CN209765366U - 一种带有调整电路的带隙基准电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带有调整电路的带隙基准电路，包括基准电压输出端vref24，还包括带隙基准电压源Bandgap、第一集成运放电路AMP1和调整电路，所述带隙基准电压源Bandgap和第一集成运放电路AMP1的一端均与模拟电源端AVDD相连，另一端均与信号地VSS相连，用于为其提供电能。本实用新型通过设置调整电路，且调整电路包括接收器I2C receiver和电阻串联调节电路，通过接收器I2C receiver接收芯片内部的I2C控制信号，最终转换成电平控制信号，通过控制三极管的接通和关断可以选择不同电阻分压点，能够实现为MCU(单片机或主控芯片)提供准确可调的参考电压的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及基准电路技术领域，具体为一种带有调整电路的带隙基准电路。
背景技术
当今社会集成电路高度发展，越来越多的移动式电子产品影响并改变着人们的生活。这些电子设备均需要电源管理***来保证产品中电池供电电压的稳定性，而电源管理***中通常使用带隙基准电路来提供精准、稳定的基准参考电压。但是带隙基准电路输出端参考电压受环境温度变化的影响比较大。
所以提高带隙基准电路输出参考电压的准确性的主要问题是如何提高其温度抑制，即如何实现与温度无关的结构，但是由于在现实中半导体几乎没有与温度无关的参数，目前的解决措施一般是通过找到一些具有正温度系数和负温度系数的参数，通过合适的组合，可以得到与温度无关的量。但是这样不仅不能非常精确的消除温度的影响，而且需要更复杂的电路拓扑结构和更大的电路面积。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种带有调整电路的带隙基准电路，通过设置调整电路，且调整电路包括接收器I2C receiver和电阻串联调节电路，通过接收器I2C receiver接收芯片内部的I2C控制信号，最终转换成电平控制信号，由该电平控制信号控制三极管的接通和关断可以选择不同电阻分压点，实现了为MCU(单片机或主控芯片)提供准确可调的参考电压的功能。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带有调整电路的带隙基准电路，包括基准电压输出端vref24，还包括带隙基准电压源Bandgap、第一集成运放电路AMP1和调整电路，所述带隙基准电压源Bandgap和第一集成运放电路AMP1的一端均与模拟电源端AVDD相连，另一端均与信号地VSS相连，用于为其提供电能；所述带隙基准电压源Bandgap的输出端与第一集成运放电路AMP1的同相输入端相连，用于为第一集成运放电路AMP1提供同相输入电压，所述第一集成运放电路AMP1的反向输入端通过调整电路与第一集成运放电路AMP1的输出端相连，构成第一负反馈回路，用于调节第一集成运放电路AMP1输出电压的大小；所述调整电路的另一端通过电阻R1信号地VSS相连，所述调整电路包括接收器I2C receiver、译码器I2C decorder、调整单元Trimming block和电阻串联调节电路，所述第一集成运放电路AMP1的输出端为基准电压输出端vref24；所述带隙基准电压源Bandgap的输出端与第一集成运放电路AMP1的偏置电流输入端相连，用于为其提供偏置电流；所述调整单元Trimming block包括fusecell模块。
优选的，所述带隙基准电压源Bandgap包括第一偏置电流输出端pbias1、第二偏置电流输出端pbias2、第三偏置电流输出端pbias_trim、第四偏置电流输出端pbias_short，所述第一偏置电流输出端pbias1、第二偏置电流输出端pbias2、第三偏置电流输出端pbias_trim和第四偏置电流输出端pbias_short均与第一集成运放电路AMP1的偏置电流输入端相连。
优选的，所述带隙基准电压源Bandgap包括1.2V基准电压输出端vbg12，所述1.2V基准电压输出端vbg12与第一集成运放电路AMP1的同相输入端相连。
