一种电源产生电路的制作方法

本发明涉及一种电源电路，具体涉及一种电源产生电路。

背景技术

电源产生电路在每个芯片中是不可或缺的一部分，其给ic内部工作电路提供合适的电源电压以及具有抑制外部电源的噪声的作用，同时其分配合理的电流，控制ic内部各部分的功耗，达到降低功耗目的，这在现在的物联网ic设计中具有重大意义。在直流电源中电源产生电路可以用电阻分压、ldo以及dcdc等方式来实现。然而在只存在交流电压的情况下，如何得到一个稳定的电压源来保证ic内部工作是一件值得考虑的事，传统方式是通过外接直流电源或者在ic外部对交流电压经过半桥整流或者全桥整流来得到，但是这两种方式都存在一些问题，一是需要外接电源，增大了额外功耗以及额外成本，并且应用复杂；二是外接整流桥来产生直流电源，会在整流桥上产生额外较大的功耗以及其他复杂的电路进行稳压，其导致应用复杂，成本增加。故现在需要一种ic内部的电源电路，其能将输入ic的交流电源转换成直流电源以供ic正常工作，并且自身功耗消耗很小，同时无需外接电路和电源。

技术实现要素：

为了解决现有问题，本发明提出了一种电源产生电路。

本发明的技术方案是，一种电源产生电路，包括二极管一d1、二极管五d5、第四调整管m4和误差放大器amp3，其特征在于：误差放大器amp3的一个输入端通过电阻二r2接地，同时，通过电阻一r1连接电源产生电路的输出端；误差放大器amp3的另一个输入端接收基准电压信号，误差放大器amp3的输出端通过开关电路连接第四调整管m4的栅极，储能电容c连接在电源产生电路的输出端与地之间；第四调整管m4漏端通过二极管d1接收外部脉冲信号，外部脉冲信号通过第四调整管m4和二极管五d5为储能电容c充电，当储能电容c的充电电压达到设定值时，误差放大器amp3输出信号将第四调整管m4关闭，外部脉冲信号停止对储能电容c充电，当储能电容c上的电压被同步整流控制电路内部其他单元消耗至低于设定值时，误差放大器amp3又输出信号将第四调整管m4打开，外部脉冲信号为储能电容c充电。

进一步，第四调整管m4漏端接二极管d1的负极，其二极管d1正极接收外部脉冲信号，；二极管d1的作用是在内部充电完成后，防止电源产生电路电流流向外部脉冲输入端；第四调整管m4的漏极同时接二极管d2的正极，其二极管d2负极接电阻r3的正端，电阻r3的负端接第四调整管m4的栅极，同时电阻r3的负端接二极管d3的正极，二极管d3的负极接地；第四调整管m4的栅极接二极管d4的正极，二极管d4的负极接第四调整管m4的源极，二极管d2的作用是防止由于第四调整管m4漏端电压降低，使第四调整管m4的栅极向其漏极放电；二极管d3是由多个二极管串联而成，其作用是使得第四调整管m4的栅极电压不超过设定的阈值电压；二极管d4是多个二极管串联构成，其作用是使m1的栅源电压不超过5v；为降低通过第四调整管m4栅极节点n2的电流，电阻r3取大电阻；第四调整管m4的源极接二极管d5的正极，二极管d5的负极接电源产生电路2的输出端，输入电流通过第四调整管m4，经二极管d5流向电源产生电路2的输出端，d5起到防止储能电容c上的电荷反向流向外部脉冲输入端的作用。

进一步，在电源产生电路2的输出端与第四调整管m4的栅极之间接有两个二极管d8、d9，其中二极管d8、d9并联连接，二极管d8的阳极和二极管d9的阴极接第四调整管m4的栅极，二极管d8由若干个二极管串联构成。这就保证第四调整管m4的栅极到电源产生电路2的输出端之间的压差在-0.7v～5v之间。

