接地；
[0028]所述运算放大器OPl的输出端为所述基准核心电路的电压控制信号输出端。
[0029]结合本发明实施例，所述基准核心电路的工作原理为:
[0030]当由所述第三MOS管PM3、所述第四MOS管PM4和所述第一偏置电流源11构成的所述基准核心部分的启动电路启动时，由于第四MOS管PM4的栅极电压比偏置输入信号VI的值低，因此第一偏置电流源Il的绝大部分电流全部流入第四MOS管PM4，此电流再强行灌入第一电阻Rl、第三电阻R3、第一三极管Ql的公共节点，使此公共节点的电压抬升，同时此公共节点也是运算放大器OPl的负输入端，而此时运算放大器OPl的正输入端还没有电流灌入，因此导致运算放大器OPl的负输入端的电压比正输入端的高，从而使运算放大器OPl输出低电平的电压控制信号V2。由于流经第四MOS管PM4的电流的灌入，打破了基准核心电路的零状态，从而成功启动基准核心电路，随着电流的灌入，第四MOS管PM4的栅极电压逐步升高，流过第四MOS管PM4的电流也随之逐步减少，由于第一偏置电流源Il的总电流保持不变，因此流过第三MOS管PM3的电流逐步升高。当第四MOS管PM4的栅极电压升高到一定程度时，最终没有电流流过第四MOS管PM4，从而启动电路关闭，使此启动电路不再影响基准核心电路的正常工作。
[0031]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述电压检测电路包括第六电阻R6、第七电阻R7、比较器COMl，其中，
[0032]所述第六电阻R6的第一端为所述电压检测电路的输入端；
[0033]所述第六电阻R6的第二端连接所述第七电阻R7的第一端和所述比较器COMPl的正输入端；
[0034]所述COMPl的负输入端连接所述基准核心电路的第三输入端；
[0035]所述COMPl的输出端为所述电压检测电路的电压比较信号输出端；
[0036]所述R7的第二端接地。
[0037]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述启动控制电路包括第五MOS管PM5、第六MOS管PM6、第七MOS管PM7、第八MOS管PM8、第九MOS管PM9、第十MOS管PMl O、第^^一MOS管PMlU D触发器D-TR1、第二偏置电流源12、第三偏置电流源13、第二传输门TG2、第三传输门TG3、第四传输门TG4、第五传输门TG5、第六传输门TG6以及第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器;其中，
[0038]所述D触发器D-TRI的Reset端口连接所述第八MOS管PM8、所述第九MOS管PM9和所述第^^一MOS管PMl I的栅极；
[0039 ] 所述第五MOS管PM5、所述第六MOS管PM6、所述第八MOS管PM8、所述第九MOS管所述第i^一MOS管PMl I的源极连接所述第一偏置电流源11的输入端；
[0040] 所述D触发器D-TRI的Q端口连接所述第五MOS管PM5和所述第六MOS管PM6的栅极；[0041 ] 所述第五MOS管PM5的漏极连接所述第七MOS管PM7的栅极、所述第二偏置电流源12和所述第一反相器的输入端；
[0042]所述第七MOS管PM7的源极、所述第六MOS管PM6的漏极连接所述第二传输门TG2和所述第四传输门TG4的输入端；
[0043]所述第七MOS管PM7、所述第十MOS管PMlO和所述第^^一MOS管PMll的漏极连接所述第四传输门TG4和所述第七传输门TG7的输出端、所述第三传输门TG3和所述第五传输门TG5的输入端；
[0044]所述第八MOS管PM8的漏极和所述第十MOS管PMlO的栅极连接所述第三偏置电流源13的输入端；
[0045]所述第二偏置电流源12的输出端与所述第三偏置电流源13的输出端接地；
[0046]所述第九MOS管PM9的漏极、所述第十MOS管PMlO的源极连接所述第七传输门TG7和所述第六传输门TG6的输入端；
[0047]所述第一反相器的输出端连接所述第四传输门TG4和所述第七传输门TG7的C端、所述第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接所述第四传输门TG4和所述第七传输门TG7的C反端；
[0048]所述第三反相器的输出端连接所述第二传输门TG2和所述第六传输门TG6的C端、所述第三传输门TG3和所述第五传输门TG5的C反端、以及所述第四反相器的输入端，所述第四反相器的输出端连接所述第二传输门TG2和所述第六传输门TG6的C反端、所述第三传输门TG3和所述第五传输门TG5的C端；
