一种线性稳压装置的制作方法

本发明涉及线性稳压器技术领域，尤其涉及一种线性稳压装置。

背景技术：

传统的与电池电压相连接的电路或者模块往往具有两个基准参考电路，其中一个直接与电池输出电压相连，其主要用途是提供线性稳压源的参考电压。除此之外，该基准参考电路需要能够承受较高的电源电压以及较大的电压变化范围，因此输出电压的精度一般较低。另外一个基准参考电路的电源采用线性稳压源的输出电压，由于线性稳压源的输出电压相对比较稳定，该基准参考电路对电源电压的要求较为宽松，但往往需要提供较高的输出电压精度。第一个基准参考电路设计时，为了承受较高的电源电压，往往需要采用层叠晶体管的方法来减轻高电压对晶体管可靠性的要求；除此之外，由于基准参考电路往往采用带隙基准结构，因此一般会占用较大的面积；而在第二个基准参考电路设计时，虽然对耐压要求不高，但为了达到较好的性能，基准参考电路一般采用面积较大的二极管来实现高精度的基准电压输出，因此，设计两个不同要求的基准参考电路，不但大大增加了芯片面积和功耗，提高了成本，而且设计难度也随之增大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：现有的线性稳压装置芯片面积和功耗较大且成本较大。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种线性稳压装置，包括：依次连接的电池、线性稳压器和基准电压源，以及与所述线性稳压器和所述基准电压源连接的简并态检测电路；所述线性稳压器用于给所述基准电压源提供电源，所述基准电压源用于给所述线性稳压器提供所需的参考电压源，所述简并态检测电路用于检测所述基准电压源的工作状态并根据所述工作状态控制所述线性稳压器的工作状态，所述基准电压源的工作状态包括简并态和正常态。

本发明的有益效果是：本技术方案中只有一个参考电压源，该参考电压源不但在线性稳压源工作时提供其所需要的参考电压，同时还提供一个高精度的基准电压输出给其它电路，减小了芯片面积和功耗，有效减小了两个基准电压源由于距离、朝向等非理想因素带来的工艺浮动和偏差，并进一步减小了该偏差导致其它电路性能下降的问题。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

优选地，若所述简并态检测电路检测到所述基准电压源的输出电压为低电平，则所述基准电压源的工作状态为简并态，否则所述基准电压源的工作状态为正常态。

采用上述进一步方案的有益效果是：基准电压源在简并态时一般是低电平，正常态时一般为高电平，通过检测基准电压源的输出电压即可判断其当前的工作状态。

优选地，所述线性稳压器包括：第一放大器、第一晶体管、第二放大器和第二晶体管，所述第一晶体管的集电极和所述第二晶体管的集电极均与所述电池连接，所述第一晶体管的基极与所述第一放大器的输出端连接，所述第二晶体管的基极与所述第二放大器的输出端连接，所述第一晶体管的发射极和所述第二晶体管的发射极均与所述基准电压源的输入端连接，所述第一放大器的正输入端与所述第一晶体管的发射极连接，所述第一放大器的负输入端与所述基准电压源的输出端连接，所述第二放大器的正输入端与所述简并态检测电路连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：线性稳压器包括两个放大器和两个晶体管，第一放大器在基准电压源为正常态时工作，简并态时关闭，第二放大器在基准电压源为正常态时关闭，简并态时工作。

优选地，当所述基准电压源的工作状态为简并态时，所述简并态检测电路控制所述第二放大器的输出极性翻转，并控制所述第二晶体管对所述基准电压源的输入端进行充电，所述基准电压源恢复正常态。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过第二放大器控制第二晶体管的开闭，如果基准电压源的工作状态为简并态，则控制第二晶体管对基准电压源的输入端进行充电，直至变为高电平，则恢复正常态。

优选地，当所述基准电压源的工作状态为正常态时，所述简并态检测电路控制所述第二放大器关闭所述第二晶体管。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过第二放大器控制第二晶体管的开闭，如果基准电压源的工作状态为简并态，则关闭第二晶体管，不让其工作，继续保持正常态。

