CN114003084A

CN114003084A - 一种高精度低温漂的电路结构

Info

Publication number: CN114003084A
Application number: CN202111636265.7A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Suzhou Baker Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Suzhou Baker Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2021-12-30
Filing date: 2021-12-30
Publication date: 2022-02-01
Anticipated expiration: 2041-12-30
Also published as: CN114003084B

Abstract

本申请包括一种高精度低温漂的电路结构，具体涉及电池供电电路技术领域。该电路包括集成电路芯片与外部电路；集成电路芯片中包含第一运算放大器、第一二极管、充电开关管与采样电路；外部电路中的升压驱动电容正负极分别接入采样电路正负端；第一运算放大器正电源端接入第一电压；第一运算放大器的负电源端接入采样电路输出的第二电压，第一运算放大器的输出端连接充电开关管的栅极；升压驱动电容的正极依次通过第一二极管、充电开关管接入电池供电电路的输入电压。上述方案中，在输出空载或者进入DCM工作模式时也不会出现升压驱动电容无法充电的情况，从而保证了降压式变换电路的开关管处于随时可以打开的状态，提高了供电电路的可靠性。

Description

一种高精度低温漂的电路结构

技术领域

本申请涉及电池供电电路技术领域，具体涉及一种高精度低温漂的电路结构。

背景技术

现有技术中，输入的电源依次经过输入端、工频变压器、整流滤波电路和供电电路后，可以实现对电池负载进行充电。

本领域常见的电池供电电路为降压变换电路（BUCK电路）。在降压变换电路中，控制芯片向两个功率开关管的栅极发送脉冲信号，控制开关管的占空比，实现对降压变换电路中的功率电感中感应电压的控制，从而实现电压的变换。并且在降压变换过程中，为了保证功率开关管可以随时根据脉冲信号进入导通状态，需要使得开关管的栅极电压高于源极电压且压差必须达到一定阈值，因此可以在电池供电电路中设置升压驱动电容。

上述方案中，由于升压驱动电容的负极与功率电感连接，正极与供电电压VCC连接，当输出空载或进入DCM工作模式时，此时功率电感处的电压等于输出端的电压，而由于输出端的电压加上升压驱动电容自身的电压通常大于供电电压VCC，因此，升压驱动电容的正极电压被抬高到大于供电电压VCC，从而导致供电电压VCC无法给升压驱动电容充电，从而使得开关管无法正常导通，供电电路的可靠性较低。

发明内容

本申请提供了一种高精度低温漂的电路结构，提高了电池供电电路的可靠性，该技术方案如下。

一种供电电路，所述供电电路为降压式变换电路；所述供电电路包括集成电路芯片以及外部电路；所述集成电路芯片中包含第一运算放大器、第一二极管、充电开关管以及采样电路；

所述外部电路中包含升压驱动电容；所述升压驱动电容的电压用于支撑所述集成电路芯片中功率开关管的导通；

所述升压驱动电容的正负极分别接入采样电路的正负端；

所述第一运算放大器正电源端接入第一电压；所述第一运算放大器的负电源端接入所述采样电路输出的第二电压，所述第一运算放大器的输出端连接充电开关管的栅极；

所述升压驱动电容的正极依次通过第一二极管、充电开关管接入所述供电电路的输入电压。

在一种可能的实现方式中，所述集成电路芯片中还包含PWM信号单元、第一开关管、第二开关管、第二运算放大器以及第三运算放大器；所述外部电路中还包括功率电感；

所述PWM信号单元分别与所述第二运算放大器以及所述第三运算放大器的输入端连接；

所述第二运算放大器的正电源端接入所述升压驱动电容的正极；所述第二运算放大器的负电源端与第一开关管的源极连接，并接入所述升压驱动电容的负极；所述第二运算放大器的输出端与所述第一开关管的栅极连接；

所述第三运算放大器的正电源端接入供电电压，所述第三运算放大器的负电源端接地；所述第三运算放大器的输出端与所述第二开关管的栅极连接；

所述第一开关管的源极以及所述第二开关管的漏极连接，并通过所述功率电感连接至所述供电电路的电压输出端；

所述输入电压通过所述第一开关管以及所述第二开关管接地。

在一种可能的实现方式中，所述采样电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第三开关管、第四开关管以及电流镜；