[0049]所述第三反相器的输入端为用于接入切换控制信号V5的所述启动控制电路的第三输入端；
[0050]所述第二传输门TG2和所述第三传输门TG3的输出端连接所述基准核心电路的第一反馈信号输入端，所述第五传输门TG5和所述第六传输门TG6的输出端连接所述基准核心电路的第二反馈信号输入端。
[0051]结合本发明实施例，所述电源产生电路的工作原理为:
[0052]初始状态时，芯片使能信号V8为低电平，D触发器D-TRI的Q端为零电平，此时第八MOS管PM8、第九MOS管PM9、第^^一MOS管PMl I开启，使第九MOS管PM9关断，第十MOS管的源极电压V13的电平为高电平；同时，第五MOS管PM5和第六MOS管PM6开启，使第七MOS关PM7的栅极为高电平，从而使第七MOS管PM7关断，第七MOS管PM7的源极电压V12的电平为高电平。同时，V5的电平为低电平，第二传输门TG2和第六传输门TG6导通，第三传输门TG3和第五传输门TG5关断。由于第七MOS管PM7的栅极此时为高电平，第一反相器的输出端电压VlO为低电平，第二反相器的输出端电压Vll为低电平，因此第四传输门TG4和第七传输门TG7关断。故而第一反馈控制信号V3通过第二传输门TG2与第七MOS管PM7的源极(V12)直连，第二反馈控制信号V4通过第六传输门TG6与第十MOS管PMlO的源极(V13)直连，由前所述，此时V12和V13的电平为高电平，因此，此时V3和V4的电平也为高电平，从而第一 MOS管PMl和第二 MOS管PM2关断。而此时第七MOS管PM7的漏端和第十MOS管PMlO的漏端同时与电压控制信号V2短接，而电压控制信号V2此时由前面的基准核心电路的电路原理所述，V2为低电平。
[0053]在具有软启动特性的快速启动阶段，芯片使能信号V8由低电平上升为高电平，第八PMOS管PM8、第九MOS管PM9、第^^一MOS管PMl I关闭，从而使第十MOS管PMlO的栅极在第三偏置电流源13的作用下变为低电平，从而使第十MOS管PMlO导通，使第七MOS管PM7的漏极(V2)与第十MOS管PMlO的源极(V13)短接，进而使第二反馈控制信号V4和V2的电位一致，都为低电平。由于此时第五MOS管PM5和第六MOS管PM6仍然保持开启状态，因此第一反馈控制信号V3为高电平，而第二反馈控制信号V4为低电平，从而开启第二MOS管PM2，由于第二MOS管卩12的并联数为如，0〈」〈0.5，而功率管?11的并联数为11，因此相当于只开启了一小部分的功率管来给电压输出端(VO)所连接的负载充电，因此它具有软启动的特性，且由于此时第二MOS管PM2上的电压为O电位，因此第二MOS管PM2是完全开启的，达到它最大的充电能力，故而启动速度会很快，从而具有快速启动的功能。
[0054]在具有软启动特性的快速启动阶段，电源信号VO的电压逐步上升，当VO的电压的分压值达到输出电压检测模块的电路拓扑所描述的电源信号门限值时，前面的比较器COMPl输出高电平，从而使软启动完成信号V9由原来的零电平变为高电平，启动过程进入具有软启动特性的平滑启动阶段;此时，D触发器的Q端输出高电平，使第五MOS管PM5和第六MOS管PM6关断，进而使第七MOS管PM7的源极(VI2)与漏极(V2)短接，而第四传输门TG4和第七传输门TG7的输入控制信号VlO和Vl I，在第二电流偏置信号12的作用下，分别由原来的低电平VlO以及高电平VII，变成高电平VlO以及低电平VII，从而使V2同时与第一反馈控制信号V3和第二反馈控制信号V4短接在一起，同时控制第一MOS管PMl和第二MOS管PM2，此时与基准核心电路一起，形成一个完整反馈回路，在完整反馈回路的调整下，第一反馈控制信号V3和第二反馈控制信号V4的电压值慢慢下降，从而使第一MOS管PMl和第二MOS管PM2的开启程度慢慢增强，进一步使电源信号VO平滑稳定并且没有过冲地，从之前具有软启动特性的快速启动阶段末尾达到的V0’，逐步在完整反馈回路的控制下，达到最终的目标值V0”，此过程也是一个软启动的过程，主要是让VO的电压值从接近它的V0’，逐步平滑上升到目标值V0”，避免过冲的产生。而第一 MOS管PMl和第二 MOS管PM2均是开启状态，使得电源信号VO具有设定的电流驱动能力。
[0055]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述切换控制信号V5的电平为低电平。
[0056]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述局部功率管包括所述第二MOS管PM2，所述全部功率管包括所述第一 MOS管PMl和所述第二 MOS管PM2。
