CN114637362A - 带隙基准模块、过温保护模块、ldo电路及超声波流量计 - Google Patents

带隙基准模块、过温保护模块、ldo电路及超声波流量计 Download PDF

Info

Publication number
CN114637362A
CN114637362A CN202111541314.9A CN202111541314A CN114637362A CN 114637362 A CN114637362 A CN 114637362A CN 202111541314 A CN202111541314 A CN 202111541314A CN 114637362 A CN114637362 A CN 114637362A
Authority
CN
China
Prior art keywords
effect transistor
field effect
module
unit
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111541314.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114637362B (zh
Inventor
吴晨健
杨华磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou University
Original Assignee
Suzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University filed Critical Suzhou University
Priority to CN202111541314.9A priority Critical patent/CN114637362B/zh
Publication of CN114637362A publication Critical patent/CN114637362A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114637362B publication Critical patent/CN114637362B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current 
    • G05F1/46Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
    • G05F1/56Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/567Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for temperature compensation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/04Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明涉及带隙基准模块、过温保护模块、LDO电路及超声波流量计,包括均与输入电压连接的带隙基准模块、过温保护模块、误差放大模块和稳态补偿模块;所述带隙基准模块用以输出参考电压,且所述带隙基准模块分别与过温保护模块和误差放大模块连接,并将所述参考电压分别输入至过温保护模块和误差放大模块;所述过温保护模块与所述稳态补偿模块连接,所述误差放大模块与所述稳态补偿模块相连接,所述稳态补偿模块用以输出电压。其引入了带隙基准模块和过温保护模块从而降低LDO电路的功耗,避免电路因为长期工作而温度过高,LDO电路的性能更高、实用性更强,能够更好地适用于超声波流量计电源管理模块。

Description

带隙基准模块、过温保护模块、LDO电路及超声波流量计
技术领域
本发明涉及LDO芯片技术领域,尤其是指一种带隙基准模块、过温保护模块、LDO电路及超声波流量计。
背景技术
随着微计算机与电子信息技术的进步,各种新型流量计不断涌现,朝着智能化的方向发展,逐渐取代传统流量计在各个领域的应用。超声波流量计作为无运动部件、无侵入式、低损耗、高精确度、容易实现数字一体化管理、可测量腐蚀性液体以及气体的优势。
超声波流计电源管理模块在设计过程中要求做到低功耗,高精度。而电源管理模块核心设计是LDO芯片的设计。由于超声波流量计大部分都是内部电池供电,因此设计一款高精度,低功耗的LDO芯片可以保证超声波流量计工作的时间更久,同时可以提高超声波流量计准确度检测准确。