优选的，所述带隙基准电压源Bandgap包括第二集成运放电路AMP2，所述第二集成运放电路AMP2的同相输入端与通过电阻R7与第二集成运放电路AMP2的输出端相连，构成正反馈回路，用于调节第二集成运放电路AMP2的同相输入端电压；所述第二集成运放电路AMP2的反相输入端与通过电阻R8与第二集成运放电路AMP2的输出端相连，构成第二负反馈回路，用于调节第二集成运放电路AMP2的反相输入端电压；所述第二集成运放电路AMP2的输出端为1.2V基准电压输出端vbg12。
优选的，所述调整电路包括接收器I2C receiver，所述接收器I2C receiver的输入端与I2C总线相连，所述I2C总线包括串行数据线SDA和串行时钟线SCL两根双向I/O通讯线。
优选的，所述接收器I2C receiver的输出端与译码器I2C decorder相连，所述译码器I2C decorder用于将I2C控制信号转换成逻辑控制信号，所述逻辑控制信号包括trmdata0、trmdata1、trmdata2、trmdata3和trmdata4五路数字信号。
优选的，所述译码器I2C decorder的输出端与调整单元Trimming block的输入端相连，用于将逻辑控制信号转换为电平控制信号，所述电平控制信号包括trmout0、trmout1、trmout2、trmout3和trmout4五路电平控制信号。
优选的，所述调整单元Trimming block的输出端与电阻串联调节电路的输入端相连，用于调整电阻串联调节电路的串联电阻值的大小；所述电阻串联调节电路包括三极管Q0、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4和电阻R0、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，所述电阻R4通过串联电阻R5与第一集成运放电路AMP1的反向输入端相连。
优选的，所述三极管Q0的集电极和发射极之间并联连接电阻R0，所述三极管Q1的集电极和发射极之间并联连接电阻R1，所述三极管Q2的集电极和发射极之间并联连接电阻R2，所述三极管Q3的集电极和发射极之间并联连接电阻R3，所述三极管Q4的集电极和发射极之间并联连接电阻R4。
优选的，所述第一集成运放电路AMP1的反向输入端通过电阻R6与信号地VSS相连。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种带有调整电路的带隙基准电路，包括带隙基准电压源Bandgap、第一集成运放电路AMP1和调整电路，调整电路包括接收器I2C receiver、译码器I2C decorder、调整单元Trimming block和电阻串联调节电路，其中，接收器I2C receiver用于接收芯片内部的I2C控制信号(其中，接收器I2C receiver的输入端与I2C总线相连，I2C总线支持任何IC芯片，I2C总线包括串行数据线SDA和串行时钟线SCL两根双向I/O通讯线，通过配置对应的I2C引脚功能为串行数据线SDA和串行时钟线SCL即可实现I2C数据双向通讯功能)；译码器I2C decorder用于将I2C控制信号转换成逻辑控制信号，调整单元Trimming block用于将逻辑控制信号转换为电平控制信号，通过电平控制信号控制三极管的接通和关断来调整电阻串联调节电路的串联电阻值的大小，进而实现对不同电阻分压点的选择。因此实现了根据环境温度变化，通过I2C总线传送I2C控制信号，然后通过对不同电阻分压点的选择，实现了对带隙基准电路基准电压输出端vref24点电压的微调整(调整范围为2.4V±50mv)，达到了能够适应环境温度的变化为MCU(单片机或主控芯片)提供准确可调的参考电压的功能。
附图说明
图1为本实用新型一种带有调整电路的带隙基准电路的电路原理图；
图2为本实用新型一种带有调整电路的带隙基准电路中带隙基准电压源Bandgap的电路原理图；
图3为本实用新型一种带有调整电路的带隙基准电路中调整电路内部的电路连接图；
图4为本实用新型一种带有调整电路的带隙基准电路中调整单元Trimming block的电路原理图；
图5为本实用新型一种带有调整电路的带隙基准电路中fusecell模块的电路原理图；