所述采样电路的正端通过第一电阻以及第二电阻与所述采样电路的负端相连；

所述采样电路的正端还通过第一电阻与第三开关管的栅极相连；

所述电流镜的第一端依次通过所述第三开关管以及第三电阻与所述采样电路的负端相连；

所述采样电路的负端与第四开关管的栅极相连；

所述电流镜的第二端依次通过第四开关管以及第四电阻接地；所述第一运算放大器的负电源端通过所述第四电阻接地。

在一种可能的实现方式中，所述电流镜的第一端包括第一电流镜开关管；所述电流镜的第二端包括第二电流镜开关管；

所述第一电流镜开关管的源极与所述采样电路的正端连接；所述第一电流镜开关管的漏极与所述第三开关管的漏极连接，以通过所述第三开关管以及第三电阻与所述采样电路的负端相连；

所述第二电流镜开关管的源极与所述采样电路的正端连接；所述第二电流镜开关管的漏极与所述第四开关管的源极相连，以通过所述第四开关管以及第四电阻接地；

所述第一电流镜开关管的栅极以及所述第二电流镜开关管的栅极分别连接至所述第三开关管的漏极。

在一种可能的实现方式中，所述第四开关管以及第四电阻通过第六开关管连接；

所述第六开关管的栅极接入供电电压。

在一种可能的实现方式中，所述第六开关管的背栅接地。

在一种可能的实现方式中，所述第一运算放大器的负电源端还通过传输逻辑门电路与所述第四电阻连接。

在一种可能的实现方式中，所述传输逻辑门电路中包含第一逻辑开关管以及第二逻辑开关管；

所述第一逻辑开关管与所述第二逻辑开关管的栅极与所述PWM信号单元连接。

在一种可能的实现方式中，所述供电电路中还包括第七开关管；

所述第一运算放大器的正电源端与通过第五电阻接地；

所述第七开关管的栅极接入基准电压；所述第七开关管的源极通过所述第五电阻接地。

在一种可能的实现方式中，所述第八开关管的源极接入所述供电电压。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

当在电池供电电路中，为了保证电池供电电路中的开关管处于随时可以打开的状态，需要保证升压驱动电容两端的电压差大于指定值，而当升压驱动电容的正负极分别接入采样电路的正负端后，采样电路对升压电容的正负极的电压值进行检测，并通过第一运算放大器将检测得到的第一电压与预设的第二电压进行比较，以便根据检测结果控制充电开关管的栅极，从而实现当升压驱动电容两端的电压差较小时，通过供电电路的输入电压对升压驱动电容进行充电，而当升压驱动电容两端的电压差充电到指定电压值时，第一运算放大器控制充电开关管的栅极，停止对升压驱动电容进行供电，并且由于电池供电电路的输入电压较高，即使在输出空载或进入DCM工作模式时也远大于电池供电电路的输出电压加上升压驱动电容自身的电压，不会出现由于升压驱动电容的正极电压被抬到过高而无法充电的情况，并且在升压驱动电容两端的电压差充电到指定电压值时停止充电，从而保证了降压式变换电路的开关管处于随时可以打开的状态，提高了供电电路的可靠性；

通过将采样电路设计为包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电流镜开关管MP1、第三开关管MN1和第三电阻R3，同时将基准电压电路配合设计为包括基准电压源REF、第八开关管MP3、第七开关管MN2和第五电阻R5，提高了输入到控制电路中的控制电压的精度，降低了控制电路的温漂，确保控制电路的准确性和可靠性，从而保证了电池供电电路的安全可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了一种降压转换电路的原理结构图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种供电电路的结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种高精度低温漂的供电电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本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，都属于本申请保护的范围。

应理解，在本申请的实施例中提到的“指示”可以是直接指示，也可以是间接指示，还可以是表示具有关联关系。举例说明，A指示B，可以表示A直接指示B，例如B可以通过A获取；也可以表示A间接指示B，例如A指示C，B可以通过C获取；还可以表示A和B之间具有关联关系。

在本申请实施例的描述中，术语“对应”可表示两者之间具有直接对应或间接对应的关系，也可以表示两者之间具有关联关系，也可以是指示与被指示、配置与被配置等关系。

本申请实施例中，“预定义”可以通过在设备（例如，包括终端设备和网络设备）中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现，本申请对于其具体的实现方式不做限定。

