一种带偏置级优先干预的快速启动稳压电路

本发明是属于模拟集成电路领域，涉及一种快速启动稳压电路，尤其涉及一种带偏置级优先干预的快速启动稳压电路。

背景技术：

随着个人消费类电子产品、通信设备以及汽车电子领域的不断发展，对稳压电路的快速启动以及其内部供电端稳压电路的输出电压的稳定性和精确度等性能提出了更高的要求。稳压电路在结构上可以分为电子式稳压、电磁转换式稳压、数字控制式稳压。简单的电子式稳压电路可以将电阻和二极管串联而得，在输入电流变化时二极管上的电压只会有微幅的变化从而达到输出稳定电压的目的，但输出电压的精确度不高。其后，在简单电子式稳压的基础上进一步发展为有负反馈结构的电子式稳压电路，其会先比较实际反馈电压和固定的参考电压，误差值放大后送到稳压元件，设法调整输出使误差值变小，这样就形成了负反馈控制回路。可以通过增加开环增益进而进一步提高电压控制精确度但会降低其系统的稳定性，因此需要在稳定性及对变化的响应速度间需有取舍。电磁转换式稳压一般主要应用在交流稳压电路中，使用磁性元件进行电磁转换完成最终稳压输出。数字控制式稳压属于主动控制式系统，其工作原理和一般电子式稳压电路相同，但系统进入主动检测和控制结构。数字控制式稳压电路中包括二极管、电容、电阻及电位器及微控制器，可集成于一块小型pcb板或进一步高度集成于芯片内部，一般配合被检测目标形成积极快速的传感器反馈参数进行积极调整，快速为目标电路或者设备提供稳定的输出供电电压。由于上述各类电子产品的应用领域不断多样化和丰富化，如今较高电压输入场景已经成为必须考虑的因素。另一方面，提高电子产品整体的启动速度势在必行且很大程度上依赖于其内部供电端稳压电路的启动速度。

例如：参照图1，申请公布号为cn107656570a，名称为“一种软启动稳压电路”的专利申请，公开了一种主要由变压器t，二极管整流器u，三极管vt4，电阻r3，电阻r4，电容c1，电容c4，二极管d2，二极管d3，软启动处理电路，源极恒流驱动电路以及延时启动电路组成的软启动稳压电路。其中，整流器u的正输出端相连接、负极与二极管整流器u的负输出端相连接的电容c1，分别与电容c1的正极和负极相连接的软启动处理电路，正极与软启动处理电路相连接、负极与电容c1的负极相连接的电容c4，一端与电容c4的正极相连接、另一端与三极管vt4的基极相连接的电阻r3，p极与电容c4的负极相连接、n极与三极管vt4的发射极相连接的二极管d2，分别与三极管vt4的发射极和二极管d2的p极相连接的延时启动电路，分别与电容c1的负极和延时启动电路相连接的源极恒流驱动电路，以及p极与延时启动电路相连接、n极经电阻r4后与三极管vt4的集电极相连接的二极管d3组成；变压器t的原边电感线圈的两端组成电源输入端，二极管整流器u的一个输入端与变压器t的副边电感线圈的非同名端相连接、其另一个输入端与变压器t的副边电感线圈的同名端相连接；二极管d3的n极与软启动处理电路相连接。该发明所述的主要使用变压器t，二极管整流器u，三极管vt4等元件在输入电源电压上电后经过一个启动过程以较慢的速度产生稳定输出电压值来启动后级电路或设备的方法可在一定程度上避免输入电源电压对内部电路的高压损害，但由于存在一个较慢的启动的过程致使稳定的输出电压建立时间较长，限制了后级电路或设备的工作效果；同时由于内部电路使用变压器元件使得此种方法设计的电路的应用受到限制，难以实现进一步集成化。