目前常见的用于超声波流量计的LDO芯片在高温下长时间工作下易烧毁且LDO芯片的输出电压稳定性较差,功耗高,从而导致LDO整体性稳定差,局限了应用范围。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供带隙基准模块、过温保护模块、LDO电路及超声波流量计,其引入了带隙基准模块和过温保护模块从而降低LDO电路的功耗,避免电路因为长期工作而温度过高,LDO电路的性能更高、实用性更强,能够更好地适用于超声波流量计电源管理模块。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种带隙基准模块、过温保护模块、LDO电路及超声波流量计。一种带隙基准模块包括启动单元、基准电压产生单元和带隙准的温度补偿单元;所述启动单元的输出端与所述基准电压产生单元的输入端相连接,以对基准电压产生单元提供启动信号;所述基准电压产生单元输出参考电压,所述基准电压产生单元的输出端与所述带隙准的温度补偿单元的输入端连接,所述温度补偿单元输出温度补偿电压,所述温度补偿电压反馈至所述参考电压中,实现对基准电压产生单元进行温度补偿。
作为优选的,所述温度补偿单元包括场效应管M14、场效应管M15、场效应管M16、场效应管M17、场效应管M18、电阻R4和电阻R6;所述场效应管 M14的源极与基准电压产生单元的输出端连接,所述场效应管M14的漏极分别与场效应管M14的栅极和场效应管M16的漏极连接,所述场效应管M15的栅极与场效应管M14的栅极连接,所述场效应管M15的源极分别与场效应管 M14的源极和场效应管M17的源极连接,所述场效应管M17的漏极与场效应管M18的源极连接,所述场效应管M18的栅极与基准电压产生单元连接,所述场效应管M18的漏极分别与电阻R4的一端和场效应管M16的栅极连接,所述场效应管M16的源极分别与电阻R4的另一端和基准电压产生单元连接;所述电阻R6的一端与所述基准电压产生单元连接,所述电阻R6的另一端与电阻R4的另一端连接。
作为优选的,所述启动单元包括场效应管M1、场效应管M2、场效应管 M3、场效应管M4和场效应管M5;所述场效应管M1的源极与所述基准电压产生单元连接,所述场效应管M1的栅极分别与所述场效应管M1的漏极和场效应管M2的源极连接,所述场效应管M2的漏极分别与所述场效应管M2的栅极和场效应管M3的源极连接,所述场效应管M3的漏极分别与所述场效应管M5 的栅极和场效应管M4的漏极连接,所述场效应管M4的源极分别与场效应管 M5的源极和基准电压产生单元连接,所述场效应管M3的栅极和场效应管M4 的栅极连接。
一种过温保护模块,与所述的带隙基准模块连接。
作为优选的,所述过温保护模块包括运放单元、温度回调恢复单元和温度检测单元;所述带隙基准模块输出的参考电压输入至所述运放单元的第一输入端,所述温度检测单元与所述运放单元的第二输入端连接,所述运放单元的输出端与所述温度回调恢复单元的输入端连接以控制温度回调恢复单元导通或关断,实现对温度的调整。
作为优选的,所述温度回调恢复单元包括电阻R9和场效应管M34,所述温度检测单元包括电阻R8、场效应管M32和场效应管M33;所述电阻R8 的一端分别与所述运放单元的输入端和场效应管M33的漏极连接,所述电阻 R8的另一端分别连接所述场效应管M34的漏极和电阻R9的一端,所述运放单元的输出端分别与所述场效应管M34的漏极和电阻R9的一端连接;所述场效应管M32的源极与所述运放单元连接,所述场效应管M32的漏极与所述场效应管M33的源极连接,所述场效应管M33的漏极分别与所述运放单元和电阻R8的一端连接,所述场效应管M32的栅极和场效应管M33的栅极均与带隙基准模块连接。
作为优选的,所述温度检测单元包括电阻R8、场效应管M32和场效应管M33;所述场效应管M32的栅极和场效应管M33的栅极均与带隙基准模块的输出端连接,所述场效应管M32的源极与所述运放单元连接,所述场效应管M32的漏极与所述场效应管M33的源极连接,所述场效应管M33的漏极分别与所述运放单元和电阻R8的一端连接。
一种LDO电路,其特征在于,包括所述的带隙基准模块和所述的过温保护模块。
作为优选的,所述LDO电路还包括误差放大模块和稳态补偿模块;所述带隙基准模块用以输出参考电压,所述带隙基准模块的输出端分别与所述过温保护模块和误差放大模块的输入端相连接,以实现将所述参考电压输入至过温保护模块和误差放大模块;所述过温保护模块的输出端和误差放大模块的输出端均与所述稳态补偿模块的输入端连接,所述稳态补偿模块的输出端输出电压。
