一种高精度宽范围电压比较电路的制作方法

本发明涉及一种高精度宽范围电压比较电路，属于电子技术领域。

背景技术：

在众多使用锂电池串联的领域，比如新能源汽车中，由于电池组的串联节数不同，需要检测的电压范围会有很大的不同。传统的比较器电路，要么比较从地电位到5v之间的电压，要么比较从最高电位到最高电位减5v之间的电压，或者使用分压电阻实现高电位的分压后比较，或者使用高栅源电压(vgs)的mos器件做为输入对管，但这样牺牲了精度和增加了成本，而且如果系统全电压范围超过了高栅源电压vgs的mos器件的耐压范围，这个比较器就必需使用更高耐压的器件。因此，当前亟需一种使用同一电路就可以实现宽范围输入电压的比较器电路。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电源电位和地电位都可自适应的高精度宽范围电压比较器电路，可以对整个电池组中任何一个电位进行比较监测，而不需要额外的复杂电路。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种高精度宽范围电压比较电路，包括多个mos管组成的标准比较器电路，以及比较器的钳位电路、供电电路和调整电路，所述钳位电路用于使节点vhigh和节点vlow之间的电压为3个vgs电压，所述供电电路由恒流源i1和i2组成，所述恒流源i1和i2构成浮动的地和电源为比较器供电，所述调整电路包括恒流源i3、mos管m11和mos管m12，所述恒流源i3输入端连接节点vhigh，输出端接地，所述mos管m11和mos管m12串联后设置在高压端vb和节点vlow之间。

进一步的，所述标准比较器电路包括mos管m1、m2、m3、m4、m5、m9和m10，整个比较器电路的共模电压由inn端输入的参考电压决定。

进一步的，所述钳位电路由mos管m6，m7和m8通过栅极漏极相连的方式组成，且mos管m6的源端连接节点vlow和恒流源i1的输入端，mos管m8的源端连接节点vhigh和恒流源i3输入端。

进一步的，所述电压比较电路中的各个mos管为n型mos管。

进一步的，所述mos管m12的源极连接高压端vb，栅极和漏极连接mos管m12的源极，mos管m12的漏极连接节点vlow。

进一步的，所述恒流源i1为40ua，恒流源i2为40ua，恒流源i3为10ua。

本发明的有益效果为：本发明比较器的共模电压可以是从地电位(gnd)到系统最高电位(vb)的宽范围，从而使本发明可以进行对新能源汽车电池组中任何一个电位和参考电位的比较。同时，本电路用低压器件实现了系统中全电压范围的比较，成本低廉，使用简单灵活。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明的电路连接图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种高精度宽范围电压比较电路，包括多个mos管组成的标准比较器电路，以及比较器的钳位电路、供电电路和调整电路，所述钳位电路用于使节点vhigh和节点vlow之间的电压为3个vgs电压，所述供电电路由恒流源i1和i2组成，所述恒流源i1和i2构成浮动的地和电源为比较器供电，所述调整电路包括恒流源i3、mos管m11和mos管m12，所述恒流源i3输入端连接节点vhigh，输出端接地，所述mos管m11和mos管m12串联后设置在高压端vb和节点vlow之间。

本实施例中，各个mos管为n型mos管。所述钳位电路由mos管m6，m7和m8通过栅极漏极相连的方式组成，且mos管m6的源端连接节点vlow和恒流源i1的输入端，mos管m8的源端连接节点vhigh和恒流源i3输入端。所述mos管m12的源极连接高压端vb，栅极和漏极连接mos管m12的源极，mos管m12的栅极为偏置电压端，漏极连接节点vlow。所述恒流源i1为40ua，恒流源i2为40ua，恒流源i3为10ua。

本电路原理为：采用低压器件实现高精度的电压比较电路。使用浮动的电源和浮动的地对低压器件进行保护，同时该浮动电源和地的绝对对地电压又可以自适应的随输入电压的变化而变化。

电路如图1：m1到m10构成典型的比较器电路。其中m6，m7和m8构成这个比较器的钳位电路，使节点vhigh和节点vlow之间的电压为3个vgs电压，从而保护内部低压电路不会因为电压过高而损坏。整个比较器电路的共模电压由inn端输入的参考电压决定。当m1管子的栅(gate)电压高于m2管子的栅(gate)电压时，vout输出一个和vhigh电位一样的电压，当m1管子的栅(gate)电压低于m2管子的栅(gate)电压时，vout输出一个和vlow电位一样的电压。

i1和i2构成浮动的地和电源为比较器供电。i3和m11，m12的电路为了防止i1和i2之间的mismatch(失配)，使比较器的共模电压发生向上或者向下的偏移。比如由于mismatch使i2>i3一点，如果没有i3和m11，m12的电路，整个比较器的电源和地会被冲高到vb电压，那么比较器不能正常工作。而有了i3和m11，m12的电路，由mismatch引起的电流可以由im11自动的调节，从而保证了比较器的共模电压仅仅由输入电压决定。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高精度宽范围电压比较电路，包括多个MOS管组成的标准比较器电路，以及比较器的钳位电路、供电电路和调整电路，所述钳位电路用于使节点VHigh和节点VLow之间的电压为3个VGS电压，所述供电电路由恒流源I1和I2组成，所述恒流源I1和I2构成浮动的地和电源为比较器供电，所述调整电路包括恒流源I3、MOS管M11和MOS管M12，所述恒流源I3输入端连接节点VHigh，输出端接地，所述MOS管M11和MOS管M12串联后设置在高压端VB和节点VLow之间。本发明通过采用低压器件实现了系统中全电压范围的比较，其成本低廉，使用简单灵活。

技术研发人员：郑鲲鲲;彭直兴
受保护的技术使用者：澳特翼南京电子科技有限公司
技术研发日：2019.05.22
技术公布日：2019.08.09