图6为本实用新型一种带有调整电路的带隙基准电路中电阻串联调节电路的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-6，本实用新型提供的一种实施例：一种带有调整电路的带隙基准电路，包括基准电压输出端vref24，还包括带隙基准电压源Bandgap、第一集成运放电路AMP1和调整电路，所述带隙基准电压源Bandgap和第一集成运放电路AMP1的一端均与模拟电源端AVDD相连，另一端均与信号地VSS相连，用于为其提供电能；所述带隙基准电压源Bandgap的输出端与第一集成运放电路AMP1的同相输入端相连，用于为第一集成运放电路AMP1提供同相输入电压，所述第一集成运放电路AMP1的反向输入端通过调整电路与第一集成运放电路AMP1的输出端相连，构成第一负反馈回路，用于调节第一集成运放电路AMP1输出电压的大小；所述调整电路的另一端通过电阻R1信号地VSS相连，所述调整电路包括接收器I2Creceiver、译码器I2C decorder、调整单元Trimming block和电阻串联调节电路，所述第一集成运放电路AMP1的输出端为基准电压输出端vref24；所述带隙基准电压源Bandgap的输出端与第一集成运放电路AMP1的偏置电流输入端相连，用于为其提供偏置电流；所述调整单元Trimming block包括fusecell模块。
图5为本实用新型一种带有调整电路的带隙基准电路中fusecell模块的电路原理图；在该实施例中，调整单元Trimming block包括五个电路结构相同的fusecell模块，分别用于将逻辑控制信号trmdata0转换为电平控制信号trmout0、将逻辑控制信号trmdata1转换为电平控制信号trmout1、将逻辑控制信号trmdata2转换为电平控制信号trmout2、将逻辑控制信号trmdata3转换为电平控制信号trmout3以及将逻辑控制信号trmdata4转换为电平控制信号trmout4。
优选的，所述带隙基准电压源Bandgap包括第一偏置电流输出端pbias1、第二偏置电流输出端pbias2、第三偏置电流输出端pbias_trim、第四偏置电流输出端pbias_short，所述第一偏置电流输出端pbias1、第二偏置电流输出端pbias2、第三偏置电流输出端pbias_trim和第四偏置电流输出端pbias_short均与第一集成运放电路AMP1的偏置电流输入端相连。
优选的，所述带隙基准电压源Bandgap包括1.2V基准电压输出端vbg12，所述1.2V基准电压输出端vbg12与第一集成运放电路AMP1的同相输入端相连。
优选的，所述带隙基准电压源Bandgap包括第二集成运放电路AMP2，所述第二集成运放电路AMP2的同相输入端与通过电阻R7与第二集成运放电路AMP2的输出端相连，构成正反馈回路，用于调节第二集成运放电路AMP2的同相输入端电压；所述第二集成运放电路AMP2的反相输入端与通过电阻R8与第二集成运放电路AMP2的输出端相连，构成第二负反馈回路，用于调节第二集成运放电路AMP2的反相输入端电压；所述第二集成运放电路AMP2的输出端为1.2V基准电压输出端vbg12。
如图2所示，为带隙基准电路中带隙基准电压源Bandgap的电路原理图，由模拟电源端avdd和信号地vss接入供电电源，然后经过以第二集成运放电路AMP2为核心的运算电路后，一方面输出偏置电流与第一集成运放电路AMP1的偏置电流输入端相连，另一方面输出1.2V基准电压与第一集成运放电路AMP1的同相输入端相连。
如图3所示为调整电路内部的电路连接图；其中，所述调整电路包括接收器I2Creceiver，所述接收器I2C receiver的输入端与I2C总线相连，所述I2C总线包括串行数据线SDA和串行时钟线SCL两根双向I/O通讯线。
其中，I2C总线支持任何IC芯片，通过配置对应的I2C引脚功能为SDA和SCL即可实现I2C数据双向通讯功能。
优选的，所述接收器I2C receiver的输出端与译码器I2C decorder相连，所述译码器I2C decorder用于将I2C控制信号转换成逻辑控制信号，所述逻辑控制信号包括trmdata0、trmdata1、trmdata2、trmdata3和trmdata4五路数字信号。