作为优选的所述误差放大模块与所述输出电压连接,以对所述输出电压进行采样得到采样电压;所述误差放大模块用以将所述采样电压与所述参考电压比较并产生误差放大信号以校正所述误差放大模块输出脉冲的占空比,实现稳定所述输出电压。
一种超声波流量计,作为优选的,所述超声波流量计包括所述的LDO电路。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
1、本发明LDO电路通过设置带隙基准模块、过温保护模块、误差放大模块和稳态补偿模块,模块化的设计便于后续对电路进行进一步改进和维护。
2、本发明通过设置带隙基准模块,在上述带隙基准模块内设置带隙准的温度补偿单元,避免了在设计运放引入的热噪声,降低了LDO电路的功耗;且对带隙基准模块进行温度补偿处理,使得LDO芯片整体温漂系数相对较小。
3、本发明通过设置过温保护模块,能够有效避免LDO电路因为长期工作温度过高,从而烧坏芯片的损失。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中:
图1为本发明的工作原理框架示意图;
图2为本发明的LDO电路的整体电路图;
图3为本发明的带隙基准模块的电路图;
图4为本发明输出的参考电压的测试结果示意图;
图5为本发明对温漂系数进行采样的结果分布图;
图6为本发明带隙基准模块的电源抑制比测试结果分布图;
图7为本发明对带隙基准模块启动单元的瞬态仿真测试结果示意图;
图8为本发明过温保护模块的电路图;
图9为本发明过温保护模块的仿真测试结果示意图;
图10为本发明误差放大模块的电路图;
图11为本发明误差放大模块的仿真增益测试结果示意图;
图12为本发明误差放大模块的电源抑制比仿真结果示意图;
图13为本发明稳态补偿模块的电路图。
其中,10-带隙基准模块,20-过温保护模块,30-误差放大模块,40-稳态补偿模块。
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说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1~图13所示,本发明公开了一种带隙基准模块、过温保护模块、 LDO电路及超声波流量计。
参照图1和图2所示,上述LDO电路包括均与输入电压连接的带隙基准模块10、过温保护模块20、误差放大模块30和稳态补偿模块40。
带隙基准模块10用以输出参考电压,且带隙基准模块10的输出端分别与过温保护模块20和误差放大模块30的输入端连接,并将参考电压分别输入至过温保护模块20和误差放大模块30,过温保护模块20与稳态补偿模块40连接,误差放大模块30与稳态补偿模块40相连接,稳态补偿模块40 用以输出电压。
LDO电路的输出电压通过反馈回路连接到误差放大模块30反相输入端的分压电阻上进行采样,得到采样电压,而误差放大模块30的同相输入端则连接到参考电压,参考电压由LDO电路内部的带隙基准模块10产生。所述误差放大器用以将采样电压与参考电压比较并产生误差放大信号,同时用这个误差来校正控制脉冲占空比,实现稳定LDO电路的输出电压。设计的误差放大模块30总是试图迫使其两端输入相等,为此,它提供负载电流从而保证输出电压稳定。
而加入稳态补偿模块40主要为了提高整体输出电压的稳定性,不让输出电压产生振荡与失调。
其中,参照图3所示,上述带隙基准模块10包括基准电压产生单元、启动单元和带隙准的温度补偿单元。
上述启动单元的输出端与基准电压产生单元的输入端相连接,为基准电压产生单元提供启动信号。基准电压产生单元输出参考电压和PTAT电流,基准电压产生单元的输出端与带隙准的温度补偿单元的输入端连接,上述温度补偿单元输出温度补偿电压,温度补偿电压加至参考电压中实现温度补偿电压对参考电压进行温度补偿
具体地,基准电压产生单元采用了共源共栅结构,并加入自偏置电路,该基准电压产生单元包括场效应管M6、场效应管M7、场效应管M8、场效应管M9、场效应管M10、场效应管M11、场效应管M12、场效应管M13、场效应管M19、场效应管M20、电阻R1和电阻R2。通过这个带自偏置的共源共栅结构来产生一个绝对温度系数电流(PTAT电流),再通过场效应管M19和场效应管M20镜像到电阻R5和电阻R6上,与带负温度系数的二极管Q3的电压VBE相结合,构成整体电路的参考电压Vref。
启动单元包括场效应管M1、场效应管M2、场效应管M3、场效应管M4 和场效应管M5。其中场效应管M1的源极与基准电压产生单元连接,场效应管M1的栅极分别与场效应管M1的漏极和场效应管M2的源极连接,场效应管M2的漏极分别与场效应管M2的栅极和场效应管M3的源极连接,场效应管M3的漏极分别与场效应管M5的栅极和场效应管M4的漏极连接,场效应管M4的源极分别与场效应管M5的源极和基准电压产生单元连接,场效应管 M3的栅极和场效应管M4的栅极连接。
