CN115328247B - 供电模块以及稳压电路 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供一种供电模块，供电模块包括：预供电单元，具有电压输入端、电压输出端，电压输入端用于输入输入电压，当输入电压大于零时，预供电单元将输入电压转换为输出电压，并通过电压输出端输出输出电压；防倒灌单元，与电压输出端连接，且具有预压输出端和防倒灌使能端，在防倒灌使能端接收到的防倒灌使能信号为第一状态时，通过预压输出端输出电压输出端的电压；第一电压比较单元，与防倒灌单元连接，实时接收预压输出端的电压，并在预压输出端的电压大于预设阈值时，向防倒灌使能端输入第二状态的防倒灌信号，以使防倒灌单元禁止预压输出端的电压输入电压输出端。通过本实施例提供的供电模块扩充了输入电压范围。

Description

供电模块以及稳压电路

技术领域

本公开的实施例涉及电源技术领域，具体地，涉及供电模块以及稳压电路。

背景技术

当供电模块可以选择外接电压时，如果外接电压比供电模块的输入电压高，外接电压会给输入电压充电，输入电压会被充高，影响了供电模块的正常工作。

发明内容

本文中描述的实施例提供了一种供电模块以及稳压电路。

根据本公开的第一方面，提供了一种供电模块，该供电模块包括：预供电单元，具有电压输入端、电压输出端，电压输入端用于输入输入电压，当输入电压大于零时，预供电单元将输入电压转换为输出电压，并通过电压输出端输出输出电压；防倒灌单元，与电压输出端连接，且具有预压输出端和防倒灌使能端，在防倒灌使能端接收到的防倒灌使能信号为第一状态时，通过预压输出端输出电压输出端的电压；第一电压比较单元，与防倒灌单元连接，实时接收预压输出端的电压，并在预压输出端的电压大于预设阈值时，向防倒灌使能端输入第二状态的防倒灌信号，以使防倒灌单元禁止预压输出端的电压输入电压输出端，第一状态与第二状态不同。

在本公开的一些实施例中，上述供电模块还包括：防残压单元，与预压输出端连接，且具有电源输出端和防残压使能端，防残压使能端用于接收防倒灌使能信号；在防残压使能端接收到防倒灌使能信号为第一状态时，断开预压输出端与电源输出端，使预压输出端输出电压；第二电压比较单元，与防残压单元连接，实时接收电源输出端的电压，并在电源输出端的电压大于预设阈值时，向防残压使能端输入第二状态的防倒灌使能信号，以使防残压单元接通预压输出端与电源输出端，预压输出端与电源输出端共同输出电压。

在本公开的一些实施例中，第二电压比较单元在向防残压使能端输入第一状态的防倒灌使能信号输入第二状态的防倒灌使能信号的同时，还用于向防倒灌单元输入第二状态的防倒灌信号。

在本公开的一些实施例中，上述防残压单元包括：防残压场效应管和反相器；防残压场效应管的衬底、源极均与预压输出端连接，防残压场效应管的栅极与反相器的输出端连接，防残压场效应管的漏极作为电源输出端；反相器的输入端作为防残压使能端，用于接收防倒灌使能信号。

在本公开的一些实施例中，上述防倒灌单元包括：防倒灌场效应管；防倒灌场效应管的衬底、源极相连作为预压输出端，防倒灌场效应管的栅极用于接收防倒灌使能信号；防倒灌场效应管的漏极与预供电单元连接。

在本公开的一些实施例中，上述防倒灌单元还包括：控制场效应管，控制场效应管的栅极与防倒灌场效应管的栅极连接，控制场效应管的漏极与预供电单元连接，在接收到第二状态的防倒灌使能信号之后开始工作，控制场效应管的源极与地连接。

在本公开的一些实施例中，预供电单元包括：电流镜、压控电流源、负反馈电路、功率管、使能场效应管；使能场效应管用于接收供电使能信号，并为电流镜提供第一电流；电流镜分别与压控电流源、功率管连接，电流镜在得到第一电流之后，生成第二电流，随着压控电流源输出电流的变小，控制功率管的通断；功率管的漏极与负反馈电路的输入端连接作为电压输出端，功率管的栅极分别与电流镜、压控电流源连接，功率管的源极作为电压输入端；负反馈电路的输出端与压控电流源连接，用于为压控电流源连接提供控制电压。