优选的，所述译码器I2C decorder的输出端与调整单元Trimming block的输入端相连，用于将逻辑控制信号转换为电平控制信号，所述电平控制信号包括trmout0、trmout1、trmout2、trmout3和trmout4五路电平控制信号。
优选的，所述调整单元Trimming block的输出端与电阻串联调节电路的输入端相连，用于调整电阻串联调节电路的串联电阻值的大小；所述电阻串联调节电路包括三极管Q0、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4和电阻R0、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，所述电阻R4通过串联电阻R5与第一集成运放电路AMP1的反向输入端相连。
优选的，所述三极管Q0的集电极和发射极之间并联连接电阻R0，所述三极管Q1的集电极和发射极之间并联连接电阻R1，所述三极管Q2的集电极和发射极之间并联连接电阻R2，所述三极管Q3的集电极和发射极之间并联连接电阻R3，所述三极管Q4的集电极和发射极之间并联连接电阻R4。
优选的，所述第一集成运放电路AMP1的反向输入端通过电阻R6与信号地VSS相连。
如图6所示为电阻串联调节电路的电路原理图，其中，五路电平控制信号trmout0、trmout1、trmout2、trmout3和trmout4分别与三极管Q0、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4的基极相连接，用于通过控制基极电平的高低来控制三极管的通断，进而控制对不同电阻分压点的选择，实现了对带隙基准电路基准电压输出端vref24点电压的微调整，达到了能够为MCU(单片机或主控芯片)提供准确可调的参考电压的功能。
工作原理：本实用新型是一种带有调整电路的带隙基准电路，包括带隙基准电压源Bandgap、第一集成运放电路AMP1和调整电路，调整电路包括接收器I2C receiver、译码器I2C decorder、调整单元Trimming block和电阻串联调节电路，其中，接收器I2Creceiver用于接收芯片内部的I2C控制信号(其中，接收器I2C raceiver的输入端与I2C总线相连，I2C总线支持任何IC芯片，I2C总线包括串行数据线SDA和串行时钟线SCL两根双向I/O通讯线，通过配置对应的I2C引脚功能串行数据线SDA和串行时钟线SCL即可实现I2C数据双向通讯功能)；译码器I2C decorder用于将I2C控制信号转换成逻辑控制信号，调整单元Trimming block用于将逻辑控制信号转换为电平控制信号，通过电平控制信号控制三极管的接通和关断来调整电阻串联调节电路的串联电阻值的大小，进而实现对不同电阻分压点的选择。因此实现了根据环境温度变化，通过I2C总线传送I2C控制信号，然后通过对不同电阻分压点的选择，实现了对带隙基准电路基准电压输出端vref24输出电压的微调整，达到了能够为MCU(单片机或主控芯片)提供准确可调的参考电压的功能。
由于在现实中半导体几乎没有与温度无关的参数，故带隙基准电路输出端参考电压受环境温度变化的影响比较大，该带有调整电路的带隙基准电路实现了根据环境温度变化来调整带隙基准电路基准电压输出端vref24的功能，调整范围为2.4V±50mv。
在硬件上，I2C总线只需要一根数据线和一根时钟线两根线，总线接口已经集成在芯片内部，不需要特殊的接口电路，因此I2C总线简化了硬件电路的PCB布线。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种带有调整电路的带隙基准电路，包括基准电压输出端vref24，其特征在于，还包括带隙基准电压源Bandgap、第一集成运放电路AMP1和调整电路，所述带隙基准电压源Bandgap和第一集成运放电路AMP1的一端均与模拟电源端AVDD相连，另一端均与信号地VSS相连，用于为其提供电能；所述带隙基准电压源Bandgap的输出端与第一集成运放电路AMP1的同相输入端相连，用于为第一集成运放电路AMP1提供同相输入电压，所述第一集成运放电路AMP1的反向输入端通过调整电路与第一集成运放电路AMP1的输出端相连，构成第一负反馈回路，用于调节第一集成运放电路AMP1输出电压的大小；所述调整电路的另一端通过电阻R1信号地VSS相连，所述调整电路包括接收器I2C receiver、译码器I2C decorder、调整单元Trimming block和电阻串联调节电路，所述第一集成运放电路AMP1的输出端为基准电压输出端vref24；所述带隙基准电压源Bandgap的输出端与第一集成运放电路AMP1的偏置电流输入端相连，用于为其提供偏置电流；所述调整单元Trimming block包括fusecell模块。