其中,场效应管M1和场效应管M2在启动单元中主要起分压作用,保证由场效应管M3和场效应管M4构成的反相器正常工作。当没有参考电压Vref 产生,即场效应管M3和场效应管M4构成的反相器输入低电平,此时输出高电平,场效应管M4的栅极为高电平,场效应管M4正常工作,场效应管M4 的源极提高场效应管M6和场效应管M7栅极电压,此时电路快速启动。当参考电压Vref稳定输出时,此时场效应管M3和场效应管M4构成的反相器输入高电平,输出为低电平,此时场效应管M4栅极没有电压输入,整体启动电路脱离控制电路,输出参考电压Vref可以稳定输出。
上述温度补偿单元包括场效应管M14、场效应管M15、场效应管M16、场效应管M17、场效应管M18、电阻R4和电阻R6。上述场效应管M14的源极与基准电压产生单元的输出端连接,场效应管M14的漏极分别与场效应管 M14的栅极和场效应管M16的漏极连接,场效应管M15的栅极与场效应管M14 的栅极连接,场效应管M15的源极分别与场效应管M14的源极和场效应管 M17的源极连接,场效应管M17的漏极与场效应管M18的源极连接,场效应管M18的栅极与基准电压产生单元连接,场效应管M18的漏极分别与电阻 R4的一端和场效应管M16的栅极连接,场效应管M16的源极分别与电阻R4 的另一端和基准电压产生单元连接。电阻R6的一端与基准电压产生单元连接,电阻R6的另一端与电阻R4的另一端连接。
其中,温度补偿单元引入了场效应管M14的管亚阈值区。将场效应管 M17和场效应管M18管镜像Ptat电流作用在电阻R4,通过电阻R4的电压控制场效应管M16工作在亚阈值区。此时场效应管M16工作在亚阈值时的静态电流为:
Figure RE-GDA0003625010630000071
其中,Ids0为初始电流值,VDS为源漏电压,Vgs为栅源电压,VT为阈值电压,n为调制系数)。
此时的静态电流可以看出是一个带高阶绝对温度系数(PTAT)电流,在通过场效应管M15和场效应管M16镜像到电阻R6上产生一个电压,以此来抵消具有负温度效应的二极管电压VBE的高阶响应部分,从而来达到温度补偿的效果。采用这个结构一方面可以提高电路整体的电源抑制比,另一方面在没有引入运放结构可以明显降低带隙基准电路的整体功耗,该带隙基准整体静态电流为4ua左右。
温度补偿单元通过引入场效应管亚阈值曲率补偿技术,能够用来消去二极管的高阶响应,从而达到温度补偿的效果,以此降低低温漂系数。
参考电压Vref计算公式如下:
Vref=VBE+Iptat*(R5+R6)+INL*R6(INL为场效应管M14产生的亚阈值电流大小)
Figure RE-GDA0003625010630000081
(Q1:Q2个数比为8:1)
Figure RE-GDA0003625010630000082
对带隙基准模块进行仿真测试,参照图4和图5可知,整体带隙基准模块10的输出电压为1.25V,输出的静态电流大约4.1ua,温漂系数为 2.743ppm/℃。
通过仿真测试可知,整体带隙基准模块10在低频时PSRR为60dB,带宽可达到1KHz;在高频时PSRR为35dB左右。
通过仿真测试可以得出经过3us带隙参考电压可以达到1.25V。
本发明设计的带隙基准模块10在未引入运放的结构,一方面避免了在设计运放引入的热噪声,另一面也避免了电路中额外的偏置电路设计,同时,可以达到低功耗,低温漂,高精度,有效减小整个LDO电路功耗的效果。
由于LDO电路能够应用于超声波流量计,正常超声波流量计工作的结温范围是-40℃~125℃,为了避免LDO电路在高温下长时间工作而导致烧毁,本设计加入过温保护模块20,实现下述功能:(1)当LDO电路结温超过125℃时,过温保护模块20启动保护功能,当温度达到130℃会将功率管且断,直到温度恢复到低于125℃内才会解除。(2)为避免电路在关断时发生失调,过温保护模块20还加入了降温恢复功能。
参照图8,本发明的过温保护模块20包括运放单元、温度回调恢复单元和温度检测单元。参考电压输入至运放单元的第一输入端,温度检测单元与运放单元的第二输入端连接,运放单元的输出端与温度回调恢复单元的输入端连接以控制温度回调恢复单元导通或关断。
其中,温度回调恢复单元包括电阻R9和场效应管M34,温度检测单元包括电阻R8、场效应管M32和场效应管M33,过温保护模块20还包括功率管 M35。
