本發(fā)明涉及到集成電路開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電流控制方式的欠壓保護(hù)電路。

背景技術(shù)：

隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展, 對電源管理芯片的開關(guān)頻率、傳輸延遲、穩(wěn)定性、功耗等各種要求越來越高, 以保證電源電壓在波動的情況下能夠可靠的工作。一般的電源芯片上電啟動時, 電源會通過輸入端的等效電阻和電容對其充電, 使得電源芯片的電壓逐步上升, 直到電壓上升到芯片的開啟電壓時電路正常工作。然而若系統(tǒng)的負(fù)載電流較大, 有可能把電路的電壓拉低到開啟電壓以下, 出現(xiàn)一開啟就關(guān)斷的情況。為了保證電路正常進(jìn)入啟動狀態(tài)并且穩(wěn)定工作, 同時也為了電路工作時電源電壓的波動不會對整個電路和系統(tǒng)造成損害, 一般使用所謂的欠壓保護(hù)電路對輸入進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和保護(hù)。

欠壓保護(hù)電路最主要的特點(diǎn)就是具有簡單的電路結(jié)構(gòu)、高的反應(yīng)速度、低的溫度敏感性和精準(zhǔn)的門限電壓。傳統(tǒng)的欠壓保護(hù)電路采用電阻分壓，得到一個輸入電壓的分壓與固定電壓進(jìn)行比較，這種方法的缺點(diǎn)是反應(yīng)速度慢，靈敏度不高。電流控制方式的欠壓保護(hù)電路對輸入電壓變化更靈敏，所以反應(yīng)速度更快，更好地保護(hù)電路，因而存在一種電流控制方式的欠壓保護(hù)電路的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電流控制方式的欠壓保護(hù)電路，使得芯片工作更高效，避免芯片工作在欠壓模式下。

本發(fā)明公開的技術(shù)方案包括：

提供了一種電流控制方式的欠壓保護(hù)電路，其特征在于，包括：偏置電路，所述偏置電路通過外接一個電流鏡得到一個鏡像電流，但輸入端IN的變化會影響鏡像的電流大小，進(jìn)而影響偏置電路產(chǎn)生的輸出電壓大小；所述比較器電路包括正向輸入端VREF、反向輸入端和輸出端op_out，比較器電路的反向輸入端INN接到偏置電路產(chǎn)生的輸出電壓，比較器電路的正向輸入端VREF為基準(zhǔn)電壓，通過比較兩端輸入電壓的大小得到一個輸出電壓；共源級輸出電路，所述共源級輸出電路的輸入端連接到所述比較器電路的輸出端op_out，控制共源級場效應(yīng)管的導(dǎo)通與關(guān)閉，得到邏輯電平輸出UVLO。其中偏置電路的電流控制很精確，輸入端IN的大小會影響場效應(yīng)管的工作區(qū)，進(jìn)而影響偏置電路的輸出電壓。

本發(fā)明的一個實(shí)例中，所述偏置電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一場效應(yīng)管NM1、第二場效應(yīng)管NM2、第三場效應(yīng)管PM1，其中：所述第一電阻R1的一端連接到芯片輸入IN，另一端連接到所述第一場效應(yīng)管NM1的漏極和所述第三場效應(yīng)管PM1的柵極；所述第一場效應(yīng)管NM1的柵極接到電源端VDD，所述第一場效應(yīng)管NM1的源極接到所述第二場效應(yīng)管NM2的漏極；所述第二場效應(yīng)管NM2的柵極接到一個偏置電壓nbias,所述第二場效應(yīng)管NM2的源極接地；所述第三場效應(yīng)管PM1的源極接到芯片輸入IN,所述第三場效應(yīng)管PM1的漏極接到所述第二電阻R2的一端；所述第二電阻R2的另一端接到所述比較器電路的反向輸入端INN和所述第三電阻R3的一端；所述第三電阻R3的另一端接地。

本發(fā)明的一個實(shí)例中，所述共源級輸出電路包括第四場效應(yīng)管PM2、第五場效應(yīng)管NM3，其中：所述第四場效應(yīng)管PM2的源極接到電源端VDD，所述第四場效應(yīng)管PM2的柵極接到一個偏置電壓pbias，所述第四場效應(yīng)管PM2的漏極接到所述第五場效應(yīng)管NM3的漏極，成為輸出端UVLO；所述第五場效應(yīng)管NM3的柵極接到所述比較器電路的輸出端op_out，所述第五場效應(yīng)管NM3的源極接地。