再如：参照图2，申请公布号为cn112135394a，名称为“一种可升压降压的恒流led驱动电路”的专利申请，公开了一种可升压降压的恒流led驱动电路，其包括输入电路、升压/降压电路、输出电路以及控制电路，所述升压/降压电路包括升压稳压电路和降压稳压电路，所述输入电路与所述升压/降压电路连接，所述升压/降压电路与所述输出电路连接，所述输出电路连接led灯，所述led灯连接所述控制电路，所述控制电路连接所述升压/降压电路。其内部的降压稳压电路包括第二mos管、第一二极管及第二电感，所述第二mos管的第一引脚至第三引脚均连接所述输入电路及第八电阻的一端，所述第二mos管的第四引脚分别连接所述控制电路及所述第八电阻的另一端，所述第二mos管的第五引脚至第八引脚均连接所述第一二极管的一端及所述第二电感的一端，所述第二电感的另一端连接所述升压稳压电路，所述第一二极管的另一端接地。该发明所述的主要使用mos管、二极管及电感等元件构成稳压输出电路，由于其内部无变压器元件故利于进一步优化电路结构实现高度集成，但由于其内部无输入供电电压的降压保护结构，使得此发明所设计的稳压输出电路难以应用于较高的输入供电电压从而受到限制；同时由于内部电路使用mos管、二极管及电感等元件构成的稳压输出电路无反馈控制结构，因此输出的电压精确度不高且稳定性较差，使得此种方法设计的稳压电路的应用受到限制。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种宽电压输入范围、高输出精确度、高输出稳定性且高启动速度的快速启动稳压电路。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的：一种带偏置级优先干预的快速启动稳压电路，可在输入供电电压瞬时上电时快速启动从而进入正常稳压工作状态，其特点是，它将输入的供电电压通过n级梯度降压环节、偏置级启动环节、偏置级环节、尾稳压输出环节、偏置级输出环节进行处理，最终在得到稳定的输出供电电压的同时可以为其它集成电路模块提供初步的基准电压和偏置电流。

本发明具体包括n(n>1)级梯度降压环节1、偏置级启动环节2、偏置级环节3、尾稳压输出环节4、偏置级输出环节5，其中：所述n级梯度降压环节1，用于对输入供电电压vin进行多级降压处理；其设有两个输出端，第一输出端输出第1级降压信号v1；第二输出端输出第n级降压信号vn；所述偏置级启动环节2，用于启动偏置级环节3使其快速脱离零电流的静止状态,其输入端连接第1级降压信号v1；其设置有两个输出端，第一输出端输出启动电压a，第二输出端输出启动电压b；所述偏置级环节3，用于快速产生基准电压vb，其设置有三个输入端和两个输出端，第一输入端连接第1级降压信号v1，第二输入端连接启动电压a，第三输入端连接启动电压b，第一输出端输出端输出偏置电压vb并连接至尾稳压输出环节4，第二输出端输出端输出偏置电压vb2并连接至偏置级输出环节5；所述尾稳压输出环节4，用于产生稳定的输出供电电压，其设置有四个输入端和一个输出端，第一输入端连接第1级降压信号v1，第二输入端连接第n级降压信号vn，第三输入端连接偏置电压vb，第四输入端连接启动电压a；输出端作为整个带偏置级优先干预的快速启动稳压电路的第一输出端，并输出供电电压vout；所述偏置级输出环节5，用于产生输出基准电压vbo和偏置电流ibo，其设置有三个输入端和两个输出端，第一输入端连接启动电压a，第二输入端连接第1级降压信号v1，第三输入端连接偏置电压vb2；第一输出端作为整个带偏置级优先干预的快速启动稳压电路的第二输出端，并输出基准电压vbo，第二输出端作为整个带偏置级优先干预的快速启动稳压电路的第三输出端，并输出偏置电流ibo。

上述n级梯度降压环节1包括n(n>1)个分压电阻第一分压电阻rs1、第二分压电阻rs2、...、第n分压电阻rsn，n个降压nmos管第一降压nmos管mns1、第二降压nmos管mns2、...、第n降压nmos管mnsn，以及三个稳压二极管第一稳压二极管z1、第二稳压二极管z2、第三稳压二极管z3；其中：所述n个降压nmos管mns1～mnsn依次串联，第一降压nmos管mns1漏极连接输入供电电压vin，其源极连接第二降压nmos管mns2漏极并作为n级梯度降压环节1的第一输出端，并输出第1级降压信号v1，第二降压nmos管mns2源极连接第第三降压nmos管mns3漏极,...,依此类推，第n-1降压nmos管源极mnsn-1连接第n降压nmos管mnsn漏极，第n降压nmos管mnsn源极作为n级梯度降压环节1的第二输出端，并输出第n级降压信号vn；所述n个分压电阻rs1～rsn依次串联组成串联电路，第一分压电阻rs1一端连接第一降压nmos管mns1漏极，第一分压电阻rs1和第二分压电阻rs2的公共端连接第一降压nmos管mns1栅极，第二分压电阻rs2和第三分压电阻rs3的公共端连接第二降压nmos管mns2栅极,...,依此类推，第n-1分压电阻rsn-1和第n分压电阻rsn的公共端连接第n-1降压nmos管mnsn-1栅极，第n分压电阻rsn的另一端连接第n降压nmos管mnsn栅极；所述三个稳压二极管z1～z3组成串联电路，第一稳压二极管z1负端连接第n降压nmos管mnsn栅极，正端连接第二稳压二极管z2负端，第二稳压二极管z2正端连接第三稳压二极管z3负端，第三稳压二极管z3正端连接gnd。

