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    重庆时时彩计划_人工版: 电源电压检测电路.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201611154570.1

    申请日:

    2016.12.14

    公开号:

    CN106771519A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01R 19/165申请日:20161214|||公开
    IPC分类号: G01R19/165; G01R31/40(2014.01)I 主分类号: G01R19/165
    申请人: 上海贝岭股份有限公司
    发明人: 李淼
    地址: 200233 上海市徐汇区宜山路810号
    优先权:
    专利代理机构: 上海弼兴律师事务所 31283 代理人: 薛琦;邓忠红
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611154570.1

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种电源电压检测电路,包括检测支路、偏置???、比较??楹头蠢∧??;所述检测支路的两端分别连接电源电压和所述偏置??榈牡谝皇淙攵?;所述偏置??榘ǖ谒木骞芎偷诙骞?,所述第二晶体管的栅极为所述偏置??榈牡谝皇淙攵?,所述第二晶体管的源极为所述偏置??榈牡谝皇涑龆?,所述第四晶体管的漏极为所述偏置??榈牡诙涑龆?;所述比较??榘ǖ诎司骞芎偷诰啪骞?,所述第八晶体管的漏极、所述第九晶体管的漏极与所述比较??榈氖涑龆讼嗔?;所述反馈??榘ǖ谑骞芎偷谑骞?,所述第十二晶体管的漏极与所述比较??榈氖涑龆讼嗔?。本发明在电源电压低于预设的标准电压值时消耗极低的电流。

