含放电过压保护的耐高压线性稳压器的制作方法

1.本发明涉及微电子领域的线性稳压器电路，尤其涉及一种含放电过压保护的耐高压线性稳压器。


背景技术：

2.随着电子产品的盛行，电源转换技术越来越重要，而高压的直流对直流转换器内部需要一个耐高压线性稳压器来产生较低的输出电压给芯片内部低压电路使用，耐高压线性稳压器的电路如图1所示，产生的低压输出电源可分别给不同区块电路使用，不同区块电路包含低压电路和升压电路，升压电路产生巨大的干扰输出电压，此时就需要一组防止过压保护电路，防止耐高压线性稳压器产生的输出电压过高，来确保内部的低压电路电压稳定。现今耐高压线性稳压器为了防止输出电压过高，通常是在输出端接上一颗大电容，如图2所示，此电路优点是仅需要一个大电容，从电路架构来说，一个大电容是个滤波器，当输出电压受到干扰，可滤除噪声；但缺点是此电容需要很大的面积，增加芯片的成本。
3.因此，亟待解决上述问题。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明的目的是提供一种可有效降低芯片成本的含放电过压保护的耐高压线性稳压器。
5.技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种含放电过压保护的耐高压线性稳压器，包括线性稳压器电路、放电过压保护电路和防倒灌电路，其中线性稳压器电路和放电过压保护电路相连接，防倒灌电路与线性稳压器电路的输出电压相连接，所述放电过压保护电路包括3个mos管、2个电阻和1个电容。
6.其中，放电过压保护电路包括第九mos管、第十mos管、第十一mos管、第一电容、第三电阻和第四电阻，其中第三电阻的一端和线性稳压器电路的输出电压连接，第三电阻的另一端和第九mos管的源极和第一电容和第十一mos管的漏极连接于低压电路，第九mos管的漏极和栅极相连，第九mos管的漏极和第十mos管的源极相连，第十mos管的源极和第四电阻的一端和第一电容的另一端和第十一mos管的栅极相连，第四电阻的另一端和第十一mos管的源极连接至接地端，第十mos管的栅极连接电压。
7.优选的，第九mos管和第十mos管为pmos管，第十一mos管为nmos管。
8.再者，线性稳压器电路包括第一hvmos管、第二hvmos管、第三hvmos管、第四hvmos管、第五hvmos管、第六hvmos管、第七mos管、第八mos管，第一电阻、第二电阻、第五电阻和第一二极管。
9.进一步，第一hvmos管、第二hvmos管和第三hvmos管为hv-pmos管，第四hvmos管、第五hvmos管和第六hvmos管为hv-nmos管，第七mos管和第八mos管为nmos管。
10.优选的，第一hvmos管和第二hvmos管和第三hvmos管的源极、第一二极管的阴极、第五电阻的一端均连接于高压电源端，第一hvmos管和第二hvmos管的栅极相连，第一hvmos
管的栅极和漏极相接，第二hvmos管的漏极、第一二极管阳极、第五电阻的另一端、第三hvmos管的栅极和第六hvmos管的漏极相连，第四hvmos管的漏极和第一hvmos管的漏极相连，第四hvmos管的栅极、第二电阻的一端和第一电阻的一端相连，第五hvmos管的漏极和第二hvmos管的漏极相连，第五hvmos管的栅极连接于外部电压，第五hvmos管的源极、第四hvmos管的源极和第八mos管的漏极相连，第七mos管的栅极和漏极相接，第七mos管的栅极和第八mos管的栅极相连，第七mos管的源极、第八mos管的源极和第一电阻另一端连接至接地端，第六hvmos管的栅极连接电压，第七mos管的栅极连接参考电压，第三hvmos管的漏极、第六hvmos管的源极和第二电阻的另一端的相连点为输出电压。
11.再者，防倒灌电路包括第二二极管，第二二极管的阳极和线性稳压器电路的输出电压相接，第二二极管的阴极和升压电路连接。
12.有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明利用了mos组件可控制方式，可以有效防止干扰，提供输出电压的过压保护，且缩小了电路使用面积，降低成本。
附图说明
13.图1为现有耐高压线性稳压器的电路示意图；
14.图2为带电容耐高压线性稳压器的电路示意图；
15.图3为本发明的电路示意图；
16.图4为图1的电路时序仿真图；
17.图5为图2的电路时序仿真图；
18.图6为图3电路时序仿真图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