上述偏置级启动环节2包括一个电阻第七电阻r7，以及两个npn管第十npn管q10和第十一npn管q11；其中：所述第七电阻r7一端作为偏置级启动环节2的输入端连接第1级降压信号v1，另一端连接所述第十npn管q10的基极和第十一npn管q11的集电极，该第十npn管q10的发射极和第十一npn管q11的发射极均连接gnd，第十npn管q10的集电极作为偏置级启动环节2的第一输出端输出启动电压a；第十一npn管q11的基极作为偏置级启动环节2的第二输出端输出启动电压b。

上述偏置级环节3包括四个电阻第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11，两个npn管第十二npn管q12和第十三npn管q13，九个pmos管第十pmos管mp10、第十一pmos管mp11、第十二pmos管mp12、第十三pmos管mp13、第十七pmos管mp17、第十八pmos管mp18、第十九pmos管mp19、第二十pmos管mp20、第二十三pmos管mp23，以及六个nmos管第十nmos管mn10、第十一nmos管mn11、第十二nmos管mn12、第十三nmos管mn13、第十四nmos管mn14、第十五nmos管mn15；其中：所述第十pmos管mp10～第十三pmos管mp13，其源极均连接作为偏置级环节3的第一输入端连接第1级降压信号v1，其栅极相连并连接至第十八pmos管mp18漏极，其漏极分别连接至所述第十七pmos管mp17～第二十pmos管mp20源极构成pmos共源共栅电流镜结构；所述第十七pmos管mp17～第二十pmos管mp20栅极相连并作为偏置级环节3的第二输入端连接启动电压a，第十七pmos管mp17的漏极通过第八电阻r8连接启动电压b，第十八pmos管mp18漏极通过第九电阻r9连接启动电压a，第十九pmos管mp19漏极连接第十四nmos管mn14漏极，第二十pmos管mp20漏极连接第十二nmos管mn12漏极；所述第十nmos管mn10与第十一nmos管mn11栅极相连并连接至第十nmos管mn10漏极，第十nmos管mn10漏极并作为偏置级环节3的第三输入端连接启动电压b，其源极连接第十二npn管q12集电极；第十一nmos管mn11漏极连接启动电压a；所述第十二npn管q12和第十三npn管q13基极相连并连接至第十二npn管q12集电极，该第十二npn管q12的发射极连接gnd，第十三npn管q13的发射极通过所述第十电阻r10连接到gnd；所述第十二nmos管mn12和第十三nmos管mn13栅极相连并连接至第十二nmos管mn12漏极，该第十二nmos管mn12源极连接所述第二十三pmos管mp23的漏极，第二十三pmos管mp23的栅极和漏极均连接到gnd；第十三nmos管mn13漏极通过所述第十一电阻r11连接第1级降压信号v1，其源极与第十五nmos管mn15漏极相连并作为偏置级环节3的第一输出端输出偏置电压vb；所述第十四nmos管mn14和第十五nmos管mn15源极均连接到gnd，其栅极相连并作为偏置级环节3的第二输出端输出偏置电压vb2，第十四nmos管mn14漏极与自身栅极相连。