    权利要求书

    1.一种电源电压检测电路,包括检测支路,所述检测支路包括稳压元件,其特征在于,
    所述电源电压检测电路还包括偏置???、比较??楹头蠢∧??;
    所述检测支路的两端分别连接电源电压和所述偏置??榈牡谝皇淙攵?;
    所述偏置??榘ǖ谒木骞芎偷诙骞?,所述第二晶体管的栅极为所述偏置???br />的第一输入端,所述第二晶体管的源极为所述偏置??榈牡谝皇涑龆?,所述第四晶体管的
    漏极为所述偏置??榈牡诙涑龆?;所述第四晶体管的源极与所述电源电压相连,所述第
    四晶体管的栅极和漏极与所述第二晶体管的漏极相连;
    所述比较??榘ǖ诎司骞芎偷诰啪骞?,所述第八晶体管的漏极、所述第九晶体
    管的漏极与所述比较??榈氖涑龆讼嗔?;所述第八晶体管的源极与所述电源电压相连,所
    述第八晶体管的栅极与所述偏置??榈牡诙涑龆讼嗔?,所述第九晶体管的栅极与所述偏
    置??榈牡谝皇涑龆讼嗔?,所述第九晶体管的源极接地;
    所述反馈??榘ǖ谑骞芎偷谑骞?,所述第十二晶体管的漏极和栅极、
    所述第十三晶体管的栅极与所述比较??榈氖涑龆讼嗔?,所述第十二晶体管的源极和所述
    第十三晶体管的源极均接地,所述第十三晶体管的漏极与所述第二晶体管的栅极相连。
    2.如权利要求1所述的电源电压检测电路,其特征在于,所述偏置??榛拱ǖ谌?br />管,所述第三晶体管的栅极与所述第二晶体管的源极相连,所述第三晶体管的源极接地,所
    述第三晶体管的漏极与所述第二晶体管的栅极相连。
    3.如权利要求2所述的电源电压检测电路,其特征在于,所述偏置??榛拱ǖ诙?br />阻,所述第二电阻串接于所述第二晶体管的源极和地之间。
    4.如权利要求3所述的电源电压检测电路,其特征在于,所述偏置??榛拱ǖ谄呔?br />管,所述第七晶体管串接于所述第二电阻和地之间,所述第七晶体管的漏极和栅极与所述
    第二电阻相连,所述第七晶体管的源极接地。
    5.如权利要求1所述的电源电压检测电路,其特征在于,所述反馈??榛拱ǖ谑?br />管和第十一晶体管,所述第十晶体管串接于所述比较??榈氖涑龆撕退龅谑骞艿?br />漏极之间,所述第十晶体管的漏极和栅极、所述第十一晶体管的栅极与所述比较??榈氖?br />出端相连,所述第十晶体管的源极与所述第十二晶体管的漏极相连,所述第十一晶体管的
    源极接地,所述第十一晶体管的漏极用于指示所述电源电压是否达到预设的标准电压值。
    6.如权利要求1至5任一项所述的电源电压检测电路,其特征在于,所述电源电压检测
    电路还包括滞回???,所述滞回??榘ǖ缪沟鹘诘缏?、第五晶体管和第六晶体管;
    所述第五晶体管的源极与所述电源电压相连,所述第五晶体管的栅极与所述第四晶体
    管的漏极相连,所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的源极相连,所述第六晶体管的
    漏极与所述第二晶体管的栅极相连;
    所述电压调节电路的输出端接至所述第六晶体管的栅极,在所述电源电压达到预设的
    标准电压值后所述电压调节电路使得所述第六晶体管导通。
    7.如权利要求6所述的电源电压检测电路,其特征在于,所述电压调节电路包括第十九
    晶体管、第三电阻和镜像电流源,所述第十九晶体管的源极与所述电源电压相连,所述第十
    九晶体管的栅极和漏极与所述第三电阻的一端连接,所述第三电阻的另一端与所述镜像电
    流源相连,所述镜像电流源镜像所述第四晶体管上的电流。
    8.如权利要求7所述的电源电压检测电路,其特征在于,所述镜像电流源包括第十八晶
    体管,所述第十八晶体管的漏极与所述第三电阻的另一端相连,所述第十八晶体管的源极
    接地;所述电源电压检测电路还包括输出???,所述输出??榘ǖ谑木骞?、第十五晶
    体管、第十六晶体管、第十七晶体管和第三稳压元件,所述第三稳压元件串接于所述第十五
    晶体管的漏极和地之间,所述第十四晶体管的源极与所述电源电压相连,所述第十四晶体
    管的栅极与所述偏置??榈牡诙涑龆讼嗔?,所述第十四晶体管的漏极、所述第十五晶体
    管的源极、所述第十六晶体管的源极与所述第十一晶体管的漏极相连,所述第十五晶体管
    的漏极和栅极与所述第十六晶体管的栅极相连,所述第十七晶体管的漏极和栅极、所述第
    十八晶体管的栅极和所述第十六晶体管的漏极相连,所述第十七晶体管的源极接地。
    9.如权利要求8所述的电源电压检测电路,其特征在于,所述电源电压检测电路还包括
    第二十晶体管,所述第二十晶体管的栅极与所述第十五晶体管的漏极相连,所述第二十晶
    体管的漏极与所述电源电压相连,所述第二十晶体管的源极用于输出。
    10.如权利要求7至9任一项所述的电源电压检测电路,其特征在于,所述检测支路还包
    括第一晶体管和第一电阻,所述稳压元件、所述第一晶体管和所述第一电阻依次串接于所
    述电源电压和所述偏置??榈牡谝皇淙攵酥?;
    所述第一晶体管的源极与所述第一电阻相连,所述第一晶体管的漏极与所述稳压元件
    相连,所述第一晶体管的栅极与所述电压调节电路的输出端相连。
    11.如权利要求10所述的电源电压检测电路,其特征在于,所述稳压元件包括若干串联
    的开关二极管和稳压二极管,所述检测支路的电流从所述电源电压流至所述偏置??榈牡?br />一输入端,通过所述开关二极管的电流从所述开关二极管的阳极流入,从所述开关二极管
    的阴极流出;通过所述稳压二极管的电流从所述稳压二极管的阴极流入,从所述稳压二极
    管的阳极流出。

    说明书

    电源电压检测电路

    技术领域

    本发明涉及集成电路技术领域,特别涉及一种电源电压检测电路。

    背景技术

    众所周知,许多集成电路出于低功耗的需求,需要对电源电压进行检测,当电源电
    压高于预设的标准电压值时集成电路正常工作,当电源电压低于标准电压值时集成电路进
    入关机状态,以尽可能少地消耗电源电流。

    对于传统的电源电压检测电路,通常简单采用稳压元件与限流电阻串联后再连接
    其它功能电路实现,利用稳压元件如二极管在其正向导通电压或反向击穿电压附近电压电
    流曲线的突变特性来获得适当的检测电压值,但这种结构在稳压元件建立稳定电压之前电
    流较小,此时对其连接的其它功能电路的驱动能力较弱,会影响其它功能电路的稳定性。进
    一步而言,传统的电源电压检测电路在电源电压达到预设的标准电压值的临界点附近时,
    此时检测电路中会存在较大的电流,即检测电路中其它功能电路中会存在较大的电流,而
    此时电源电压还未达到预设的标准电压值,目前检测电路中的电流将产生较大的静态功
    耗。这是由检测电路中稳压元件固有的电压电流曲线突变特性决定的,传统的电源电压检
    测电路无法进一步降低电源电压达到预设的标准电压值的临界点附近时的功耗。