[0057]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，
[0058]所述第一电阻Rl=所述第二电阻R2;
[0059]所述第三电阻R3 =所述第四电阻R4;
[0060]所述第一电阻Rl、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3、所述第四电阻R4、所述第五电阻R5为同类型电阻。
[0061]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述第一三极管Q1、所述第二三极管Q2为同类型三极管，且所述第一三极管Ql的并联数小于所述第二三极管Q2的并联数。
[0062]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述第一MOS管PMl的并联数为η，所述第二 MOS管ΡΜ2的并联数为jn，j的值大于O小于0.5，n为正整数。
[0063]结合第一方面，在一些可能的实现方式中，所述偏置输入信号Vl与所述电源信号门限值VO ’之间的关系为:
[0064]所述电源信号门限值V0’/偏置输入信号Vl=a/(a+l)，a为整数。
【附图说明】
[0065]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
[0066]图1是本发明公开的一种现有方案中的电源产生电路的电路结构图；
[0067]图2是本发明第一实施例提供的一种电源产生电路的结构示意图；
[0068]图3是本发明第二实施例提供的一种电源产生电路中的基准核心电路的结构示意图；
[0069]图4是本发明第三实施例提供的一种电源产生电路中的电压检测电路的结构示意图；
[0070]图5是本发明第四实施例提供的一种电源产生电路中的启动控制电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0071]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0072]请参阅图2，图2是本发明第一实施例提供的一种电源产生电路的结构示意图。如图2所示，本电源产生电路具体包括:基准核心电路、电压检测电路、启动控制电路，其中:
[0073]所述基准核心电路的电压输出端连接所述电压检测电路的输入端，且所述电压输出端用于连接负载，给所述负载提供电源信号V0;
[0074]所述基准核心电路的电压控制信号输出端连接所述启动控制电路的第一输入端，用于给所述启动控制电路提供电压控制信号V2;
[0075]所述基准核心电路的第一反馈信号输入端连接所述启动控制电路的第一反馈信号输出端，所述第一反馈信号输入端用于接收所述启动控制电路的第一反馈信号V3;
[0076]所述基准核心电路的第二反馈信号输入端连接所述启动控制电路的第二反馈信号输出端，所述第二反馈信号输入端用于接收所述启动控制电路的第二反馈信号V4;
[0077]所述基准核心电路的第三输入端用于接入偏置输入信号Vl;
[0078]所述电压检测电路的电压比较信号输出端连接所述启动控制电路的第二输入端，所述电压比较信号输出端用于向所述启动控制电路输出软启动完成信号V9;
[0079]所述启动控制电路的第三输入端用于接入切换控制信号V5，所述启动控制电路的第四输入端用于接入芯片使能信号V8;
[0080]上述电源产生电路的工作原理为:
[0081]所述启动控制电路用于在接收到的芯片使能信号V8为低电平时，向所述基准核心电路输出高电平的第一反馈信号V3和高电平的第二反馈信号V4，所述基准核心电路在所述高电平的第一反馈信号V3和所述高电平的第二反馈信号V4的控制下处于关闭状态；
[0082]所述启动控制电路在检测到所述芯片使能信号V8由低电平上升为高电平时，保持所述第一反馈信号V3为高电平，同时控制所述第二反馈信号V4由高电平下降为低电平，所述基准核心电路在所述高电平的第一反馈信号V3和所述低电平的第二反馈信号V4的控制下启用局部功率管给所述负载充电，并将所述基准核心电路启用局部功率管给所述负载充电的时段示意为具有软启动特性的快速启动阶段；