优选地，所述线性稳压器包括：第三放大器、第三晶体管和第四晶体管，所述第三晶体管的集电极和所述第四晶体管的集电极均与所述电池连接，所述第三晶体管的基极和所述第四晶体管的基极均与所述第三放大器的输出端连接，所述第三晶体管的发射极和所述第四晶体管的发射极均与所述基准电压源的输入端连接，所述第三放大器的正输入端与所述第三晶体管的发射极连接，所述第三放大器的负输入端与所述基准电压源的输出端连接，所述第三放大器的第三输入端与所述简并态检测电路连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：线性稳压器包括一个放大器和两个晶体管，相比于上述技术方案减少了一个放大器，同时也减小了芯片面积和功耗，却能达到相同的效果。

优选地，当所述基准电压源的工作状态为简并态时，所述简并态检测电路控制所述第四晶体管对所述基准电压源的输入端进行充电，所述基准电压源恢复正常态。

采用上述进一步方案的有益效果是：如果基准电压源的工作状态为简并态，则控制第四晶体管对基准电压源的输入端进行充电，直至变为高电平，则恢复正常态。

优选地，当所述基准电压源的工作状态为正常态时，通过所述第三放大器放大所述第三晶体管对所述线性稳压器的反馈电压与所述基准电压源输出的参考电压之间的差值，并根据所述差值控制所述第三晶体管的开闭，若所述差值大于零，则打开所述第三晶体管，否则关闭所述第三晶体管。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过第三放大器放大反馈电压与参考电压之间的差值，并根据差值大小控制第三晶体管的开闭，如果差值大于零，则输出1，反之输出0，输出1则打开第三晶体管，输出0则关闭第三晶体管。

优选地，所述第一晶体管和所述第二晶体管为PMOS管。

优选地，所述第三晶体管和所述第四晶体管为PMOS管。

附图说明

图1为本发明的一种线性稳压装置的结构示意图；

图2为本发明的一种线性稳压装置的电路示意图；

图3为本发明的一种线性稳压装置的电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种线性稳压装置，包括：依次连接的电池1、线性稳压器2和基准电压源3，以及与线性稳压器2和基准电压源3连接的简并态检测电路4；线性稳压器2用于给基准电压源3提供电源，基准电压源3用于给线性稳压器2提供所需的参考电压源，简并态检测电路4用于检测基准电压源3的工作状态并根据工作状态控制线性稳压器2的工作状态，基准电压源3的工作状态包括简并态和正常态。

应理解，该实施例中，只有一个参考电压源，该参考电压源不但在线性稳压源工作时提供其所需要的参考电压，同时还提供一个高精度的基准电压输出给其它电路，减小了芯片面积和功耗，有效减小了两个基准电压源3由于距离、朝向等非理想因素带来的工艺浮动和偏差，并进一步减小了该偏差导致其它电路性能下降的问题。

具体地，该实施例中，基准电压源3存在两个稳定的工作状态：一个工作状态是正常的状态，举例来说，基准电压源3的输出电压为带隙基准参考电压1.2V，该1.2V提供给线性稳压器2，输出得到升高的恒定电压，如2.5V，该2.5V提供给基准电压源3以保证正常的工作状态；还有一个稳定的非正常工作的状态即为简并态，基准电压源3不工作，输出电压为0V，该输出电压导致线性稳压器2的输出电压也为0V，该输出电压导致基准电压源3不工作，该状态也是稳定的，但会导致整体电路的功能失效，所以需要对基准电压源3的工作状态进行实时检测，通过简并态检测电路4检测基准电压源3的工作状态并根据工作状态控制线性稳压器2的工作状态。

可选地，作为本发明的一个实施例，若简并态检测电路4检测到基准电压源3的输出电压为低电平，则基准电压源3的工作状态为简并态，否则基准电压源3的工作状态为正常态。

应理解，该实施例中，基准电压源3在简并态时一般是低电平，正常态时一般为高电平，通过检测基准电压源3的输出电压即可判断其当前的工作状态。

可选地，作为本发明的一个实施例，如图2所示，线性稳压器2包括：第一放大器21、第一晶体管23、第二放大器22和第二晶体管24，第一晶体管23的集电极和第二晶体管24的集电极均与电池1连接，第一晶体管23的基极与第一放大器21的输出端连接，第二晶体管24的基极与第二放大器22的输出端连接，第一晶体管23的发射极和第二晶体管24的发射极均与基准电压源3的输入端连接，第一放大器21的正输入端与第一晶体管23的发射极连接，第一放大器21的负输入端与基准电压源3的输出端连接，第二放大器22的正输入端与简并态检测电路4连接。

应理解，该实施例中，线性稳压器2包括两个放大器和两个晶体管，第一放大器21在基准电压源3为正常态时工作，简并态时关闭，第二放大器22在基准电压源3为正常态时关闭，简并态时工作。

可选地，作为本发明的一个实施例，当基准电压源3的工作状态为简并态时，简并态检测电路4控制第二放大器22的输出极性翻转，并控制第二晶体管24对基准电压源3的输入端进行充电，基准电压源3恢复正常态。

具体地，该实施例中，通过第二放大器22控制第二晶体管24的开闭，如果基准电压源3的工作状态为简并态，则控制第二晶体管24对基准电压源3的输入端进行充电，直至变为高电平，则恢复正常态。

可选地，作为本发明的一个实施例，当基准电压源3的工作状态为正常态时，简并态检测电路4控制第二放大器22关闭第二晶体管24。

具体地，该实施例中，通过第二放大器22控制第二晶体管24的开闭，如果基准电压源3的工作状态为简并态，则关闭第二晶体管24，继续保持正常态。

可选地，作为本发明的一个实施例，如图3所示，线性稳压器2包括：第三放大器25、第三晶体管26和第四晶体管27，第三晶体管26的集电极和第四晶体管27的集电极均与电池1连接，第三晶体管26的基极和第四晶体管27的基极均与第三放大器25的输出端连接，第三晶体管26的发射极和第四晶体管27的发射极均与基准电压源3的输入端连接，第三放大器25的正输入端与第三晶体管26的发射极连接，第三放大器25的负输入端与基准电压源3的输出端连接，第三放大器25的第三输入端与简并态检测电路4连接。

应理解，该实施例中，线性稳压器2包括一个放大器和两个晶体管，相比于上述技术方案减少了一个放大器，同时也减小了芯片面积和功耗，却能达到相同的效果。

可选地，作为本发明的一个实施例，当基准电压源3的工作状态为简并态时，简并态检测电路4控制第四晶体管27对基准电压源3的输入端进行充电，基准电压源3恢复正常态。

具体地，该实施例中，如果基准电压源3的工作状态为简并态，则控制第四晶体管27对基准电压源3的输入端进行充电，直至变为高电平，则恢复正常态。

可选地，作为本发明的一个实施例，当基准电压源3的工作状态为正常态时，通过第三放大器25放大第三晶体管26对线性稳压器2的反馈电压与基准电压源3输出的参考电压之间的差值，并根据差值控制第三晶体管26的开闭。

应理解，该实施例中，通过第三放大器25放大反馈电压与参考电压之间的差值，并根据差值大小控制第三晶体管26的开闭，若差值大于零，则打开第三晶体管26，否则关闭第三晶体管26；可以通过偏置电路给放大器25提供偏置电压。

具体地，该实施例中，如果差值大于零，则输出1，反之输出0，输出1则打开第三晶体管26，输出0则关闭第三晶体管26。

具体地，该实施例中，第一晶体管23、第二晶体管24、第三晶体管26和第四晶体管27可以为PMOS管，即n型衬底、p沟道且靠空穴的流动运送电流的MOS管。

实施例1，如图2所示，简并态检测电路4用来检测基准电压源3电路中的简并状态，如果没有检测到简并态，该电路会通过放大器22关闭PMOS管24，电路正常工作；当简并态检测电路4检测到基准电压源3电路的输出为低电平时，放大器22的输出极性翻转，简并态检测电路4打开PMOS管24，此时电池1对基准电压源3的输入端M点进行充电，基准电压源3的电压逐渐升高，基准电压源3进入正常工作状态，同时关闭简并态检测电路4并控制PMOS管24关闭，电路进入正常工作状态。

实施例2，如图3所示，将实施例1中的两个放大器21和22合并为一个放大器25。在基准电压源3为正常态时，该放大器25用来放大反馈电压点与基准电压源3输出参考电压之间的差值，并根据差值控制PMOS管26的开闭；而在基准电压源3为简并态时，该放大器25用来消除简并态，放大简并态检测信号并控制PMOS管27对线性稳压器2的输出节点进行充电，直到简并态完全消除为止。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。