    发明内容

    本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电源电压检测电路在电源电压
    达到预设的标准电压值的临界点附近时功耗较大的缺陷,提供一种能够通过精确控制电源
    电压达到预设的标准电压值的临界点附近时电路的状态从而降低整个电路启动前的功耗
    的电源电压检测电路。

    本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题:

    一种电源电压检测电路,包括检测支路,所述检测支路包括稳压元件,其特点在
    于,所述电源电压检测电路还包括偏置???、比较??楹头蠢∧??;

    所述检测支路的两端分别连接电源电压和所述偏置??榈牡谝皇淙攵?;

    所述偏置??榘ǖ谒木骞芎偷诙骞?,所述第二晶体管的栅极为所述偏置
    ??榈牡谝皇淙攵?,所述第二晶体管的源极为所述偏置??榈牡谝皇涑龆?,所述第四晶体
    管的漏极为所述偏置??榈牡诙涑龆?;所述第四晶体管的源极与所述电源电压相连,所
    述第四晶体管的栅极和漏极与所述第二晶体管的漏极相连;

    所述比较??榘ǖ诎司骞芎偷诰啪骞?,所述第八晶体管的漏极、所述第九
    晶体管的漏极与所述比较??榈氖涑龆讼嗔?;所述第八晶体管的源极与所述电源电压相
    连,所述第八晶体管的栅极与所述偏置??榈牡诙涑龆讼嗔?,所述第九晶体管的栅极与
    所述偏置??榈牡谝皇涑龆讼嗔?,所述第九晶体管的源极接地;

    所述反馈??榘ǖ谑骞芎偷谑骞?,所述第十二晶体管的漏极和栅
    极、所述第十三晶体管的栅极与所述比较??榈氖涑龆讼嗔?,所述第十二晶体管的源极和
    所述第十三晶体管的源极均接地,所述第十三晶体管的漏极与所述第二晶体管的栅极相
    连。

    本方案中,检测支路包括稳压元件,该稳压元件能够为检测支路提供基础的支路
    电流随支路电压突变的特性,稳压元件可以是二极管,通常硅材料集成电路中,一个二极管
    的齐纳击穿电压设计在6V(伏特)左右,一个二极管导通电压在0.7V左右,能够利用多个串
    联的二极管击穿电压和导通电压叠加得到所需要的预设的标准电压值,当电源电压高于这
    个预设的标准电压值时,检测支路的电流显著增加,检测支路为与之相连的偏置??樘峁?br />启动电流,使得偏置??槠舳?。

    本方案中,比较??榈氖涑龆说牡缪刮冉系缪?,当偏置??榇υ谄舳牧俳绲?br />附近时,比较电压被上拉至高电平,当偏置??橥瓿善舳?,比较??榈氖涑龆说谋冉系?br />压被下拉至低电平,因此可以通过比较??榈氖涑龆说谋冉系缪苟缘缭吹缪辜觳獾缏吩谄?br />动的临界点附近的状态做出进一步精确控制。

    本方案改进了传统的电源电压检测电路中单独由检测支路产生的电流对后续电
    路供电的模式,本方案中后续电路如偏置???、比较??楹头蠢∧?榫傻缭吹缪雇ü?br />体管产生电流供电,不再由检测支路产生的电流直接供电,即不再受检测支路中的稳压元
    件固有的电压电流曲线突变特性的限制,使得后续电路在电源电压达到预设的标准电压值
    的临界点附近时即可提前启动从而实现对电源电压的检测功能,而不是如传统的电源电压
    检测电路那样只有在稳压元件击穿后即电源电压已达到预设的标准电压值后才能启动。

    本方案中,第二晶体管为后续电路的总开关,反馈??樵诘缭吹缪勾锏皆ど璧谋?br />准电压值之前能够控制第二晶体管的栅极的电压使得第二晶体管不导通,从而使得第四晶
    体管所在支路没有电流通过,而第八晶体管与第四晶体管构成电流镜,在第四晶体管没有
    电流的情况下,第八晶体管也没有电流产生,尤其在电源电压达到预设的标准电压值的临
    界点附近时,即检测支路中的稳压元件处于击穿的临界点附近时,此时如果不控制则后续
    电路中的电流会比较大,即如果第二晶体管导通会导致整个电源电压检测电路的功耗较
    大,而此时电源电压还不能使用,这部分功耗在电源电压达到预设的标准电压值之前是完
    全浪费掉的,本方案通过控制反馈电路和第二晶体管能够实现精确控制电源电压达到预设
    的标准电压值的临界点附近时电路的状态,使得只有在电源电压达到预设的标准电压值的
    时候第二晶体管立刻导通,随后后续电路中才有电流产生,检测支路的稳压元件击穿附近
    时漏电流不稳定状态不会引起偏置??槠舳?,本方案改变了整个电源电压检测电路的击穿
    特性,从而实现了降低整个电路在电源电压达到标准电压值之前的功耗的效果。

