本发明涉及一种电源选择电路及方法，特别是一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路及方法，属于半导体集成电路。
背景技术：
1、电流检测运算放大器（current sense amplifier , csa）通常是用来检测高边或者低边的电流值，电流流过sense电阻，形成sense电压，电流检测放大器将此电压进行放大。输入为高边或者低边意味着输入共模电压为高电压或者低电压，此电压是独立于芯片电源电压的。为了处理大于电源电压或者小于0v的共模信号，当输入共模电压大于vdd时，内部电源需要切换为输入共模电压，当输入共模电压小于vdd时，需要切换为vdd。
2、因为电流检测放大器响应速度都比较慢，通常的电源切换电路响应速度都比较慢，而当运放用于电机等应用场景时，输入共模电压会出现快速变化的pwm信号，pwm信号可能是很快速的信号，比如25ns实现从0v到120v，或者120v到0v的快速切换。这时就要求电源切换电路要能快速响应输入共模的变化。因此有必要设计出一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路及方法，使电源切换电路能够快速响应输入共模的变化。
2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
3、一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路，包含第一快速翻转比较器、第二快速翻转比较器、pmos管mhp3、pmos管mhp4、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17和电压比较电路，电压比较电路将vdd与输入共模电压比较后输出四路信号并分别输入到第一快速翻转比较器和第二快速翻转比较器和四路输入中，第一快速翻转比较器的输出端与pmos管mhp3的栅极连接，pmos管mhp3的漏极连接电源vdd，pmos管mhp3的源极连接电阻r16的一端，第二快速翻转比较器的输出端与pmos管mhp4的栅极连接，pmos管mhp4的漏极与电阻r14的一端和电阻r15的一端连接，电阻r14的另一端连接输入信号in+,电阻r15的另一端连接输入型号in-，pmos管mhp4的源极连接电阻r17的一端，电阻r16的另一端和电阻r17的另一端产生输出信号hvdd。
4、进一步地，还包含pmos管mp10、pmos管mp11、pmos管mp12、pmos管mp13、pmos管mp14和pmos管mp15，pmos管mp10的源极和pmos管mp13的源极连接输出信号hvdd，pmos管mp10的栅极与pmos管mp10的漏极和pmos管mp11的源极连接，pmos管mp11的栅极与pmos管mp11的漏极和pmos管mp12的源极连接，pmos管mp12的栅极与pmos管mp12的漏极和pmos管mhp3的栅极连接，pmos管mp13的栅极与pmos管mp13的漏极和pmos管mp14的源极连接，pmos管mp14的栅极与pmos管mp14的漏极和pmos管mp15的源极连接，pmos管mp15的栅极与pmos管mp15的漏极和pmos管mhp4的栅极连接。
5、进一步地，所述电压比较电路包含电流源ibias、nmos管mn1、nmos管mn2、nmos管mn3、nmos管mn4、nmos管mn6、nmos管mn7、nmos管mn8、nmos管mn9、nmos管mn10、nmos管mn11、nmos管mn12、nmos管mn13、nmos管mn14、nmos管mn15、高压nmos管mhn1、高压pmos管mhp1、高压pmos管mhp2、pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp3、pmos管mp4、pmos管mp5、pmos管mp6、pmos管mp7、pmos管mp8、pmos管mp9、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电容c1、电容c2、和电容c3；
6、电流源ibias的一端连接电源vdd，电流源ibias的另一端与nmos管mn2的漏极、nmos管mn2的栅极、nmos管mn4的栅极、nmos管mn7的栅极、nmos管mn9的栅极和nmos管mn11的栅极连接，nmos管mn2的源极与nmos管mn1的漏极、nmos管mn1的栅极、nmos管mn3的栅极、nmos管mn6的栅极、nmos管mn8的栅极和nmos管mn10的栅极连接，nmos管mn1的源极连接电源vss；
7、电阻r1的一端连接输入信号in+，电阻r4的一端连接输入信号in-，电阻r1的另一端与电阻r2的一端、电阻r4的另一端和电阻r5的一端连接，电阻r2的另一端连接高压pmos管mhp1的源极，电阻r5的另一端连接高压pmos管mhp2的源极，高压pmos管mhp1的栅极与高压高压pmos管mhp1的漏极、高压pmos管mhp2的栅极和电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端连接高压nmnos管mhn1的漏极，高压nmnos管mhn1的栅极连接偏置电压vbias，高压nmnos管mhn1的源极连接nmos管mn4的漏极，nmos管mn4的源极连接nmos管mn3的漏极，nmos管mn3的源极连接电源vss；
