CN101196755A - 一种高精度电压调节器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种高精度电压调节器。电压调节器需要一个参考电压，用于误差放大器的参考电压输入，其输出精度主要依赖于参考电压。参考电压生成电路的工作电压可以是输入电压VIN，由于输入电压的范围可能很大，而且可能存在干扰，因此参考电压误差可能较大。本发明提出的电压调节器是通过使用两个参考电压生成电路来实现高精度的。在上电过程中使用参考电压VRA，在输出相对稳定后使用参考电压VRB，通常输出电压应该是固定的，或者变化范围较小，因此VRB的精度会很高，这样输出电压VOUT的精度也就能够得到保证。
Description
技术领域
本发明是一种高精度电压调节器，可以用集成电路来实现。
背景技术
一方面，作为单独的电压调节器芯片，在电子产业中得到了大量的应用。
另一方面，随着集成电路工艺的发展，集成电路内部器件的工作电压变得越来越低，但为了满足应用要求，集成电路输入输出电压可能会比内部工作电压大，甚至在一个较大的范围内。也就是说，具有多电源系(两个以上)的集成电路已经越来越普遍，因此电压调节器的嵌入式应用也就越来越广泛。
在一些特定的应用中，电压输出精度是电压调节器的一项非常重要的指标，而输出精度在很大程度上取决于输入参考电压的精度。通常，参考电压来源于参考电压生成电路，其工作电压为输入电压，由于输入电压范围可能很大，甚至存在较大的纹波，这会影响参考电压的精度，从而影响输出电压的精度。本发明通过两个参考电压生成电路及参考电压选择电路在一定程度上保证了电路工作过程中电压调节电路的参考电压输入具有很高的精度。
本发明提出的高精度电压调节器，其主要特征是具有两个参考电压生成电路，并通过选择电路来选择两个参考电压之一，在输入电压上电过程中，选择工作电压为输入电压的参考电压生成电路的输出，在上电结束及输出电压初始稳定后，选择工作电压为输出电压的参考电压生成电路的输出，从而保证输出电压具有更高的精度。
发明内容
本发明提出的高精度电压调节器(如图1和2)的主要特征是具有两个分时选择的参考电压VRA和VRB，参考电压VRA生成电路的工作电压是输入电压VIN，另一个参考电压生VRB成电路的工作电压是输出电压VOUT，在输入电压上电过程及电压调节电路的初始稳定过程中，选择电路选择工作电压是输入电压的参考电压生成电路的输出VRA，之后选择工作电压是输出电压的参考电压生成电路的输出VRB。通常，输出电压会是一定的，或者具有很小的变化范围，因此工作电压是输出电压的参考电压生成电路的输出VRB精度会很高，从而电压调节电路在工作过程中的参考电压输入精度就得到了保证，从而保证了电压调节器具有较高的精度。参考电压选择电路的选择信号VCH来自于输入电压的上电检测及延时电路。
附图说明
图1～2是电压调节器的结构简图。图中，1是电压调节电路，2是参考电压生成及选择电路，输入电压是VIN，输出电压是VOUT。其中，电压调节电路1由误差放大器3、功率器件4、分压电阻5和6构成，且分压信号输入到误差放大器；参考电压生成及选择电路2由参考电压电路A7、参考电压电路B8、上电检测及延时电路9和选择电路10构成。参考电压电路A7的工作电压是输入电压VIN，参考电压输出为VRA；参考电压电路B8的工作电压是输出电压VOUT，参考电压输出为VRB。上电检测及延时电路9的工作电压是VIN，输出VCH控制选择电路10。选择电路的输出VR用于误差放大器3的参考电压输入。
具体实施方式
对本发明的具体实施方式进行说明如下：
1.本发明的主要创新点是具有两个参考电压生成电路(如图2)，且两个参考电压输出通过选择器选择信号的控制而分时工作；
2.上电检测及延时电路的延时时间需要合理设计，从而保证电路可靠工作；
3.本发明提出的高精度电压调节器可以作为单独的集成电路来实现，也可以作为集成电路的嵌入式应用来得到实现；
4.本发明提出的高精度电压调节器的集成电路实现工艺可能是CMOS工艺、BIPOLAR工艺、也可能是BICMOS工艺；
5.在实际电路实现过程中，需要相关电路(如误差放大器电路3、参考电压生成电路7和8等)的高精度设计才能最终保证电压调节器的输出具有高精度。
Claims (10)
1.一种高精度电压调节器，其特征是由电压调节电路和参考电压生成及选择电路构成。
2.根据权利要求1所述的电压调节电路，其特征是由误差放大器、功率器件和两个分压电阻构成。
3.根据权利要求1所述的参考电压生成及选择电路，其特征是由两个参考电压生成电路、一个上电检测及延时电路和一个选择电路构成。
4.根据权利要求3所述的参考电压生成电路，其特征是一个参考电压生成电路的工作电压是输入电压，另一个参考电压生成电路的工作电压是输出电压。
5.根据权利要求4所述的参考电压生成电路，其特征是两个参考电压是分时输出给电压调节电路的。
6.根据权利要求4或5所述的参考电压生成电路，其特征是通过一个选择电路来选择两个参考电压输出中的一个作为电压调节电路的参考输入的。
7.根据权利要求6所述的选择电路，其特征是选择电路的选择信号来自于输入电压上电检测及延时电路。
8.根据权利要求6或7所述的选择电路，其特征是在上电过程中选择电路选择工作电压为输入电压的参考电压生成电路的输出，输出电压基本稳定后选择工作电压为输出电压的参考电压生成电路的输出。
9.根据权利要求2所述的功率器件，其特征是实现方式可能是PMOS器件、NMOS器件、或者双极型工艺器件。
10.根据权利要求1或2所述的高精度电压调节器，其特征是可以作为一个独立的集成电路，也可能作为集成电路的一部分。
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