    较佳地,所述偏置??榛拱ǖ谌骞?,所述第三晶体管的栅极与所述第二晶
    体管的源极相连,所述第三晶体管的源极接地,所述第三晶体管的漏极与所述第二晶体管
    的栅极相连。

    本方案中,偏置??榈牡谝皇淙攵硕缘爻氏终虻纪ǘ芴匦?,当偏置??榈?br />第一输入端的电压超过第二晶体管和第三晶体管的开启电压之和时,第二晶体管和第三晶
    体管同时导通,流入该输入端的电流显著增加,同时限制偏置??榈牡谝皇淙攵说牡缪褂?br />偏置??榈牡谝皇涑龆说牡缪辜绦?。因此最终得到的检测电压值由检测支路和偏置模
    块的第一输入端对地阻抗共同决定。

    较佳地,所述偏置??榛拱ǖ诙缱?,所述第二电阻串接于所述第二晶体管的
    源极和地之间。

    本方案中,偏置??榈牡谝皇涑龆说牡缪故艿较拗?,通过第二电阻能够进一步限
    制流过第二晶体管和第四晶体管的电流,从而实现偏置??槠舳蠼档凸牡哪康?。

    较佳地,所述偏置??榛拱ǖ谄呔骞?,所述第七晶体管串接于所述第二电阻
    和地之间,所述第七晶体管的漏极和栅极与所述第二电阻相连,所述第七晶体管的源极接
    地。

    本方案中,在电源电压达到预设的标准电压值时,如果没有第七晶体管则第二电
    阻上需要有较大的电流才能使得第三晶体管的栅极电压达到导通要求,而通过第七晶体
    管,第三晶体管的栅极电压为第七晶体管的导通电压加上第二电阻上的压降值,所以第七
    晶体管使得第二电阻上只需要很小的电流,就会使得第三晶体管的栅极电压达到导通要
    求,从而加快偏置??槠舳乃俣?。另外,通过第二电阻和第七晶体管相结合,能够进一步
    限制流过第二晶体管和第四晶体管的电流,从而实现偏置??槠舳蠼档凸牡哪康?。

    较佳地,所述反馈??榛拱ǖ谑骞芎偷谑痪骞?,所述第十晶体管串接
    于所述比较??榈氖涑龆撕退龅谑骞艿穆┘?,所述第十晶体管的漏极和栅
    极、所述第十一晶体管的栅极与所述比较??榈氖涑龆讼嗔?,所述第十晶体管的源极与所
    述第十二晶体管的漏极相连,所述第十一晶体管的源极接地,所述第十一晶体管的漏极用
    于指示所述电源电压是否达到预设的标准电压值。

    本方案中,当比较??榈氖涑龆说谋冉系缪刮叩缙绞?,反馈??槭涑隽铰废吕?br />电流。第十二晶体管和第十三晶体管构成电流镜,将比较电压转换成第二反馈电流,与启动
    电流叠加,形成较弱的正反馈,使得电源电压检测电路在接近启动的临界点附件时,更不容
    易被启动,继续维持低功耗的状态,这样就实现了电源电压检测电路的电压电流曲线的突
    变不再受到检测支路的稳压元件固有特性的限制。第十晶体管与第十二晶体管叠加,可以
    获得更高的比较电压,增加第十一晶体管的放大能力,使第十一晶体管输出较强的第一反
    馈电流,用于指示电源电压是否达到预设的标准电压值。

    较佳地,所述电源电压检测电路还包括滞回???,所述滞回??榘ǖ缪沟鹘诘?br />路、第五晶体管和第六晶体管;所述第五晶体管的源极与所述电源电压相连,所述第五晶体
    管的栅极与所述第四晶体管的漏极相连,所述第五晶体管的漏极与所述第六晶体管的源极
    相连,所述第六晶体管的漏极与所述第二晶体管的栅极相连;所述电压调节电路的输出端
    接至所述第六晶体管的栅极,在所述电源电压达到预设的标准电压值后所述电压调节电路
    使得所述第六晶体管导通。

    本方案中,电压调节电路的输出端输出滞回电压,第六晶体管用作滞回开关,在电
    源电压检测电路未启动时,滞回电压上拉到电源电压,滞回开关即第六晶体管断开,在电源
    电压检测电路启动后,滞回电压低于电源电压,滞回开关导通,提供一路额外的电流代替检
    测支路提供给偏置??榈钠舳缌?,此时若电源电压下降至低于预设的标准电压值,启动
    电流降为零,偏置??槿匀豢梢晕制舳刺?,从而实现电源电压检测电路的滞回功能。

