对电光源进行控制的运算放大器以及电池管理系统技术方案

一种对电光源进行控制的运算放大器以及电池管理系统，该运算放大器包括输入级和输出级，输入级包括：第一电流源，用于产生第一偏置电流；差分输入电路，用于接收所述第一偏置电流以及差分输入信号，并将所述差分输入信号转换为差分输入电流，其中，输入级通过第一电源供电电压供电；输出级包括：负载电路，与所述差分输入电路相连，用于接收所述差分输入电流并输出单端输出信号，其中，输出级通过第二电源供电电压供电，所述第二电源供电电压小于所述第一电源供电电压。本发明专利技术提供的运算放大器以及电池管理系统，通过使用不同的电源供电电压供电，无需额外的电平转换电路，因此减小了运算放大器的面积，降低了运算放大器的成本以及功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
，特别是涉及一种可降低面积、成本以及功耗的运算放大器以及电池管理系统。
技术介绍
现有的运算放大器通常包括输入级和输出级，其中，输入级用于接收差分输入信号，输出级用于将差分输入信号转换为单端输出信号，并且输入级和输出级通过公共电源供电。例如在电压测量系统中，现有的运算放大器可用于检测包含有多个单电池的电池组中的单电池电压；如果同相输入端和反相输入端的共模输入电平高于第一预设值(例如5V)，则输入级和输出级均需要由高于该共模输入电平的高压电源电压(例如18V)进行供电。此时，输入级和输出级均需要采用高压晶体管；高压晶体管是一种工作电压阈值大于高 压电源电压(例如18V)的晶体管，高压晶体管的工作电压大于该工作电压阈值时会降低该晶体管的可靠性或者损坏该晶体管。通常，高压晶体管具有较大的尺寸和较高的寄生参数，因此高压晶体管在运算放大器中的使用将会增加运算放大器的尺寸，并降低运算放大器的性能；进一步地，由于高压晶体管的栅源电压阈值VDS小于第二预设值(例如12V)，因此很难关断高压晶体管。因此，在现有的运算放大器中，通过采用电平转换电路将低压的控制信号转换为高压的控制信号，从而作用在高压晶体管的栅极以关断高压晶体管。然而，电平转换电路进一步增加了运算放大器的尺寸，同时也增加了运算放大器的成本；此外，在运算放大器关闭之后电平转换电路仍会继续运行，因此也增加了功耗。
技术实现思路
本专利技术提供一种运算放大器以及电池管理系统，以减小运算放大器的面积，降低运算放大器的成本以及功耗。本专利技术提供一种运算放大器，包括输入级和输出级；所述输入级包括第一电流源，用于产生第一偏置电流；以及差分输入电路，与所述第一电流源相连，用于接收所述第一偏置电流以及差分输入信号，并将所述差分输入信号转换为差分输入电流，其中，所述输入级通过第一电源供电电压供电；所述输出级包括负载电路，与所述差分输入电路相连，用于接收所述差分输入电流并输出单端输出信号，其中，所述输出级通过第二电源供电电压供电，所述第二电源供电电压小于所述第一电源供电电压。本专利技术所述的运算放大器，其中，所述输入级包括第一多个晶体管，所述输出级包括第二多个晶体管，其中，所述第二多个晶体管的工作电压阈值小于所述第一多个晶体管的工作电压阈值。本专利技术所述的运算放大器，还包括控制级，用于接收第二偏置电流以及使能信号，并基于所述使能信号控制所述输入级和所述输出级，以及基于所述第二偏置电流产生第三偏置电流和第四偏置电流，其中，所述控制级通过所述第二电源供电电压供电。本专利技术所述的运算放大器，其中，所述控制级还包括电流镜像电路，用于接收所述第二偏置电流并产生所述第三偏置电流和所述第四偏置电流，其中，所述第三偏置电流传递给所述第一电流源以产生所述第一偏置电流，所述第四偏置电流传递给所述输出级。 本专利技术所述的运算放大器，其中，所述控制级还包括开关，连接在所述第一电流源和所述电流镜像电路之间，所述开关用于隔离所述第一电源供电电压和所述第二电源供电电压；所述开关还用于接收所述使能信号，其中，当所述使能信号被设置为第一电压值时，所述开关开启使得所述第三偏置电流被传递给所述第一电流源；当所述使能信号被设置为第二电压值时，所述开关关断以阻止所述第三偏置电流传递给所述第一电流源。本专利技术所述的运算放大器，其中，所述输出级还包括第二电流源，用于接收所述第四偏置电流并产生第五偏置电流给所述负载电路。本专利技术所述的运算放大器，其中，所述输出级还包括放大器，与所述负载电路相连，所述放大器用于放大所述单端输出信号。本专利技术所述的运算放大器，其中，所述输出级还包括箝位电路，与所述负载电路相连，所述箝位电路用于将所述单端输出信号箝位在预定电压。