上述电阻R8的一端分别与运放单元的输入端和场效应管M33的漏极连接,电阻R8的另一端分别连接场效应管M34的漏极和电阻R9的一端,运放单元的输出端分别与场效应管M34的漏极和电阻R9的一端连接。场效应管M32 的源极与运放单元连接,场效应管M32的漏极与场效应管M33的源极连接,场效应管M33的漏极分别与运放单元和电阻R8的一端连接,场效应管M32的栅极和场效应管M33的栅极均与带隙基准模块10连接。功率管M35的栅极和源极均与运放单元连接,功率管M35漏极输出电压。
具体地,当LDO电路在正常工作时,即温度低于125℃,当运放单元的负输入端(和电阻R8连接)的电压值小于正向端的参考电压时,此时输出高电平,使得场效应管M34导通,电阻R9被短路,功率管M35也因此被关断。而电路中中Vt以及Vt1均取自带带隙基准模块10,控制场效应管M32、场效应管M33输出PTAT电流。电阻R9具有负温度系数,其阻值随着温度上升而减小。
当温度超过125℃时,加之场效应管M32和场效应管M33管引出前面带隙基准模块10产生的PTAT电流,加大了电阻R8和场效应管M34上的电流,导致反向端电压值大于参考电压,此时输出为低电平,场效应管M34管关断,电阻R9导通并入电路,功率管M35导通,并将功率管栅极与电源之间短路,切断功率管,以达到过温保护功能。只有温度下降到125℃,流入电阻R8和电阻R9的电流足够小时,才能使LDO电路恢复正常。
对过温保护电路进行仿真测试,可知,当驱动负载电流为100mA时,LDO 电路工作在正常温度范围(-40℃~125℃)时,LDO电路输出电压可以稳定在 1.5V,若当温度高于125℃,过温保护模块20开始启动保护功能,一旦温度达到130℃时,整体电路被强制关断,没有电压输出。只有当温度恢复到正常温度范围内时,LDO电路才能够正常工作。避免了电路因为长期工作温度过高而烧坏芯片的损失。
参照图10可知,为了增强LDO电路的稳定性,不引入过多的零极点,以及减少LDO电路整体的功耗,故此误差放大模块30第一级采用传统的五管运算放大器(场效应管M40~场效应管M44),第二次采用共源级结构(场效应管M45和场效应管M46)以及弥勒补偿电容C。误差放大模块30的偏置电路则由(电阻R10、场效应管M36~场效应管M39),设计误差放大模块30 的功耗比较低,零极点便于控制。
对上述误差放大模块30进行仿真测试,可知其开环增益为65dB,直流下的静态电流为51uA,,单位增益带宽为3.63Mhz,相位裕度为45度,在低频时PSRR大约在82dB左右,低频带宽大约为1Khz。
进一步地,LDO电路一般都是多个放大器级联而来的,它是一个多极点的系统,其环路稳定性不容易通过自身电路调节来实现。利用设计的稳态补偿模块40将原有的主极点移至低频处,以保证环路相位裕度能够达到设计要求,提高LDO系统整体的稳定性。为了减小整个LDO电路版图的面积,稳态补偿模块40设计采用片外补偿方式,稳态补偿模块40主要由电阻R13和电容C1以及旁路电容C2构成。
对LDO电路进行相关仿真测试:
对LDO电路的输入电压范围以及压差进行仿真测试。通过观察能够得到输入电压Vdd在0到5V变化时,LDO电路可以在2.3V-4.8V稳定输出1.5V 的电压.满足超声波流量计需要在2.5V-3.6V电压范围内输出电压要求,而 LDO电路的压差在700mv左右。
扫描负载电流在0到100mA下,观察输出电压的变化范围结果,表1为在不同的工艺角下,LDO电路的负载调整率。
表1 不同的工艺角下,LDO电路的负载调整率
工艺角 FF tt SF FS SS
负载调整率 1.26% 1.04% 1.05% 1.03% 0.88%
通过表1可以看出在不同的工艺角下,LDO电路的负载调整率稳定在1%左右,负载电流在0到100mA下可以稳定输出1.5V电压。
对LDO电路的线性调整率进行仿真测试,在超声波流量计额定的2.5V 到3.6V的输入电压下,观察输出电压的变化范围。表2为在不同的工艺角下, LDO电路的线性调整率。
表2 不同的工艺角下,LDO电路的线性调整率
工艺角 FF tt SF FS
线性调整率 0.6954% 0.3726% 0.6672% 0.2573%
通过表2可知,在不同的工艺角下,超声波流量计额定的2.5V-3.6V的输入电压下,LDO电路的线性调整率均小于1%,能够保证LDO电路输出电压在2.5V-3.6V下,稳定输出1.5V电压。
对LDO电路的电源抑制比进行仿真测试,可得到当负载电流I out=最大 100mA时,在低频段LDO电路的电源抑制比在56dB-60dB之间,低频时的带宽为1Khz,高频段大约为30dB,可以得出该LDO电路对纹波有较强的抑制能力。
对LDO电路进行瞬态仿真设置,采用i pu l se电流源改变负载环境,观察输出点电压波动范围。能够得出:输出电压1.46V-1.55V之间,且在 1.5V-1.54V之间波动集中比较密集,输出电压集中30mv左右,说明整体电压波动范围较小。