    较佳地,所述电压调节电路包括第十九晶体管、第三电阻和镜像电流源,所述第十
    九晶体管的源极与所述电源电压相连,所述第十九晶体管的栅极和漏极与所述第三电阻的
    一端连接,所述第三电阻的另一端与所述镜像电流源相连,所述镜像电流源镜像所述第四
    晶体管上的电流。

    本方案中,镜像电流源的电流与第四晶体管上的电流大小成比例关系,第四晶体
    管导通后具有稳定的电流,从而在镜像电流源上产生稳定的电流,再通过第三电阻和连接
    成二极管形式的第十九晶体管转换得到滞回电压。当电源电压检测电路未启动时,第四晶
    体管的电流为零,使得镜像电流源的电流也为零,第十九晶体管和第三电阻将滞回电压上
    拉至电源电压,当电源电压检测电路完成启动之后,第四晶体管的电流稳定,所以镜像电流
    源的电流稳定,通过第十九晶体管和第三电阻将滞回电压下拉,下拉的幅度可以通过第三
    电阻的阻值调节,从而维持偏置??樵诘缭吹缪菇档褪币材芪榷üぷ?。

    较佳地,所述镜像电流源包括第十八晶体管,所述第十八晶体管的漏极与所述第
    三电阻的另一端相连,所述第十八晶体管的源极接地;所述电源电压检测电路还包括输出
    ???,所述输出??榘ǖ谑木骞?、第十五晶体管、第十六晶体管、第十七晶体管和第
    三稳压元件,所述第三稳压元件串接于所述第十五晶体管的漏极和地之间,所述第十四晶
    体管的源极与所述电源电压相连,所述第十四晶体管的栅极与所述偏置??榈牡诙涑龆?br />相连,所述第十四晶体管的漏极、所述第十五晶体管的源极、所述第十六晶体管的源极与所
    述第十一晶体管的漏极相连,所述第十五晶体管的漏极和栅极与所述第十六晶体管的栅极
    相连,所述第十七晶体管的漏极和栅极、所述第十八晶体管的栅极和所述第十六晶体管的
    漏极相连,所述第十七晶体管的源极接地。

    本方案中,当比较??榈氖涑龆说谋冉系缪刮叩缙绞?,反馈??槭涑隽铰废吕?br />电流,其中一路下拉电路为第十一晶体管输出的较强的反馈电流,该电流用于下拉第十四
    晶体管,从而确保输出??樵诘缭吹缪辜觳獾缏肺雌舳安换崽崆捌舳?。

    本方案中,第十四晶体管镜像第四晶体管,当电源电压检测电路启动完成后,偏置
    ??榈牡诙涑龆说牡缪刮榷?,使得第十四晶体管的工作电流稳定,第十四晶体管通过第
    十五晶体管和第十六晶体管分成两路,其中一路通过第十七晶体管镜像输出至电压调节电
    路的第十八晶体管。第十五晶体管连接成二极管形式,用作稳压元件,与第三稳压元件串
    联,用于在电源电压检测电路启动后输出稳定电压供其它电路使用。其中第十五晶体管的
    源极的电压可用作指示信号,集成电路可以根据该电压的高低电平状态来判断电源电压是
    否达到预设的标准电压值。

    较佳地,所述电源电压检测电路还包括第二十晶体管,所述第二十晶体管的栅极
    与所述第十五晶体管的漏极相连,所述第二十晶体管的漏极与所述电源电压相连,所述第
    二十晶体管的源极用于输出。

    本方案中,第十五晶体管的漏极的电压用于控制作为整流开关的第二十晶体管的
    导通,并且使第二十晶体管的源极输出的整流电压不高于第十五晶体管的漏极的电压与第
    二十晶体管的开启电压的差值,因此整流电压可以设计成直接为集成电路核心电路供电。
    第三稳压元件可以由一个或多个二极管串联而成,通过将二极管依次配置成适当的反向击
    穿工作或正向导通工作,可以任意调节第十五晶体管的漏极稳定输出的电压值,从而调节
    第二十晶体管的源极输出的整流电压稳定输出的电压值。

    较佳地,所述检测支路还包括第一晶体管和第一电阻,所述稳压元件、所述第一晶
    体管和所述第一电阻依次串接于所述电源电压和所述偏置??榈牡谝皇淙攵酥?;所述第
    一晶体管的源极与所述第一电阻相连,所述第一晶体管的漏极与所述稳压元件相连,所述
    第一晶体管的栅极与所述电压调节电路的输出端相连。