在本公开的一些实施例中，上述预供电单元还包括：齐纳二极管，齐纳二极管的正极与功率管的栅极连接，齐纳二极管的负极与电压输入端连接。

在本公开的一些实施例中，预供电单元还包括：限流电阻；使能场效应管的栅极与所述限流电阻的一端连接，所述限流电阻的另一端作为供电使能端，用于接收供电使能信号。

根据本公开的第二方面，提供了一种稳压电路。该装置包括电路包括：如第一方面任意一实现方式所描述的供电模块；电压基准电路，与供电模块连接，用于接收供电模块的供电，将供电转换为基准电压，并输出基准电压；线性稳压器，与电压基准电路连接，用于接收基准电压，并基于基准电压向供电模块输出稳定电压。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制，其中：

图1是根据本公开供电模块的一个实施例的结构示意图；

图2是根据本公开供电模块的另一个实施例的结构示意图；

图3是根据本公开供电模块的再一个实施例的结构示意图；

图4是根据本公开稳压电路的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本公开的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本公开的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，也都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，否则在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开主题所属领域的技术人员所通常理解的相同含义。进一步将理解的是，诸如在通常使用的词典中定义的那些的术语应解释为具有与说明书上下文和相关技术中它们的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于正式的形式来解释，除非在此另外明确定义。如在此所使用的，将两个或更多部分″连接″或″耦接″到一起的陈述应指这些部分直接结合到一起或通过一个或多个中间部件结合。

在本公开的所有实施例中，由于晶体管的源极和漏极(发射极和集电极)是对称的，并且N型晶体管和P型晶体管的源极和漏极(发射极和集电极)之间的导通电流方向相反，因此在本公开的实施例中，将晶体管的受控中间端称为控制极，将晶体管的其余两端分别称为第一极和第二极。本公开的实施例中所采用的晶体管主要是开关晶体管。另外，诸如″第一″和″第二″的术语仅用于将一个部件(或部件的一部分)与另一个部件(或部件的另一部分)区分开。

图1示出根据本公开供电模块100的一个实施例的结构示意图。如图1所示，该供电模块100可以包括预供电单元101、防倒灌单元102和电压比较单元103。

预供电单元101，具有电压输入端1011、电压输出端1012，电压输入端用于输入输入电压VIN，当输入电压VIN大于零时，预供电单元将输入电压转换为输出电压，并通过电压输出端1012输出输出电压。

防倒灌单元102与电压输出端1012连接，且具有预压输出端1021和防倒灌使能端1022，在防倒灌使能端接收到的防倒灌使能信号为第一状态时，通过预压输出端输出电压输出端的电压。

第一电压比较单元103与防倒灌单元102连接，实时接收预压输出端1021的电压，并在预压输出端1021的电压大于预设阈值时，向防倒灌使能端1022输入第二状态的防倒灌信号，以使防倒灌单元102禁止预压输出端1021的电压输入电压输出端1012。

本实施例中，预供电单元是一种电压转化模块，电压转化模块可以线性的将输入电压转化为输出电压，例如，预供电单元包括可变电阻，通过调整可变电阻的阻值，可以使输入电压随可变电阻大小不同，输出不同的输出电压。

可选地，预供电单元还可以是需要供电使能信号触发的，其中，供电使能信号是触发预供电单元的信号，当预供电模块接收到供电使能信号之后，预供电单元开始工作，而在电压输入端具有输入电压时，将输入电压转化为输出电压。

本实施例中，输出电压小于或等于输入电压，输出电压是供电模块向待供电的模块输出的电压，例如，待供电的模块是电压基准电路时，输出电压为电压基准电路的供电电压。

本实施例中，电压输出端的电压可以是预供电单元通过转化输出电压得到的、向外部模块输出的电压，电压输出端的电压还可以通过其他模块向预供电单元输入电压，当其他模块向预供电单元输入的电压大于电压输入端的输入电压时，其他模块向预供电模块输入的电压会向输入电压充电，有可能会损坏预供电模块。

本实施例中，第一状态与第二状态不同，第一状态的防倒灌信号与第二状态的防倒灌信号也不同，可选地，第一状态的防倒灌信号与第二状态的防倒灌信号是两种互为相反的信号，例如，第一状态的防倒灌使能信号为0，则第二状态的防倒灌信号为1。防倒灌单元在得到第二状态的防倒灌信号之后，禁止预压输出端的电压经过防倒灌单元传送到电压输出端，此时，其他模块向预供电模块输入的电压不会向输入电压充电。

