一种低功耗直流电压比较电路制造技术

本发明专利技术提供一种低功耗直流电压比较电路，包括用于输入端以及用于输出检测电压的输出端：顺次串联在输入端和地之间的第一电阻和第五电阻，第一电阻和第五电阻相连接的节点为第一节点；第一晶体管的发射极通过第二电阻与电源相连接，集电极通过第六电阻接地，基极通过第九电阻与电源向连接；第一晶体管的基极与第一节点相连接；第二晶体管的集电极通过第七电阻与电源相连接，基极通过第八电阻与第一晶体管的集电极相连接，发射极通过第三电阻接地，第七电阻阻值大于第三电阻阻值；第二晶体管的集电极与输出端相连接。利用本发明专利技术的低功耗直流电压比较电路，能够及时检测到电压变化,提高系统安全性，同时本身功耗较低，反应速度快。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低功耗直流电压比较电路。
技术介绍
通常的工业或民用的应用电路系统中,系统主控制器单片机是由一个稳压电路供电的,通常使用LDO电路(低压差线性稳压电路)或DCDC电路(直流-直流变换电路)实现,其电源输入为一个较高的,不稳定的输入电压VHH,通常为9V,12V或更高,输出为一个稳定的低电压值VCC,通常为系统单片机使用的电压5V或3.3V等。当系统供电端出现故障,如电网停电时,由于外部电源电压没有了,输入电压VHH会从正常的电压水平开始跌落,跌落到稳压电路要求的最小输入电压以下,系统的工作电压也失效了,这时电路系统就不工作了。如果这种断电是意外的,尤其是当电路系统应用在比较重要的工作中,例如瓦斯浓度采集,或阀门控制等,当断电发生时如果系统没有预先做好准备,那么就可能因为这种突然断电造成敏感数据的损失,或因没有采取保护动作带来潜在风险。实际上,输入电压VHH从开始跌落,到稳压电路输出完全失效,中间会有几十到几百毫秒的时间间隔(这取决于稳压电路的输入输出所使用的稳压电容的大小,以及稳压电路的正常输出电流),如果系统的微控制器能够在输入电压VHH开始跌落的时候就得到预警信号,在系统电压尚未跌落至断电之前的这几十到几百毫秒的时间,及时采取
保护动作,将重要数据备份到可快速写入的非挥发存储器如NVRAM或铁电存储器里,就能够防止这种系统风险。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述技术问题，提供一种低功耗直流电压比较电路，能够在输入电压VHH跌落到低于通过电阻所设定的阈值电压时快速响应，输出报警信号，从而保证系统的安全。本专利技术提供一种低功耗直流电压比较电路，包括用于输入输入电压的输入端以及用于输出检测电压的输出端，还包括：顺次串联在所述输入端和地之间的第一电阻和第五电阻，所述第一电阻和所述第五电阻相连接的节点为第一节点；第一晶体管，所述第一晶体管的发射极通过第二电阻与电源相连接，集电极通过第六电阻接地，基极通过第九电阻与电源相连接；第一晶体管的基极与第一节点相连接；第二晶体管，所述第二晶体管的集电极通过第七电阻与电源相连接，基极通过第八电阻与所述第一晶体管的集电极相连接，发射极通过第三电阻接地，所述第七电阻阻值大于所述第三电阻阻值；所述第二晶体管的集电极与所述输出端相连接。优选的，还包括第四电阻，所述第一晶体管的基极通过所述第四电阻与所述第一节点相连接；具体的，所述第一电阻的阻值根据比较阈值大小设定。优选的，所述第七电阻的阻值为10KΩ，所述第三电阻的阻值为10Ω。优选的，所述第一晶体管为PNP晶体管，所述第二晶体管为NPN晶体管。利用本专利技术的低功耗直流电压比较电路，能够在输入电压开始跌落的时候就得到预警信号,利用系统断电前的这几十到几百毫秒的时间,及时采取保护动作，提高系统安全性，同时本身功耗较低，反应速度快。附图说明图1是本专利技术的低功耗直流电压比较电路的电路结构图；图2是输入电压与输出检测电压的关系图；图3是图2中部分放大图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的低功耗直流电压比较电路做详细的说明。图1是本专利技术的低功耗直流电压比较电路的电路结构图，如图所示，该电路的输出端用于输入输入电压VHH，输出端用于输出检测电压V_DETECTION，第一电阻R1用于设置该比较电路的比较阈值V_GATE，通过调节第一电阻R1的阻值，设置比较阈值V_GATE，具体关系如下表所示：R1(KΩ)比较阈值V_GATE(V)2209.81808.815081107表1 第一电阻阻值和比较阈值的关系输入端和接地端之间顺次串联第一电阻R1和第五电阻R5，第一电阻R1和第五电阻R5之间的节点作为第一节点。第一PNP管Q2的发射极通过第二电阻R2与电源V1相连接，集电极通过第六电阻R6接地，基极通过第九电阻R9与电源V1连接。同时第一PNP管Q2的基极第四电阻R4与第一节点相连接。