    本方案中,滞回电压在电源电压达到预设的标准电压值之后被第十八晶体管、第
    十九晶体管以及第三电阻调整到合适的电压值,从而控制第六晶体管和第一晶体管的栅极
    电压,控制第一晶体管的栅极电压是为了让电源电压检测电路正常启动后流过第一电阻的
    检测支路的电流足够小,从而降低启动后整个检测支路的功耗。

    较佳地,所述稳压元件包括若干串联的开关二极管和稳压二极管,所述检测支路
    的电流从所述电源电压流至所述偏置??榈牡谝皇淙攵?,通过所述开关二极管的电流从所
    述开关二极管的阳极流入,从所述开关二极管的阴极流出;通过所述稳压二极管的电流从
    所述稳压二极管的阴极流入,从所述稳压二极管的阳极流出。

    本发明的积极进步效果在于:本发明提供的电源电压检测电路改进了传统的电源
    电压检测电路中单独由检测支路产生的电流对后续电路供电的模式,后续电路如偏置模
    块、比较??楹头蠢∧?榫傻缭吹缪雇ü骞懿缌鞴┑?,不再由检测支路产生的
    电流直接供电,即不再受检测支路中的稳压元件固有的电压电流曲线突变特性的限制,使
    得后续电路在电源电压达到预设的标准电压值的临界点附近时即可提前启动从而实现对
    电源电压的检测功能,而不是如传统的电源电压检测电路那样只有在稳压元件击穿后即电
    源电压已达到预设的标准电压值后才能启动。另外,本发明通过控制反馈电路和第二晶体
    管能够实现精确控制电源电压达到预设的标准电压值的临界点附近时电路的状态,改变了
    整个电源电压检测电路的击穿特性,从而实现了降低整个电路在电源电压达到标准电压值
    之前的功耗的效果。即在电源电压低于预设的标准电压值时消耗极低的电流,同时保持稳
    定可靠的电路状态。进一步的,与传统的电源电压检测电路相比,不需要额外的电流即可实
    现电压滞回功能。

    附图说明

    图1为本发明一较佳实施例的电源电压检测电路的电路图。

    具体实施方式

    下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实
    施例范围之中。

    如图1所示,一种电源电压检测电路,包括检测支路101、偏置???02、比较???br />103、反馈???04、滞回???06和输出???05。

    检测支路101包括依次串联的第二稳压元件D2、第一稳压元件D1、第一晶体管M1和
    第一电阻R1,检测支路101的两端分别连接电源电压和偏置???02的第一输入端。检测支
    路101两端的电压差值决定了流过检测支路101的电流幅度,流过检测支路101的电流构成
    启动电流Ist,在偏置???02的第一输入端产生启动电压Vst。其中第二稳压元件D2为开关
    二极管,第一稳压元件D1为稳压二极管,第一晶体管M1为NMOS(N型金属-氧化物-半导体)
    管;第二稳压元件D2的阴极接至电源电压,第二稳压元件D2的阳极与第一稳压元件D1的阳
    极相连,第一稳压元件D1的阴极与第一晶体管M1的漏极相连,第一晶体管M1的源极与第一
    电阻R1的一端相连,第一电阻R1的另一端与偏置???02的第一输入端相连。

    偏置???02包括第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第七晶体管M7和
    第二电阻R2。其中,第二晶体管M2、第三晶体管M3和第七晶体管M7均为NMOS管,第四晶体管
    M4为PMOS((P型金属-氧化物-半导体))管,第二晶体管M2的栅极为偏置???02的第一输入
    端,第二晶体管M2的源极为偏置???02的第一输出端,第四晶体管M4的漏极为偏置???br />102的第二输出端。第四晶体管M4的源极与电源电压相连,第四晶体管M4的栅极和漏极与第
    二晶体管M2的漏极相连;第三晶体管M3的栅极与第二晶体管M2的源极相连,第三晶体管M3
    的源极接地,第三晶体管M3的漏极与第二晶体管M2的栅极相连。第二电阻R2和第七晶体管
    M7依次串接于第二晶体管M2的源极和地之间,第七晶体管M7的漏极和栅极与第二电阻R2相
    连,第七晶体管M7的源极接地。

    偏置???02根据其第一输入端流入的电流的幅度产生两个偏置电压,其第一输
    出端输出第一偏置电压Vb1,其第二输出端输出第二偏置电压Vb2,其第二输入端接收滞回
    ???06的输出端输出的滞回电压Vhys,用以维持偏置电压稳定输出。

