[實用新型]一種開關電源的欠壓保護電路

有效

• 申請號: 201220212850.4
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN202616756U
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 徐申;楊淼;陸曉霞;孫鋒鋒;孫偉鋒;陸生禮;時龍興
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02H7/10
• 分類號: H02H7/10;H02H3/24
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本實用新型涉及模擬集成電路的開關電源，尤其涉及一種開關電源的欠壓保護電路，適用于各種電源管理芯片中的啟動保護。

背景技術

評價開關電源的質量指標應該是以安全性、可靠性為第一原則。開關電源不僅要在電器技術指標滿足設備正常使用要求的條件下工作，還要在滿足外界、自身電路或負載電路出現故障的條件下也能安全可靠的工作，當電源電壓低于芯片的正常工作范圍時，芯片內部某些電路會無法正常工作，并產生內部邏輯錯誤，從而使外部開關管處于不確定狀態，有可能對外部電路和芯片造成損壞，因此必須設計欠壓保護電路。欠壓保護可以提高芯片可靠性、安全性、通過對芯片輸入電壓進行檢測，在輸入電源電壓過小時，可以將芯片關斷，芯片不工作，保持在安全狀態。目前國內外的欠壓保護電路分為兩種，一種是外接基準電壓的欠壓保護電路，一種是自啟動的欠壓鎖存電路。圖1給出了電源管理類集成電路的一種欠壓鎖存電路，其中包括電源分壓電路、比較器、用于提供帶隙基準參考電壓的基準電壓源和由一些邏輯器件組成的邏輯電路，電源分壓電路的輸入端接電源電壓，電源分壓電路輸出端接比較器的正向輸入端，基準電壓源的輸出端接比較器的反向輸入端，比較器的輸出端接邏輯電路的輸入端，邏輯電路的輸出端輸出欠壓鎖存電壓信號。這種欠壓鎖存電路主要由比較器和基準電壓源組成，所使用的元器件較多、占用面積較大、且響應時間較慢。

201010508409.6“帶有帶隙基準結構的欠壓鎖存電路”提出一種以分壓器、帶隙基準電路、比較器和邏輯電路為核心的欠壓鎖存電路，其基本思想是將分壓器采樣的電源電壓輸入帶隙基準比較器的比較電壓輸入端，帶隙基準比較器輸出經邏輯電路整形后構成欠壓鎖存電路的控制輸出端；邏輯電路與分壓器間設有反饋控制回路。該項申請的欠壓鎖存電路存在的不足是：其輸出欠壓鎖存信號擺幅較小，不利于驅動更多的負載，在電源電壓較低時帶隙基準比較器工作不穩定容易導致輸出發生誤翻轉，且不能用CMOS工藝實現。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本實用新型提出了一種開關電源的欠壓保護電路，基于自啟動欠壓鎖存，具有較快響應速度及欠壓鎖存功能，采用了防止誤翻轉電路，提高了輸出的穩定性，電路結構簡單明了，具有較小的功耗，能夠集成在電路內部實現，并能在所有時間段，包括啟動階段達到保護整個電源芯片的作用。

為實現上述目的，采用以下技術方案：一種開關電源的欠壓保護電路，其特征是，包括自啟動偏置電流源、采樣電路、比較器、放大器、整形電路及反饋電路，自啟動偏置電流源的輸出連接采樣電路的輸入端，采樣電路的輸出端連接比較器的輸入端，比較器的輸出端連接放大器的輸入端，放大器的輸出端連接整形電路的輸入端，整形電路的輸出中，一路經反饋電路后連接采樣電路，另一路連接被保護的開關電源，其中，自啟動偏置電流源與采樣電路系一個電路模塊；

自啟動偏置電流源與采樣電路包括三個電阻R1、R2及R3、NMOS管M4及一個PNP三極管，電阻R1、R2及R3依次串聯，電阻R1的另一端接電源VDD，電阻R3的另一端連接NMOS管M4的柵極和漏極，NMOS管M4的源極連接PNP三極管的發射極，PNP三極管的集電極和基極接地；

比較器包括兩個PMOS管M5及M6、三個NMOS管M7、M8及M9，NMOS管M7的柵極連接自啟動偏置電流源與采樣電路中電阻R2與R3的串接點，NMOS管M7的源極、NMOS管M8的源極以及NMOS管M9的漏極連接在一起，NMOS管M9的柵極連接自啟動偏置電流源與采樣電路中NMOS管M4的源極，NMOS管M9的源極接地，NMOS管M8的柵極連接自啟動偏置電流源與采樣電路中電阻R3與NMOS管M4柵極的串接點，NMOS管M7的漏極及NMOS管M8的的漏極分別連接NMOS管M5及NMOS管M6的漏極，NMOS管M5的柵極、NMOS管M6的柵極以及NMOS管M6的漏極連接在一起，NMOS管M5的源極及NMOS管M6源極均接電源VDD，NMOS管M6的源極與漏極之間連接電容C2；

放大器包括PMOS管M1和NMOS管M2，PMOS管M1的源極接電源VDD，PMOS管M1的柵極連接比較器中NMOS管M7的漏極，PMOS管M1的漏極連接NMOS管M2的漏極，NMOS管M2的柵極連接自啟動偏置電流源與采樣電路中NMOS管M4的源極，NMOS管M2的源極接地，NMOS管M2的源極與漏極之間連接電容C1；