本专利技术还提供一种运算放大器，包括差分输入电路，用于接收差分输入信号，并将所述差分输入信号转换为差分输入电流，其中，所述差分输入电路包括第三多个晶体管；第一电流源，与所述差分输入电路相连，用于为所述差分输入电路提供第一偏置电流，其中，所述第一电流源包括第四多个晶体管；以及负载电路，与所述差分输入电路相连，用于接收所述差分输入电流，并输出单端输出信号，其中，所述负载电路包括第五多个晶体管，其中，所述第五多个晶体管的工作电压阈值小于所述第三多个晶体管和所述第四多个晶体管的工作电压阈值。本专利技术所述的运算放大器，还包括第二电流源，用于为所述负载电路提供第五偏置电流，其中，所述第二电流源包括第六多个晶体管；其中，所述第六多个晶体管的工作电压阈值小于所述第三多个晶体管和所述第四多个晶体管的工作电压阈值。本专利技术所述的运算放大器，其中，所述第一电流源和所述差分输入电路由第一电源供电电压供电，所述负载电路和所述第二电流源由第二电源供电电压供电，其中，所述第二电源供电电压小于所述第一电源供电电压。本专利技术所述的运算放大器，还包括电流镜像电路，用于接收第二偏置电流，并基于所述第二偏置电流产生第三偏置电流和第四偏置电流，其中，所述第三偏置电流被传递给所述第一电流源以产生所述第一偏置电流，所述第四偏置电流被传递给所述第二电流源以产生所述第五偏置电流。本专利技术所述的运算放大器，其中，所述第一电流源和所述差分输入电路由第一电源供电电压供电，所述负载电路和所述第二电流源由第二电源供电电压供电，所述运算放大器还包括开关，连接在所述电流镜像电路和所述第一电流源之间，所述开关用于隔离所述第一电源供电电压和所述第二电源供电电压，所述开关还用于接收使能信号来控制所述第四偏置电流；其中，若所述使能信号被设置为第一电压值，所述开关开启使得所述第四偏置电流被传递给所述第一电流源；若所述使能信号被设置为第二电压值，所述开关关断以阻止所述第四偏置电流传递给所述第一电流源。本专利技术所述的运算放大器，还包括放大器，与所述负载电路相连，所述放大器用于放大所述单端输出信号，其中，所述放大器包括第七多个晶体管，所述第七多个晶体管的工作电压阈值小于所述第三多个晶体管和所述第四多个晶体管的工作电压阈值。本专利技术所述的运算放大器，还包括箝位电路，与所述负载电路相连，所述箝位电路用于将所述单端输出信号箝位在预定电压；其中，所述箝位电路包括第八多个晶体管，所述第八多个晶体管的工作电压阈值小于所述第三多个晶体管和所述第四多个晶体管的工作电压阈值。本专利技术还提供一种 电池管理系统，包括输入电路，用于产生指示单电池电压的差分输入信号；运算放大器，与所述输入电路相连，用于接收和放大所述差分输入信号，并将所述差分输入信号转换为单端输出信号，其中，所述运算放大器包括由第一电源供电电压供电的输入级以及由第二电源供电电压供电的输出级，所述第二电源供电电压小于所述第一电源供电电压；以及输出电路，与所述运算放大器相连，用于接收所述单端输出信号并基于所述单端输出信号确定所述单电池电压。本专利技术所述的电池管理系统，其中，所述运算放大器包括反相输入端，通过第一电阻与所述输入电路相连，所述反相输入端通过所述第一电阻接收所述差分输入信号中的一个输入信号；同相输入端，通过第二电阻与所述输入电路相连，并通过第三电阻接地；其中，所述同相输入端通过所述第二电阻接收所述差分输入信号中的另一个输入信号；以及输出端，通过第四电阻与所述反相输入端相连以形成负反馈回路，并输出所述单端输出信号给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运算放大器，其特征在于，所述运算放大器包括：输入级和输出级；所述输入级包括：第一电流源，用于产生第一偏置电流；以及差分输入电路，与所述第一电流源相连，用于接收所述第一偏置电流以及差分输入信号，并将所述差分输入信号转换为差分输入电流，其中，所述输入级通过第一电源供电电压供电；以及所述输出级包括：负载电路，与所述差分输入电路相连，用于接收所述差分输入电流并输出单端输出信号，其中，所述输出级通过第二电源供电电压供电，所述第二电源供电电压小于所述第一电源供电电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤小虎，
申请(专利权)人：凹凸电子武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：