本实施例中，第一电压比较单元可以是电压比较器，电压比较器对输入信号进行鉴别与比较的电路，比较器则不需要反馈，直接比较两个输入端的量，如果同相输入大于反相，则输出高电平，否则输出低电平。电压比较器输入是线性量，而输出是开关(高低电平)量。在本实施例中，将预压输出端的电压接入电压比较器的同相端，将预设阈值的电压接入电压比较器的反相端，在预压输出端的电压大于预设阈值的电压时，输出第二状态的防倒灌使能信号。

本实施例提供的供电模块，在预供电单元输出输出电压的过程中，如果电压输出端的电压大于预设阈值，确定有外部电压输入预供电单元，通过第一电压比较单元向防倒灌单元的防倒灌使能端输入第二状态的防倒灌信号，以使防倒灌单元禁止预压输出端的电压输入电压输出端。在电压输出端的电压小于预设阈值时，电压比较单元输出防倒灌使能信号，通过预压输出端向电压输出端输出电压，由此，可以在预压输出端的电压大于预设阈值时，有效地排除外部的电源向预供电单元的充电，扩充了预供电单元更宽的输入电压范围的同时，可以保证外接的电源不会为预供电单元充电。

在本公开的一些实施例中，预供电单元可以包括：电流镜、压控电流源、负反馈电路、功率管、使能场效应管。

其中，使能场效应管用于接收供电使能信号，并为电流镜提供第一电流。本实施例中，使能场效应管是一种场效应管，供电使能信号是具有一定电压范围的电压信号，该电压范围可以基于使能场效应管的性能而确定，当使能信号的电压范围大于或等于使能场效应管使能阈值时，使能场效应管被使能，使能场效应管正常工作。当使能信号的电压范围大于零且小于使能场效应管使能阈值时，预供电单元的电压输出端可能会出现残压现象。

本实施例中，电流镜是一种恒流源电路，电流镜可以仅用一个基准电流源作为输入，为多个电流源提供偏置电压，或者提供多个恒定电流。电流镜分别与压控电流源、功率管连接，电流镜在得到第一电流之后，生成第二电流，随着压控电流源输出电流的变小，控制功率管的通断。

本实施例中，功率管可以采用场效应管，进一步，功率管可以采用绝缘栅场效应管，也可以采用结型场效应管。功率管采用绝缘栅场效应管，功率管的漏极与负反馈电路的输入端连接作为电压输出端，功率管的栅极分别与电流镜、压控电流源连接，功率管的源极作为电压输入端。

本实施例中，负反馈电路主要用于防止电压输出端的电压过压，具体防止电压输出端的电压大于预设阈值之后功率管还在供电的情况。负反馈电路的输出端与压控电流源连接，用于为压控电流源连接提供控制电压。负反馈电路的输入端与功率管PM1的漏极连接作为电压输出端。

本公开的实施例提供的预供电单元，采用电流镜、压控电流源、负反馈电路、功率管以及使能场效应管，可以通过使能场效应管使能预供电单元，通过电流镜、压控电流源、负反馈电路以及功率管将输入电压有效地转化输出电压，保证了预供电单元的电压转换的有效性。

本实施例中，上述预供电单元中的使能场效应管、功率管均是采用场效应管实现，可选地，还可以采用两个晶体管代替使能场效应管、功率管完成预供电单元的使能和功率放大。具体地，采用第一晶体管代替使能场效应管，第一晶体管的控制极在接收供电使能信号之后，第一晶体管的第一极和第二极之间产生向电流镜提供的第一电流。

采用第二晶体管代替功率管，第二晶体管的控制极分别与电流镜、压控电流源连接，第二晶体管的第一极与反馈电路的输入端连接作为电压输出端，第二晶体管的第二极作为电压输入端。

在本公开的一些实施例中，预供电单元还可以包括：齐纳二极管，齐纳二极管的正极与功率管的栅极连接，齐纳二极管的负极与电压输入端连接。

本实施例中，功率管的栅极和源极之间的电压为栅源电压，随着输入电压的逐渐增大，栅源电压也随着输入电压的增大而增大。

本实施例中，通过在功率管的栅极和源极之间增加齐纳二极管可以有效地防止功率管的栅源电压的过压，提高了功率管的安全性。

在本公开的一些实施例中，预供电单元还可以包括：限流电阻；使能场效应管的栅极与限流电阻的一端连接，限流电阻的另一端作为供电使能端，用于接收供电使能信号。

本实施例中，限流电阻的作用是限制电流，在供电使能信号的电压较小(比如，0.7V)时，没有限流电阻也能接收供电使能信号，但是当供电使能信号的电压高达十几V时，必须采用限流电阻防止预供电单元的供电使能端电流过大。