上述尾稳压输出环节4包括四个电阻第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6，四个pnp管第一pnp管q1、第二pnp管q2、第四pnp管q4、第五pnp管q5，五个npn管第三npn管q3、第六npn管q6、第七npn管q7、第八npn管q8、第九npn管q9，九个pmos管第一pmos管mp1、第二pmos管mp2、第三pmos管mp3、第四pmos管mp4、第五pmos管mp5、第六pmos管mp6、第七pmos管mp7、第八pmos管mp8、第九pmos管mp9，七个nmos管第三nmos管mn3、第四nmos管mn4、第五nmos管mn5、第六nmos管mn6、第七nmos管mn7、第八nmos管mn8、第九nmos管mn9；其中：所述第一pnp管q1和第二pnp管q2构成电流镜结构，其发射极均连接第n级降压信号vn，其基极相连并连接至第一pnp管q1集电极，第二pnp管q2集电极连接第三npn管q3基极，该第三npn管q3集电极作为尾稳压输出环节4的第二输入端连接第n级降压信号vn，其发射极连接电压信号vc1；所述第三nmos管mn3、第四nmos管mn4、第五nmos管mn5、第六nmos管mn6源极均连接到gnd，其栅极相连至构成电流镜结构；第三nmos管mn3漏极与自身栅极相连并作为尾稳压输出环节4的第四输入端连接启动电压a，第四nmos管mn4漏极连接第一pnp管q1集电极，第五nmos管mn5漏极连接第二pnp管q2集电极，第六nmos管mn6漏极连接第一pmos管mp1；所述第一pmos管mp1、第二pmos管mp2、第三pmos管mp3、第四pmos管mp4、第五pmos管mp5源极均连接第n级降压信号vn，其栅极相连至构成电流镜结构；第一pmos管mp1漏极与自身栅极相连，第二pmos管mp2漏极连接第七nmos管mn7漏极，第三pmos管mp3漏极连接第六npn管q6集电极，第四pmos管mp4漏极通过第三电阻r3连接第四pnp管q4发射极，第五pmos管mp5漏极连接第九npn管q9集电极；所述第七nmos管mn7漏极与栅极相连并连接第八nmos管mn8栅极，其源极连接到gnd；所述第四pnp管q4和第五pnp管q5构成构成差分对管输入，第四pnp管q4的基极作为尾稳压输出环节4的第三输入端连接偏置电压vb，其集电极连接第八npn管q8集电极；第五pnp管q5的基极连接反馈电压vfb，其集电极连接第七npn管q7集电极，其发射极通过第四电阻r4连接第四pmos管mp4漏极；所述第六npn管q6和第七npn管q7基极相连构成电流镜结构，其发射极均连接到gnd；第六npn管q6集电极与自身基极相连；所述第六pmos管mp6和第七pmos管mp7源极均连接第n级降压信号vn，其栅极相连至构成电流镜结构；第六pmos管mp6漏极与自身栅极相连，第六pmos管mp6漏极与第九nmos管mn9漏极相连并连接电压信号vc1；所述第八npmos管mp8和第九nmos管mn9栅极相连并连接第七nmos管mn7漏极；第八npmos管mp8漏极连接第六pmos管mp6漏极，其源极连接第七npn管q7集电极；第九nmos管mn9源极连接第八npn管q8集电极；所述第八npn管q8和第九npn管q9基极相连构成电流镜结构，其发射极均连接到gnd；第九npn管q9集电极与自身基极相连；所述第八pmos管mp8栅极连接电压信号vc1，其漏极连接gnd，其源极连接第n级降压信号vn；所述第九pmos管mp9栅极连接第n级降压信号vn，其源极作为尾稳压输出环节4的第一输入端连接第1级降压信号v1，其漏极作为尾稳压输出环节4的输出端输出供电电压vout；所述第五电阻r5和第六电阻r6串联跨接于第九pmos管mp9漏极与gnd之间，其公共端连接反馈电压vfb。

上述偏置级输出环节5包括两个电阻第十二电阻r12、第十三电阻r13，一个pnp管第十四pnp管q14，五个pmos管第十四pmos管mp14、第十五pmos管mp15、第十六pmos管mp16、第二十一pmos管mp21、第二十二pmos管mp22，以及一个nmos管第十六nmos管mn16；其中：所述第十四pmos管mp14～第十六pmos管mp16源极相连并作为偏置级输出环节5的第二输入端连接第1级降压信号v1，其栅极相连并连接至第十六pmos管mp16漏极；第十四pmos管mp14漏极连接所述第二十一pmos管mp21源极，第十五pmos管mp15漏极连接所述第二十二pmos管mp22源极；所述第二十一pmos管mp21和第二十二pmos管mp22栅极相连并作为偏置级输出环节5的第一输入端连接启动电压a，第二十一pmos管mp21漏极作为偏置级输出环节5的第三输出端，并输出偏置电流ibo；第二十二pmos管mp22漏极连接所述第十二电阻r12一端，第十二电阻r12另一端通过所述第十三电阻r13连接至所述第十四pnp管q14发射极；第十二电阻r12和第十三电阻r13的公共端作为偏置级输出环节5的第二输出端，并输出基准电压vbo；所述第十四pnp管q14基极和集电极均连接至gnd；所述第十六nmos管mn16漏极连接第十六pmos管mp16漏极，栅极作为偏置级输出环节5第三输入端连接偏置电压vb2，第十六nmos管mn16源极连接到gnd。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.由于本发明采用模块化设计，使用偏置级启动环节2快速启动偏置级3并采用三极管或晶体管组成的微电流源结构快速产生正温电流，并输出偏置电压vb给尾稳压输出环节4，使其可以快速稳定工作，进而得到稳定的供电电压vout。降低了电路复杂度，提高了整体电路系统的工作效率。

2.由于本发明采用n级梯度降压和尾稳压相结合的设计，将输入的高电压降至一个低压范围后可在采用更低耐压器件设计电路的同时保证了输出电压vout的精度、稳定性等指标，兼顾了电路的高压输入保护和输出性能的考虑，利于实现电路性能的优化，减少电路版图面积。

3.由于本发明采用偏置优先干预和尾部稳压相结合的设计，偏置级环节3优先干预尾稳压输出环节4在提高了启动速度的同时保证了尾稳压输出环节4的输出电压vout的精度、稳定性，同时偏置级输出环节5可以为其它电路提供基准电压和偏置电流，快速启动其它电路。