20.如图3所示，本发明一种含放电过压保护的耐高压线性稳压器包括线性稳压器电路、放电过压保护电路和防倒灌电路，其中线性稳压器电路和放电过压保护电路相连接，防倒灌电路与线性稳压器电路的输出电压相连接，当线性稳压器产生的输出电压受到干扰，放电过压保护电路启动稳定电压防止电压过高。
21.放电过压保护电路包括3个mos管、2个电阻和1个电容，放电过压保护电路包括第九mos管p9、第十mos管p10、第十一mos管n11、第一电容c1、第三电阻r3和第四电阻r4。线性稳压器电路包括第一hvmos管hp1、第二hvmos管hp2、第三hvmos管hp3、第四hvmos管hn4、第五hvmos管hn5、第六hvmos管hn6、第七mos管n7、第八mos管n8，第一电阻r1、第二电阻r2、第五电阻r5和第一二极管d1；防倒灌电路包括第二二极管d2。其中第九mos管p9和第十mos管p10为pmos管，第七mos管n7、第八mos管n8和第十一mos管n11为nmos管，第一hvmos管hp1、第二hvmos管hp2和第三hvmos管hp3为hv-pmos管，hv-pmos管漏极耐高压，第四hvmos管hn4、第五hvmos管hn5和第六hvmos管hn6为hv-nmos管，hv-nmos管漏极耐高压。
22.本发明的第三电阻r3的一端和线性稳压器电路的输出电压vout连接，第三电阻r3的另一端和第九mos管p9的源极和第一电容c1和第十一mos管n11的漏极连接于低压电路v3d，第九mos管p9的漏极和栅极相连，第九mos管p9的漏极和第十mos管p10的源极相连，第
十mos管p10的源极和第四电阻r4的一端和第一电容c1的另一端和第十一mos管n11的栅极相连，第四电阻r4的另一端和第十一mos管n11的源极连接至接地端gnda，第十mos管p10的栅极连接电压v5v。第一hvmos管hp1和第二hvmos管hp2和第三hvmos管hp3的源极、第一二极管d1的阴极、第五电阻r5的一端均连接于高压电源端v12a，第一hvmos管hp1和第二hvmos管hp2的栅极相连，第一hvmos管hp1的栅极和漏极相接，第二hvmos管hp2的漏极、第一二极管d1阳极、第五电阻r5的另一端、第三hvmos管hp3的栅极和第六hvmos管hn6的漏极相连，第四hvmos管hn4的漏极和第一hvmos管hp1的漏极相连，第四hvmos管hn4的栅极、第二电阻r2的一端和第一电阻r1的一端相连，第五hvmos管hn5的漏极和第二hvmos管hp2的漏极相连，第五hvmos管hn5的栅极连接于外部电压vref，第五hvmos管hn5的源极、第四hvmos管hn4的源极和第八mos管n8的漏极相连，第七mos管n7的栅极和漏极相接，第七mos管n7的栅极和第八mos管n8的栅极相连，第七mos管n7的源极、第八mos管n8的源极和第一电阻r1另一端连接至接地端gnda，第六hvmos管hn6的栅极连接电压v5v，第七mos管n7的栅极连接参考电压vb1，第三hvmos管hp3的漏极、第六hvmos管hn6的源极和第二电阻r2的另一端的相连点为输出电压vout。第二二极管d2的阳极和线性稳压器电路的输出电压vout相接，第二二极管d2的阴极和升压电路vbs连接。
23.本发明利用了mos组件可控制方式，来达到放电过压保护效果，当低压电路v3d产生过压，会产生第十mos管p10的栅极到第九mos管p9的源极跨压变大，会产生第十一mos管n11的栅极拉至高电位，打开第十一mos管n11让低压电路v3d过冲的电压有放电路径，同时当低压电路v3d瞬间产生瞬间过压时，也可利用第一电容c1元件稳压特性，让第十一mos管n11的栅极拉至高电位，让第十一mos管n11的打开，来防止低压电路出现过压。
24.如图4所示，当高压电源端v12a为18v时，当升压电路vbs的电源会产生5v到23v的跳动，而低压电路v3d的电源会受到干扰，产生超过9v的跳动。如图2所示，使用一颗大电容技术来防止提供给低压电路的电源过高，仿真图如图5所示，当高压电源端v12a为18v时，当升压电路vbs的电源会产生5v到23v的跳动，而低压电路v3d的电源会受到干扰，但一颗大电容c2可以防止电压过高。本发明的仿真图如图6所示，当高压电源端v12a为18v时，当升压电路vbs的电源会产生5v到23v的跳动，而低压电路v3d的电源，可以有效的控制在6v以下。从图4-图6的对比可以得到本发明的放电过压保护电路可以有效压制电压。