本公开实施例提供的预供电单元，在使能场效应管的栅极与供电使能端之间增加限流电阻，可以有效地限制了从使能端供电端流出的电流，保障了预供电单元的安全性。

为了有效地保护功率管，在本公开的一些实施例中，上述功率管可以包括：第一体二极管，第一体二极管的方向是从功率管的漏极指向功率管的源极，需要说明的是，第一体二极管是功率管中的二极管，第一体二极管的方向是指第一体二极管中的电流从漏极到源极的方向，通过第一体二极管可以有效地防止电流倒灌至电压输入端。

在本公开的一些实施例中，防倒灌单元可以包括：防倒灌场效应管，其中，防倒灌场效应管的衬底、源极相连作为预压输出端，防倒灌场效应管的栅极用于接收防倒灌使能信号；防倒灌场效应管的漏极与预供电单元连接。

可选地，在防倒灌场效应管中具有第二体二极管，第二体二极管的方向是从防倒灌场效应管的漏极指向防倒灌场效应管的源极，通过第二体二极管可以有效地限制电流方向。

本公开的实施例提供的防倒灌单元，包括：防倒灌场效应管，通过防倒灌场效应管简单、方便地实现了防止电压输出端的电压向输入电压的充电，保证了供电模块的安全性。

在本公开的一些实施例中，防倒灌单元可以包括：防倒灌场效应管控制场效应管，其中，防倒灌场效应管的衬底、源极相连作为预压输出端，防倒灌场效应管的栅极用于接收防倒灌使能信号；防倒灌场效应管的漏极与电压输出端连接。

控制场效应管的栅极与防倒灌场效应管的栅极连接，控制场效应管的漏极与预供电单元连接，控制场效应管通过防倒灌场效应管的栅极接收到第二状态的防倒灌使能信号之后开始工作，控制场效应管的源极与地连接。

本公开的实施例提供的防倒灌单元，包括：防倒灌场效应管以及控制场效应管，在预供电模块得到供电使能信号之后，控制场效应管相应地生成防倒灌使能信号，并为防倒灌场效应管输入防倒灌使能信号，使防倒灌场效应管可以快速、有效地工作，提高了防倒灌单元工作的有效性，实现了对防倒灌单元管理的可靠性。

如图2所示是本公开供电模块的另一个实施例的结构示意图，图2公开的供电模块200包括：预供电单元和防倒灌单元。通过防倒灌单元可以有效禁止其他供电模块向预供电单元的电压输出端输入的电压。需要说明的是，图2中并未示出第一电压比较单元，仅示出了防倒灌使能端接收第二状态的防倒灌使能信号时的情况。

在图2中，预供电单元可以包括：电流镜、压控电流源、负反馈电路、功率管PM1、使能场效应管NM1、齐纳二极管D0、防过压二极管D1。使能场效应管NM1用于接收供电使能信号，并为电流镜提供第一电流I1。电流镜分别与压控电流源、功率管PM1连接，电流镜在得到第一电流I1之后，生成第二电流I2，随着电压输出端VO电压逐渐增大，压控电流源产生的第三电流I3逐渐减小，在第二电流I2大于一定量的第三电流I3时，将功率管PM1的栅极置高，功率管PM1关断。功率管PM1采用绝缘栅场效应管，功率管PM1的漏极与负反馈电路的输入端连接作为电压输出端，功率管PM1的栅极分别与电流镜、压控电流源连接，功率管的源极作为电压输入端。齐纳二极管D0的正极与功率管PM1的栅极连接，齐纳二极管D0的负极与电压输出端连接。第一体二极管D1的方向由功率管PM1的漏极指向功率管PM1的源极连接。

如图2所示，防倒灌单元可以包括：防倒灌场效应管PM2以及控制场效应管NM2，其中，防倒灌场效应管PM2的衬底、源极相连作为预压输出端，防倒灌场效应管PM2的栅极用于接收防倒灌使能信号；防倒灌场效应管PM2的漏极与电压输出端连接。

