一種上電清零和欠壓鎖定啟動電路制造技術

本發明專利技術涉及一種上電清零和欠壓鎖定啟動電路，其用于在電子系統的控制/轉換器內控制該控制/轉換器的主體組件的關斷/清零狀態，所述電路包括：分壓檢測模塊；自帶基準比較器；施密特觸發器；低壓電源模塊；低壓偏置電流源；高壓偏置電流源；以及與所述分壓檢測模塊連接以用于切換分壓比例的開關管。本發明專利技術實現了當控制/轉換器的電源的電壓低于自帶基準比較器的內部基準電壓時，使整個控制/轉換器處在清零復位狀態。本發明專利技術還可以方便地通過對上述分壓檢測模塊、自帶基準比較器、低壓電源模塊、低壓偏置電流源和高壓偏置電流源等的內部參數進行設置，從而使這些部件的電流消耗極低，進而使控制/轉換器維持啟動前消耗極微弱的泄放電流。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及集成電路領域，尤其涉及一種上電清零和欠壓鎖定啟動電路。
技術介紹
眾所周知，上電清零和欠壓鎖定(UVLO)啟動電路廣泛應用在許多電子系統上，其作用在于，防止系統在上電時內部狀態機存在不確定或不正常工作狀態，或者系統在建立穩定狀態前承受強烈的瞬態沖擊等，導致系統結果不正確，甚或失效損壞。因此，理論上，系統開機啟動時都有必要上電清零，一般地，從簡化系統設計的角度考慮，大多都會采用UVLO方式實現上電清零，以保持一個安全平穩的啟動過程。電子系統一般會規定其最小安全工作電壓。當電源供應不足或電源發生故障時，電源電壓低于該閾值時，系統正常的工作參數可能未建立，或者是不可靠的，因此在這種條件下保持關斷靜默的狀態是有必要的，也就是一般意義上的UVLO狀態。通常情況下，電子系統內部會建立輸入電壓檢測電路，以確認輸入電壓是否進入正常工作范圍內，并輸出指示信號給主體控制部分，以判斷是否脫離清零復位模式，轉換到正常工作模式，因此規范了系統的正常工作電壓范圍。另一方面，電子系統的工作電壓范圍也是可以靈活設定的。例如，系統在供電電壓上升的開啟閾值可以高于系統在供電電壓降低的關斷閾值，形成一個大范圍的滯回。這樣的啟動模式通常應用在具有第二供電電源的系統中，系統在高出最小安全電壓一定的壓降后開始啟動，由于通常情況下電源供應端都會帶有較大的去耦電容，去耦電容上的電荷可維持系統正常工作一定時間，而其電壓則在持續下降過程中，帶動系統的自供電轉換并進入穩態。下面結合圖1所示的實施例，簡要描述電子系統的上電啟動過程。首先，輸入AC加電，經過4個二極管整流，電容器濾波以后，得到一組帶小幅紋波的高壓直流電源Vbulk，此時，高壓直流電源Vbulk通過電阻101給電容102充電，控制/轉換器100內的上電清零和UVLO啟動電路105實時檢測電容102的正極電壓VDD (該電壓VDD同時也是控制/轉換器100自身的電源)，當充電電壓VDD尚未上升到高于上電清零和UVLO啟動電路105的啟動閾值Vthh時，上電清零和UVLO啟動電路105輸出的兩組信號UVLOL與UVL0H，去關斷控制/轉換器100的主體組件106及其輸出，這時整個系統都處于關斷狀態，控制/轉換器100的電流放電強度取決并等同于上電清零和UVLO啟動電路105的電流消耗微弱程度；當充電電壓VDD上升到高于啟動閾值Vthh后，低、高壓輸出邏輯信號UVLOL與UVLOH翻轉，使主體組件106進入正常工作狀態，系統完成啟動，控制/轉換器100消耗電流增大，此后，電壓VDD改為主要由變壓器輔助繞組104和二極管103維持；當系統電源關斷或發生某種故障，使電壓VDD降到低于上電清零和UVLO啟動電路105的關斷閾值vthl時，低、高壓輸出邏輯信號UVLOL與UVLOH再次翻轉，控制/轉換器100的主體組件106及其輸出也再次被關斷，系統回復清零狀態，等待下一次啟動。然而，上述的啟動方式存在兩個方面的制約，一是輕載效率/空載功耗，一是啟動時間。現有技術中，一種不增加系統成本的解決辦法，是對此兩方面進行折中考慮，在盡量提升輕載效率，降低空載功耗的同時，使啟動時間滿足系統規格要求。如在圖1所示實施例中，由于系統輸入為市電高壓，因而不管系統工作于何種狀態，電阻101 —直都會存在很高的壓降，如果希望其上的功耗小一點，尤其是考慮輕載效率/空載功耗時，需要電阻101盡量大一點；但另一方面，啟動時間也不能太長，不過由于另有去耦電容102對啟動維持時間上的限制，電容102的容值不能太小，那么電阻101阻值也不能過大。因此，系統在輕載效率/空載功耗和啟動時間上的折中也就主要體現在電阻101選值上的折中，那么此時如何盡量提升電阻101的充電(上電啟動)效率，換句話說，如何使控制/轉換器在上電啟動階段(此階段控制/轉換器主要由上電清零和UVLO啟動電路消耗電流，其他主體組件仍處在被該電路關斷的狀態，消耗電流近乎零)消耗最小的電流，始終是一個挑戰。
技術實現思路