    比较???03包括第八晶体管M8和第九晶体管M9,第八晶体管M8为PMOS管,第九晶
    体管M9为NMOS管。第八晶体管M8的漏极、第九晶体管M9的漏极与比较???03的输出端相
    连,比较???03的输出端输出比较电压Vc;第八晶体管M8的源极与电源电压相连,第八晶
    体管M8的栅极与偏置???02的第二输出端相连,第九晶体管M9的栅极与偏置???02的第
    一输出端相连,第九晶体管M9的源极接地。

    反馈???04包括第十晶体管M10、第十一晶体管M11、第十二晶体管M12和第十三
    晶体管M13,这四个晶体管均为NMOS管。第十晶体管M10的漏极和栅极、第十一晶体管M11的
    栅极均与比较???03的输出端相连,第十二晶体管M12的漏极和栅极、第十三晶体管M13的
    栅极与第十晶体管M10的源极相连,第十三晶体管M13的漏极与第二晶体管M2的栅极相连,
    第十一晶体管M11的源极、第十二晶体管M12的源极以及第十三晶体管M13的源极均接地,第
    十一晶体管M11的漏极输出至输出???05,第十一晶体管M11的漏极用于指示电源电压是
    否达到预设的标准电压值。反馈???04中第十晶体管M10与第十一晶体管M11构成电流镜,
    第十二晶体管M12与第十三晶体管M13构成电流镜。

    滞回???06包括第五晶体管M5、第六晶体管M6和电压调节电路,电压调节电路又
    包括第十九晶体管M19、第三电阻R3和第十八晶体管M18;其中第五晶体管M5、第六晶体管M6
    和第十九晶体管M19为PMOS管,第十八晶体管M18为NMOS管。第五晶体管M5的源极与电源电
    压相连,第五晶体管M5的栅极与第四晶体管M4的漏极相连,第五晶体管M5的漏极与第六晶
    体管M6的源极相连,第六晶体管M6的漏极与第二晶体管M2的栅极相连;第十九晶体管M19的
    源极与电源电压相连,第十九晶体管M19的栅极和漏极与第三电阻R3的一端连接,第三电阻
    R3的另一端与第十八晶体管M18的漏极相连并接至滞回???06的输出端,该输出端用于产
    生滞回电压Vhys,该电压在电源电压达到预设的标准电压值后使得第六晶体管M6导通。第
    十八晶体管M18的栅极与输出???05相连。

    输出???05包括第十四晶体管M14、第十五晶体管M15、第十六晶体管M16、第十七
    晶体管M17、第三稳压元件D3和第二十晶体管M20。其中,第十四晶体管M14、第十五晶体管
    M15、第十六晶体管M16均为PMOS管,第十八晶体管M18、第十七晶体管M17以及第二十晶体管
    M20均为NMOS管,第三稳压元件D3为稳压二极管。第三稳压元件D3串接于第十五晶体管M15
    的漏极和地之间,第十四晶体管M14的源极与电源电压相连,第十四晶体管M14的栅极与偏
    置???02的第二输出端相连,第十四晶体管M14的漏极、第十五晶体管M15的源极、第十六
    晶体管M16的源极与第十一晶体管M11的漏极相连,第十五晶体管M15的漏极和栅极与第十
    六晶体管M16的栅极相连,第十七晶体管M17的漏极和栅极、第十八晶体管M18的栅极和第十
    六晶体管M16的漏极相连,第十七晶体管M17的源极接地。第二十晶体管M20的栅极与第十五
    晶体管M15的漏极相连,第二十晶体管M20的漏极与电源电压相连,第二十晶体管M20的源极
    用于输出。

    输出???05中第十四晶体管M14镜像偏置???02中第四晶体管M4的电流,第十
    四晶体管M14的电流分别输出至第十五晶体管M15和第十六晶体管M16,第十八晶体管M18镜
    像第十七晶体管M17的电流。

    本实施例中,第一稳压元件D1、第二稳压元件D2以及第三稳压元件D3均可以包括
    多个二极管,具体数量根据需要的电压值决定。

    本实施例中,检测支路101中串联的稳压元件提供了基础的支路电流随支路电压
    突变的特性,通常硅材料集成电路中,一个二极管的齐纳击穿电压设计在6V左右,一个二极
    管导通电压在0.7V左右,利用多个串联二极管击穿电压和导通电压可以叠加得到所需要的
    检测电压值,当电源电压高于这个检测电压值时,检测支路的电流显著增加,为偏置???br />102提供启动电流Ist,检测电路启动。当电源电压继续升高时,第一电阻R1起到限流作用。