本發(fā)明的一個實(shí)例中，所述比較器電路包括第六場效應(yīng)管PM3、第七場效應(yīng)管PM4、第八場效應(yīng)管PM5、第九場效應(yīng)管NM4、第十場效應(yīng)管NM5，其中：所述第六場效應(yīng)管PM3的柵極接到偏置電壓pbias，所述第六場效應(yīng)管PM3的源極接到電源端VDD，所述第六場效應(yīng)管PM3的漏級接到所述第七場效應(yīng)管PM4的源極和所述第八場效應(yīng)管PM5的源極；所述第七場效應(yīng)管PM4的柵極接到基準(zhǔn)電壓VREF，所述第七場效應(yīng)管PM4的漏極接到所述第九場效應(yīng)管NM4的漏極和柵極；所述第八場效應(yīng)管PM5的柵極接到所述偏置電路的輸出端INN,所述第八場效應(yīng)管PM5的漏極連接到所述第十場效應(yīng)管NM5的漏極，即所述比較器電路的輸出端op_out；所述第九場效應(yīng)管NM4的源極接地；所述第十場效應(yīng)管NM5的柵極接到所述九場效應(yīng)管NM4的柵極和漏級，所述第十場效應(yīng)管NM5的源極接地。

本發(fā)明的實(shí)例中，如果輸入電壓IN發(fā)生變化，偏置電路的電流會發(fā)生變化，進(jìn)而比較器電路的負(fù)端輸入電壓發(fā)生變化，進(jìn)而共源級輸出電路會發(fā)生高低電平變化。偏置電路的電流控制方式比較精確，輸入端IN的大小會影響場效應(yīng)管的工作區(qū)，進(jìn)而影響偏置電路的輸出電壓。因此通過電流控制方式的欠壓保護(hù)電路，對于芯片輸入的欠壓檢測更加精確和靈敏。讓芯片在較低的輸入條件下停止工作，避免了芯片的非正常工作功耗，提高了芯片的正常工作效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的電流控制方式的欠壓保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的比較器電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例的電流控制方式的欠壓保護(hù)電路的具體結(jié)構(gòu)。

圖1為本發(fā)明一個實(shí)施例的電流控制方式的欠壓保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本發(fā)明一些實(shí)施例中，一種電流控制方式的欠壓保護(hù)電路包括偏置電路10、比較器電路20和共源級輸出電路30。

偏置電路通過外接一個電流鏡得到一個鏡像電流，但輸入端IN的變化會影響鏡像的電流大小，進(jìn)而影響偏置電路產(chǎn)生的輸出電壓大??；所述比較器電路20包括正向輸入端VREF、反向輸入端INN和輸出端op_out，比較器電路20的反向輸入端INN接到偏置電路10產(chǎn)生的輸出電壓，比較器電路20的正向輸入端VREF為基準(zhǔn)電壓，通過比較兩端輸入電壓的大小得到一個輸出電壓；共源級輸出電路30，所述共源級輸出電路30的輸入端連接到所述比較器電路20的輸出端op_out，控制共源級場效應(yīng)管的導(dǎo)通與關(guān)閉，得到邏輯電平輸出UVLO。其中偏置電路10的電流控制很精確，輸入端IN的大小會影響場效應(yīng)管的工作區(qū)，進(jìn)而影響偏置電路的輸出電壓。

如圖1所示，本發(fā)明的一些實(shí)施例中，偏置電路10包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一場效應(yīng)管NM1、第二場效應(yīng)管NM2、第三場效應(yīng)管PM1，其中：所述第一電阻R1的一端連接到芯片輸入IN，另一端連接到所述第一場效應(yīng)管NM1的漏極和所述第三場效應(yīng)管PM1的柵極；所述第一場效應(yīng)管NM1的柵極接到電源端VDD，所述第一場效應(yīng)管NM1的源極接到所述第二場效應(yīng)管NM2的漏極；所述第二場效應(yīng)管NM2的柵極接到一個偏置電壓nbias,所述第二場效應(yīng)管NM2的源極接地；所述第三場效應(yīng)管PM1的源極接到芯片輸入IN,所述第三場效應(yīng)管PM1的漏極接到所述第二電阻R2的一端；所述第二電阻R2的另一端接到所述比較器電路20的反向輸入端INN和所述第三電阻R3的一端；所述第三電阻R3的另一端接地。