為了解決上述現有技術存在的問題，本專利技術旨在提供一種上電清零和欠壓鎖定啟動電路，以使與其連接的電子系統中控制/轉換器的主體組件在該控制/轉換器的電源電壓欠壓時清零，并維持啟動前消耗極微弱的泄放電流。本專利技術所述的一種上電清零和欠壓鎖定啟動電路，其用于在電子系統的控制/轉換器內控制該控制/轉換器的主體組件的關斷/清零狀態，所述電路包括:分壓檢測模塊，其包括多個依次串聯在所述控制/轉換器的電源與地之間的相同的分壓組件；自帶基準比較器，其負輸入端與所述分壓檢測模塊連接，以接收該分壓檢測模塊分壓采樣的所述控制/轉換器的電源的電壓，其正輸入端接地，其輸出端通過一施密特觸發器向所述控制/轉換器的主體組件輸出一用于控制所述控制/轉換器的主體組件的關斷/清零狀態的低壓輸出邏輯信號；所述施密特觸發器的輸出端還通過一連接在所述控制/轉換器的電源與地之間的低高壓轉換模塊向所述控制/轉換器的主體組件輸出一用于控制所述控制/轉換器的主體組件的關斷/清零狀態的高壓輸出邏輯信號；低壓電源模塊，其連接在所述控制/轉換器的電源與地之間，并向所述自帶基準比較器以及所述施密特觸發器輸出一低電源電壓；低壓偏置電流源，其連接在所述低壓電源模塊與地之間，并向所述自帶基準比較器輸出一低壓偏置電流；高壓偏置電流源，其連接在所述控制/轉換器的電源與地之間，且與所述低壓電源模塊以及低壓偏置電流源連接，并輸出一高壓偏置電流；以及與所述分壓檢測模塊連接以用于切換分壓比例的開關管，其柵極接收所述高壓輸出邏輯信號。在上述的上電清零和欠壓鎖定啟動電路中，所述多個分壓組件為至少三個依次串聯的分壓PMOS管，其中，每個所述分壓PMOS管的源極與其襯底相連，其漏極與柵極相連至下一個與之連接的所述分壓PMOS管的源極及其襯底，且其中第一個所述分壓PMOS管的源極及其襯底連接至所述控制/轉換器的電源，最后一個所述分壓PMOS管的漏極及其柵極接地并連接至所述自帶基準比較器的負輸入端；各個所述分壓PMOS管的寬度相同、長度相同，且每個所述分壓PMOS管的寬度與長度的比值小于等于I。在上述的上電清零和欠壓鎖定啟動電路中，所述分壓PMOS管的數量為12個。在上述的上電清零和欠壓鎖定啟動電路中，所述多個分壓組件為多個依次串聯的分壓電阻，且最后一個所述分壓電阻的一端連接至所述自帶基準比較器的負輸入端，另一端接地。在上述的上電清零和欠壓鎖定啟動電路中，所述開關管的源極與其襯底相連至所述控制/轉換器的電源，其漏極連接至任意一個所述分壓PMOS管的柵極。在上述的上電清零和欠壓鎖定啟動電路中，所述開關管的源極與其襯底相連至所述控制/轉換器的電源，其漏極連接至任意兩個相連的分壓電阻之間。在上述的上電清零和欠壓鎖定啟動電路中，所述低壓電源模塊包括:依次連接在所述控制/轉換器的電源與地之間的第一電阻、第一高壓NMOS管和齊納二極管；以及依次連接在所述控制/轉換器的電源與地之間的第二高壓NMOS管和電容器；其中，所述第一高壓NMOS管的漏極與其柵極相連至所述第一電阻的一端并相連至所述高壓偏置電流源，其源極與其襯底相連至所述齊納二極管的負極；所述第二高壓NMOS管的漏極連接至所述控制/轉換器的電源，其柵極連接至所述第一高壓NMO本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種上電清零和欠壓鎖定啟動電路，其用于在電子系統的控制/轉換器內控制該控制/轉換器的主體組件的關斷/清零狀態，其特征在于，所述電路包括：分壓檢測模塊，其包括多個依次串聯在所述控制/轉換器的電源與地之間的相同的分壓組件；自帶基準比較器，其負輸入端與所述分壓檢測模塊連接，以接收該分壓檢測模塊分壓采樣的所述控制/轉換器的電源的電壓，其正輸入端接地，其輸出端通過一施密特觸發器向所述控制/轉換器的主體組件輸出一用于控制所述控制/轉換器的主體組件的關斷/清零狀態的低壓輸出邏輯信號；所述施密特觸發器的輸出端還通過一連接在所述控制/轉換器的電源與地之間的低高壓轉換模塊向所述控制/轉換器的主體組件輸出一用于控制所述控制/轉換器的主體組件的關斷/清零狀態的高壓輸出邏輯信號；低壓電源模塊，其連接在所述控制/轉換器的電源與地之間，并向所述自帶基準比較器以及所述施密特觸發器輸出一低電源電壓；低壓偏置電流源，其連接在所述低壓電源模塊與地之間，并向所述自帶基準比較器輸出一低壓偏置電流；高壓偏置電流源，其連接在所述控制/轉換器的電源與地之間，且與所述低壓電源模塊以及低壓偏置電流源連接，并輸出一高壓偏置電流；以及與所述分壓檢測模塊連接以用于切換分壓比例的開關管，其柵極接收所述高壓輸出邏輯信號。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅立權，羅杰，胡旅順，李峰，朱世鴻，肖成駿，
申請(專利權)人：上海燦瑞科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31