[0083]在所述具有软启动特性的快速充电阶段，所述电源信号VO从零快速上位至所述电压检测电路中预设的电源信号门限值V0’，所述电压检测电路用于检测所述电源信号V0，并在检测到所述电源信号VO大于或等于所述电源信号门限值V0’时，输出高电平的软启动完成信号V9，所述启动控制电路在接收到所述高电平的软启动完成信号V9时，控制所述第一反馈信号V3、所述第二反馈信号V4和所述电压控制信号V2短接以形成所述基准核心电路的完整反馈回路，在所述完整反馈回路的调整下，所述第一反馈信号V3、所述第二反馈信号V4的电压值慢慢下降，所述基准核心电路的全局功率管在所述第一反馈信号V3、所述第二反馈信号V4的控制下开启程度慢慢增强，使所述电源信号VO平滑稳定并且没有过冲地，从所述电源信号门限值上升至目标值V0”，并将所述基准核心电路启用全局功率管给所述负载充电的时段示意为具有软启动特性的平滑启动阶段。其中，所述全局功率管包括由所述第一反馈信号V3控制栅极的第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOS管PMl和由所述第二反馈信号V4控制栅极的第二 MOS管PM2，所述局部功率管为所述第一 MOS管PMl。
[0084]可见，本发明实施例提供的电源产生电路产生的电源信号VO具有低温漂、启动过程平滑的特性，有利于降低电路成本，且具有较快启动速度的同时，避免产生过冲电压，报障后级电路不会被浪涌电压所损坏，增加芯片及产品的使用寿命。
[0085]进一步地，请参阅图3，图3是本发明第二实施例提供的一种电源产生电路中的基准核心电路的结构示意图。如图3所示，本基准核心电路具体包括:
[0086]第一 MOS管PMl、第二 MOS管PM2、第三MOS管PM4、第四MOS管PM4、第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一三极管Q1、第二三极管Q2、运算放大器0P1、第一传输门TG1、第一偏置电流源II，所述第一传输门TGl的C端和C反端用于接入两个相反相位的数字开关信号;其中，
[0087]所述偏置输入信号Vl为一个固定电压值；
[0088]所述第三MOS管PM3的栅极为所述基准核心电路的第三输入端；
[0089 ] 所述第三MOS管PM3的源极、所述第四MOS管PM4的栅极连接所述第一偏置电流源11的输出端；
[0090] 所述第三MOS管PM3、所述第四MOS管PM4和所述第一偏置电流源11构成所述基准核心部分的启动电路；
[0091 ]所述第一 MOS管PMl和所述第二 MOS管PM2的源极连接所述第一偏置电流源Il的输入端；
[0092]所述第一 MOS管PMl和所述第二 MOS管PM2的漏极连接所述第一传输门TGl的输出端，所述第一传输门TGl的输出端为所述基准核心电路的电压输出端；
[0093]所述第四MOS管PM4的栅极连接所述第一传输门TGl的输入端、所述第一电阻Rl的第一端、所述第二电阻R2的第一端；
[0094]所述第四MOS管PM4的漏极连接所述第一电阻Rl的第二端、所述运算放大器OPl的负输入端、所述第三电阻R3的第一端和所述第一三极管Ql的发射极；
[0095]所述运算放大器OPl的正输入端连接所述第二电阻R2的第二端连接、所述第五电阻R5的第一端和所述第四电阻R4的第一端；
[0096]所述第五电阻R5的第二端连接所述第二三极管Q2的发射极；
[0097]所述第三MOS管PM3的漏极、所述第三电阻R3的第二端、所述第一三极管Ql的集电极和基极、所述第二三极管Q2的基极和集电极、所述第四电阻R4的第二端均接地；
[0098]所述运算放大器OPl的输出端为所述基准核心电路的电压控制信号输出端。
[0099]结合本发明实施例，所述基准核心电路的工作原理为:
[0100]当由所述第三MOS管PM3、所述第四MOS管PM4和所述第一偏置电流源11构成的所述基准核心部分的启动电路启动时，由于第四MOS管PM4的栅极电压比偏置输入信号VI的值低，因此第一偏置电流源11的绝大部分电流会流入第四MOS管PM4，此电流再强行灌入第一电阻Rl、第三电阻R3、第一三极管Ql的公共节点，使此公共节点的电压抬升，同时此公共节点也是运算放大器OPl的负输入端，而此时运算放大器OPl的正输入端还没有电流灌入，因此导致运算放大器OPl的负输入端的电压比正输入端的高，从而使运算放大器OPl输出低电平的电压控制信号V2。
[0101 ]由于流经第四MOS管PM4的电流的灌入，打破了基准核心电路的零状态，从而成功启动基准核心电路，随着电流的灌入，第四MOS管PM4的栅极电压逐步升高，流过第四MOS管PM4的电流也随之逐步减少，由于第一偏置电流源11的总电流保持不变，因此流过第三MOS管PM3的电流逐步升高。当第四MOS管PM4的栅极电压升高到一定程度时，最终没有电流流过第四MOS管PM4，从而启动电路关闭，此时启动电路不再影响基准核心电路的正常工作。
[0102]进一步地，请参阅图4，图4是本发明第三实施例提供的一种电源产生电路中的电压检测电路的结构示意图。如图4所示，本电压检测电路具体包括:
[0103]第六电阻R6、第七电阻R7、比较器COMl，其中，
[0104]所述第六电阻R6的第一端为所述电压检测电路的输入端；
