一种具有宽输入电压的供电电源的制作方法

本发明涉及一种供电技术领域，具体为一种具有宽输入电压的供电电源。

背景技术：

供电电路一般采用同时给数字电路模块和模拟电路模块供电，其中，数字电路模块中信号幅度变化范围大、速度快，会产生大量的噪声从而给模拟电路模块带来干扰，供电电路中采用的低压差线性稳压电路能够实现这些特性的主要原因在于内部调整管采用了沟道场效应管，而不是通常线性稳压器中的pnp晶体管，沟道的场效应管不需要基极电流驱动，所以大大降低了器件本身的电源电流。

目前的供电源中的ldo电路电压范围窄，电压波动范围小，导致充电速度慢，瞬态迟迟无法得到响应，现有技术已经不能满足现阶段人们的需求，基于现状，急需对现有技术进行改革。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有宽输入电压的供电电源，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案一种具有宽输入电压的供电电源，包括，基准源电路，由启动电路、基准核心电路和预调节电路组成；

所述启动电路包括场效应管m11、场效应管m12、场效应管m10、场效应管m9、场效应管m8、场效应管m7和充电电容c1；

所述场效应管m11的漏极与场效应管m12的漏极反向连接，且场效应管m11的源极并联连接场效应管m10和场效应管m10的源极，所述场效应管m10的漏极电连接充电电容c1，且场效应管m10的栅极电连接场效应管m9的栅极，所述场效应管m9漏极电连接场效应管m8的漏极和场效应管m7的栅极，且场效应管m7的漏极电连接场效应管m11的栅极；场效应管m7与场效应管m11构成了正反馈电路；

所述启动电路提供了从电源到地的电流通路，并且使后续的带隙基准核心电路摆脱简并偏置点。

所述基准核心电路包括级联电路、并联效应管电路、分压电路、负反馈电路；

所述级联电路包括三极管t1、三极管t2、三极管t3，所述三极管t1与三极管t2均具有一发射极，且所述三极管t1与三极管t2的发射极分别通过电阻r6和r7电连接预调节电路，所述三极管t1与三极管t2均具有一基极，且所述三极管t1的基极与三极管t2的基极电连接，所述三极管t2具有一集电极，且三极管t2的集电极电连接三极管t3的基极。

所述并联效应管电路包括场效应管m3、场效应管m4、场效应管m5；

所述场效应管m5、场效应管m4、场效应管m3均具有一漏极，且场效应管m5、场效应管m4、场效应管m3的漏极分别电连接三极管t1、三极管t2和三极管t3的集电极,所述场效应管m5、场效应管m4、场效应管m3均具有一栅极，且场效应管m5、场效应管m4、场效应管m3的栅极相互并联连接。

所述分压电路包括三极管t4、三极管t5和分压电阻r4，所述三极管t4的基极电连接三极管t5的基极，且在三极管t4与三极管t5之间的分压基点处电连接分压电阻r4，且分压电阻r4的另一端电连接负反馈电路；

所述负反馈电路包括场效应管m6、电阻r1、电阻r2、电阻r3、滤波电容c2、三极管t6、三极管t7和三极管t3；

所述三极管t6、三极管t7的基极相互电连接，且所述三极管t6的集电极电连接场效应管m3的源极，所述三极管t7的集电极通过串联连接电阻r3、电阻r1电连接场效应管m6，且三极管t6、三极管t7的发射极接地；所述三极管t7的集电极与发射极并联连接电阻r2和滤波电容c2，且电阻r2和滤波电容c2组成rc滤波电路；所述负反馈电路，不仅可以提高高频电源抑制比，还可以减小输出噪声。

所述预调节电路包括场效应管m13、稳压放大器、稳压电阻r11和r10；

所述场效应管m13的栅极电连接稳压放大器，且场效应管m13的源极通过稳压电阻r11和r10电连接基准核心电路，

基准核心电路通过输出端的rc滤波电路滤波后，为了使电路可以在低压状态下工作，预调节电路为基准核心电路提供更加稳定的电源电压,减小电压消耗，降低供电电压。

低压差线性稳压电路，包括：基准源、误差放大器、场效应管和反馈电阻、rc滤波电路；

所述基准源加载于误差放大器的负极端，所述误差放大器的正极反馈端与反馈电阻r1、反馈电阻r2构成了反馈网络，且所述反馈电阻r1、误差放大器的正极反馈端、场效应管的栅极和漏极组成了反馈回路，且场效应管的源极加载所述反馈电阻两端并联连接由电阻r3和电容cl组成的rc滤波电路。