附图说明

图1为申请公布号为cn107656570a的专利申请中软启动稳压电路整体结构示意图；

图2为申请公布号为cn112135394a的专利申请中降压稳压电路原理图；

图3为本发明的原理框图；

图4为本发明第一实施例中的带有二级梯度降压环节1和尾稳压输出环节4的具体电路原理示意图；

图5为本发明第一实施例中的偏置级启动环节2、偏置级环节3和偏置级输出环节5具体电路原理示意图。

图6为本发明第二实施例中的带有四级梯度降压环节1和尾稳压输出环节4的具体电路原理示意图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细描述。

参照图3，本发明提出一种带偏置级优先干预的快速启动稳压电路，包括n(n>1)级梯度降压环节1、偏置级启动环节2、偏置级环节3、尾稳压输出环节4、偏置级输出环节5，其中：

所述n级梯度降压环节1，用于对输入供电电压vin进行多级降压处理；其设有两个输出端，第一输出端输出第1级降压信号v1；第二输出端输出第n级降压信号vn；该n级梯度降压环节1，其输入端的供电电压vin可来自芯片内部其它电路模块产生的电压，也可直接来自芯片外部引脚输入的电压，其中，vin的电压值范围可覆盖10v～100v。

所述偏置级启动环节2，用于启动偏置级环节3使其快速脱离零电流的静止状态,其输入端连接第1级降压信号v1；其设置有两个输出端，第一输出端输出启动电压a，第二输出端输出启动电压b；

所述偏置级环节3，用于快速产生基准电压vb，其设置有三个输入端和两个输出端，第一输入端连接第1级降压信号v1，第二输入端连接启动电压a，第三输入端连接启动电压b，第一输出端输出端输出偏置电压vb并连接至尾稳压输出环节4，第二输出端输出端输出偏置电压vb2并连接至偏置级输出环节(5)；

所述尾稳压输出环节4，用于产生稳定的输出供电电压，其设置有四个输入端和一个输出端，第一输入端连接第1级降压信号v1，第二输入端连接第n级降压信号vn，第三输入端连接偏置电压vb，第四输入端连接启动电压a，该第四输入端的输入电流ia为该模块的偏置电流；输出端作为整个带偏置级优先干预的快速启动稳压电路的第一输出端，并输出供电电压vout；

所述偏置级输出环节5，用于产生输出基准电压vbo和偏置电流ibo，其设置有三个输入端和两个输出端，第一输入端连接启动电压a，第二输入端连接第1级降压信号v1，第三输入端连接偏置电压vb2；第一输出端作为整个带偏置级优先干预的快速启动稳压电路的第二输出端，并输出基准电压vbo，第二输出端作为整个带偏置级优先干预的快速启动稳压电路的第三输出端，并输出偏置电流ibo。

实施例1

参照图4，作为第一优选，n级梯度降压环节1的n取2，即两级梯度降压环节，它包括2个分压电阻第一分压电阻rs1、第二分压电阻rs2，2个降压nmos管第一降压nmos管mns1、第二降压nmos管mns2，以及三个稳压二极管第一稳压二极管z1、第二稳压二极管z2、第三稳压二极管z3；其中：

所述2个降压nmos管mns1～mns2依次串联，第一降压nmos管mns1漏极连接输入供电电压vin，其源极连接第二降压nmos管mns2漏极并作为n级梯度降压环节1的第一输出端，并输出第1级降压信号v1，第二降压nmos管mns2源极作为两级梯度降压环节1的第二输出端，并输出第2级降压信号v2；

所述2个分压电阻rs1～rs2依次串联组成串联电路，第一分压电阻rs1一端连接第一降压nmos管mns1漏极，第一分压电阻rs1和第二分压电阻rs2的公共端连接第一降压nmos管mns1栅极，第二分压电阻rs2的另一端连接第2降压nmos管mns2栅极；

所述三个稳压二极管z1～z3组成串联电路，第一稳压二极管z1负端连接第n降压nmos管mnsn栅极，正端连接第二稳压二极管z2负端，第二稳压二极管z2正端连接第三稳压二极管z3负端，第三稳压二极管z3正端连接gnd。