[0105]所述第六电阻R6的第二端连接所述第七电阻R7的第一端和所述比较器COMPl的正输入端；
[0106]所述COMPl的负输入端连接所述基准核心电路的第三输入端；
[0107]所述COMPl的输出端为所述电压检测电路的电压比较信号输出端；
[0108]所述R7的第二端接地。
[0109]进一步地，请参阅图5，图5是本发明第四实施例提供的一种电源产生电路中的启动控制电路的结构示意图。如图5所示，本启动控制电路具体包括:
[0110]第五MOS管PM5、第六MOS管PM6、第七MOS管PM7、第八MOS管PM8、第九MOS管PM9、第十MOS管PMlO、第^^一MOS管PMl 1、D触发器D-TR1、第二偏置电流源12、第三偏置电流源13、第二传输门TG2、第三传输门TG3、第四传输门TG4、第五传输门TG5、第六传输门TG6以及第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器;其中，
[0111]所述D触发器D-TRI的Reset端口连接所述第八MOS管PM8、所述第九MOS管PM9和所述第^^一MOS管PMl I的栅极；
[0112]所述第五MOS管PM5、所述第六MOS管PM6、所述第八MOS管PM8、所述第九MOS管所述第i^一MOS管PMl I的源极连接所述第一偏置电流源11的输入端；
[0113]所述D触发器D-TRI的Q端口连接所述第五MOS管PM5和所述第六MOS管PM6的栅极；
[0114]所述第五MOS管PM5的漏极连接所述第七MOS管PM7的栅极、所述第二偏置电流源12和所述第一反相器的输入端；
[0115]所述第七MOS管PM7的源极、所述第六MOS管PM6的漏极连接所述第二传输门TG2和所述第四传输门TG4的输入端；
[0116]所述第七MOS管PM7、所述第十MOS管PMlO和所述第^^一MOS管PMll的漏极连接所述第四传输门TG4和所述第七传输门TG7的输出端、所述第三传输门TG3和所述第五传输门TG5的输入端；
[0117]所述第八MOS管PM8的漏极和所述第十MOS管PMlO的栅极连接所述第三偏置电流源13的输入端；
[0118]所述第二偏置电流源12的输出端与所述第三偏置电流源13的输出端接地；
[0119]所述第九MOS管PM9的漏极、所述第十MOS管PMlO的源极连接所述第七传输门TG7和所述第六传输门TG6的输入端；
[0120]所述第一反相器的输出端连接所述第四传输门TG4和所述第七传输门TG7的C端、所述第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接所述第四传输门TG4和所述第七传输门TG7的C反端；
[0121]所述第三反相器的输出端连接所述第二传输门TG2和所述第六传输门TG6的C端、所述第三传输门TG3和所述第五传输门TG5的C反端、以及所述第四反相器的输入端，所述第四反相器的输出端连接所述第二传输门TG2和所述第六传输门TG6的C反端、所述第三传输门TG3和所述第五传输门TG5的C端；
[0122]所述第三反相器的输入端为用于接入切换控制信号V5的所述启动控制电路的第三输入端；
[0123]所述第二传输门TG2和所述第三传输门TG3的输出端连接所述基准核心电路的第一反馈信号输入端，所述第五传输门TG5和所述第六传输门TG6的输出端连接所述基准核心电路的第二反馈信号输入端。
[0124]结合本发明实施例，所述电源产生电路的工作原理为:
[0125]初始状态时，芯片使能信号V8为低电平，D触发器D-TRI的Q端为零电平，此时第八MOS管PM8、第九MOS管PM9、第^^一MOS管PMl I开启，使第九MOS管PM9关断，第十MOS管的源极电压V13的电平为高电平；同时，第五MOS管PM5和第六MOS管PM6开启，使第七MOS关PM7的栅极为高电平，从而使第七MOS管PM7关断，第七MOS管PM7的源极电压V12的电平为高电平。同时，V5的电平为低电平，第二传输门TG2和第六传输门TG6导通，第三传输门TG3和第五传输门TG5关断。由于第七MOS管PM7的栅极此时为高电平，第一反相器的输出端电压VlO为低电平，第二反相器的输出端电压Vll为低电平，因此第四传输门TG4和第七传输门TG7关断。故而第一反馈控制信号V3通过第二传输门TG2与第七MOS管PM7的源极(V12)直连，第二反馈控制信号V4通过第六传输门TG6与第十MOS管PMlO的源极(V13)直连，由前所述，此时V12和V13的电平为高电平，因此，此时V3和V4的电平也为高电平，从而第一 MOS管PMl和第二 MOS管PM2关断。而此时第七MOS管PM7的漏端和第十MOS管PMlO的漏端同时与电压控制信号V2短接，而电压控制信号V2此时由前面的基准核心电路的电路原理所述，V2为低电平。