瞬态响应电路，包括一级反馈电路、次级反馈电路、功率放大器；

所述一级反馈电路由场效应管m14、场效应管m19和反馈电阻r1组成；

所述次级反馈电路由场效应管m15、场效应管m16、场效应管m117和场效应管m18组成，其中，所述场效应管m16的栅极对称连接场效应管m17的栅极，共同组成了功率放大器；

当电路工作在稳态时，为了避免破坏场效应管mp的静态工作点，m14和m15被偏置在截止区。当负载变化较大时，m14两端的输出电压和m19漏极端的反馈电压都会发生波动，反馈电压的变化在瞬态增强电路中被放大。被放大的电压在负载电流增加时，可以将m15导通从而增加m19的栅极放电电流；而在负载电流减小时，将m14导通从而増加m19的栅极充电电流，随着vout恢复到稳定值，m14和m15将逐渐被关闭，瞬态响应电路负载瞬态响应时，该电路可以増加充放电电流，减少场效应管栅极电压的调整时间。

所述增益优化电路包括场效应管m20、场效应管m21、场效应管mp和旁路电容；

所述场效应管20的漏极端加载电压vin，所述场效应管m20、场效应管m21、场效应管mp组成了闭环回路，且场效应管m21的共栅极端并联连接旁路电容；

当输出电压下跳时，电容c导通，场效应管m22管的源极电位被拉低，使得流过场效应管m22管的电流增加,从而场效应管m22管的下拉电流增大，加快了场效应管栅极电压的摆率，优化了低压差线性稳压的瞬态响应性能。

附图说明

图1为本发明基准源电路图；

图2为本发明低压差线性稳压电路图；

图3为本发明瞬态响应电路图；

图4为本发明增益优化电路图。

具体实施方式

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。

参考图1，基准源电路，由启动电路、基准核心电路和预调节电路组成；

所述启动电路包括场效应管m11、场效应管m12、场效应管m10、场效应管m9、场效应管m8、场效应管m7和充电电容c1，所述场效应管m11的漏极与场效应管m12的漏极反向连接，且场效应管m11的源极并联连接场效应管m10和场效应管m10的源极，所述场效应管m10的漏极电连接充电电容c1，且场效应管m10的栅极电连接场效应管m9的栅极，所述场效应管m9漏极电连接场效应管m8的漏极和场效应管m7的栅极，且场效应管m7的漏极电连接场效应管m11的栅极；场效应管m7与场效应管m11构成了正反馈电路；

当电源电压上电时，电压通过场效应管m10给充电电容c1充电，此时，场效应管m9栅极电压为低电平，所以场效应管m9、场效应管m7被导通，形成了从电源电压到地的电流通路；所述启动电路提供了从电源到地的电流通路，并且使后续的带隙基准核心电路摆脱简并偏置点。

所述基准核心电路包括级联电路、并联效应管电路、分压电路、负反馈电路；

所述级联电路包括三极管t1、三极管t2、三极管t3，所述三极管t1与三极管t2均具有一发射极，且所述三极管t1与三极管t2的发射极分别通过电阻r6和r7电连接预调节电路，所述三极管t1与三极管t2均具有一基极，且所述三极管t1的基极与三极管t2的基极电连接，所述三极管t2具有一集电极，且三极管t2的集电极电连接三极管t3的基极；

所述并联效应管电路包括场效应管m3、场效应管m4、场效应管m5；

所述场效应管m5、场效应管m4、场效应管m3均具有一漏极，且场效应管m5、场效应管m4、场效应管m3的漏极分别电连接三极管t1、三极管t2和三极管t3的集电极,所述场效应管m5、场效应管m4、场效应管m3均具有一栅极，且场效应管m5、场效应管m4、场效应管m3的栅极相互并联连接；

所述分压电路包括三极管t4、三极管t5和分压电阻r4，所述三极管t4的基极电连接三极管t5的基极，且在三极管t4与三极管t5之间的分压基点处电连接分压电阻r4，且分压电阻r4的另一端电连接负反馈电路；