请参考图1，其示出了一种降压转换电路的原理结构图。如图1所示的降压转换电路常用于电池供电电路中，其中HS为BUCK电路的上开关管，LS为BUCK电路的下开关管（上开关管HS以及下开关管LS可以被称为BUCK电路的功率开关管），L为BUCK电路的功率电感，COUT为输出滤波电容，CBVCC为上开关管的升压驱动电容，二极管D为供电电压VCC给升压驱动电容CBVCC进行充电的充电二极管，该二极管可以为高压肖特基二极管。

图1的电池供电电路通过控制上开关管HS和下开关管LS的导通和关断，从而得到相应的输出电压；

由于开关管（如MOS管）的导通条件之一为MOS管的栅极电压大于源极电压达到一阈值，由于下开关管LS的源极接地，因此，下开关管LS很容易符合该导通条件，而上开关管HS的栅极电压由芯片内部的驱动电路提供，源极电压接功率电感的一端，而功率电感的端电压是可变的，故为了确保上开关管HS正常导通，且升压驱动电容CBVCC的一端接驱动电路，即升压驱动电容CBVCC一端的电压与上开关管HS的栅极电压相关，升压驱动电容CBVCC的另一端接上开关管HS的源极，即升压驱动电容CBVCC另一端的电压与上开关管HS的源极电压相关，因此，可通过控制升压驱动电容CBVCC两端的电压从而保证上开关管HS的栅极电压大于源极电压达到阈值，从而确保上开关管HS可靠导通；

但是，图1中的电池供电电路是使用外置的VCC引脚通过高压肖特基二极管D给升压驱动电容CBVCC充电，当在输出空载，或进入DCM（Discontinuous Conduction Mode，非连续导通模式）工作模式时，此时LX处的电压等于输出端OUT的电压，而由于VCC引脚通常来说为5V的低电压，而输出端OUT的电压为3.3V以上的电压，从而使得输出端OUT的电压加上升压驱动电容CBVCC自身剩余的电压之后，大于VCC引脚处的电压，即升压驱动电容CBVCC的正极电压被抬高到大于VCC引脚处的电压，此时VCC引脚难以对升压驱动电容CBVCC进行正常充电，从而使上开关管驱动器无法正常导通上开关管；且随着芯片集成度的提高，越来越多的芯片取消了外置的VCC引脚，从而无法再实现通过VCC引脚和高压肖特基二极管D给升压驱动电容CBVCC充电。

图2是根据本申请一个示例性实施例示出的一种供电电路的结构示意图。如图2所示，该供电电路为降压式变换电路；该供电电路包括集成电路芯片以及外部电路；该集成电路芯片中包含第一运算放大器、第一二极管、充电开关管以及采样电路；

该外部电路中包含升压驱动电容CBVCC；该升压驱动电容的电压用于支撑该集成电路芯片中功率开关管的导通；

该升压驱动电容的正负极分别接入采样电路的正负端；

该第一运算放大器正电源端接入第一电压；该第一运算放大器的负电源端接入该采样电路输出的第二电压，该第一运算放大器的输出端连接充电开关管；

该升压驱动电容的正极依次通过第一二极管、充电开关管接入该供电电路的输入电压。

如图2所示实施例的供电电路中，降压式变换电路中的外部电路还包括功率电感L，该降压式变换电路基于BUCK电路的工作原理，在功率电感上感应出相应的电压值，以实现在OUT端输出降压后的电压值。

通过本申请实施例所示出的电池供电电路，则可以通过采样电路，获取升压驱动电容CBVCC两端（即BVCC端以及LX端）的电压值，得到第二电压，并输入至第一运算放大器，与第一电压进行比较，从而确定该充电开关管是否需要导通。

当升压驱动电容CBVCC上的电压小于设定电压值时，第一运算放大器U1输出高电平，打开充电开关管，从而供电电路的输入电压VIN通过第一二极管D1向升压驱动电容CBVCC充电，当升压驱动电容CBVCC上的电压被充到设定电压值时，第一运算放大器U1输出低电平，关断充电开关管。

由于电池供电电路的输入电压是给整个供电电路进行供电，该输入电压VIN通常来说电压值较高（例如220V），因此即使供电电路处于空载状态或进入DCM工作模式时，输入电压VIN仍然远大于输出端OUT的电压加上升压驱动电容CBVCC自身剩余的电压，可以实现对升压驱动电容CBVCC的正常充电。

