CN204515582U - 一种电压产生电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉电压产生电路技术领域，具体涉及一种电压产生电路，其输入端分别与一高压源和一基准电压源连接，包括：浮动电压单元，包括电压电流转换模块和电流镜模块，该电压电流转换模块的输入端与基准电压源连接，其输出端与电流镜模块的输入端连接，用于输出基准电流；压差处理单元，其分别与电流镜模块的输出端和高压源连接，该压差处理单元包括一浮动电压输出端，用于输出稳定的浮动电压。本实用新型通过设计一种电压产生电路，采用低压器件产生稳定的高压，且由于低压器件，其面积小，封装时可以贴近安装，实现匹配；并具有电路简单、功耗低、负载能力强和稳定性好的等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉电压产生电路技术领域，具体涉及一种应用于高压电路中的稳定浮动电压产生电路。
背景技术
电子器件耐压越高，其器件面积越大。一般在高压电路中，如浮地，需要采用大量的高压器件，但是高压器件的性能存在速度慢、一致性差、功耗高等缺点，由采用大量高压器件组成的电路，存在性能不好、面积大、成本高等缺点。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种应用于高压电路中的稳定浮动电压产生电路，具有电路简单、功耗低、负载能力强和稳定性好的等优点。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电压产生电路，其输入端分别与一高压源和一基准电压源连接，包括：
浮动电压单元，包括电压电流转换模块和电流镜模块，该电压电流转换模块的输入端与基准电压源连接，其输出端与电流镜模块的输入端连接，用于输出基准电流；
压差处理单元，其分别与电流镜模块的输出端和高压源连接，该压差处理单元包括一浮动电压输出端，用于输出稳定的浮动电压。
其中，较佳方案是：所述电压电流转换模块包括运算放大器和第一场效应管，该运算放大器的同相输入端与基准电压源连接，其反向输入端与第一场效应管的源极连接，并接入地，其输出端与第一场效应管的栅极连接。
其中，较佳方案是：所述电压电流转换模块包括第一可调电阻，该第一可调电阻与第一场效应管的源极连接，用于调节基准电流的大小。
其中，较佳方案是：所述电流镜模块包括若干电流镜组，该电流镜组包括两个相互连接的场效应管，该两个场效应管的宽长比为1:1。
其中，较佳方案是：所述电压电流转换模块和压差处理单元之间设有第一电流镜组和第二电流镜组。
其中，较佳方案是：所述压差处理单元包括宽长比为1:N的第三电流镜组，该第三电流镜组的输入端分别与电流镜模块的输出端和高压源连接，其用于输入浮动基准电压。
其中，较佳方案是：所述压差处理单元包括第二可调电阻，该第二可调电阻设置在第三电流镜组的输入端和高压源之间，用于调节浮动基准电压的大小。
其中，较佳方案是：所述基准电压源为恒定电压源。
本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型通过设计一种电压产生电路，采用低压器件产生稳定的高压，且由于低压器件，其面积小，封装时可以贴近安装，容易匹配；并具有电路简单、功耗低、负载能力强和稳定性好的等优点。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型电压产生电路的结构框图；
图2是本实用新型电压产生电路的电路图；
图3是本实用新型电压产生电路另一实施例的电路图。
具体实施方式
现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。
如图1和图2所示，本实用新型提供一种电压产生电路的优选实施例，其中图1是电压产生电路的结构框图，图2是电压产生电路的电路图。
一种电压产生电路，其输入端分别与一高压源40和一基准电压源30连接，包括浮动电压单元10和压差处理单元20，浮动电压单元10与基准电压源30连接，并产生基准电流I，压差处理单元20分别与浮动电压单元10和高压源40连接，并产生浮动电压Vout。
具体地，浮动电压单元10，包括电压电流转换模块11和电流镜模块12，该电压电流转换模块11的输入端与基准电压源30连接，其输出端与电流镜模块12的输入端连接，用于输出基准电流I；
压差处理单元20，其分别与电流镜模块12的输出端和高压源40连接，该压差处理单元20包括一浮动电压输出端，用于输出稳定的浮动电压Vout。
其中，基准电压源30为低电压源，如1V，并通过浮动电压单元10和压差处理单元20，输入浮动基准电压到压差处理单元20的输入端，如5V；高压源40为高电压源，如50V，并通过压差处理单元20，输出浮动电压，如45V。
其中，高压源40产生高压VddH，基准电压源30为恒定电压源，产生基准电压Vref。
进一步地，参考图2，电压电流转换模块11包括运算放大器OP1和第一场效应管M1，运算放大器OP1的同相输入端与基准电压源30连接，其反向输入端与第一场效应管M1的源极连接，并接入地，其输出端与第一场效应管M1的栅极连接，第一场效应管M1的漏极与电流镜模块12连接，基准电压源30输入的基准电压Vref通过电压电流转换模块11产生基准电流I1，并输入到电流镜模块12中。
电压电流转换模块11还包括第一可调电阻R1，第一可调电阻R1与第一场效应管M1的源极连接，用于调节基准电流I1的大小。
具体地，运算放大器OP1为高增益的运算放大器，在本电路正常工作中，运算放大器OP1的同相输入端输入的电压值和反向输入端输入的电压值大小一致，故Vref＝V1，其中