进一步，开关电路1包括极管d6、d7、pmos管m2、nmos管m3和r4；电阻第四调整管m4的栅极同时接二极管d7的正极和二极管d6的负极，pmos管m2的源极分别接二极管d7的负极和二极管d6的正极，pmos管m2的源极通过电阻r4接pmos管m2的栅极，pmos管m2的漏极接电源产生电路2的输出端，pmos管m2的栅极接nmos管m3的漏极，nmos管m3的源极接一个电流源ibise，nmos管m3的栅极接误差放大器amp3的输出端，误差放大器amp3的负向输入端接收基准电压vref，正向输入端接电阻r1的正端，电阻r1的负端接电源产生电路2的输出端，电阻r2的负端接电阻r1的正端，电阻r2的正端接地。

本发明所述的一种电源产生电路的有益效果是：本发明能自行产生一个相对稳定电源电压，并且此种电源产生电路，功耗很小，能提高系统效率，本发明设计巧妙，应用了较多的二极管，能钳住关键器件的电位，保护关键器件；本发明可广泛应用在同步整流电路以及acdc电路设计等当中。

附图说明

图1是本发明所述的一种电源产生电路的电路原理示意图。

图2是本发明所述的一种电源产生电路工作时的仿真波形图。

图3是本发明所述的一种电源产生电路在上电过程中的局部放大仿真波形图。

图4是本发明所述的一种电源产生电路在电压保持过程中的局部放大仿真波形图。

具体实施方式

以下部分将结合附图对本发明提出的电源产生电路进行详细的原理分析，其中工作波形为仿真波形。为便于说明本发明的工作原理，对电源产生电路原理图进行了简化处理。

一种电源产生电路，包括二极管一d1、二极管五d5、第四调整管m4和误差放大器amp3，误差放大器amp3的一个输入端通过电阻二r2接地，同时，通过电阻一r1连接电源产生电路的输出端；误差放大器amp3的另一个输入端接收基准电压信号，误差放大器amp3的输出端通过开关电路1连接第四调整管m4的栅极，储能电容c连接在电源产生电路的输出端与地之间；第四调整管m4漏端通过二极管d1接收外部脉冲信号，外部脉冲信号通过第四调整管m4和二极管五d5为储能电容c充电，当储能电容c的充电电压达到设定值时，误差放大器amp3输出信号将第四调整管m4关闭，外部脉冲信号停止对储能电容c充电，当储能电容c上的电压被同步整流控制电路内部其他单元消耗至低于设定值时，误差放大器amp3又输出信号将第四调整管m4打开，外部脉冲信号为储能电容c充电。

在具体实施例中，第四调整管m4漏端接二极管d1的负极，其二极管d1正极接收外部脉冲信号，；二极管d1的作用是在内部充电完成后，防止电源产生电路电流流向外部脉冲输入端；第四调整管m4的漏极同时接二极管d2的正极，其二极管d2负极接电阻r3的正端，电阻r3的负端接第四调整管m4的栅极，同时电阻r3的负端接二极管d3的正极，二极管d3的负极接地；第四调整管m4的栅极接二极管d4的正极，二极管d4的负极接第四调整管m4的源极，二极管d2的作用是防止由于第四调整管m4漏端电压降低，使第四调整管m4的栅极向其漏极放电；二极管d3是由多个二极管串联而成，其作用是使得第四调整管m4的栅极电压不超过设定的阈值电压；本发明取17个二极管串联,其正向压差为12v；二极管d4是7个二极管串联构成，其作用是使m1的栅源电压不超过5v；为降低通过第四调整管m4栅极节点n2的电流，电阻r3取大电阻；第四调整管m4的源极接二极管d5的正极，二极管d5的负极接电源产生电路的输出端，输入电流通过第四调整管m4，经二极管d5流向电源产生电路的输出端，d5起到防止储能电容c上的电荷反向流向外部脉冲输入端的作用。

在具体实施例中，在电源产生电路2的输出端与第四调整管m4的栅极之间接有两个二极管d8、d9，其中二极管d8、d9并联连接，二极管d8的阳极和二极管d9的阴极接第四调整管m4的栅极，即二极管d8从cap端到n2为反向连接，其由7个二极管串联构成，d9从cap端到n2为正向连接，其只有一个二极管，这就保证第四调整管m4的栅极到电源产生电路2的输出端之间的压差在-0.7v～5v之间。