本发明设计是基于超声波流量计下的LDO电源模块设计,设计的带隙基准模块10未引入运放结构,能达到低功耗,低温漂,高精度且有效减小整个LDO功耗的输出的功能。同时LDO电路的整体功耗也很低,负载调整率在 1%,在额定输入电压变化范围(2.6V-3.6V)线性调整率小于1%,且输入电压范围相对比较广(2.5V-5V),负载电流可以高达100mA。能够广泛应用于在输入电压为3V和1.5V的高精密仪器低功耗电源管理模块中。
基于上述的LDO电路,本发明还公开了一种超声波流量计。
其中,上述超声波流量计包括上述的LDO电路。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种带隙基准模块,其特征在于,包括:
启动单元、基准电压产生单元和带隙准的温度补偿单元;
所述启动单元的输出端与所述基准电压产生单元的输入端相连接,以对基准电压产生单元提供启动信号;
所述基准电压产生单元输出参考电压,所述基准电压产生单元的输出端与所述带隙准的温度补偿单元的输入端连接,所述温度补偿单元输出温度补偿电压,所述温度补偿电压反馈至所述参考电压中,实现对基准电压产生单元进行温度补偿。
2.根据权利要求1所述的带隙基准模块,其特征在于,所述温度补偿单元包括场效应管M14、场效应管M15、场效应管M16、场效应管M17、场效应管M18、电阻R4和电阻R6;
所述场效应管M14的源极与基准电压产生单元的输出端连接,所述场效应管M14的漏极分别与场效应管M14的栅极和场效应管M16的漏极连接,所述场效应管M15的栅极与场效应管M14的栅极连接,所述场效应管M15的源极分别与场效应管M14的源极和场效应管M17的源极连接,所述场效应管M17的漏极与场效应管M18的源极连接,所述场效应管M18的栅极与基准电压产生单元连接,所述场效应管M18的漏极分别与电阻R4的一端和场效应管M16的栅极连接,所述场效应管M16的源极分别与电阻R4的另一端和基准电压产生单元连接;所述电阻R6的一端与所述基准电压产生单元连接,所述电阻R6的另一端与电阻R4的另一端连接。
3.根据权利要求2所述的带隙基准模块,其特征在于,所述启动单元包括场效应管M1、场效应管M2、场效应管M3、场效应管M4和场效应管M5;
所述场效应管M1的源极与所述基准电压产生单元连接,所述场效应管M1的栅极分别与所述场效应管M1的漏极和场效应管M2的源极连接,所述场效应管M2的漏极分别与所述场效应管M2的栅极和场效应管M3的源极连接,所述场效应管M3的漏极分别与所述场效应管M5的栅极和场效应管M4的漏极连接,所述场效应管M4的源极分别与场效应管M5的源极和基准电压产生单元连接,所述场效应管M3的栅极和场效应管M4的栅极连接。
4.一种过温保护模块,其特征在于,与权利要求1-3中任意一项所述的带隙基准模块连接。
5.根据权利要求4所述的过温保护模块,其特征在于,包括运放单元、温度回调恢复单元和温度检测单元;
所述带隙基准模块输出的参考电压输入至所述运放单元的第一输入端,所述温度检测单元与所述运放单元的第二输入端连接,所述运放单元的输出端与所述温度回调恢复单元的输入端连接以控制温度回调恢复单元导通或关断,实现对温度的调整。
6.根据权利要求5所述的过温保护模块,其特征在于,所述温度回调恢复单元包括电阻R9和场效应管M34,所述温度检测单元包括电阻R8、场效应管M32和场效应管M33;
所述电阻R8的一端分别与所述运放单元的输入端和场效应管M33的漏极连接,所述电阻R8的另一端分别连接所述场效应管M34的漏极和电阻R9的一端,所述运放单元的输出端分别与所述场效应管M34的漏极和电阻R9的一端连接;
所述场效应管M32的源极与所述运放单元连接,所述场效应管M32的漏极与所述场效应管M33的源极连接,所述场效应管M33的漏极分别与所述运放单元和电阻R8的一端连接,所述场效应管M32的栅极和场效应管M33的栅极均与带隙基准模块连接。
7.根据权利要求5所述的过温保护模块,其特征在于,所述温度检测单元包括电阻R8、场效应管M32和场效应管M33;
所述场效应管M32的栅极和场效应管M33的栅极均与带隙基准模块的输出端连接,所述场效应管M32的源极与所述运放单元连接,所述场效应管M32的漏极与所述场效应管M33的源极连接,所述场效应管M33的漏极分别与所述运放单元和电阻R8的一端连接。
8.一种LDO电路,其特征在于,包括如权利要求1-3所述的带隙基准模块和如权利要求4-7所述的过温保护模块。
9.根据权利要求8所述的LDO电路,其特征在于,还包括误差放大模块和稳态补偿模块;