而为了避免通过输入电压VIN将CBVCC充至过高的电压值，本申请实施例中还通过采样电路对CBVCC两端电压进行采样，当CBVCC两端电压达到指定电压值时，则关断充电开关管以停止VIN对CBVCC的充电过程。

综上所述，当在电池供电电路中，为了保证电池供电电路中的开关管处于随时可以打开的状态，需要保证升压驱动电容两端的电压差大于指定值，而当升压驱动电容的正负极分别接入采样电路的正负端后，采样电路对升压电容的正负极的电压值进行检测，并通过第一运算放大器将检测得到的第一电压与预设的第二电压进行比较，以便根据检测结果控制充电开关管的栅极，从而实现当升压驱动电容两端的电压差较小时，通过供电电路的输入电压对升压驱动电容进行充电，而当升压驱动电容两端的电压差充电到指定电压值时，第一运算放大器控制充电开关管的栅极，停止对升压驱动电容进行供电，并且由于电池供电电路的输入电压较高，即使在输出空载或进入DCM工作模式时也远大于电池供电电路的输出电压加上升压驱动电容自身的电压，不会出现由于升压驱动电容的正极电压被抬到过高而无法充电的情况，并且在升压驱动电容两端的电压差充电到指定电压值时停止充电，从而保证了降压式变换电路的开关管处于随时可以打开的状态，提高了供电电路的可靠性。

图3是根据一示例性实施例示出的一种高精度低温漂的供电电路的结构示意图。如图3所示，

该供电电路为降压式变换电路；该供电电路包括集成电路芯片以及外部电路；该集成电路芯片中包含第一运算放大器U1、第一二极管D1、充电开关管MPH2以及采样电路；

该外部电路中包含升压驱动电容CBVCC；

该升压驱动电容CBVCC的正负极分别接入采样电路的正负端；

该第一运算放大器U1正电源端接入第一电压；该第一运算放大器的负电源端接入该采样电路输出的第二电压，该第一运算放大器的输出端连接充电开关管MPH2；

该升压驱动电容的正极依次通过第一二极管D1、充电开关管MPH2接入该输入电压VIN。

除了与图2类似的结构外，图3还具体展示了降压式变换电路的具体结构。如图3所示，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，该集成电路芯片中还包含PWM信号单元U4（即PWM signal）、第二运算放大器U2以及第三运算放大器U3；该外部电路中还包括功率电感L；

该PWM信号单元U4分别与第二运算放大器U2以及第三运算放大器U3的输入端连接；

该第二运算放大器U2的正电源端接入该升压驱动电容CBVCC的正极；该第二运算放大器U2的负电源端与第一开关管HS的源极连接，并接入该升压驱动电容CBVCC的负极；

该第三运算放大器U3的正电源端接入供电电压，该第三运算放大器的负电源端接地；该第三运算放大器U3的输出端与该第二开关管LS（即类似于如图1所示的下开关管LS）的栅极连接；

该第一开关管HS的源极与第二开关管LS的漏极连接，并通过功率电感连接至供电电路的电压输出端；

该输入电压VIN通过第一开关管HS以及第二开关管LS接地。

由于第二开关管的源极接地，因此该第二开关管的栅源极电压较容易达到第二开关管的导通阈值；而当升压驱动电容两端的电压被充电到指定电压后，第一开关管HS（即类似于如图1所示的上开关管HS）的栅极电压大于源极电压达到一个指定阈值，从而保证第一开关管导通，从而保证了第一开关管与第二开关管的导通条件满足，从而保证了降压式变换电路的正常运行。

此外，图3中还包括采样电路的具体结构。如图3所示，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，该采样电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第三开关管MN1、第四开关管MPH1以及电流镜；

该采样电路的正端BVCC通过第一电阻R1以及第二电阻R2与该采样电路的负端LX相连；

该采样电路的正端BVCC还通过第一电阻R1与第三开关管MN1的栅极相连；

该电流镜的第一端依次通过该第三开关管MN1以及第三电阻R3与该采样电路的负端相连；

该采样电路的负端与第四开关管MPH1的栅极相连；

该电流镜的第二端依次通过第四开关管MPH1以及第四电阻R4接地；该第一运算放大器的负电源端通过该第四电阻R4接地。

如图3所示，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，该电流镜的第一端包括第一电流镜开关管MP1；该电流镜的第二端包括第二电流镜开关管MP2；