在具体实施例中，开关电路1包括极管d6、d7、pmos管m2、nmos管m3和r4；电阻第四调整管m4的栅极同时接二极管d7的正极和二极管d6的负极，pmos管m2的源极分别接二极管d7的负极和二极管d6的正极，pmos管m2的源极通过电阻r4接pmos管m2的栅极，pmos管m2的漏极接电源产生电路2的输出端，pmos管m2的栅极接nmos管m3的漏极，nmos管m3的源极接一个电流源ibise，nmos管m3的栅极接误差放大器amp3的输出端，误差放大器amp3的负向输入端接基准电压vref，正向输入端接电阻r1的正端，电阻r1的负端接电源产生电路的输出端cap，电阻r2的负端接电阻r1的正端，电阻r2的正端接地。在电源产生电路的输出电压vout低于阈值电压vth时，阈值电压vth＝vref×r1+r2/r2，若输出电压vout通过电阻r1和r2分压，在r1的正端的电压比基准电压vref小，则误差放大器amp3输出低电平，关闭nmos管m3，则pmos管m2的栅极为高电平，使得第四调整管m4栅极节点n2与输出端之间没有通路，所以n2节点为高电位状态，故第四调整管m4导通，输入端k给输出端cap充电，若输出电压vout大于阈值vth时，则在r1的正端的电压大于基准电压vref，误差放大器amp3输出高电平，开启nmos管m3，故在电阻r4上产生一个ibise×r4的压差，通过设置合适的电流值ibise和电阻值r4，使得pmos管m2的vgs大于其阈值电压，pmos管m2开启。此时第四调整管m4的栅极节点n2与输出端cap之间相差一个二极管的正向压差，而第四调整管m4的源极节点n3与输出端cap之间也相差一个二极管的正向压差，故第四调整管m4的vgs为零，则第四调整管m4关闭，外部脉冲信号停止给储能电容c充电。二极管d6是由7个二极管串联构成，其作用是防止由于多次充放电，pmos管m2源极电压过高的问题。

本发明提出的电源产生电路，能将外部脉冲电压转换成一个稳定的直流电压源。其基本原理是：利用ak之间的脉冲电压通过一个单向导通的二极管二极管五d5和一个调整管m4为储能电容c充电，在ak之间的脉冲电压消失时又能防止储能电容c上储存的电荷反向的流向k端，通过这种电路结构能够不断的为储能电容c充电，当储能电容c充电电压达到设定值时，误差放大器amp3将调整管m4关闭，禁止充电，当储能电容c上的电压被其他电路单元消耗至低于设定值时，误差放大器amp3又打开调整管m4恢复单向导通充电过程。从而储能电容c上得到一个较为稳定的电源电压，为同步整流控制电路中的其他模块供电。本发明提供的电源产生电路，能自行产生一个相对于a端的稳定电源电压。并且此种电源产生电路，功耗很小，能提高系统效率。

对于本发明提供的电源产生电路，应用了较多的二极管，其目的是用于钳住关键器件的电位，保护关键器件。

参见附图2、图3、图4，附图2是整个电源产生电路的上电到保持电源电压过程的仿真波形图，附图3是上电过程的局部放大仿真波形图，图4是电压保持状态的局部放大仿真波形图，其中仿真图显示了输入电压、输入电流、比较器输出电压、输出电压四个仿真信号。

参见图2，在t1时刻之前为电源产生电路上电状态，此时误差放大器输出电压为低，图1中的m4一直处于开启状态，电源产生电路的输出电压在输入脉冲作用下，阶梯性上升。输入电流参图3，在输出电压升高状态，输入电流一直存在。在t1到t2阶段，输出电压在下一个输入脉冲电压作用下，超过设定的阈值电压vth，误差放大器输出为高，关闭图1中的m4，此时输入电流为零，直至t2时刻。当输出电压由于负载耗电降低至阈值电压vth以下时，误差放大器再次输出为低，m4开启，参见图4，由于输出电压已经接近阈值电压vth，当输入脉冲来临时，在脉冲持续时间内，输出电压快速超过阈值电压vth，误差放大器输出为高，关断m4，故在电压稳定状态，输入电流只存在较短时间，误差放大器重复性的开关以保证输出电压稳定在阈值电压vth附近。输出电压vout经过一个ldo，便可得到一个稳定的电源电压。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。