8、电阻r6的一端和电阻r7的一端连接电源vdd，电阻r6的另一端与高压pmos管mhp2的漏极、pmos管mp1的源极连接于节点a，电阻r7的另一端与电阻r8的一端和pmos管mp5的漏极连接，pmos管mp5的源极连接电源vdd，电阻r8的另一端与pmos管mp2的源极和pmos管mp3的漏极连接于节点b，pmos管mp1的栅极与pmos管mp2的栅极、pmos管mp2的漏极和nmos管mn9的漏极连接，pmos管mp1的漏极与nmos管mn7的漏极、电容c1的一端、pmos管mp6的栅极和nmos管mn12的栅极连接于节点c，nmos管mn7的源极连接nmos管mn6的漏极，nmos管mn6的源极连接电源vss，nmos管mn9的源极连接nmos管mn8的漏极，nmos管mn8的源极连接电源vss；
9、电阻r9的一端连接电源vdd，电阻r9的另一端与电阻r10的一端和电阻r11的一端连接，电阻r10的另一端与pmos管mp3的源极连接，电阻r11的另一端与pmos管mp4的源极连接，pmos管mp3的栅极与pmos管mp4的栅极、pmos管mp4的漏极和nmos管mn11的漏极连接，nmos管mn11的源极连接nmos管mn10的漏极，nmos管mn10的源极连接电源vss；
10、pmos管mp5的栅极与电容c1的另一端、pmos管mp7的漏极、nmos管mn13的漏极、pmos管mp8的栅极和nmos管mn14的栅极连接，pmos管mp6的漏极与nmos管mn12的漏极、pmos管mp7的栅极和nmos管mn13的栅极连接，pmos管mp8的漏极与nmos管mn14的漏极、pmos管mp9的栅极、nmos管mn15的栅极和电容c3的一端连接并产生输出信号outb，pmos管mp9的漏极与nmos管mn15的漏极和电容c2的一端连接并产生输出信号out，电容c2的另一端与电阻r13的一端连接并产生输出信号out_p，电容c3的另一端与电阻r12的一端连接并产生输出信号outb_p，pmos管mp6的源极、pmos管mp7的源极、pmos管mp8的源极和pmos管mp9的源极连接电源vdd，nmos管mn12的源极、nmos管mn13的源极、nmos管mn14的源极、nmos管mn15的源极、电阻r13的另一端和电阻r12的另一端连接电源vss。
11、进一步地，所述nmos管mn6和nmos管mn8的尺寸相同，布局匹配，故流经nmos管mn6的电流与流经nmos管mn8的电流相等；nmos管mn3和nmos管mn10的尺寸相同，布局匹配，故流经nmos管mn3的电流与流经nmos管mn10的电流相等。
12、进一步地，所述高压pmos管mhp1和高压pmos管mhp2的尺寸相同，布局匹配。
13、进一步地，所述电阻r2、电阻r5、电阻r10和电阻r11的电阻值相等，电阻r1和电阻r4的电阻值分别是电阻r9的两倍，故电阻r1和电阻r4并联后电阻值与电阻r9的电阻值相等。
14、进一步地，所述第一快速翻转比较器和第二快速翻转比较器分别包含pmos管mp10、pmos管mp11、nmos管mn16、nmos管mn17、nmos管mn18、nmos管mn19、nmos管mn20、nmos管mn21、nmos管mn22、nmos管mn23和电流源i2，电流源i2的一端连接电源vdd，电流源i2的另一端与nmos管mn16的漏极、nmos管mn16的栅极和nmos管mn17的栅极连接，nmos管mn16的源极和nmos管mn17的栅极连接电源vss，nmos管mn17的漏极与nmos管mn19的源极和nmos管mn20的源极连接，nmos管mn19的栅极作为第一快速翻转比较器和第二快速翻转比较器的in+端口，nmos管mn20的栅极作为第一快速翻转比较器和第二快速翻转比较器的in-端口，nmos管mn19的漏极与nmos管mn18的漏极和nmos管mn22的源极连接，nmos管mn18的栅极作为第一快速翻转比较器和第二快速翻转比较器的in+_fast端口，nmos管mn18的源极连接电源vss，nmos管mn20的漏极与nmos管mn21的漏极和nmos管mn23的源极连接，nmos管mn21的栅极作为第一快速翻转比较器和第二快速翻转比较器的in-_fast端口，nmos管mn21的源极连接电源vss，nmos管mn22的栅极连接nmos管mn23的栅极，nmos管mn22的漏极与pmos管pm10的漏极、pmos管pm10的栅极和pmos管pm11的栅极连接，nmos管mn23的漏极与pmos管mp11的漏极连接并产生输出信号cmpout，pmos管mp10的源极和pmos管mp11的源极连接电源vdd。
15、进一步地，所述第一快速翻转比较器的in+端口连接输出信号out，第一快速翻转比较器的in-端口连接输出信号outb，第一快速翻转比较器的in+_fast端口连接输出信号out_p，第一快速翻转比较器的in-_fast端口连接输出信号outb_p；第二快速翻转比较器的in+端口连接输出信号outb，第二快速翻转比较器的in-端口连接输出信号out，第二快速翻转比较器的in+_fast端口连接输出信号outb_p，第二快速翻转比较器的in-_fast端口连接输出信号out_p。