该第一电流镜开关管MP1的源极与该采样电路的正端BVCC连接；该第一电流镜开关管MP1的漏极与该第三开关管MN1的漏极连接，以通过该第三开关管MN1以及第三电阻R3与该采样电路的负端LX相连；

该第二电流镜开关管MP2的源极与该采样电路的正端BVCC连接；该第一电流镜开关管的漏极与该第四开关管MPH1的漏极相连，以通过该第四开关管MPH1以及第四电阻R4接地；

该第一电流镜开关管MP1的栅极以及该第二电流镜开关管MP2的栅极分别连接至该第三开关管MN1的漏极。

如图3所示，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，该第四开关管MPH1以及第四电阻R4通过第六开关管MNH1连接；该第六开关管MNH1的栅极接入供电电压VCC。

如图3所示，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，该第六开关管的背栅接地。

如图3所示，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，该第一运算放大器的负电源端还通过传输逻辑门电路与该第四电阻连接。

即在本申请实施例所示出的电路结构中，还可以通过传输逻辑门电路，控制第一运算放大器的负电源端输入。

如图3所示，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，该传输逻辑门电路中包含第一逻辑开关管MN3以及第二逻辑开关管MP4；该第一逻辑开关管MN3与该第二逻辑开关管MP4的栅极与该PWM信号单元U4连接。

也就是说，图3中的第一电阻R1、第二电阻R2、第一电流镜开关管MP1、第二电流镜开关管管MP2、第三开关管MN1、第三电阻R3、第四开关管MPH1、第六开关管MNH1和第四电阻R4组成采样电路，此时第四电阻R4上的电压即可以被认为是采样电路输出的第二电压。

此外，图3中还包括基准电压电路的具体结构。如图3所示，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，该供电电路中还包括第七开关管MN2；

该第一运算放大器U1的正电源端与通过第五电阻R5接地；

该第七开关管的栅极接入基准电压源REF；该第七开关管MN2的源极通过该第五电阻接地。

如图3所示，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，该供电电路还包括第八开关管MP3；

该第七开关管的漏极与该第八开关管MP3的栅极与漏极连接。

如图3所示，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，该第八开关管的源极接入该供电电压。

即在图3中，基准电压源REF、第八开关管MP3、第七开关管MN2和第五电阻R5组成基准电压电路，即第五电阻R5上的电压即可以被认为是第一电压。

以下对本申请实施例示出的供电电路的运行原理进行总体介绍。

第三开关管MN1的栅极相对LX端的电压为

，因此，第三电阻R3两端的电压即为第三开关管MN1的源极相对LX端的电压，而第三开关管MN1的源极相对LX端的电压为第三开关管MN1的栅极相对LX端的电压减去第三开关管MN1的栅源极电压VGS_MN1，即第三电阻R3两端的电压为

，因此，第三电阻R3 两端的电流为

，因此，流经第一电流镜开关管MP1的电流也为

，而又由于第一电流镜开关管MP1和第二电流镜开关管MP2的1： 1的电流镜，因此，流经第二电流镜开关管MP2支路上的电流同样为

，即流经第四电阻R4的电流为

，此时，第四电阻R4上的电压为

，该电压即为第一运算放大器 U1负电源端的输入电压；

由基准电压源REF、第八开关管MP3、第七开关管MN2和第五电阻R5组成的基准电压电路可知，第一运算放大器U1正电源端的输入电压为第五电阻R5两端的电压，而第五电阻 R5两端的电压为基准电压源REF提供的基准电压减去第七开关管MN2的栅源极电压VGS_MN2，即为

；

因此，当由第一运算放大器U1、第一电容C1、充电开关管MPH2和第一二极管D1组成的控制电路对升压驱动电容CBVCC两端的电压进行控制，使得电路工作在稳态时，第一运算放大器U1的正电源端输入端和负电源端输入端的电压值相等，即

；

此时，将第三电阻R3的取值设计为与第四电阻R4相同，同时将第三开关管MN1和第七开关管MN2设计为参数完全相同的MOS管，即

，故等式

即可简化为

，因此，

，同时，由图3可知，

，因此，

；

本申请中基准电压源REF是由集成电路芯片内部的带隙基准电压源提供，其大小为1.2V，因此，可以通过对第一电阻R1和第二电阻R2的大小进行调节，从而得到升压驱动电容CBVCC所需要的电压值；

