[發明專利]一種超低功耗的欠壓保護電路

有效

• 申請號: 202010571275.6
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111711172B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 周澤坤;王佳文;金正揚;王安琪;王卓;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02H7/12
• 分類號: H02H7/12;H02H3/24;H02M1/00
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

一種超低功耗的欠壓保護電路，第一NMOS管柵漏短接并連接第二NMOS管的柵極和偏置電流，其源極連接第二NMOS管的源極并接地；第一NPN型三極管的基極和集電極連接第一電容的一端和輸入信號，其發射極連接第一電容另一端并通過第一電阻后連接第二NMOS管的漏極和比較器的正相輸入端；比較器的反相輸入端連接第一參考電壓或第二參考電壓，邏輯模塊將比較器的輸出信號進行反相、放大并經過一個施密特觸發器后產生輸出信號；當輸出信號為高時表示輸入信號欠壓，比較器反相輸入信號從第一參考電壓切換為第二參考電壓；當輸出信號為低電平時表示輸入信號正常，比較器的反相輸入信號從第二參考電壓切換為第一參考電壓。本發明實現了零溫度系數的比較點，且消除了誤判。

技術領域

本發明屬于電源管理電路技術領域，涉及一種超低功耗的欠壓保護電路。

背景技術

在電源管理電路領域，欠壓保護電路被應用于很多供電電路，如DCDC轉換器、LDO線性穩壓器等。欠壓保護電路用于對過低的輸入電壓進行限制，以防止變換器工作異常。

簡單的欠壓模塊由兩個分壓電阻和一個三極管組成，但采用小的分壓電阻時其上面的電流很大，會導致功耗變大；采用大的分壓電阻時又會導致芯片面積大，成本高。另外，一般的欠壓模塊需要用到基準電壓和所保護的輸入電壓的分壓進行比較，但是在系統的基準電壓沒建立好之前，可能會出現誤判情況，導致系統工作異常。

發明內容

針對上述傳統欠壓保護電路中采用分壓電阻導致的功耗或成本問題，以及傳統欠壓保護電路利用基準電壓進行比較導致的誤判問題，本發明提出一種超低功耗的欠壓保護電路，不采用分壓電阻和基準電壓，而是利用偏置電流模塊的PTAT(絕對溫度比例)電流和電壓，結合比較器自身失調電壓的溫度特性和BJT的BE結溫度特性，實現比較點為零溫度系數，解決了欠壓點隨溫度變化漂移的問題；另外由于偏置電流模塊最先完成上電，不會出現誤判情況。

本發明的技術方案為：

一種超低功耗的欠壓保護電路，包括第一NMOS管、第二NMOS管、第一NPN型三極管、第一電阻、第一電容、比較器、邏輯模塊和開關模塊，

第一NMOS管的柵漏短接并連接第二NMOS管的柵極和偏置電流，其源極連接第二NMOS管的源極并接地；

第一NPN型三極管的基極和集電極連接第一電容的一端和所述欠壓保護電路的輸入信號，其發射極連接第一電容的另一端并通過第一電阻后連接第二NMOS管的漏極和比較器的正相輸入端；

比較器的反相輸入端由所述開關模塊控制連接第一參考電壓或第二參考電壓，其中第一參考電壓的電壓值小于第二參考電壓的電壓值；

所述邏輯模塊將比較器的輸出信號進行反相、放大并經過一個施密特觸發器后產生所述欠壓保護電路的輸出信號；

當所述欠壓保護電路的輸入信號低于其下限值時，比較器正相輸入端的信號低于其反相輸入端的信號，比較器輸出翻低，所述欠壓保護電路的輸出信號為高電平，表示所述欠壓保護電路的輸入信號為欠壓狀態，所述開關模塊控制比較器的反相輸入端連接的信號從第一參考電壓切換為第二參考電壓；

當所述欠壓保護電路的輸入信號高于其上限值時，比較器正相輸入端的信號高于其反相輸入端的信號，比較器輸出翻高，所述欠壓保護電路的輸出信號為低電平，表示所述欠壓保護電路的輸入信號沒有欠壓，所述開關模塊控制比較器的反相輸入端連接的信號從第二參考電壓切換為第一參考電壓。

具體的，所述比較器包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第二低閾值NMOS管和第三低閾值NMOS管，

第三NMOS管的柵極連接第四NMOS管和第二低閾值NMOS管的柵極并作為所述比較器的正相輸入端，其漏極連接第四NMOS管的源極，其源極連接第五NMOS管的源極、第六NMOS管的漏極和第九NMOS管的漏極；