16、一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路的电源选择方法，包含以下步骤：
17、电压比较电路比较电源vdd与输入共模电压的大小，输入共模电压是输入信号in+和输入信号in-的共模电压；当输入共模电压大于电源vdd的电压时,高压pmos管mhp1的电流不变，高压pmos管mhp2的栅源电压等于高压pmos管mhp1的栅源电压，所以高压pmos管mhp2的电流也不变，但是节点a的电压会被拉升，使得节点a的电压比节点b的电压高；因为pmos管mp1和pmos管mp2分别接到下面的nmos管mn6和nmos管mn8，nmos管mn6和nmos管mn8的电流相等，则流过pmos管mp1和pmos管mp2的电流也相等，因为节点a的电压比节点b的电压高，所以pmos管mp1的漏极电压会抬高，迫使pmos管mp1进入到线性区，即节点c的电压被抬高；节点c的电压经过4级反相器后形成与节点c同极性的输出信号out，输出信号outb与节点c的电压反极性，输出信号out_p跟随输出信号out产生一个高电平脉冲信号，输出信号outb_p跟随输出信号outb产生一个低电平脉冲信号；
18、第一快速翻转比较器或第二快速翻转比较器中，当端口in+的电压大于端口in-的电压时，流经nmos管mn19电流大于流经nmos管mn20的电流，由于nmos管mn4的电流会流过pmos管mp10，导致pmos管mp10的电流增加，因为pmos管mp11是pmos管mp10的镜像，pmos管mp11也试图增加电流，但是因为nmos管mn20的电流变小，pmos管mp11没有流出更多电流的回路，所以会将pmos管mp11压入到线性区，使输出信号cmpout的电压升高并逐渐接近电源vdd的电压，此时输出信号cmpout为高电平；
19、端口in+_fast的脉冲信号为高电平时，端口in-_fast的脉冲信号为低电平，端口in+_fast的脉冲信号为低电平时，端口in-_fast的脉冲信号为高电平，nmos管mn18和nmos管mn21会有一个处于打开状态，nmos管mn18或nmos管mn21完全打开期间会产生很大的电流，从而快速将输出信号cmpout处的等效电容充放电，加速第一快速翻转比较器或第二快速翻转比较器的翻转速度；
20、当输出信号out为高电平，输出信号outb为低电平时，输出信号out_p为高电平脉冲信号，outb_p为低电平脉冲信号，第一快速翻转比较器快速地输出高电平，pmos管mhp3关闭，第二快速翻转比较器快速的输出低电平，进而快速地将pmos管mhp4打开，此时输出信号hvdd等于输入信号in+和输入信号in-的输入共模电压；当输出信号out为低电平，输出信号outb为高电平时，输出信号out_p为低电平脉冲信号，输出信号outb_p为高电平脉冲信号，第一快速翻转比较器快速地输出低电平，第二快速翻转比较器快速的输出高电平，进而快速地将pmos管mhp3打开，此时输出信号hvdd等于电源vdd的电压。
21、本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明提供了一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路及方法，采用电压比较电路将电源vdd与输入共模电压比较后产生out、outb、out_p和outb_p四个输出信号，其中out、outb为反向信号，out_p和outb_p为反向的脉冲信号，四个输出信号错位输出到两个快速翻转比较器中，通过两个反向脉冲信号加速比较器的翻转速度，从而实现了电路的快速翻转，使得输出信号能够快速跟随输入共模电压的变化而变化，提高了电路对共模信号的响应速度。
1.一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路，其特征在于：包含第一快速翻转比较器、第二快速翻转比较器、pmos管mhp3、pmos管mhp4、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17和电压比较电路，电压比较电路将vdd与输入共模电压比较后输出四路信号并分别输入到第一快速翻转比较器和第二快速翻转比较器和四路输入中，第一快速翻转比较器的输出端与pmos管mhp3的栅极连接，pmos管mhp3的漏极连接电源vdd，pmos管mhp3的源极连接电阻r16的一端，第二快速翻转比较器的输出端与pmos管mhp4的栅极连接，pmos管mhp4的漏极与电阻r14的一端和电阻r15的一端连接，电阻r14的另一端连接输入信号in+,电阻r15的另一端连接输入型号in-，pmos管mhp4的源极连接电阻r17的一端，电阻r16的另一端和电阻r17的另一端产生输出信号hvdd。