[0126]在具有软启动特性的快速启动阶段，芯片使能信号V8由低电平上升为高电平，第八PMOS管PM8、第九MOS管PM9、第^^一MOS管PMl I关闭，从而使第十MOS管PMlO的栅极在第三偏置电流源13的作用下变为低电平，从而使第十MOS管PMlO导通，使第七MOS管PM7的漏极(V2)与第十MOS管PMlO的源极(V13)短接，进而使第二反馈控制信号V4和V2的电位一致，都为低电平。由于此时第五MOS管PM5和第六MOS管PM6仍然保持开启状态，因此第一反馈控制信号V3为高电平，而第二反馈控制信号V4为低电平，从而开启第二MOS管PM2，由于第二MOS管卩12的并联数为如，0〈」〈0.5，而功率管?11的并联数为11，因此相当于只开启了一小部分的功率管来给电压输出端(VO)所连接的负载充电，因此它具有软启动的特性，且由于此时第二MOS管PM2上的电压为O电位，因此第二MOS管PM2是完全开启的，达到它最大的充电能力，故而启动速度会很快，从而具有快速启动的功能。
[0127]在具有软启动特性的快速启动阶段，电源信号VO的电压逐步上升，当VO的电压的分压值达到输出电压检测模块的电路拓扑所描述的电源信号门限值时，前面的比较器COMPl输出高电平，从而使软启动完成信号V9由原来的零电平变为高电平，启动过程进入具有软启动特性的平滑启动阶段;此时，D触发器的Q端输出高电平，使第五MOS管PM5和第六MOS管PM6关断，进而使第七MOS管PM7的源极(VI2)与漏极(V2)短接，而第四传输门TG4和第七传输门TG7的输入控制信号VlO和Vl I，在第二电流偏置信号12的作用下，分别由原来的低电平VlO以及高电平VII，变成高电平VlO以及低电平VII，从而使V2同时与第一反馈控制信号V3和第二反馈控制信号V4短接在一起，同时控制第一MOS管PMl和第二MOS管PM2，此时与基准核心电路一起，形成一个完整反馈回路，在完整反馈回路的调整下，第一反馈控制信号V3和第二反馈控制信号V4的电压值慢慢下降，从而使第一MOS管PMl和第二MOS管PM2的开启程度慢慢增强，进一步使电源信号VO平滑稳定并且没有过冲地，从之前具有软启动特性的快速启动阶段末尾达到的V0’，逐步在完整反馈回路的控制下，达到最终的目标值V0”，此过程也是一个软启动的过程，主要是让VO的电压值从接近它的V0’，逐步平滑上升到目标值V0”，避免过冲的产生。而第一 MOS管PMl和第二 MOS管PM2均是开启状态，使得电源信号VO具有设定的电流驱动能力。
[0128]可选的，本发明实施例中，所述切换控制信号V5的电平为低电平。
[0129]可选的，本发明实施例中，所述局部功率管包括所述第二MOS管PM2，所述全部功率管包括所述第一 MOS管PMl和所述第二 MOS管PM2。
[0130]可选的，本发明实施例中，
[0131]所述第一电阻Rl=所述第二电阻R2;
[0132]所述第三电阻R3 =所述第四电阻R4;
[0133]所述第一电阻Rl、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3、所述第四电阻R4、所述第五电阻R5为同类型电阻。
[0134]可选的，本发明实施例中，
[0135]所述第一三极管Q1、所述第二三极管Q2为同类型三极管，且所述第一三极管Ql的并联数小于所述第二三极管Q2的并联数。
[0136]可选的，本发明实施例中，所述第一MOS管PMl的并联数为η，所述第二MOS管ΡΜ2的并联数为jn，j的值大于O小于0.5，n为正整数。
[0137]可选的，本发明实施例中，所述偏置输入信号Vl与所述电源信号门限值V0’之间的关系为:
[0138]所述电源信号门限值V0’/偏置输入信号Vl=a/(a+l)，a为整数。
[0139]以上对本发明实施例所提供的电源产生电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种电源产生电路，包括基准核心电路、电压检测电路、启动控制电路，其特征在于，其中: 所述基准核心电路的电压输出端连接所述电压检测电路的输入端，且所述电压输出端用于连接负载，给所述负载提供电源信号VO; 所述基准核心电路的电压控制信号输出端连接所述启动控制电路的第一输入端，用于给所述启动控制电路提供电压控制信号V2; 所述基准核心电路的第一反馈信号输入端连接所述启动控制电路的第一反馈信号输出端，所述第一反馈信号输入端用于接收所述启动控制电路的第一反馈信号V3; 所述基准核心电路的第二反馈信号输入端连接所述启动控制电路的第二反馈信号输出端，所述第二反馈信号输入端用于接收所述启动控制电路的第二反馈信号V4; 