2.根据权利要求1所述的一种带有调整电路的带隙基准电路，其特征在于：所述带隙基准电压源Bandgap包括第一偏置电流输出端pbias1、第二偏置电流输出端pbias2、第三偏置电流输出端pbias_trim、第四偏置电流输出端pbias_short，所述第一偏置电流输出端pbias1、第二偏置电流输出端pbias2、第三偏置电流输出端pbias_trim和第四偏置电流输出端pbias_short均与第一集成运放电路AMP1的偏置电流输入端相连。
3.根据权利要求1所述的一种带有调整电路的带隙基准电路，其特征在于：所述带隙基准电压源Bandgap包括1.2V基准电压输出端vbg12，所述1.2V基准电压输出端vbg12与第一集成运放电路AMP1的同相输入端相连。
4.根据权利要求1所述的一种带有调整电路的带隙基准电路，其特征在于：所述带隙基准电压源Bandgap包括第二集成运放电路AMP2，所述第二集成运放电路AMP2的同相输入端与通过电阻R7与第二集成运放电路AMP2的输出端相连，构成正反馈回路，用于调节第二集成运放电路AMP2的同相输入端电压；所述第二集成运放电路AMP2的反相输入端与通过电阻R8与第二集成运放电路AMP2的输出端相连，构成第二负反馈回路，用于调节第二集成运放电路AMP2的反相输入端电压；所述第二集成运放电路AMP2的输出端为1.2V基准电压输出端vbg12。
5.根据权利要求1所述的一种带有调整电路的带隙基准电路，其特征在于：所述调整电路包括接收器I2C receiver，所述接收器I2C receiver的输入端与I2C总线相连，所述I2C总线包括串行数据线SDA和串行时钟线SCL两根双向I/O通讯线。
6.根据权利要求1所述的一种带有调整电路的带隙基准电路，其特征在于：所述接收器I2C receiver的输出端与译码器I2C decorder相连，所述译码器I2C decorder用于将I2C控制信号转换成逻辑控制信号，所述逻辑控制信号包括trmdata0、trmdata1、trmdata2、trmdata3和trmdata4五路数字信号。
7.根据权利要求1所述的一种带有调整电路的带隙基准电路，其特征在于：所述译码器I2C decorder的输出端与调整单元Trimming block的输入端相连，用于将逻辑控制信号转换为电平控制信号，所述电平控制信号包括trmout0、trmout1、trmout2、trmout3和trmout4五路电平控制信号。
8.根据权利要求1所述的一种带有调整电路的带隙基准电路，其特征在于：所述调整单元Trimming block的输出端与电阻串联调节电路的输入端相连，用于调整电阻串联调节电路的串联电阻值的大小；所述电阻串联调节电路包括三极管Q0、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4和电阻R0、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，所述电阻R4通过串联电阻R5与第一集成运放电路AMP1的反向输入端相连。
9.根据权利要求8所述的一种带有调整电路的带隙基准电路，其特征在于：所述三极管Q0的集电极和发射极之间并联连接电阻R0，所述三极管Q1的集电极和发射极之间并联连接电阻R1，所述三极管Q2的集电极和发射极之间并联连接电阻R2，所述三极管Q3的集电极和发射极之间并联连接电阻R3，所述三极管Q4的集电极和发射极之间并联连接电阻R4。
10.根据权利要求1所述的一种带有调整电路的带隙基准电路，其特征在于：所述第一集成运放电路AMP1的反向输入端通过电阻R6与信号地VSS相连。
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