2.根据权利要求1所述的一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路，其特征在于：还包含pmos管mp10、pmos管mp11、pmos管mp12、pmos管mp13、pmos管mp14和pmos管mp15，pmos管mp10的源极和pmos管mp13的源极连接输出信号hvdd，pmos管mp10的栅极与pmos管mp10的漏极和pmos管mp11的源极连接，pmos管mp11的栅极与pmos管mp11的漏极和pmos管mp12的源极连接，pmos管mp12的栅极与pmos管mp12的漏极和pmos管mhp3的栅极连接，pmos管mp13的栅极与pmos管mp13的漏极和pmos管mp14的源极连接，pmos管mp14的栅极与pmos管mp14的漏极和pmos管mp15的源极连接，pmos管mp15的栅极与pmos管mp15的漏极和pmos管mhp4的栅极连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路，其特征在于：所述电压比较电路包含电流源ibias、nmos管mn1、nmos管mn2、nmos管mn3、nmos管mn4、nmos管mn6、nmos管mn7、nmos管mn8、nmos管mn9、nmos管mn10、nmos管mn11、nmos管mn12、nmos管mn13、nmos管mn14、nmos管mn15、高压nmos管mhn1、高压pmos管mhp1、高压pmos管mhp2、pmos管mp1、pmos管mp2、pmos管mp3、pmos管mp4、pmos管mp5、pmos管mp6、pmos管mp7、pmos管mp8、pmos管mp9、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电容c1、电容c2、和电容c3；
4.根据权利要求3所述的一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路，其特征在于：所述nmos管mn6和nmos管mn8的尺寸相同，布局匹配，故流经nmos管mn6的电流与流经nmos管mn8的电流相等；nmos管mn3和nmos管mn10的尺寸相同，布局匹配，故流经nmos管mn3的电流与流经nmos管mn10的电流相等。
5.根据权利要求4所述的一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路，其特征在于：所述高压pmos管mhp1和高压pmos管mhp2的尺寸相同，布局匹配。
6.根据权利要求5所述的一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路，其特征在于：所述电阻r2、电阻r5、电阻r10和电阻r11的电阻值相等，电阻r1和电阻r4的电阻值分别是电阻r9的两倍，故电阻r1和电阻r4并联后电阻值与电阻r9的电阻值相等。
7.根据权利要求3所述的一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路，其特征在于：所述第一快速翻转比较器和第二快速翻转比较器分别包含pmos管mp10、pmos管mp11、nmos管mn16、nmos管mn17、nmos管mn18、nmos管mn19、nmos管mn20、nmos管mn21、nmos管mn22、nmos管mn23和电流源i2，电流源i2的一端连接电源vdd，电流源i2的另一端与nmos管mn16的漏极、nmos管mn16的栅极和nmos管mn17的栅极连接，nmos管mn16的源极和nmos管mn17的栅极连接电源vss，nmos管mn17的漏极与nmos管mn19的源极和nmos管mn20的源极连接，nmos管mn19的栅极作为第一快速翻转比较器和第二快速翻转比较器的in+端口，nmos管mn20的栅极作为第一快速翻转比较器和第二快速翻转比较器的in-端口，nmos管mn19的漏极与nmos管mn18的漏极和nmos管mn22的源极连接，nmos管mn18的栅极作为第一快速翻转比较器和第二快速翻转比较器的in+_fast端口，nmos管mn18的源极连接电源vss，nmos管mn20的漏极与nmos管mn21的漏极和nmos管mn23的源极连接，nmos管mn21的栅极作为第一快速翻转比较器和第二快速翻转比较器的in-_fast端口，nmos管mn21的源极连接电源vss，nmos管mn22的栅极连接nmos管mn23的栅极，nmos管mn22的漏极与pmos管pm10的漏极、pmos管pm10的栅极和pmos管pm11的栅极连接，nmos管mn23的漏极与pmos管mp11的漏极连接并产生输出信号cmpout，pmos管mp10的源极和pmos管mp11的源极连接电源vdd。
8.根据权利要求7所述的一种用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路，其特征在于：所述第一快速翻转比较器的in+端口连接输出信号out，第一快速翻转比较器的in-端口连接输出信号outb，第一快速翻转比较器的in+_fast端口连接输出信号out_p，第一快速翻转比较器的in-_fast端口连接输出信号outb_p；第二快速翻转比较器的in+端口连接输出信号outb，第二快速翻转比较器的in-端口连接输出信号out，第二快速翻转比较器的in+_fast端口连接输出信号outb_p，第二快速翻转比较器的in-_fast端口连接输出信号out_p。
9.一种权利要求8所述的用于电流检测放大器的快速响应电源选择电路的电源选择方法，其特征在于包含以下步骤：