所述基准核心电路的第三输入端用于接入偏置输入信号Vl; 所述电压检测电路的电压比较信号输出端连接所述启动控制电路的第二输入端，所述电压比较信号输出端用于向所述启动控制电路输出软启动完成信号V9; 所述启动控制电路的第三输入端用于接入切换控制信号V5，所述启动控制电路的第四输入端用于接入芯片使能信号V8; 所述启动控制电路用于在接收到的芯片使能信号V8为低电平时，向所述基准核心电路输出高电平的第一反馈信号V3和高电平的第二反馈信号V4，所述基准核心电路在所述高电平的第一反馈信号V3和所述高电平的第二反馈信号V4的控制下处于关闭状态，所述启动控制电路在检测到所述芯片使能信号V8由低电平上升为高电平时，保持所述第一反馈信号V3为高电平，同时控制所述第二反馈信号V4由高电平下降为低电平，所述基准核心电路在所述高电平的第一反馈信号V3和所述低电平的第二反馈信号V4的控制下启用局部功率管给所述负载充电，并将所述基准核心电路启用局部功率管给所述负载充电的时段示意为具有软启动特性的快速启动阶段，在所述具有软启动特性的快速充电阶段，所述电源信号VO从零快速上位至所述电压检测电路中预设的电源信号门限值V0’，所述电压检测电路用于检测所述电源信号V0，并在检测到所述电源信号VO大于或等于所述电源信号门限值V0’时，输出高电平的软启动完成信号V9，所述启动控制电路在接收到所述高电平的软启动完成信号V9时，控制所述第一反馈信号V3、所述第二反馈信号V4和所述电压控制信号V2短接以形成所述基准核心电路的完整反馈回路，在所述完整反馈回路的调整下，所述第一反馈信号V3、所述第二反馈信号V4的电压值慢慢下降，所述基准核心电路的全局功率管在所述第一反馈信号V3、所述第二反馈信号V4的控制下开启程度慢慢增强，使所述电源信号VO平滑稳定并且没有过冲地，从所述电源信号门限值上升至目标值V0”，并将所述基准核心电路启用全局功率管给所述负载充电的时段示意为具有软启动特性的平滑启动阶段。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述核心基准电路包括第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOS管PMl、第二 MOS管PM2、第三MOS管PM4、第四MOS管PM4、第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一三极管Q1、第二三极管Q2、运算放大器0P1、第一传输门TG1、第一偏置电流源II，所述第一传输门TGl的C端和C反端用于接入两个相反相位的数字开关信号;其中， 所述偏置输入信号Vl为一个固定电压值； 所述第三MOS管PM3的栅极为所述基准核心电路的第三输入端； 所述第三MOS管PM3的源极、所述第四MOS管PM4的栅极连接所述第一偏置电流源11的输出立而; 所述第三MOS管PM3、所述第四MOS管PM4和所述第一偏置电流源Il构成所述基准核心部分的启动电路； 所述第一 MOS管PMl和所述第二 MOS管PM2的源极连接所述第一偏置电流源Il的输入端；所述第一 MOS管PMl和所述第二 MOS管PM2的漏极连接所述第一传输门TGl的输出端，所述第一传输门TGl的输出端为所述基准核心电路的电压输出端； 所述第四MOS管PM4的栅极连接所述第一传输门TGl的输入端、所述第一电阻Rl的第一端、所述第二电阻R2的第一端； 所述第四MOS管PM4的漏极连接所述第一电阻Rl的第二端、所述运算放大器OPl的负输入端、所述第三电阻R3的第一端和所述第一三极管Ql的发射极； 所述运算放大器OPl的正输入端连接所述第二电阻R2的第二端连接、所述第五电阻R5的第一端和所述第四电阻R4的第一端； 所述第五电阻R5的第二端连接所述第二三极管Q2的发射极； 所述第三MOS管PM3的漏极、所述第三电阻R3的第二端、所述第一三极管Ql的集电极和基极、所述第二三极管Q2的基极和集电极、所述第四电阻R4的第二端均接地； 所述运算放大器OPl的输出端为所述基准核心电路的电压控制信号输出端。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电压检测电路包括第六电阻R6、第七电阻R7、比较器COMl，其中， 所述第六电阻R6的第一端为所述电压检测电路的输入端； 所述第六电阻R6的第二端连接所述第七电阻R7的第一端和所述比较器COMPl的正输入端； 所述COMPl的负输入端连接所述基准核心电路的第三输入端； 所述COMPl的输出端为所述电压检测电路的电压比较信号输出端； 所述R7的第二端接地。