    偏置???02的第一输入端对地也呈现正向导通二极管特性,当启动电压Vst超过
    第二晶体管M2和第三晶体管M3的开启电压之和时,第二晶体管M2和第三晶体管M3同时导
    通,流入该输入端的电流显著增加,同时限制启动电压Vst与第一偏置电压Vb1继续升高。因
    此最终得到的检测电压值由检测支路101和偏置???02的第一输入端对地阻抗共同决定。
    由于第一偏置电压Vb1受到限制,第二电阻R2和第七晶体管M7就起到了限流的作用,限制了
    第四晶体管M4的电流,以实现低功耗的目的。

    第四晶体管M4和第五晶体管M5构成电流镜,第六晶体管M6用作滞回开关,在检测
    电路未启动时,滞回电压Vhys上拉到电源电压,滞回开关断开,在检测电路启动后,滞回电
    压Vhys低于电源电压,滞回开关导通,提供一路额外的电流代替启动电流Ist,此时若电源
    电压下降至低于检测电压值,启动电路Ist降为零,偏置???02仍然可以维持启动状态,从
    而实现检测电路的滞回功能。

    第八晶体管M8镜像第四晶体管M4的电流,获取偏置???02的电流状态,第九晶体
    管M9镜像第三晶体管M3的电流,获取启动电流的状态,比较后产生比较电压Vc,当偏置???br />102处在启动的临界点附近时,比较电压Vc上拉至高电平,当偏置???02完成启动之后,比
    较电压Vc下拉至低电平,因此可以通过比较电压Vc对检测电路在启动的临界点附近的状态
    做出进一步精确控制。

    当比较电压Vc为高电平时,反馈???04输出两路下拉电流。第十二晶体管M12和
    第十三晶体管M13构成电流镜,将比较电压Vc转换成第二反馈电流If2,与启动电流Ist叠
    加,形成较弱的正反馈,使得检测电路在接近启动的临界点附近时,更不容易被启动,继续
    维持低功耗的状态,这样就实现了检测电路的电压电流曲线的突变不再受到稳压元件固有
    特性的限制。第十晶体管M10与第十二晶体管M12叠加,可以获得更高的比较电压Vc,增加第
    十一晶体管M11的放大能力,使第十一晶体管M11输出较强的第一反馈电流If1,确保输出模
    块105不会提前启动。

    当检测电路完成启动之后,第二偏置电压Vb2稳定,使第十四晶体管M14的工作电
    流稳定,输出???05稳定工作。第十五晶体管M15连接成二极管形式,用作稳压元件,与第
    三稳压元件D3串联,输出稳定的第一检测电压Vo1和第三检测电压Vo3。第一检测电压Vo1可
    用作指示信号,集成电路可以根据第一检测电压Vo1的高低电平状态来判断电源电压是否
    达到预设的标准电压值。第三检测电压Vo3用于控制用作整流开关的第二十晶体管M20导
    通,并且使整流电压Vsw不高于第三检测电压Vo3与第二十晶体管M20开启电压的差值,因此
    整流电压Vsw可以设计成直接为集成电路核心电路供电。第三稳压元件D3可以由一个或多
    个二极管串联而成,通过将二极管依次配置成适当的反向击穿工作或正向导通工作,可以
    任意调节第三检测电压Vo3稳定输出的电压值,从而调节整流电压Vsw稳定输出的电压值。

    同样道理,第十六晶体管M16镜像第十五晶体管M15的稳定的电流,第十七晶体管
    M17连接成二极管形式,输出稳定的第二检测电压Vo2。第十八晶体管M18将第二检测电压
    Vo2转换成稳定的电流,再通过第三电阻R3和连接成二极管形式的第十九晶体管M19转换得
    到滞回电压Vhys。当检测电路未启动时,第十八晶体管M18的电流为零,第十九晶体管M19和
    第三电阻R3将滞回电压Vhys上拉至电源,当检测电路完成启动之后,第十八晶体管M18的电
    流稳定,通过第十九晶体管M19和第三电阻R3将滞回电压Vhys下拉,下拉的幅度可以通过第
    三电阻R3的阻值调节,从而维持偏置???02在电源电压降低时也能稳定工作。

    通过以上技术手段,本发明的电源电压检测电路,在电源电压低于预设的标准电
    压值时消耗极低的电流,同时保持稳定可靠的电路状态,不需要额外的电流即可实现电压
    滞回功能;另外,在电源电压接近检测电压附近时,工作电流随电源电压变化显著,不受稳
    压元件固有电压电流曲线限制。

    虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这仅
    是举例说明,本发明的?;し段怯伤饺ɡ笫橄薅ǖ?。本领域的技术人员在不背离
    本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和
    修改均落入本发明的?;し段?。

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    电源 电压 检测 电路
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