当升压驱动电容CBVCC上的电压小于设定电压值时，第一运算放大器U1输出高电平，打开充电开关管MPH2，从而输入电压VIN通过第一二极管D1向升压驱动电容CBVCC充电，当升压驱动电容CBVCC上的电压被充到设定电压值时，第一运算放大器U1输出低电平，关断充电开关管MPH2。

首先，由BUCK电路的工作原理可知，功率电感的LX端的电压在-VD（第二开关管LS源极和漏极之间的二极管电压）和VIN-VDS_HS之间变化，即功率电感的LX端的电压会由负压变为正压，再由正压变为负压，而又由于功率电感的LX端与第四开关管MPH1的栅极相连，因此，LX端变化的电压会让第四开关管MPH1的栅漏电容产生耦合电流，该耦合电流通过第四电阻R4流入大地；

而当电路LX端的电压瞬间较大时，此时，第四开关管MPH1的栅漏电容产生的耦合电流也会变的很大，而该较大的耦合电流流过第四电阻R4时，导致了第四电阻R4上的电压随之增大到一个高值，由于与第四电阻R4相连的第一逻辑开关管MN3和第二逻辑开关管MP4都是低压电路元件，因此，为了保证与第四电阻R4相连的低压电路元件的安全性，可在第四开关管MPH1和第四电阻R4之间设置背栅接地的第六开关管MNH1，其作用为：

当第四电阻R4上的电压超过第六开关管MNH1的栅极电压VCC时，第六开关管MNH1被关断，从而保证了第四电阻R4上的电压不会超过VCC，对低压电路元件起到了保护作用；此时，第六开关管MNH1关断后，该较大的耦合电流通过第六开关管MNH1的漏极和背栅之间的电容以及背栅快速流入大地，第六开关管MNH1重新导通，控制回路重新回到稳态；

因此，通过设置第六开关管MNH1可实现隔离高压、保护低压电路元件的功能，同时通过背栅接地，快速泄放耦合电流，从而使控制回路快速回到稳态，保证了电池供电电路的控制精度和安全可靠性。

其次，由BUCK电路的工作原理可知，当第一开关管HS和第二开关管LS切换导通时，LX端的电压即产生一次跳变，而此时由于升压驱动电容CBVCC的存在，BVCC端的电压也随之产生一次跳变；同时，由上述分析可知，LX端的电压变化时，会让第四开关管MPH1的栅漏电容产生耦合电流，具体为：

当LX端的电压由负变为正时，说明此时是关断第二开关管LS，打开第一开关管HS，升压驱动电容CBVCC需要向第一开关管HS放电从而打开上第一开关管HS，故升压驱动电容CBVCC从5V左右降到了4.8V左右，因此，需要向升压驱动电容CBVCC充电，而当LX端的电压由负变为正时，耦合电流由第四开关管MPH1流向第四电阻R4，此时第四电阻R4上的电压会增大，故控制器不会向升压驱动电容CBVCC充电，从而导致控制系统的紊乱；

当LX端的电压由正变为负时，说明此时是关断第一开关管HS，打开第二开关管LS，升压驱动电容CBVCC需要向第一开关管HS放电从而关断第一开关管HS，故升压驱动电容CBVCC从5V左右降到了4.8V左右，因此，需要向升压驱动电容CBVCC充电，而当LX端的电压由正变为负时，耦合电流由第四电阻R4流向第四开关管MPH1，此时第四电阻R4上的电压会比升压驱动电容CBVCC从5V左右降到了4.8V左右减小的更多，故控制器会向升压驱动电容CBVCC充更多的电，从而导致控制精度大大降低；

因此，为了避免LX端或BVCC端的电压跳变导致控制系统的紊乱或控制精度大大降低，可在采样电路与控制电路之间设置由第一逻辑开关管MN3和第二逻辑开关管MP4组成传输逻辑门电路，当第一开关管HS和第二开关管LS切换导通时，通过PWM信号单元U4给传输逻辑门电路一个关断信号，当第一开关管HS和第二开关管LS切换导通结束后，再通过PWM信号单元U4给传输逻辑门电路一个开通信号，从而保证了在LX端或BVCC端的电压跳动时，断开采样电路，防止跳变过程导致控制系统的紊乱或控制精度大大降低，其他时间正常采样，因此，提高了电池供电电路的安全可靠性；