输入电压输入至所述带隙基准模块的输入端,所述带隙基准模块输出参考电压,所述带隙基准模块的输出端分别与所述过温保护模块和误差放大模块的输入端相连接,以实现将所述参考电压输入至过温保护模块和误差放大模块;
所述过温保护模块的输出端和误差放大模块的输出端均与所述稳态补偿模块的输入端连接,所述稳态补偿模块的输出端输出电压;
所述误差放大模块与所述输出电压连接,以对所述输出电压进行采样得到采样电压;所述误差放大模块用以将所述采样电压与所述参考电压比较并产生误差放大信号以校正所述误差放大模块输出脉冲的占空比,实现稳定所述输出电压。
10.一种超声波流量计,其特征在于,所述超声波流量计包括如权利要求9所述的LDO电路。
CN202111541314.9A 2021-12-16 2021-12-16 带隙基准模块、过温保护模块、ldo电路及超声波流量计 Active CN114637362B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111541314.9A CN114637362B (zh) 2021-12-16 2021-12-16 带隙基准模块、过温保护模块、ldo电路及超声波流量计

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111541314.9A CN114637362B (zh) 2021-12-16 2021-12-16 带隙基准模块、过温保护模块、ldo电路及超声波流量计

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114637362A true CN114637362A (zh) 2022-06-17
CN114637362B CN114637362B (zh) 2023-01-06

Family

ID=81946539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111541314.9A Active CN114637362B (zh) 2021-12-16 2021-12-16 带隙基准模块、过温保护模块、ldo电路及超声波流量计

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114637362B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116225141A (zh) * 2023-03-23 2023-06-06 宁波大学 一种低温漂高精度基准电压源电路
CN118363421A (zh) * 2024-06-20 2024-07-19 核芯互联科技(青岛)有限公司 一种具有宽输出范围和高电源抑制比的电源电路
CN118625885A (zh) * 2024-08-13 2024-09-10 成都瓴科微电子有限责任公司 一种ldo的过温检测电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7956589B1 (en) * 2008-02-25 2011-06-07 Fairchild Semiconductor Corporation Compensation network for error amplifier of a low dropout regulator
CN204242019U (zh) * 2014-11-28 2015-04-01 国家电网公司 一种基于双极型的大电流ldo稳压器
CN107066014A (zh) * 2017-06-29 2017-08-18 英麦科(厦门)微电子科技有限公司 一种超低功耗的低压差线性稳压器
CN111427410A (zh) * 2020-04-22 2020-07-17 中国科学院微电子研究所 一种带隙基准电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7956589B1 (en) * 2008-02-25 2011-06-07 Fairchild Semiconductor Corporation Compensation network for error amplifier of a low dropout regulator
CN204242019U (zh) * 2014-11-28 2015-04-01 国家电网公司 一种基于双极型的大电流ldo稳压器
CN107066014A (zh) * 2017-06-29 2017-08-18 英麦科(厦门)微电子科技有限公司 一种超低功耗的低压差线性稳压器