进一步地，电流镜模块12包括若干电流镜组，该电流镜组包括两个相互连接的场效应管，两个场效应管的宽长比为1:1，优选的，电压电流转换模块11和压差处理单元20之间设有第一电流镜组和第二电流镜组。
第一电流镜组包括第二场效应管M2和第三场效应管M3，第二场效应管M2的漏极和栅极均与第一场效应管M1的漏极连接，第二场效应管M2的栅极与第三场效应管M3的栅极连接，第二场效应管M2的源极和第三场效应管M3的源极均与一低压源VddL连接，低压源VddL为内部电压源，提供电路工作的电压。
第二电流镜组包括第四场效应管M4和第五场效应管M5，第四场效应管M4的漏极和栅极均与第三场效应管M3的漏极连接，第四场效应管M4的栅极与第五场效应管M5的栅极连接，第四场效应管M4的源极和第五场效应管M5的源极均与地连接。
其中，第二场效应管M2和第三场效应管M3优选为P型场效应管，第四场效应管M4和第五场效应管M5优选为N型场效应管。
具体地，基准电流I1通过第一电流镜组输出基准电流I2，并通过第二电流镜组输出基准电流I3，由于第二场效应管M2和第三场效应管M3的宽长比为1:1，第四场效应管M4和第五场效应管M5的宽长比为1:1，故I1＝I2＝I3。
进一步地，参考图2，压差处理单元20包括第三电流镜组和第二可调电阻R2，第三电流镜组的输入端分别与电流镜模块12的输出端和高压源40连接，其用于输入浮动基准电压，第二可调电阻R2设置在第三电流镜组的输入端和高压源40之间，用于调节浮动基准电压的大小。
第三电流镜组包括第六场效应管M6和第七场效应管M7，第六场效应管M6的漏极和栅极均与第五场效应管M5的漏极连接，第六场效应管M6的栅极与第七场效应管M7的栅极连接，第六场效应管M6的源极与第二可调电阻连接，第七场效应管M7的漏极与地连接，或通过一电阻与地连接，第七场效应管M7的源极为浮动电压输出端，用于输出浮动电压Vout。
或者，参考图3，第三电流镜组包括第六场效应管M6和若干与第六场效应管M6并联的场效应管，如第八效应管M8、第九效应管M9和第十效应管M10，三个效应管的栅极并联，源极并联及漏极并联，其栅极与第六场效应管M6的栅极连接，其漏极与地连接，其源极为浮动电压输出端，用于输出浮动电压Vout。
其中，第六场效应管M6、第七场效应管M7、第八效应管M8、第九效应管M9和第十效应管M10优选为P型场效应管。
具体地，并将和I1＝I2＝I3代入，易得由于第三电流镜组并联场效应管的数量决定了其载流能力，Iout＝N*I3，N为第三电流镜组并联场效应管的数量，在其载流能力范围内，Vout≈V2。并通过调节第一可调电阻R1和第二可调电阻R2，调节浮动电压Vout的大小。
其中，对公式求导，可得其中基准电压源30为恒定电压源，是一个与温度无关的电压，故Vout、V2也是与温度无关的电压。
以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。
Claims (8)
1.一种电压产生电路，其输入端分别与一高压源和一基准电压源连接，其特征在于，包括：
浮动电压单元，包括电压电流转换模块和电流镜模块，该电压电流转换模块的输入端与基准电压源连接，其输出端与电流镜模块的输入端连接，用于输出基准电流；
压差处理单元，其分别与电流镜模块的输出端和高压源连接，该压差处理单元包括一浮动电压输出端，用于输出稳定的浮动电压。
2.根据权利要求1所述的电压产生电路，其特征在于：所述电压电流转换模块包括运算放大器和第一场效应管，该运算放大器的同相输入端与基准电压源连接，其反向输入端与第一场效应管的源极连接，并接入地，其输出端与第一场效应管的栅极连接。
3.根据权利要求2所述的电压产生电路，其特征在于：所述电压电流转换模块包括第一可调电阻，该第一可调电阻与第一场效应管的源极连接，用于调节基准电流的大小。
4.根据权利要求1所述的电压产生电路，其特征在于：所述电流镜模块包括若干电流镜组，该电流镜组包括两个相互连接的场效应管，该两个场效应管的宽长比为1:1。
5.根据权利要求4所述的电压产生电路，其特征在于：所述电压电流转换模块和压差处理单元之间设有第一电流镜组和第二电流镜组。
6.根据权利要求1所述的电压产生电路，其特征在于：所述压差处理单元包括宽长比为1:N的第三电流镜组，该第三电流镜组的输入端分别与电流镜模块的输出端和高压源连接，其用于输入浮动基准电压。
7.根据权利要求6所述的电压产生电路，其特征在于：所述压差处理单元包括第二可调电阻，该第二可调电阻设置在第三电流镜组的输入端和高压源之间，用于调节浮动基准电压的大小。
8.根据权利要求1至7任一所述的电压产生电路，其特征在于：所述基准电压源为恒定电压源。
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|---|---|---|---|---|
| CN108075766A (zh) * | 2016-11-08 | 2018-05-25 | 意法半导体公司 | 具有可编程差分和共模增益的线性高电压驱动器 |
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| CN111865063A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-10-30 | 奉加微电子（上海）有限公司 | 一种开关电源启动电路及电源供应模块 |
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