防倒灌场效应管PM2中具有第二体二极管D2，第二体二极管D2方向由防倒灌场效应管PM2的漏极指向防倒灌场效应管PM2的源极，需要说明的是，第二体二极管是防倒灌场效应管PM2中的二极管，第二体二极管的方向是指第二体二极管中电流从漏极到源极的方向。

控制场效应管NM2的栅极与防倒灌场效应管PM2的栅极连接，控制场效应管NM2的漏极与预供电单元连接，控制场效应管NM2在接收到第二状态的防倒灌使能信号之后开始工作，控制场效应管NM2的源极与地连接。

如图2所示，控制场效应管NM2的漏极与预供电单元的供电使能信号输入端连接，当预供电单元接收到供电使能信号之后，控制场效应管NM2同时接收到供电使能信号，控制场效应管NM2被第一状态的防倒灌使能信号触发开始工作，使防倒灌场效应管PM2通过预压输出端输出电压输出端的电压。

下面详细介绍预供电单元与防倒灌单元的具体工作流程：

预供电单元：输入电压VIN输入供电模块之后，如果供电使能端EN输入有供电使能信号，供电使能信号通过限流电阻R使能场效应管NM1，产生第一电流I1，第一电流I1通过电流镜产生第二电流I2，压控电流源产生第三电流I3，并且压控电流源可以实现负反馈电路的反馈电压V1与第三电流I3线性对应，具体地，I3＝gV1，其中g为常量，g由压控电流源的型号确定。在刚开始上电，电压输出端VO的电压较低时，负反馈电路负反馈回来的反馈电压V1较高，第三电流I3电流较大。功率管PM1的栅极电压较低，功率管PM1的栅源电压较高，开始给电压输出端VO充电。齐纳二极管D0的作用是防止功率管PM1栅源电压过压。在电压输出端VO的电压上升的过程中反馈电压V1下降，第三电流I3逐渐减小功率管PM1的栅源电压也逐渐减小。

电压输出端VO外接的电压比输入电压VIN更高，功率管PM1即使处于关断状态，它的第一体二极管D1方向由漏极端指向源极端，第一体二极管D1导通，会有一股电流从电压输出端VO流向输入电压VIN，把输入电压VIN充高。如果电压输出端VO不外接电压，当供电使能信号EN在使能阈值之下但是存在电压时，使能场效应管NM1会产生电流，功率管PM1的栅极电压会被拉低，开始对电压输出端VO充电，这样没正确使能的时候会有残压。

防倒灌单元：在预压输出端VD外接电压时，LDOOK为高作为第二状态的防倒灌信号，防倒灌场效应管PM2关断，防倒灌场效应管PM2的衬底、源极均与预压输出端VD相连。防倒灌场效应管PM2的第二体二极管D2方向为从防倒灌场效应管PM2漏极端指向源极端，如果此时预压输出端VD外接电压比输入电压VIN更高，采用此种接法的防倒灌场效应管PM2能阻断预压输出端VD的电压向VIN的漏电通路，输入电压VIN不会被预压输出端VD输入的电压抬高。

如图2所示，在供电模块中，若供电使能信号在使能阈值之下但是存在电压时，功率管PM1会给预压输出端VD充电，预压输出端VD的电压上升到第二状态的防倒灌信号对应的预设阈值(如4.5V)之后，防倒灌场效应管PM2关断，控制场效应管NM2开启，预压输出端VD的电压开始回降。下降到第二状态的防倒灌信号对应的预设阈值以下之后，控制场效应管NM2关断，防倒灌场效应管PM2开启，功率管PM1又开始给预压输出端VD充电，两种状态将来回切换。在预压输出端VD对应的引脚上可以检测到预压输出端VD的电压周期性的上升和下降，该周期性的上升和下降被称为残压现象。

为了有效地防止预供电单元和防倒灌单元之间由于供电使能信号不符合使能阈值要求时引起的残压现象，在本公开的一些实施例中，供电模块还包括：防残压单元和第二电压比较单元。

其中，防残压单元与预压输出端连接，且具有电源输出端和防残压使能端；防残压使能端用于接收防倒灌使能信号；在防残压使能端接收到防倒灌使能信号为第一状态时，断开预压输出端与电源输出端之间的连接，使预压输出端输出电压。

第二电压比较单元，与防残压单元连接，实时接收电源输出端的电压，并在电源输出端的电压大于预设阈值时，向防残压使能端输入第二状态的防倒灌使能信号，以使防残压单元接通预压输出端与电源输出端，预压输出端与电源输出端共同输出电压。

本实施例中，防残压单元用于防止预供电单元在得到供电使能信号不符合使能阈值要求时引起的预压输出端的电压周期上升和下降。

本实施例提供的供电模块，还包括：防残压单元和第二电压比较单元，防残压单元的防残压使能端在接收到第二状态的防倒灌信号之后，使预压输出端与电源输出端共同输出电压；防残压单元的防残压使能端在接收到第一状态的防倒灌使能信号之后，断开预压输出端与电源输出端，使预压输出端输出电压，可以有效地减少预供电单元和防倒灌单元之间由于供电使能信号不符合使能阈值要求时引起的残压现象，提高了供电模块的供电的安全性。

在本公开的一些实施例中，第二电压比较单元在向防残压使能端输入第二状态的防倒灌使能信号的同时，还用于向防倒灌单元输入第二状态的防倒灌信号。

本实施例中，当第二电压比较单元在向防残压使能端输入第二状态的防倒灌使能信号的同时，向防倒灌单元的防倒灌使能端输入第二状态的防倒灌使能信号，可以在第一电压比较单元是任何输出状态时均能控制防倒灌单元禁止预压输出端的电压输入电压输出端，保证了防倒灌单元的正常工作。

本实施例中，第二电压比较单元可以是电压比较器，电压比较器是对输入信号进行鉴别与比较的电路，比较器则不需要反馈，直接比较两个输入端的量，如果同相输入大于反相，则输出高电平(此高电平作为第二状态的防倒灌使能信号)，否则输出低电平。在本实施例中，将电源输出端的电压接入电压比较器的同相端，将预设阈值的电压接入电压比较器的反相端，在电源输出端的电压大于预设阈值的电压时，输出第二状态的防倒灌使能信号。

可选地，防残压使能端与防倒灌使能端相连，在防倒灌使能端接收到第一状态的防倒灌使能信号的同时，防残压使能端也接收到第一状态的防倒灌使能信号。

在本公开的一些实施例中，防残压单元包括：防残压场效应管和反相器；

防残压场效应管的衬底、源极均与预压输出端连接，防残压场效应管的栅极与反相器的输出端连接，防残压场效应管的漏极作为电源输出端；反相器的输入端作为防残压使能端，用于接收防倒灌使能信号。

本实施例提供的防残压单元，包括：防残压场效应管和反相器，反相器在接收到防倒灌使能信号，对防倒灌使能信号进行信号反向，基于反向后的防倒灌使能信号，控制防残压场效应管的接通和断开，从而实现了预压输出端与电源输出端共同输出电压，或者只采用预压输出端输出电压，有效地防止了预供电单元和防倒灌单元之间由于供电使能信号不符合使能阈值要求时引起的残压现象，提高了防残压单元工作的可靠性。

在本公开的一些实施例中，如图3所示，防残压单元包括：防残压场效应管PM3和反相器F。

防残压场效应管PM3的衬底、源极均与预压输出端VD连接，防残压场效应管PM3的栅极与反相器F的输出端连接，防残压场效应管PM3的漏极作为电源输出端VD’；反相器的输入端作为防残压使能端，用于接收防倒灌使能信号。

防残压场效应管PM3中具有第三体二极管D3，第三体二极管D3的方向从防残压场效应管PM3的漏极指向防残压场效应管PM3的源极。

本实施例中，如图3所示，第三体二极管D3方向为从电源输出端指向与预压输出端，从而在预压输出端的电压上升过程中，不会漏电到电源输出端，保证了防残压单元工作的可靠性。

下面基于图3详细介绍图3对应的供电模块300的工作流程：

引入防残压场效应管PM3，防残压场效应管PM3的衬底和源极与预压输出端VD相连。在电源输出端VD′未外接电压之前，供电模块的预压输出端VD输出电压，例如预压输出端VD给电压基准电路供电。

在电源输出端VD’外接电压时，LDOOK为高作为第二状态的防倒灌信号，防残压场效应管PM3开启，预压输出端VD和电源输出端VD′连通为电压基准电路供电，供电模块正常工作；防倒灌场效应管PM2关断，输入电压不会被外接电压抬高。

电源输出端VD’不外接电压且电使能信号为正常使能信号时，在LDOOK为高之前(即此时LDOOK为低作为第一状态的防倒灌使能信号)，防残压场效应管PM3关断。防残压场效应管PM3的第三体二极管D3方向为从电源输出端VD’指向预压输出端VD。所以在预压输出端VD的电压上升过程中不会漏电到电源输出端VD’。直至参考电压建立好之后线性稳压器开始工作，电源输出端VD’的电压开始上升，电源输出端VD’的电压建立完成LDOOK翻高，防倒灌场效应管PM2关断，残压场效应管PM3开启，预压输出端VD和电源输出端VD′连通为电压基准电路供电，供电模块正常工作。

电源输出端VD’不外接电压且电使能信号在使能阈值之下但是有一定的电压时，预压输出端VD的电压会上升，但是残压场效应管PM3一直处于关断状态，电源输出端VD’的电压不会被预压输出端VD充高，电源输出端VD’对应的引脚上的电压一直为零。

通过本公开提供的供电模块的结构实现了不外接电压时供电模块对应的芯片能正常工作；当不外接电压且电使能信号在使能阈值之下但是有一定的电压时，电源输出端VD’不会有残压；并且外接比输入电压更高时不会使输入电压被电源输出端VD’的电压充电，实现了更宽的输入电压范围。

图4示出根据本公开的稳压电路的一个实施例的结构示意图。如图4所示，该稳压电路400可包括：供电模块401、电压基准电路402和线性稳压器403。

其中，电压基准电路402，与供电模块401连接，用于接收供电模块的供电，将供电转换为基准电压，并输出基准电压。

线性稳压器403，与电压基准电路402连接，用于接收基准电压，并基于基准电压向供电模块401输出稳定电压。

本实施例中，电压基准电路402可以是传统的基准电压建立电路，该电压基准电路402由供电模块401进行供电，在电压基准电路402得到基准电压之后，向线性稳压器403输出基准电压。

本实施例中，线性稳压器403可以是传统的低压差线性稳压器，低压差线性稳压器包括：串联调整管、取样电阻以及比较放大器；取样电压加在比较放大器的同相输入端，与加在反相输入端的基准电压相比较，两者的差经过比较放大器的放大后，控制串联调整管的压降，从而稳定输出稳定电压。

本实施例中，当接收到基准电压之后，线性稳压器403开始工作，线性稳压器403向供电模块401提供的输出稳定电压可以是向供电模块401的电压输出端输入的电压，在稳定电压上升到稳态值时，供电模块401中的压控电流源的电流很小，如图2或图3中的功率管PM1的栅极电压接近输入电压VIN，功率管PM1关断，电压输出端VO的电压可以仅由线性稳压器403提供。

在不外接稳定电压的情况下，供电模块401能在线性稳压器403工作之前为电压基准电路402供电，线性稳压器403开始工作之后供电模块401也能停止供电。但是为了提高供电模块401得出电压转换效率，外接稳定电压的应用十分广泛，也能让供电模块401工作在比输入电压更低的输入电压下，拓宽了供电模块401的工作范围。

可选地，线性稳压器403还可以向电压基准电路402输出稳定电压，线性稳压器403向电压基准电路402输入的稳压电压可以作为为电压基准电路402供电的供电电压。

附图中的框图显示了根据本公开的多个实施例的装置和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图中的每个方框、以及框图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

除非上下文中另外明确地指出，否则在本文和所附权利要求中所使用的词语的单数形式包括复数，反之亦然。因而，当提及单数时，通常包括相应术语的复数。相似地，措辞″包含″和″包括″将解释为包含在内而不是独占性地。同样地，术语″包括″和″或″应当解释为包括在内的，除非本文中明确禁止这样的解释。在本文中使用术语″示例″之处，特别是当其位于一组术语之后时，″示例″仅仅是示例性的和阐述性的，且不应当被认为是独占性的或广泛性的。

适应性的进一步的方面和范围从本文中提供的描述变得明显。应当理解，本申请的各个方面可以单独或者与一个或多个其它方面组合实施。还应当理解，本文中的描述和特定实施例旨在仅说明的目的并不旨在限制本申请的范围。

以上对本公开的若干实施例进行了详细描述，但显然，本领域技术人员可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下对本公开的实施例进行各种修改和变型。本公开的保护范围由所附的权利要求限定。

Claims (9)

1.一种供电模块，所述供电模块包括：

预供电单元，具有电压输入端、电压输出端，所述电压输入端用于输入输入电压，当所述输入电压大于零时，所述预供电单元将所述输入电压转换为输出电压，并通过所述电压输出端输出所述输出电压；

防倒灌单元，与所述电压输出端连接，且具有预压输出端和防倒灌使能端，在所述防倒灌使能端接收到的防倒灌使能信号为第一状态时，通过所述预压输出端输出所述电压输出端的电压；

第一电压比较单元，与所述防倒灌单元连接，实时接收所述预压输出端的电压，并在所述预压输出端的电压大于预设阈值时，向所述防倒灌使能端输入第二状态的防倒灌信号，以使所述防倒灌单元禁止所述预压输出端的电压输入所述电压输出端，所述第一状态与所述第二状态不同；

所述预供电单元包括：电流镜、压控电流源、负反馈电路、功率管、使能场效应管；

所述使能场效应管用于接收供电使能信号，并为所述电流镜提供第一电流；

所述电流镜分别与所述压控电流源、所述功率管连接，所述电流镜在得到第一电流之后，生成第二电流，随着所述压控电流源输出电流的变小，控制所述功率管的通断；

所述功率管的漏极与所述负反馈电路的输入端连接作为所述电压输出端，所述功率管的栅极分别与所述电流镜、所述压控电流源连接，所述功率管的源极作为所述电压输入端；

所述负反馈电路的输出端与所述压控电流源连接，用于为所述压控电流源连接提供控制电压。

2.根据权利要求1所述的供电模块，所述供电模块还包括：

防残压单元，与所述预压输出端连接，且具有电源输出端和防残压使能端，所述防残压使能端用于接收防倒灌使能信号；在所述防残压使能端接收到防倒灌使能信号为第一状态时，断开所述预压输出端与所述电源输出端之间的连接，使所述预压输出端输出电压；

第二电压比较单元，与所述防残压单元连接，实时接收所述电源输出端的电压，并在所述电源输出端的电压大于所述预设阈值时，向所述防残压使能端输入第二状态的防倒灌使能信号，以使所述防残压单元接通所述预压输出端与所述电源输出端，所述预压输出端与所述电源输出端共同输出电压。

3.根据权利要求2所述的供电模块，其中，所述第二电压比较单元在向所述防残压使能端输入第二状态的防倒灌使能信号的同时，还用于向所述防倒灌单元输入第二状态的防倒灌信号。

4.根据权利要求2所述的供电模块，其中，所述防残压单元包括：防残压场效应管和反相器；

所述防残压场效应管的衬底、源极均与所述预压输出端连接，所述防残压场效应管的栅极与所述反相器的输出端连接，所述防残压场效应管的漏极作为所述电源输出端；

所述反相器的输入端作为所述防残压使能端，用于接收防倒灌使能信号。

5.根据权利要求1所述的供电模块，其中，所述防倒灌单元包括：

防倒灌场效应管，所述防倒灌场效应管的衬底、源极相连作为所述预压输出端，所述防倒灌场效应管的栅极用于接收所述防倒灌使能信号；所述防倒灌场效应管的漏极与所述预供电单元连接。

6.根据权利要求5所述的供电模块，其中，所述防倒灌单元还包括：

控制场效应管，所述控制场效应管的栅极与所述防倒灌场效应管的栅极连接，所述控制场效应管的漏极与所述预供电单元连接，在接收到第二状态的防倒灌使能信号之后开始工作，所述控制场效应管的源极与地连接。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的供电模块，其中，所述预供电单元还包括：齐纳二极管，所述齐纳二极管的正极与所述功率管的栅极连接，所述齐纳二极管的负极与所述电压输入端连接。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的供电模块，其中，所述预供电单元还包括：限流电阻；

所述使能场效应管的栅极与所述限流电阻的一端连接，所述限流电阻的另一端作为供电使能端，用于接收供电使能信号。

9.一种稳压电路，所述电路包括：

权利要求1-8任意一项所述的供电模块；

电压基准电路，与所述供电模块连接，用于接收所述供电模块的供电，将所述供电转换为基准电压，并输出所述基准电压；

线性稳压器，与所述电压基准电路连接，用于接收所述基准电压，并基于所述基准电压向所述供电模块输出稳定电压。