尾稳压输出环节4采用运算放大器负反馈稳压结构并使用偏置电压vb和偏置电流ia进行优先干预,保证本发明所设计的带偏置级优先干预的快速启动稳压电路的最终输出供电电压vout的产生速度和精确度，其包括四个电阻第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6，四个pnp管第一pnp管q1、第二pnp管q2、第四pnp管q4、第五pnp管q5，五个npn管第三npn管q3、第六npn管q6、第七npn管q7、第八npn管q8、第九npn管q9，九个pmos管第一pmos管mp1、第二pmos管mp2、第三pmos管mp3、第四pmos管mp4、第五pmos管mp5、第六pmos管mp6、第七pmos管mp7、第八pmos管mp8、第九pmos管mp9，七个nmos管第三nmos管mn3、第四nmos管mn4、第五nmos管mn5、第六nmos管mn6、第七nmos管mn7、第八nmos管mn8、第九nmos管mn9；其中：

所述第一pnp管q1和第二pnp管q2构成电流镜结构，其发射极均连接第n级降压信号vn，其基极相连并连接至第一pnp管q1集电极，第二pnp管q2集电极连接第三npn管q3基极，该第三npn管q3集电极作为尾稳压输出环节(4)的第二输入端连接第n级降压信号vn，其发射极连接电压信号vc1；

所述第三nmos管mn3、第四nmos管mn4、第五nmos管mn5、第六nmos管mn6源极均连接到gnd，其栅极相连至构成电流镜结构；第三nmos管mn3漏极与自身栅极相连并作为尾稳压输出环节(4)的第四输入端连接启动电压a，该输入端的输入电流为偏置电流ia，第四nmos管mn4漏极连接第一pnp管q1集电极，第五nmos管mn5漏极连接第二pnp管q2集电极，第六nmos管mn6漏极连接第一pmos管mp1；

所述第一pmos管mp1、第二pmos管mp2、第三pmos管mp3、第四pmos管mp4、第五pmos管mp5源极均连接第n级降压信号vn，其栅极相连至构成电流镜结构；第一pmos管mp1漏极与自身栅极相连，第二pmos管mp2漏极连接第七nmos管mn7漏极，第三pmos管mp3漏极连接第六npn管q6集电极，第四pmos管mp4漏极通过第三电阻r3连接第四pnp管q4发射极，第五pmos管mp5漏极连接第九npn管q9集电极；

所述第七nmos管mn7漏极与栅极相连并连接第八nmos管mn8栅极，其源极连接到gnd；

所述第四pnp管q4和第五pnp管q5构成构成差分对管输入，第四pnp管q4的基极作为尾稳压输出环节(4)的第三输入端连接偏置电压vb，其集电极连接第八npn管q8集电极；第五pnp管q5的基极连接反馈电压vfb，其集电极连接第七npn管q7集电极，其发射极通过第四电阻r4连接第四pmos管mp4漏极；

所述第六npn管q6和第七npn管q7基极相连构成电流镜结构，其发射极均连接到gnd；第六npn管q6集电极与自身基极相连；

所述第六pmos管mp6和第七pmos管mp7源极均连接第n级降压信号vn，其栅极相连至构成电流镜结构；第六pmos管mp6漏极与自身栅极相连，第六pmos管mp6漏极与第九nmos管mn9漏极相连并连接电压信号vc1；

所述第八npmos管mp8和第九nmos管mn9栅极相连并连接第七nmos管mn7漏极；第八npmos管mp8漏极连接第六pmos管mp6漏极，其源极连接第七npn管q7集电极；第九nmos管mn9源极连接第八npn管q8集电极；

所述第八npn管q8和第九npn管q9基极相连构成电流镜结构，其发射极均连接到gnd；第九npn管q9集电极与自身基极相连；

所述第八pmos管mp8栅极连接电压信号vc1，其漏极连接gnd，其源极连接第n级降压信号vn；

所述第九pmos管mp9栅极连接第n级降压信号vn，其源极作为尾稳压输出环节4的第一输入端连接第1级降压信号v1，其漏极作为尾稳压输出环节4的输出端输出供电电压vout；

所述第五电阻r5和第六电阻r6串联跨接于第九pmos管mp9漏极与gnd之间，其公共端连接反馈电压vfb。

参照图5，偏置级启动环节2包括一个电阻第七电阻r7，以及两个npn管第十npn管q10和第十一npn管q11；其中：

所述第七电阻r7一端连接第1级降压信号v1，另一端连接所述第十npn管q10的基极和第十一npn管q11的集电极，所述第十npn管q10的发射极和第十一npn管q11的发射极均连接gnd，所述第十npn管q10的漏极和第十一npn管q11的栅极分别输出启动电压a和启动电压b，启动电压a对应a节点的电流为偏置电流ia。

偏置级环节3，包括四个电阻第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11，两个npn管第十二npn管q12和第十三npn管q13，九个pmos管第十pmos管mp10、第十一pmos管mp11、第十二pmos管mp12、第十三pmos管mp13、第十七pmos管mp17、第十八pmos管mp18、第十九pmos管mp19、第二十pmos管mp20、第二十三pmos管mp23，以及六个nmos管第十nmos管mn10、第十一nmos管mn11、第十二nmos管mn12、第十三nmos管mn13、第十四nmos管mn14、第十五nmos管mn15；其中：