CN111427410A (zh) * 2020-04-22 2020-07-17 中国科学院微电子研究所 一种带隙基准电路

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHUNDONG WU ET AL.: "A start-up free 200nW bandgap voltage reference", 《2016 14TH IEEE INTERNATIONAL NEW CIRCUITS AND SYSTEMS CONFERENCE (NEWCAS)》 *
安景慧等: "一种宽温度范围的低温度系数带隙基准源设计", 《西安电子科技大学学报》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116225141A (zh) * 2023-03-23 2023-06-06 宁波大学 一种低温漂高精度基准电压源电路
CN116225141B (zh) * 2023-03-23 2024-08-13 宁波大学 一种低温漂高精度基准电压源电路
CN118363421A (zh) * 2024-06-20 2024-07-19 核芯互联科技(青岛)有限公司 一种具有宽输出范围和高电源抑制比的电源电路
CN118363421B (zh) * 2024-06-20 2024-09-06 核芯互联科技(青岛)有限公司 一种具有宽输出范围和高电源抑制比的电源电路
CN118625885A (zh) * 2024-08-13 2024-09-10 成都瓴科微电子有限责任公司 一种ldo的过温检测电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN114637362B (zh) 2023-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114637362B (zh) 带隙基准模块、过温保护模块、ldo电路及超声波流量计
CN100504710C (zh) 高电源抑制的带隙基准源
CN202995523U (zh) 无输出滤波电容超低功耗低压差线性调节器
CN110100219B (zh) 稳压器以及电源
US20090167263A1 (en) Current limiting circuit and voltage regulator using the same
EP3584667B1 (en) Low temperature drift reference voltage circuit
US9235229B2 (en) Low power fast settling voltage reference circuit
KR20160038665A (ko) 밴드갭 회로 및 관련 방법
CN113359929B (zh) 带隙基准电路和低失调高电源抑制比带隙基准源
CN114489221B (zh) 一种带隙基准电压源电路及带隙基准电压源
CN103412610B (zh) 低功耗无电阻全cmos电压基准电路
CN113157041A (zh) 一种宽输入带隙基准电压源
Meng et al. A-80dB PSRR 1.166 ppm/° C bandgap voltage reference with improved high-order temperature compensation
CN113359918B (zh) 一种可输出低噪声和高psrr的ldo电路
CN111026221A (zh) 一种工作在低电源电压下的电压基准电路
CN113253788B (zh) 基准电压电路
CN112286337B (zh) 用于MCU的低功耗bandgap电路及其实现方法
CN111752325B (zh) 一种高精度线性稳压电路
CN118192741A (zh) 一种带温度补偿电路的带隙基准电压源电路
CN116931641A (zh) 一种低功耗高精度的无电阻型cmos基准电压源
CN115617112A (zh) 一种低噪声高psrr的ldo电路
CN114614557A (zh) 一种多电源供电切换电路
Yin et al. A high precision CMOS band-gap reference with exponential curvature-compensation
CN112925375A (zh) 一种具有温度补偿功能的低功耗基准电压产生电路
KR100915151B1 (ko) 노이즈에 강한 기준 전압 발생 회로

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant