高压使能启动电路及高压降压变换器的制作方法

本技术属于开关电源，尤其涉及一种高压使能启动电路及高压降压变换器。

背景技术：

1、降压变换电路(buck电路)是一种能够将高压电压高效率的变换为低压的电路，其作为降压变换器的主要组成部分，工作电压越来越高，最高工作电压高达100v。而在高压薄栅工艺中，金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor，mos管)的栅源电压vgs最大额定电压不超过5.5v，而mos管的漏源电压vds的额定工作电压为100v。因此在100v的高压降压变换器的使能启动电路设计时，需要考虑mos管的耐压问题、使能启动电路的启动到稳定工作之间的时间及使能启动电路的迟滞电压等问题。而传统的使能启动电路架构无法完全满足设计需求，无法在高压域进行运用。

2、因此，传统的使能启动电路存在无法满足高压降压变换电路的使能启动需求的问题。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种高压使能启动电路及高压降压变换器，旨在解决传统的使能启动电路存在无法满足高压降压变换电路的使能启动需求的问题。

2、本技术实施例的第一方面提了一种高压使能启动电路，所述高压使能启动电路包括：使能信号预处理模块、偏置电压产生模块、偏置电流产生模块及反馈模块；

3、所述使能信号预处理模块的输入端用于接入使能信号，所述使能信号预处理模块用于对所述使能信号进行预处理，得到预处理电压并提供给所述偏置电压产生模块；

4、所述偏置电压产生模块的输出端与所述偏置电流产生模块的控制端连接，所述反馈模块的输出端与所述偏置电压产生模块的反馈输入端连接；

5、在所述预处理电压达到所述偏置电压产生模块的启动电压的情况下，所述偏置电压产生模块进入启动状态，并向所述偏置电流产生模块输出偏置电压，且接收所述反馈模块的反馈电流；

6、所述偏置电流产生模块的输出端与所述反馈模块的输入端连接，所述偏置电流产生模块用于当偏置电压达到所述偏置电流产生模块的启动电压时启动，并在启动后输出偏置电流；

7、所述反馈模块用于根据所述偏置电流向所述偏置电压产生模块提供反馈电流。

8、在一个实施例中，所述使能信号预处理模块，包括：结型场效应管、第一电阻、第一负沟道金属氧化物半导体及第一二极管；

9、所述结型场效应管的漏极用于接入所述使能信号，所述结型场效应管的栅极接地，所述结型场效应管的源极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一负沟道金属氧化物半导体的漏极、所述第一负沟道金属氧化物半导体的栅极及所述第一二极管的负极连接，并作为所述使能信号预处理模块的输出端，所述第一负沟道金属氧化物半导体的源极接地，所述第一二极管的正极接地。

10、在一个实施例中，所述偏置电压产生模块，包括：第一偏置电压产生单元及第二偏置电压产生单元；

11、所述第一偏置电压产生单元的控制端作为所述偏置电压产生模块的控制端，所述第一偏置电压产生单元的输出端与所述第二偏置电压产生单元的控制端连接，所述第一偏置电压产生单元的输出端还作为所述偏置电压产生模块的反馈输入端，所述第一偏置电压产生单元的电源端用于接入输入电压，当预处理电压达到所述第一偏置电压产生单元的启动电压时，所述第一偏置电压产生单元进入启动状态，生成第一偏置电压，且将所述反馈模块的反馈电流与所述第一偏置电压一起作为第一输出电压输出至第二偏置电压产生单元；

12、所述第二偏置电压产生单元的输出端作为所述偏置电压产生模块的输出端，所述第二偏置电压产生单元的电源端用于接入所述输入电压，所述第二偏置电压产生单元用于当所述第一输出电压达到所述第二偏置电压产生单元的启动电压时启动，当所述第一输出电压低于所述第二偏置电压产生单元的启动电压时关闭，所述第二偏置电压产生单元启动后生成第二偏置电压，并将所述第二偏置电压作为所述偏置电压输出给所述偏置电流产生模块。

13、在一个实施例中，所述第二偏置电压产生单元还包括预启动输出端，所述预启动输出端用于连接所述偏置电流产生模块，当所述第二偏置电压产生单元启动时向所述偏置电流产生模块输入预启动信号。

14、在一个实施例中，所述第一偏置电压产生单元，包括：第一正沟道金属氧化物半导体、第二正沟道金属氧化物半导体、第二负沟道金属氧化物半导体、第二电阻、第三电阻及第二二极管；

15、所述第二负沟道金属氧化物半导体的栅极作为所述第一偏置电压产生单元的控制端，所述第二负沟道金属氧化物半导体的源极与所述第二电阻的第一端连接，所述第二负沟道金属氧化物半导体的漏极与所述第一正沟道金属氧化物半导体的漏极、所述第一正沟道金属氧化物半导体的栅极及所述第二正沟道金属氧化物半导体的栅极连接，所述第二电阻的第二端接地；

16、所述第一正沟道金属氧化物半导体的源极及所述第二正沟道金属氧化物半导体的源极都用于连接所述输入电压，所述第二正沟道金属氧化物半导体的漏极与所述第三电阻的第一端及所述第二二极管的负极连接，并作为所述第一偏置电压产生单元的输出端；

17、所述第三电阻的第二端接地，所述第二二极管的正极接地；

18、所述第二偏置电压产生单元，包括：第三正沟道金属氧化物半导体、第四正沟道金属氧化物半导体、第三负沟道金属氧化物半导体、第四电阻、第五电阻、第六电阻及第三二极管；

19、所述第三正沟道金属氧化物半导体的源极及所述第四正沟道金属氧化物半导体的源极都用于连接所述输入电压；

20、所述第三负沟道金属氧化物半导体的栅极作为所述第二偏置电压产生单元的控制端，所述第三负沟道金属氧化物半导体的源极与所述第四电阻的第一端连接，所述第三负沟道金属氧化物半导体的漏极与所述第三正沟道金属氧化物半导体的漏极、所述第三正沟道金属氧化物半导体的栅极及所述第四正沟道金属氧化物半导体的栅极连接，并作为所述第二偏置电压产生单元的预启动输出端；

21、所述第四正沟道金属氧化物半导体的漏极与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第五电阻的第一端及所述第三二极管的负极连接，并作为所述第二偏置电压产生单元的输出端，所述第五电阻的第二端接地，所述第三二极管的正极接地。

22、在一个实施例中，所述偏置电流产生模块包括偏置电流启动单元及偏置电流产生单元；

23、所述偏置电流启动单元的控制端作为所述偏置电流产生模块的控制端，所述偏置电流启动单元的第一端及第二端串联在所述偏置电流产生单元中，所述偏置电流产生单元的输出端作为所述偏置电流产生模块的输出端，所述偏置电流产生单元的电源端用于连接所述输入电压；

24、所述偏置电流启动单元，用于根据所述偏置电压启动或关闭所述偏置电流产生单元；

25、所述偏置电流产生单元还包括预启动控制端，所述预启动控制端用于接收所述偏置电压产生模块输出的预启动信号，所述偏置电流产生单元用于根据所述预启动信号进行预启动或停止预启动；

26、当所述偏置电流启动单元受控启动时，启动所述偏置电流产生单元以输出偏置电流。

27、在一个实施例中，所述偏置电流启动单元，包括：第四负沟道金属氧化物半导体；

28、所述第四负沟道金属氧化物半导体的栅极作为所述偏置电流启动单元的输入端，所述第四负沟道金属氧化物半导体的源极作为所述偏置电流启动单元的第二端，所述第四负沟道金属氧化物半导体的漏极作为所述偏置电流启动单元的第一端；

29、所述偏置电流产生单元，包括：第五正沟道金属氧化物半导体、第六正沟道金属氧化物半导体、第七正沟道金属氧化物半导体、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管及第七电阻；

30、所述第五正沟道金属氧化物半导体的栅极作为所述偏置电流产生单元的预启动控制端，所述第五正沟道金属氧化物半导体的源极、所述第六正沟道金属氧化物半导体的源极及所述第七正沟道金属氧化物半导体的源极都用于连接所述输入电压，所述第五正沟道金属氧化物的漏极与所述第六正沟道金属氧化物半导体的漏极、所述第一三极管的集电极、所述第一三极管的基极及所述第二三极管的基极连接；

31、所述第六正沟道金属氧化物半导体的栅极与所述第七正沟道金属氧化物半导体的漏极、所述第七正沟道金属氧化物半导体的栅极及所述偏置电流启动单元的第一端连接，且作为所述偏置电流产生单元的输出端；

32、所述第一三极管的发射极与所述第三三极管的集电极及所述第四三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极与所述第三三极管的基极及所述第四三极管的集电极连接，所述第二三极管的集电极与所述偏置电流启动单元的第二端连接；

33、所述第三三极管的发射极接地，所述第四三极管的发射极与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端接地。

34、在一个实施例中，所述反馈模块，包括：第八正沟道金属氧化物半导体；

35、所述第八正沟道金属氧化物半导体的栅极作为所述反馈模块的输入端，所述第八正沟道金属氧化物半导体的源极用于连接所述输入电压，所述第八正沟道金属氧化物半导体的漏极作为所述反馈模块的输出端。

36、在一个实施例中，所述高压使能启动电路还包括偏置电流输出模块，所述偏置电流输出模块，包括：至少一个第九正沟道金属氧化物半导体；

37、任一所述第九正沟道金属氧化物半导体的漏极作为所述偏置电流输出模块的一个输出端，各所述第九正沟道金属氧化物半导体的栅极相互连接，并作为所述偏置电流输出模块的输入端，与所述偏置电流产生模块的输出端连接，各所述第九正沟道金属氧化物半导体的源极用于接入所述输入电压。

38、本技术实施例的第二方面提了一种高压降压变换器，包括：使能信号输出电路、如上述的高压使能启动电路及至少一个下级电路；

39、所述使能信号输出电路的输出端与所述高压使能启动电路的输入端连接，所述高压使能启动电路的输出端与所述下级电路的输入端连接。

40、本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过使能信号预处理模块对使能信号进行预处理，可确保mos管的工作电压不会超过薄栅工艺要求的最大额定工作电压，且可使得使能信号的输入电压适用范围较宽，能够工作在0v～100v的电压范围内，通过偏置电压产生模块接收到反馈模块的反馈电流，能够使得偏置电压产生模块缩短达到稳定输出状态的时间，同时产生迟滞电压，使得自身的启动电压与关闭电压之间具有一定的电压差值，防止使能信号电压波动引起的误触发。