所述第十pmos管mp10～第十三pmos管mp13，其源极均连接作为偏置级环节3的第一输入端连接第1级降压信号v1，其栅极相连并连接至第十八pmos管mp18漏极，其漏极分别连接至所述第十七pmos管mp17～第二十pmos管mp20源极构成pmos共源共栅电流镜结构；所述第十七pmos管mp17～第二十pmos管mp20栅极相连并作为偏置级环节3的第二输入端连接启动电压a，第十七pmos管mp17的漏极通过第八电阻r8连接启动电压b，第十八pmos管mp18漏极通过第九电阻r9连接启动电压a，第十九pmos管mp19漏极连接第十四nmos管mn14漏极，第二十pmos管mp20漏极连接第十二nmos管mn12漏极；

所述第十nmos管mn10与第十一nmos管mn11栅极相连并连接至第十nmos管mn10漏极，第十nmos管mn10漏极并作为偏置级环节3的第三输入端连接启动电压b，其源极连接第十二npn管q12集电极；第十一nmos管mn11漏极连接启动电压a；所述第十二npn管q12和第十三npn管q13基极相连并连接至第十二npn管q12集电极，该第十二npn管q12的发射极连接gnd，第十三npn管q13的发射极通过所述第十电阻r10连接到gnd；所述第十二nmos管mn12和第十三nmos管mn13栅极相连并连接至第十二nmos管mn12漏极，该第十二nmos管mn12源极连接所述第二十三pmos管mp23的漏极，第二十三pmos管mp23的栅极和漏极均连接到gnd；第十三nmos管mn13漏极通过所述第十一电阻r11连接第1级降压信号v1，其源极与第十五nmos管mn15漏极相连并作为偏置级环节3的第一输出端输出偏置电压vb；所述第十四nmos管mn14和第十五nmos管mn15源极均连接到gnd，其栅极相连并作为偏置级环节3的第二输出端输出偏置电压vb2，第十四nmos管mn14漏极与自身栅极相连。

该偏置级环节3，采用三极管或晶体管组成的微电流源结构快速产生正温电流，可通过调节三极管或晶体管个数比和微电流源电阻的阻值修改正温电流的电流值和温度系数，在本实施例中，取a节点对应的偏置电流ia为0.25ua。另外，将正温电流作为位于饱和区的晶体管第十三nmos管mn13的漏电流，通过调节该nmos管的宽长比参数修改其栅源电压的电压值和温度系数，作为偏置级环节3的偏置电压vb的输出，在本实施例中，取偏置电压vb为2.5v。

偏置级输出环节5，通过对偏置级环节3提供的偏置电压vb和偏置电流ia进行处理，产生本发明所设计的带偏置级优先干预的快速启动稳压电路的最终输出的偏置电压vbo和偏置电流ibo；它两个电阻第十二电阻r12、第十三电阻r13，一个pnp管第十四pnp管q14，五个pmos管第十四pmos管mp14、第十五pmos管mp15、第十六pmos管mp16、第二十一pmos管mp21、第二十二pmos管mp22，以及一个nmos管第十六nmos管mn16；其中：所述第十四pmos管mp14～第十六pmos管mp16源极相连并作为偏置级输出环节5的第二输入端连接第1级降压信号v1，其栅极相连并连接至第十六pmos管mp16漏极；第十四pmos管mp14漏极连接所述第二十一pmos管mp21源极，第十五pmos管mp15漏极连接所述第二十二pmos管mp22源极；所述第二十一pmos管mp21和第二十二pmos管mp22栅极相连并作为偏置级输出环节5的第一输入端连接启动电压a，第二十一pmos管mp21漏极作为偏置级输出环节5的第三输出端，并输出偏置电流ibo；第二十二pmos管mp22漏极连接所述第十二电阻r12一端，第十二电阻r12另一端通过所述第十三电阻r13连接至所述第十四pnp管q14发射极；第十二电阻r12和第十三电阻r13的公共端作为偏置级输出环节5的第二输出端，并输出基准电压vbo；所述第十四pnp管q14基极和集电极均连接至gnd；所述第十六nmos管mn16漏极连接第十六pmos管mp16漏极，栅极作为偏置级输出环节5第三输入端连接偏置电压vb2，第十六nmos管mn16源极连接到gnd。