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述启动控制电路包括第五MOS管PM5、第六MOS管PM6、第七MOS管PM7、第八MOS管PM8、第九MOS管PM9、第十MOS管PMl O、第^^一MOS管PMlU D触发器D-TR1、第二偏置电流源12、第三偏置电流源13、第二传输门TG2、第三传输门TG3、第四传输门TG4、第五传输门TG5、第六传输门TG6以及第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器;其中， 所述D触发器D-TRI的Reset端口连接所述第八MOS管PM8、所述第九MOS管PM9和所述第i^一MOS管PMl I的栅极； 所述第五MOS管PM5、所述第六MOS管PM6、所述第八MOS管PM8、所述第九MOS管PM9和所述第^^一MOS管PMl I的源极连接所述第一偏置电流源11的输入端； 所述D触发器D-TRI的Q端口连接所述第五MOS管PM5和所述第六MOS管PM6的栅极； 所述第五MOS管PM5的漏极连接所述第七MOS管PM7的栅极、所述第二偏置电流源12和所述第一反相器的输入端； 所述第七MOS管PM7的源极、所述第六MOS管PM6的漏极连接所述第二传输门TG2和所述第四传输门TG4的输入端； 所述第七MOS管PM7、所述第十MOS管PMlO和所述第^^一MOS管PMl I的漏极连接所述第四传输门TG4和所述第七传输门TG7的输出端、所述第三传输门TG3和所述第五传输门TG5的输入端； 所述第八MOS管PM8的漏极和所述第十MOS管PMlO的栅极连接所述第三偏置电流源13的输入端； 所述第二偏置电流源12的输出端与所述第三偏置电流源13的输出端接地； 所述第九MOS管PM9的漏极、所述第十MOS管PMlO的源极连接所述第七传输门TG7和所述第六传输门TG6的输入端； 所述第一反相器的输出端连接所述第四传输门TG4和所述第七传输门TG7的C端、所述第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接所述第四传输门TG4和所述第七传输门TG7的C反端； 所述第三反相器的输出端连接所述第二传输门TG2和所述第六传输门TG6的C端、所述第三传输门TG3和所述第五传输门TG5的C反端、以及所述第四反相器的输入端，所述第四反相器的输出端连接所述第二传输门TG2和所述第六传输门TG6的C反端、所述第三传输门TG3和所述第五传输门TG5的C端； 所述第三反相器的输入端为用于接入切换控制信号V5的所述启动控制电路的第三输入端； 所述第二传输门TG2和所述第三传输门TG3的输出端连接所述基准核心电路的第一反馈信号输入端，所述第五传输门TG5和所述第六传输门TG6的输出端连接所述基准核心电路的第二反馈信号输入端。5.根据权利要求1-4任一项所述的电路，其特征在于， 所述切换控制信号V5的电平为低电平。6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于， 所述局部功率管包括所述第二 MOS管PM2，所述全部功率管包括所述第一 MOS管PMl和所述第二 MOS管PM2。7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于， 所述第一电阻Rl =所述第二电阻R2; 所述第三电阻R3 =所述第四电阻R4; 所述第一电阻Rl、所述第二电阻R2、所述第三电阻R3、所述第四电阻R4、所述第五电阻R5为同类型电阻。8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于， 所述第一三极管Q1、所述第二三极管Q2为同类型三极管，且所述第一三极管Ql的并联数小于所述第二三极管Q2的并联数。9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于， 所述第一 MOS管PMl的并联数为n，所述第二 MOS管PM2的并联数为jn，j的值大于O小于0.5，η为正整数。10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于， 所述偏置输入信号Vl与所述电源信号门限值V0’之间的关系为: 所述电源信号门限值V0’/偏置输入信号vi = a/(a+l)，a为整数。
【文档编号】H02M1/36GK105915044SQ201610346308
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】刘鸣宇, 孙志宝
【申请人】深圳市奔凯安全技术股份有限公司