CN108469863B - 一种带有补偿回路的基准电压源电路及电源模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及模拟电路技术领域，尤其涉及的是一种带有补偿回路的基准电压源电路及电源模块。本发明中的一种带有补偿回路的基准电压源电路，包括基准电压产生电路、电压补偿回路和初调电路。本发明还提供了一种电源模块，包括基准电压源电路，还包括分压模块、DC‑DC控制模块、LDO控制模块、开关控制芯片。本发明在传统基准电压源的基础上，通过增加补偿回路，降低了输出电压的温度系数，并且具有较高的电源抑制比。本发明还提供了一种电源模块，可以有效降低生产成本。

Description

一种带有补偿回路的基准电压源电路及电源模块
技术领域
本发明涉及模拟电路技术领域，尤其涉及的是一种带有补偿回路的基准电压源电路及电源模块。
背景技术
基准电压源电路是模拟电路设计、混合信号电路设计以及数字设计中的基本模块单元，它的作用是为系统提供一个不随温度及供电电压变化的基准电压。在基准电压产生电路中，温度系数(TC，Temperature Coefficient)和电源抑制比(PSRR，Power SupplyRejection Ratio)这两个参数对电源性能的好坏起着决定性的作用，高精度、低功耗、高电源抑制比、低温度系数的基准电压产生电路对于整个电路来说至关重要。传统的带隙基准电压通过将两个具有正负温度系数的电压进行线性叠加即可得到零温度系数的基准电压。两个双极型三极管的基极-发射极电压的差值是与绝对温度成正比的，双极晶体管的基极-发射极电压具有负温度系数性质，利用这两种不同性质的电压配以一定的比例得到与温度变化无关的基准电压。但传统的基准电压产生电路在温度范围变化较大时，产生的电压通常不太理想，电源噪声比较大，尤其是在一些对电压精度要求比较高的电路中，现有的电压源远远不能满足要求。基于此，本发明提供了一种具有更高PSRR的低温度系数基准电压源电路。另外，本发明还提供了一种电源模块，可有效减小生产成本。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有基准电压产生电路电源抑制比低、温度系数大的问题，提供了一种更高电源抑制比和低温度系数的基准电压源电路及电源模块。
本发明提供了一种带有补偿回路的基准电压源电路，包括基准电压产生电路、电压补偿回路和初调电路；所述初调电路包括MOS管M12、M13、M14，M12、M13的源极均连接电压VDD，两者的栅极相互连接并连接M13的漏极和M14的漏极，M14的源极接地；所述基准电压产生电路包括MOS管M1、M2，放大器OP，电阻R1、R2、R3，以及三极管Q1、Q2；所述MOS管M1、M2的源极均连接M12的漏极，并且两者的栅极相互连接并连接放大器OP的输出端，M2的漏极即为基准电压VREF的输出端并连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接放大器OP的反相输入端和三极管Q2的发射极，放大器OP的正向输入端连接电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接M1的漏极，电阻R1的另一端连接Q1的发射极，Q1、Q2的基极、集电极均接地；所述电压补偿回路包括MOS管M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11以及电阻R4和电容Cc，M3、M4的源极均连接M12的漏极，并且两者的栅极均连接M1和M2的栅极，M3的漏极连接M9的漏极以及M9、M10、M14的栅极，M9的源极接地，M7的栅极和漏极均连接M4的漏极和M8的栅极，M7的源极接地；M5的源极连接M12的漏极，栅极连接Q2的发射极，漏极连接M6的源极；M6的栅极接地，漏极连接M8的漏极、M11的栅极以及电阻R4的一端，R4的另一端连接电容Cc的一端，电容Cc的另一端连接M12的漏极以及M11的漏极，M11的源极接地，M10的漏极连接M8的源极，M10的源极接地。
本发明还提供了一种电源模块，所述电源模块包括上述的基准电压源电路，还包括分压模块、DC-DC控制模块、LDO控制模块、开关控制芯片，基准电压源电路的输出端连接分压电路，分压电路分别为DC-DC控制模块和LDO控制模块提供输入电压，DC-DC控制模块和LDO控制模块输出端连接开关控制芯片，开关控制芯片的输入端连接输入电压，输出端连接输出电压。
本发明所提供的一种带有补偿回路的基准电压源电路及电源模块，有效地解决了现有技术中基准电压源温度系数高、电源抑制比低的问题，在传统基准电压电路的基础上，通过增加补偿回路，降低了输出电压的温度系数，并且具有较高的电源抑制比。本发明还提供的一种电源模块，可以有效的减小生产成本。
附图说明
图1为本发明提供的一种带有补偿回路的基准电压源电路示意图。
图2为本发明提供的一种带有补偿回路的基准电压源电路输出电压的温度特性曲线。
图3为本发明提供的一种带有补偿回路的基准电压源电路PSRR仿真结果图。
图4为本发明提供的一种包含基准电压源电路的电源模块。
具体实施方式