第二NPN管Q7的集电极通过第七电阻R7与电源V1相连接，发射极通过第三电阻R3接地，基极通过第八电阻R8与第一PNP管Q2的集电极相连接，第七电阻R7阻值远大于第三电阻R3阻值，第二NPN管Q7的集电极与第七电阻相连接的节点作为输出端，用于输出检测信号V_DETECTION。本实施方式中，电源电压V1为5V，第四电阻R4的阻值为100Ω，第五电阻R5的阻值为120KΩ，第二电阻R2阻值为0Ω，第六电阻R6的阻值为10KΩ，第八电阻R8的阻值为2KΩ，第七电阻R7的阻值为10KΩ，第三电阻R3的阻值为10Ω，第一PNP管选用型号为2N2907晶体管，第二NPN管选用型号为2N2222晶体管。本实施方式中，设置比较阈值V_GATE为9V，因此选择R1为180KΩ。以下对本专利技术的低功耗直流电压比较电路的原理做简要说明。由于第一PNP管Q2的发射极通过第二电阻R2连接电源V1，集电极通过第六电阻R6接地，基极通过第九电阻R9连接电源V1，因此在第一PNP管Q2的基极形成一个导通阈值电压，本实施方式中约为4.3V。输入电压VHH经过第一电阻R1、第五电阻R5和第四电阻R4分压后，如果在第一PNP管Q2基极的电压高于上述导通阈值电压，第一PNP管截止，因此第二NPN管Q7基极电压也接近于0V，因此第二NPN管Q7截止，输出端所输出的检测电压V_DETECION为高电平。随着输入电压VHH的下降，当在第一PNP管Q2的基极处电压低于该导通阈值电压时，第一PNP管Q2迅速导通，因此第二NPN管Q7的基极-发射极电压差高于0.7V，因此第二NPN管Q7导通，此时其集电极-发射极电压差极小，因此，检测电压V_DETECTION的值由第三电阻R3和第七电阻R7分压决定，由于第三电阻R3的阻值远小于第七电阻R7，因此检测电压V_DETECTION为低电平，接近0V。由于正常工作时输入电压VHH高于阈值，两个晶体管均处于截止状态，因此整个电路功耗仅由第一电阻R1和第五电阻R5所消耗，待机功耗较低。图2～图3为该电路的电脑仿真波形图，如图所示，工作时，输入电压VHH从12V开始线性下降，在约55ms时候降至与阈值电压V_GATE相同，约200ms时，降为0。检测输出电压V_DETECTION，如图2所示，随着在输入电压VHH的降低，检测电压V_DETECTION在输入电压VHH跌落到与阈值电压V_GATE相等附近，本实施例为8.8V，从高电平变为低电平，逻辑电平上相当于从1变为0。将反转部分放大如图3所示，整个转换时间为1.1ms，在这1.1ms中输入电压VHH的跌落幅度为8.7846-8.7184＝0.06V，可见本专利技术的低功耗直流电压比较电路具有较快的反应速度，能够快速的相应输入电压的跌落，且本实施例的低功耗直流电压比较电路电流仅为39.3μA，整个电路功耗为4.6μW，实现了低功耗。本专利技术的低功耗直流电压比较电路能够在输入电压VHH跌落在阈值电压V_GATE时迅速反应，将输出电压反转为低电平0，能够支持最高40V的电压检测，灵敏度高，检测电压的模糊过度窗口小于0.1V，反应时间小于1ms，功耗小于0.01μW，结构简单实现成本低。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗直流电压比较电路，包括用于输入输入电压的输入端以及用于输出检测电压的输出端，其特征在于，还包括：顺次串联在所述输入端和地之间的第一电阻和第五电阻，所述第一电阻和所述第五电阻相连接的节点为第一节点；第一晶体管，所述第一晶体管的发射极通过第二电阻与电源相连接，集电极通过第六电阻接地，基极通过第九电阻与电源相连接；第一晶体管的基极与第一节点相连接；第二晶体管，所述第二晶体管的集电极通过第七电阻与电源相连接，基极通过第八电阻与所述第一晶体管的集电极相连接，发射极通过第三电阻接地，所述第七电阻阻值大于所述第三电阻阻值；所述第二晶体管的集电极与所述输出端相连接。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗直流电压比较电路，包括用于输入输入电压的输入端以及用于输出检测电压的输出端，其特征在于，还包括：顺次串联在所述输入端和地之间的第一电阻和第五电阻，所述第一电阻和所述第五电阻相连接的节点为第一节点；第一晶体管，所述第一晶体管的发射极通过第二电阻与电源相连接，集电极通过第六电阻接地，基极通过第九电阻与电源相连接；第一晶体管的基极与第一节点相连接；第二晶体管，所述第二晶体管的集电极通过第七电阻与电源相连接，基极通过第八电阻与所述第一晶体管的集电极相连接，发射极通过第三电阻接地，所述第七电阻阻值大于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕海峰，李鹏，张大语，
申请(专利权)人：上海贝岭股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31