再者，通过在BVCC端和LX端之间设置一个第一电阻R1和第二电阻R2组成的分压电路，且该分压电路的中点与第三开关管MN1的栅极相连，因此，可以通过对第一电阻R1和第二电阻R2的大小进行调节，从而得到升压驱动电容CBVCC所需要的电压值；同时，由之前的介绍可知，采样电路输出的采样电压中包含

，而在本领域中，由于制备工艺、工作环境温度或者MOS管类型的不同，

的大小都是不同的，特别是

会随着工作环境温度的变化而变化，因此，如果采样电压中包含

，会导致采样电压随着温度的变化而变化，故为了降低

带来的不确定性，提高控制电路的精度，降低控制电路的温漂，需要保证控制回路得到的控制信号不包括

，故此时，即可将基准电压电路设计为包括基准电压源REF、第八开关管MP3、第七开关管MN2和第五电阻R5，而不是仅仅包括一个基准电压源REF。由图3可知，将基准电压源REF、第八开关管MP3、第七开关管MN2和第五电阻R5设计为与第一电流镜开关管MP1、第三开关管MN1、第三电阻R3相对称的结构，以在第一运算放大器U1中将开关管上的电压值VGS（即VGS_MN1与VGS_MN2）相互抵消，从而避免了温漂对电路的影响。

通过该基准电压电路后得到的基准电压即为

，且由于第三开关管MN1和第七开关管MN2设计为参数完全相同的MOS管，且第三开关管MN1和第七开关管 MN2工作环境也几乎完全相同，因此，工作环境温度也几乎相同，因此

几乎完全等于

，此时，将第一运算放大器U1的两个输入端电压相减之后，输入到第一运算放大器U1中的控制电压即与

和

无关，仅与第一电阻R1、第二电阻R2和基准电压源REF相关；

因此，通过将采样电路设计为包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电流镜开关管MP1、第三开关管MN1和第三电阻R3，同时将基准电压电路配合设计为包括基准电压源REF、第八开关管MP3、第七开关管MN2和第五电阻R5之后，即可提高输入到第一运算放大器U1，即输入到控制电路中的控制电压的精度，降低控制电路的温漂，确保控制电路的准确性和可靠性，从而保证了电池供电电路的安全可靠性。

可选的，本申请实施例中涉及到的各个开关管，均可以实现为MOS管。

并且在本申请实施例中，还通过将采样电路设计为包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电流镜开关管MP1、第三开关管MN1和第三电阻R3，同时将基准电压电路配合设计为包括基准电压源REF、第八开关管MP3、第七开关管MN2和第五电阻R5，提高了输入到控制电路中的控制电压的精度，降低了控制电路的温漂，确保控制电路的准确性和可靠性，从而保证了电池供电电路的安全可靠性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种供电电路，其特征在于，所述供电电路为降压式变换电路；所述供电电路包括集成电路芯片以及外部电路；所述集成电路芯片中包含第一运算放大器、第一二极管、充电开关管以及采样电路；

所述升压驱动电容的正负极分别接入采样电路的正负端；

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述集成电路芯片中还包含PWM信号单元、第一开关管、第二开关管、第二运算放大器以及第三运算放大器；所述外部电路中还包括功率电感；

3.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，所述采样电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第三开关管、第四开关管以及电流镜；

所述采样电路的负端与第四开关管的栅极相连；

4.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述电流镜的第一端包括第一电流镜开关管；所述电流镜的第二端包括第二电流镜开关管；

5.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述第四开关管以及第四电阻通过第六开关管连接；

所述第六开关管的栅极接入供电电压。

6.根据权利要求5所述的供电电路，其特征在于，所述第六开关管的背栅接地。

7.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述第一运算放大器的负电源端还通过传输逻辑门电路与所述第四电阻连接。

8.根据权利要求7所述的供电电路，其特征在于，所述传输逻辑门电路中包含第一逻辑开关管以及第二逻辑开关管；

9.根据权利要求4至8任一所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路中还包括第七开关管；

所述第一运算放大器的正电源端与通过第五电阻接地；

10.根据权利要求9所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包括第八开关管；

所述第七开关管的漏极与所述第八开关管的栅极与漏极连接；所述第八开关管的源极接入所述供电电压。