所述负反馈电路包括场效应管m6、电阻r1、电阻r2、电阻r3、滤波电容c2、三极管t6、三极管t7和三极管t3；

所述三极管t6、三极管t7的基极相互电连接，且所述三极管t6的集电极电连接场效应管m3的源极，所述三极管t7的集电极通过串联连接电阻r3、电阻r1电连接场效应管m6，且三极管t6、三极管t7的发射极接地；所述三极管t7的集电极与发射极并联连接电阻r2和滤波电容c2，且电阻r2和滤波电容c2组成rc滤波电路；

基准核心电路利用负反馈电路来提高基准电压的低频电源抑制比，在输出端口增加rc滤波电路来提高基准电压的高频电源抑制比，当基准源vref产生波动时，三极管t1和三极管t2两条支路的电流发生变化，从而引起三极管t3基极电压的变化，进而影响到场效应管m6的栅极电压及其漏极电流，从而消除vref的电压波动，由于三极管t6和三极管t7均属于pmos的栅极与漏极电压的变化极性相反，所以该反馈回路为负反馈，不仅可以提高高频电源抑制比，还可以减小输出噪声。

所述预调节电路包括场效应管m13、稳压放大器、稳压电阻r11和r10；

所述场效应管m13的栅极电连接稳压放大器，且场效应管m13的源极通过稳压电阻r11和r10电连接基准核心电路；

基准核心电路通过输出端的rc滤波电路滤波后，为了使电路可以在低压状态下工作，预调节电路为基准核心电路提供更加稳定的电源电压,减小电压消耗，降低供电电压。

参考图2，低压差线性稳压电路，包括：基准源、误差放大器、场效应管和反馈电阻、rc滤波电路；

所述基准源加载于误差放大器的负极端，所述误差放大器的正极反馈端与反馈电阻r1、反馈电阻r2构成了反馈网络，且所述反馈电阻r1、误差放大器的正极反馈端、场效应管的栅极和漏极组成了反馈回路，且场效应管的源极加载所述反馈电阻两端并联连接由电阻r3和电容cl组成的rc滤波电路；

基准核心电路不仅为低压差线性稳压电路提供基准电压，反馈电阻r1、r2将输出电压vout采样以后输入误差放大器的正极反馈端，经过rc滤波电路滤波后，提供稳定的的供电电压；当电源电压小于vin时，场效应管无法打开，没有输出电流，输出电压为零，低压差线性稳压电路工作在关断区，且随着电源电压的増加，随着电压增大场效应管导通，虽然有了输出电压，但是电路尚未具有调整作用，输出电压不稳定；当电源电压大于vin时，场效应管工作在饱和区，导通电阻r3，电路电压趋向稳定；

参考图3，瞬态响应电路，包括一级反馈电路、次级反馈电路、功率放大器；

所述一级反馈电路由场效应管m14、场效应管m19和反馈电阻r1组成；

所述次级反馈电路由场效应管m15、场效应管m16、场效应管m117和场效应管m18组成，其中，所述场效应管m16的栅极对称连接场效应管m17的栅极，共同组成了功率放大器，所述

当电路工作在稳态时，为了避免破坏场效应管mp的静态工作点，m14和m15被偏置在截止区。当负载变化较大时，m14两端的输出电压和m19漏极端的反馈电压都会发生波动，反馈电压的变化在瞬态增强电路中被放大。被放大的电压在负载电流增加时，可以将m15导通从而增加m19的栅极放电电流；而在负载电流减小时，将m14导通从而増加m19的栅极充电电流。随着vout恢复到稳定值，m14和m15将逐渐被关闭，瞬态响应电路负载瞬态响应时，该电路可以増加充放电电流，减少场效应管栅极电压的调整时间。

参考图4，增益优化电路包括场效应管m20、场效应管m21、场效应管mp和旁路电容；

所述场效应管20的漏极端加载电压vin，所述场效应管m20、场效应管m21、场效应管mp组成了闭环回路，且场效应管m21的共栅极端并联连接旁路电容；

在场效应管m21的两端并联一个旁路电容，在低频时旁路电容相当于断路，场效应管m21的工作不受影响；在高频时旁路电容相当于通路，场效应管m21被短路，没有放大作用,当输出电压下跳时，电容c导通，场效应管m22管的源极电位被拉低，使得流过场效应管m22管的电流增加,从而场效应管m22管的下拉电流增大，加快了场效应管栅极电压的摆率，优化了低压差线性稳压的瞬态响应性能。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。