如圖1所示，本發(fā)明的一些實(shí)施例中，共源級輸出電路30包括第四場效應(yīng)管PM2、第五場效應(yīng)管NM3，其中：所述第四場效應(yīng)管PM2的源極接到電源端VDD，所述第四場效應(yīng)管PM2的柵極接到一個偏置電壓pbias，所述第四場效應(yīng)管PM2的漏極接到所述第五場效應(yīng)管NM3的漏極，成為輸出端UVLO；所述第五場效應(yīng)管NM3的柵極接到所述比較器電路20的輸出端op_out，所述第五場效應(yīng)管NM3的源極接地。

在這些實(shí)施例中，輸入電壓IN可以達(dá)到比較高的電位，第一場效應(yīng)管NM1是耐高壓型的場效應(yīng)管，起到保護(hù)第二場效應(yīng)管NM2不被擊穿的作用。

如圖2所示，本發(fā)明的一些實(shí)例中，比較器電路20包括第六場效應(yīng)管PM3、第七場效應(yīng)管PM4、第八場效應(yīng)管PM5、第九場效應(yīng)管NM4、第十場效應(yīng)管NM5，其中：所述第六場效應(yīng)管PM3的柵極接到偏置電壓pbias，所述第六場效應(yīng)管PM3的源極接到電源端VDD，所述第六場效應(yīng)管PM3的漏級接到所述第七場效應(yīng)管PM4的源極和所述第八場效應(yīng)管PM5的源極；所述第七場效應(yīng)管PM4的柵極接到基準(zhǔn)電壓VREF，所述第七場效應(yīng)管PM4的漏極接到所述第九場效應(yīng)管NM4的漏極和柵極；所述第八場效應(yīng)管PM5的柵極接到所述偏置電路10的輸出端INN,所述第八場效應(yīng)管PM5的漏極連接到所述第十場效應(yīng)管NM5的漏極，即所述比較器電路20的輸出端op_out；所述第九場效應(yīng)管NM4的源極接地；所述第十場效應(yīng)管NM5的柵極接到所述九場效應(yīng)管NM4的柵極和漏級，所述第十場效應(yīng)管NM5的源極接地。

本發(fā)明的實(shí)例中，如果輸入電壓IN發(fā)生變化，偏置電路的電流會發(fā)生變化，進(jìn)而比較器電路20的負(fù)端輸入電壓發(fā)生變化，進(jìn)而共源級輸出電路30會發(fā)生高低電平變化。通過電流控制方式的欠壓保護(hù)電路，對于芯片輸入的欠壓檢測更加精確。讓芯片在較低的輸入條件下停止工作，避免了芯片的非正常工作功耗，提高了芯片的正常工作效率。

下面簡要說明本發(fā)明實(shí)施例的電路的工作原理。

例如，圖1所示的實(shí)施例中，當(dāng)芯片輸入電壓IN比較低的時候，會使得第二場效應(yīng)管NM2進(jìn)入到三極管區(qū)，這樣就不能按照比例鏡像外部提供的偏置電流。第二場效應(yīng)管NM2的漏電流會因?yàn)镮N的降低不滿足線性鏡像關(guān)系，導(dǎo)致第一電阻R1兩端壓差降低。第一電阻R1兩端壓差即為第三場效應(yīng)管PM1的柵源電壓，控制著該條支路的電流大小，進(jìn)而通過電阻分壓控制比較器電路20的負(fù)端電壓INN大小。

當(dāng)芯片輸入電壓IN正常的時候，偏置電路的場效應(yīng)管都工作在飽和區(qū)，比較器的負(fù)端輸入電壓INN比基準(zhǔn)電壓VREF高，進(jìn)而得到穩(wěn)定的邏輯電平UVLO使得電路其他模塊正常工作。

可見本發(fā)明的實(shí)施例通過把輸入電壓IN的變化轉(zhuǎn)化為電流變化，設(shè)置合適的電阻值即可精確地檢測輸入電壓IN是否處于欠壓狀態(tài)。讓芯片在較低的輸入條件下停止工作，避免了芯片的非正常工作功耗，提高了芯片的工作效率。

以上通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于這些具體的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，還可以對本發(fā)明做各種修改、等同替換、變化等等，這些變換只要未背離本發(fā)明的精神，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，以上多處所述的“一個實(shí)施例”表示不同的實(shí)施例，當(dāng)然也可以將其全部或部分結(jié)合在一個實(shí)施例中。