技术特征：
1.一种含放电过压保护的耐高压线性稳压器，其特征在于：包括线性稳压器电路、放电过压保护电路和防倒灌电路，其中线性稳压器电路和放电过压保护电路相连接，防倒灌电路与线性稳压器电路的输出电压相连接，所述放电过压保护电路包括3个mos管、2个电阻和1个电容。2.根据权利要求1所述的含放电过压保护的耐高压线性稳压器，其特征在于：所述放电过压保护电路包括第九mos管(p9)、第十mos管(p10)、第十一mos管(n11)、第一电容(c1)、第三电阻(r3)和第四电阻(r4)，其中第三电阻(r3)的一端和线性稳压器电路的输出电压(vout)连接，第三电阻(r3)的另一端和第九mos管(p9)的源极和第一电容(c1)和第十一mos管(n11)的漏极连接于低压电路(v3d)，第九mos管(p9)的漏极和栅极相连，第九mos管(p9)的漏极和第十mos管(p10)的源极相连，第十mos管(p10)的源极和第四电阻(r4)的一端和第一电容(c1)的另一端和第十一mos管(n11)的栅极相连，第四电阻(r4)的另一端和第十一mos管(n11)的源极连接至接地端(gnda)，第十mos管(p10)的栅极连接电压(v5v)。3.根据权利要求2所述的含放电过压保护的耐高压线性稳压器，其特征在于：所述第九mos管(p9)和第十mos管(p10)为pmos管，第十一mos管(n11)为nmos管。4.根据权利要求2所述的含放电过压保护的耐高压线性稳压器，其特征在于：所述线性稳压器电路包括第一hvmos管(hp1)、第二hvmos管(hp2)、第三hvmos管(hp3)、第四hvmos管(hn4)、第五hvmos管(hn5)、第六hvmos管(hn6)、第七mos管(n7)、第八mos管(n8)，第一电阻(r1)、第二电阻(r2)、第五电阻(r5)和第一二极管(d1)。5.根据权利要求4所述的含放电过压保护的耐高压线性稳压器，其特征在于：所述第一hvmos管(hp1)、第二hvmos管(hp2)和第三hvmos管(hp3)为hv-pmos管，第四hvmos管(hn4)、第五hvmos管(hn5)和第六hvmos管(hn6)为hv-nmos管，第七mos管(n7)和第八mos管(n8)为nmos管。6.根据权利要求4所述的含放电过压保护的耐高压线性稳压器，其特征在于：所述第一hvmos管(hp1)和第二hvmos管(hp2)和第三hvmos管(hp3)的源极、第一二极管(d1)的阴极、第五电阻(r5)的一端均连接于高压电源端(v12a)，第一hvmos管(hp1)和第二hvmos管(hp2)的栅极相连，第一hvmos管(hp1)的栅极和漏极相接，第二hvmos管(hp2)的漏极、第一二极管(d1)阳极、第五电阻(r5)的另一端、第三hvmos管(hp3)的栅极和第六hvmos管(hn6)的漏极相连，第四hvmos管(hn4)的漏极和第一hvmos管(hp1)的漏极相连，第四hvmos管(hn4)的栅极、第二电阻(r2)的一端和第一电阻(r1)的一端相连，第五hvmos管(hn5)的漏极和第二hvmos管(hp2)的漏极相连，第五hvmos管(hn5)的栅极连接于外部电压(vref)，第五hvmos管(hn5)的源极、第四hvmos管(hn4)的源极和第八mos管(n8)的漏极相连，第七mos管(n7)的栅极和漏极相接，第七mos管(n7)的栅极和第八mos管(n8)的栅极相连，第七mos管(n7)的源极、第八mos管(n8)的源极和第一电阻(r1)另一端连接至接地端(gnda)，第六hvmos管(hn6)的栅极连接电压(v5v)，第七mos管(n7)的栅极连接参考电压(vb1)，第三hvmos管(hp3)的漏极、第六hvmos管(hn6)的源极和第二电阻(r2)的另一端的相连点为输出电压(vout)。7.根据权利要求1所述的含放电过压保护的耐高压线性稳压器，其特征在于：所述防倒灌电路包括第二二极管(d2)，第二二极管(d2)的阳极和线性稳压器电路的输出电压(vout)相接，第二二极管(d2)的阴极和升压电路(vbs)连接。

技术总结
本发明公开了一种含放电过压保护的耐高压线性稳压器，包括线性稳压器电路、放电过压保护电路和防倒灌电路，其中线性稳压器电路和放电过压保护电路相连接，防倒灌电路与线性稳压器电路的输出电压相连接，所述放电过压保护电路包括3个MOS管、2个电阻和1个电容。本发明利用了MOS组件可控制方式，可以有效防止干扰，提供输出电压的过压保护，且缩小了电路使用面积，降低成本。降低成本。降低成本。


技术研发人员：黄允隆 杨全 谷申
受保护的技术使用者：南京市智凌芯电子科技有限公司
技术研发日：2022.02.17
技术公布日：2022/5/25