本发明提供了一种带有补偿回路的基准电压电路及电源模块，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如1图所示，一种带有补偿回路的基准电压源电路，包括基准电压产生电路、电压补偿回路和初调电路；所述初调电路包括MOS管M12、M13、M14，M12、M13的源极均连接电压VDD，两者的栅极相互连接并连接M13的漏极和M14的漏极，M14的源极接地；所述基准电压产生电路包括MOS管M1、M2，放大器OP，电阻R1、R2、R3，以及三极管Q1、Q2；所述MOS管M1、M2的源极均连接M12的漏极，并且两者的栅极相互连接并连接放大器OP的输出端，M2的漏极即为基准电压VREF的输出端并连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接放大器OP的反相输入端和三极管Q2的发射极，放大器OP的正向输入端连接电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接M1的漏极，电阻R1的另一端连接Q1的发射极，Q1、Q2的基极、集电极均接地；所述电压补偿回路包括MOS管M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11以及电阻R4和电容Cc，M3、M4的源极均连接M12的漏极，并且两者的栅极均连接M1和M2的栅极，M3的漏极连接M9的漏极以及M9、M10、M14的栅极，M9的源极接地，M7的栅极和漏极均连接M4的漏极和M8的栅极，M7的源极接地；M5的源极连接M12的漏极，栅极连接Q2的发射极，漏极连接M6的源极；M6的栅极接地，漏极连接M8的漏极、M11的栅极以及电阻R4的一端，R4的另一端连接电容Cc的一端，电容Cc的另一端连接M12的漏极以及M11的漏极，M11的源极接地，M10的漏极连接M8的源极，M10的源极接地。
在上述电路中，电源电压VDD先经过初调电路产生一个相对独立于VDD的电压并提供给基准电压产生电路和电压补偿回路，电压补偿回路也会反过来抑制MOS管M12漏极端的电压变化。例如，当MOS管M12漏极端电压变大时，MOS管M11的栅极电压也随之变大，从而反过来又通过MOS管M11抑制MOS管M12漏极端的电压变化。仿真结果显示，上述改进的基准电压源电路具有更低的温度系数和更高的电源抑制比，图2、图3分别为温度特性曲线和PSRR仿真结果图。
如图4所示，本发明还提供了一种电源模块，所述电源模块包括上述的基准电压源电路，还包括分压模块、DC-DC控制模块、LDO控制模块、开关控制芯片，基准电压源电路的输出端连接分压电路，分压电路分别为DC-DC控制模块和LDO控制模块提供输入电压，DC-DC控制模块和LDO控制模块输出端连接开关控制芯片，开关控制芯片的输入端连接输入电压，输出端连接输出电压。上述电源模块将传统的DC-DC控制电路和LDO控制电路的开关功率管集成在一块芯片上，可以进一步减小生产成本。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种带有补偿回路的基准电压源电路，包括基准电压产生电路、电压补偿回路和初调电路；所述初调电路包括MOS管M12、M13、M14，M12、M13的源极均连接电压VDD，两者的栅极相互连接并连接M13的漏极和M14的漏极，M14的源极接地，其特征在于，所述基准电压产生电路包括MOS管M1、M2，放大器OP，电阻R1、R2、R3，以及三极管Q1、Q2；所述MOS管M1、M2的源极均连接M12的漏极，并且两者的栅极相互连接并连接放大器OP的输出端，M2的漏极即为基准电压VREF的输出端并连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接放大器OP的反相输入端和三极管Q2的发射极，放大器OP的正向输入端连接电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接M1的漏极，电阻R1的另一端连接Q1的发射极，Q1、Q2的基极、集电极均接地；所述电压补偿回路包括MOS管M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9、M10、M11以及电阻R4和电容Cc，M3、M4的源极均连接M12的漏极，并且两者的栅极均连接M1和M2的栅极，M3的漏极连接M9的漏极以及M9、M10、M14的栅极，M9的源极接地，M7的栅极和漏极均连接M4的漏极和M8的栅极，M7的源极接地；M5的源极连接M12的漏极，栅极连接Q2的发射极，漏极连接M6的源极；M6的栅极接地，漏极连接M8的漏极、M11的栅极以及电阻R4的一端，R4的另一端连接电容Cc的一端，电容Cc的另一端连接M12的漏极以及M11的漏极，M11的源极接地，M10的漏极连接M8的源极，M10的源极接地。
2.一种电源模块，所述电源模块包括如权利要求1所述的基准电压源电路，其特征在于，还包括分压模块、DC-DC控制模块、LDO控制模块、开关控制芯片，基准电压源电路的输出端连接分压电路，分压电路分别为DC-DC控制模块和LDO控制模块提供输入电压，DC-DC控制模块和LDO控制模块输出端连接开关控制芯片，开关控制芯片的输入端连接输入电压，输出端连接输出电压。
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