本发明的工作原理：

参照图4，在本实施例中，是本实施例中的n级梯度降压环节1和尾稳压输出环节4的具体电路两个部分。在本实施例中，n级梯度降压环节1功能主要由高压管mns1、mns2，稳压二极管z1、z2、z3和大电阻rs1、rs2实现。z1～z3单个稳压管稳定电压值(反向击穿电压值)为5.8v，那么在r1、r2和z1～z3串联稳压下，会在z1的负极产生稳压管稳定电压值(反向击穿电压值)三倍的电压，约为17.4v；通过配合稳压管的额定电流、额定电压参数计算选定所使用的r1、r2的电阻值均为550千欧姆。在高压管mns1、mns2的器件的耐压选定和电路器件保护方面着重分析其栅源电压、漏源电压和漏端与参考地之间电压的极限值。mns2源端电压为约为16v，当vin高达100v时，mns1和mns2的漏源之间各会被施加两电压的压差值的一半，约为42v；同时考虑到mns1和mns2的漏端电压的极限值分别是100v和58v，因此选定mns1为高压100v器件，mn2为高压60v器件即可。

参照图4，在本实施例中，尾稳压输出环节4采用运放结构提高降压稳压的精度和稳定性，高压管mn3～mn6和高压管mp1～mp5分别为典型nmos和pmos基本电流镜结构。q1～q3为运放结构的启动电路，在电路刚开始上电时vout没有建立起来，反馈电压非常低大约接近参考地电压，导致q5的集电极电压非常高，经过mp6、mp7组成的电流镜负载后输出控制电压vc1非常低，此种异常状态会导致mp9的栅极电压也非常低，使mp9工作状态偏离正常。因此需要q1～q3组成的启动电路，q1、q2构成典型电流镜结构，q3的基极电压固定为供电电压vn降低一个q2的vec电压，那么在电路刚开始上电且控制电压vc1非常低时，q3的vbe远远大于导通电压，此时q3的发射极(控制电压vc1)被拉高；当运放结构进入正常工作状态后，控制电压vc1达到一直高压值并在一定范围内动态调节，q3的vbe不大于导通电压时会进入截至区而关断，完成启动。

参照图5，是本实施例中的偏置级启动环节2、偏置级环节3和偏置级输出环节5具体电路三个部分。mn14～mn16是典型nmos基本电流镜结构，mp10～mp16和高压管mp17～mp22分别pmos共源共栅电流镜结构中的镜像管和共源共栅管。

参照图5，本实施例中的偏置级启动环节2包括q10、q11和电阻r7，在电路刚开始上电时mp10、mp11、mp16、mp17、mn10、mn11、q12、q13组成的共源共栅环路结构因为与供电电压v1无关，即两支路在供电电压v1上电后所有晶体管均可维持未上电之前的稳定状态，导致环路两边的分支传输零电流并一直保持无限期稳态而无法启动，因此在本实施例中的偏置级启动环节2的启动电路来帮助此电路摆脱此稳定态。

实施例2

参照图6，作为第二优选，n级梯度降压环节1的n取4，即4级梯度降压环节，它包括4个分压电阻第一分压电阻rs1、第二分压电阻rs2、...、第4分压电阻rs4，4个降压nmos管第一降压nmos管mns1、第二降压nmos管mns2、...、第4降压nmos管mns4，以及三个稳压二极管第一稳压二极管z1、第二稳压二极管z2、第三稳压二极管z3；其中：

所述4个降压nmos管mns1～mns4依次串联，第一降压nmos管mns1漏极连接输入供电电压vin，其源极连接第二降压nmos管mns2漏极并作为4级梯度降压环节1的第一输出端，并输出第1级降压信号v1，第二降压nmos管mns2源极连接第第三降压nmos管mns3漏极,...,依此类推，第3降压nmos管源极mns3连接第4降压nmos管mns4漏极，第4降压nmos管mns4源极作为4级梯度降压环节1的第二输出端，并输出第4级降压信号v4；

所述4个分压电阻rs1～rs4依次串联组成串联电路，第一分压电阻rs1一端连接第一降压nmos管mns1漏极，第一分压电阻rs1和第二分压电阻rs2的公共端连接第一降压nmos管mns1栅极，第二分压电阻rs2和第三分压电阻rs3的公共端连接第二降压nmos管mns2栅极,...,依此类推，第3分压电阻rs3和第3分压电阻rs4的公共端连接第3降压nmos管mns3栅极，第3分压电阻rs3的另一端连接第n降压nmos管mns3栅极；

所述三个稳压二极管z1～z3组成串联电路，第一稳压二极管z1负端连接第n降压nmos管mnsn栅极，正端连接第二稳压二极管z2负端，第二稳压二极管z2正端连接第三稳压二极管z3负端，第三稳压二极管z3正端连接gnd。

其它模块同实施例1。其中n级梯度降压环节1的级数n的选择根据具体输入电压vin的范围以及实际情况确定，可取n>1。

以上实施例仅表达了本发明的两种具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。