一种闭环电压检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开的一种闭环电压检测系统包括电平传输电路、过压比较电路、开启电压产生电路、时序逻辑控制电路；电平传输电路接收输入电平，并输出中间电压，开启电压产生电路将中间电压的电压幅值抬高，产生开启电压控制电平传输电路导通，过压比较电路将中间电压进行分压，并根据时序逻辑控制电路信号组合选择所需要的分压，与基准电压进行比较，通过对所选分压与基准电压的比较，判断中间电平和安全阈值的大小，进而判断输入电平和安全阈值的大小，当所选分压大于基准电压时，过压比较电路产生并输出过压检测信号，控制电平传输电路对超出安全阈值的中间电压进行电荷泄放，将超出安全阈值的中间电压至安全阈值，从而超低损耗输出检测电平。

A closed loop voltage detection system

Transmission circuit, overvoltage level comparison circuit, open circuit, voltage generating logic control circuit includes a timing loop voltage measuring system of the utility model discloses; transmission level circuit receives the input level, output and intermediate voltage, voltage generating circuit will open voltage raising middle voltage, produce open voltage control level transmission circuit the intermediate voltage comparison circuit, voltage dividing, and according to the control logic circuit signal combinations to select the partial pressure, compared with the reference voltage, through the comparison of selected partial pressure and the reference voltage, the intermediate level and judge the safety threshold size, and then determine the input level and the safety threshold of size. When the pressure is greater than the reference voltage, voltage comparison circuit and output over-voltage detection signal transmission circuit to control level An intermediate voltage exceeding the safety threshold performs charge discharge, and will exceed the safe threshold intermediate voltage to the security threshold, thereby exceeding the low loss output detection level.

【技术实现步骤摘要】
一种闭环电压检测系统
本技术涉及电路信号处理，尤其涉及一种闭环电压检测系统。
技术介绍
在应用于OTG负载的充电器设备中，需要具有双向导通功能的负载开关电路，既能够满足电源对主机设备进行充电，也要能够实现接入OTG负载时主机设备对OTG负载的充电实施,当系统判断传输线连接状态是OTG负载亦或是电源适配器时，需要一个能够感应接入信号的稳定安全的检测电平，来对双向导通负载开关进行选通控制；在USB接口插入时，暴露在外部环境中的芯片引脚很大可能会引入超过芯片能够承受住的高压脉冲甚至是浪涌电平,在这种情况下，对超过安全阈值的电平信号需要进行钳位，使主机系统只接收到处于安全阈值内，且是稳定的、安全的检测电平。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种闭环电压检测系统，实时检测USB端口接入负载时的电平信号，判断该电平信号是否有效，同时对高于安全阈值的电平信号进行钳位，得到处于安全阈值内的稳定的、安全的检测电平。为实现上述目的，本技术实施例提供一种闭环电压检测系统。该系统包括：电平传输电路，用于接收输入电平，并根据过压检测信号，输出处于安全阈值内的检测电平；过压比较电路，用于判断所述输入电平与安全阈值的大小，且当所述输入电平超出安全阈值时，所述过压比较电路产生过压检测信号并输出给电平传输电路。优选的，所述电平传输电路输出中间电压，所述过压比较电路通过比较所述中间电压与基准电压，判断所述输入电平是否超出安全阈值。优选的，所述过压比较电路将所述中间电压进行分压，并选择所需的分压与所述基准电压比较；当所选分压大于所述基准电压时，过压比较电路产生过压检测信号，输出控制所述电平传输电路对所述中间电压进行电荷泄放；当所选分压小于所述基准电压时，所述过压检测信号翻转，所述电平传输电路停止电荷泄放。优选的，其特征在于，所述过压比较电路根据时序逻辑控制信号的组合，选择所需的分压与所述基准电压比较。优选的，所述过压比较电路包括：分压模块，用于将所述中间电压进行分压；选通模块，用于根据时序逻辑控制信号选择所需要的分压；运算放大器，用于将所选分压与基准电压比较，并根据比较结果输出所述过压检测信号。优选的，其特征在于，所述分压模块包括第二电阻、第三电阻、第四电阻；第二电阻的一端接入中间电压，另一端连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端连接第四电阻的一端，第四电阻的一端接地；所述选通模块包括第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管；第四MOS管的源极连接第五MOS管的源极、第六MOS管的漏极，第六MOS管的漏极用于输出选通的电压，第六MOS管的源极接地；第四MOS管的漏极与第二电阻、第三电阻之间的节点连接；第五MOS管的漏极与第二电阻、第三电阻之间的节点连接；第四MOS管的栅极、第五MOS管的栅极和第六MOS管的栅极用于接收时序逻辑控制信号。优选的，其特征在于，各分压通过以下公式：Vcon＝δ×VMID计算，其中，Vcon为分压的值，VMID为所述中间电压的值，δ为转换因子，所述转换因子由时序逻辑控制信号和分压电阻决定；所述中间电压的安全阈值为：其中Vref为基准电压的值。优选的，所述电平传输电路包括：传输模块，用于接收所述输入电平，并输出所述中间电压，并在开启电压的控制下导通，输出检测电平；电荷泄放模块，用于接收所述过压检测信号，控制电荷泄放。优选的，其特征在于，所述传输模块包括第一MOS管、第二MOS管；所述第一MOS管源极连接所述第二MOS管的源极，所述第一MOS管栅极连接所述第二MOS管的栅极，所述第一MOS管的漏极用于接收输入电平，所述第二MOS管的漏极用于输出检测电平，所述第一MOS管的源极和所述第二MOS管的源极之间的节点用于输出中间电压，所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极之间的节点用于接收开启电压；所述泄放模块包括第三MOS管、第一电阻；所述第一电阻的一端连接所述第三MOS管的漏极，所述第三MOS管的源极接地，第一电阻的另一端用于连接所述传输模块中第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极，所述第三MOS管的栅极用于接收过压检测信号；所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管均选用低导通阻抗器件。优选的，所述的闭环电压检测系统，还包括时序逻辑控制电路，用于产生并输出时序逻辑控制信号，控制所述选通模块选通所需分压。本技术提供的闭环电压监测系统，为了得到稳定且安全的检测电平，本法技术在设计电平传输电路时，将电平的传输和钳位通过采用传输模块和泄放模块来实现，其中传输模块负责电平的传输，泄放模块负责电荷的泄放，即电平的钳位，当输入电平处于安全阈值内时，传输模块直接将其以超低损耗输出，当输入电平超出安全阈值时，泄放模块将中间电压钳位至安全阈值后，并作为检测电平，经传输模块以超低损耗输出，之所以能实现超低损耗传输，原因在于本方案的电平传输电路所使用的MOS管均为低导通阻抗器件，例如可优选NDMOS管，实现输入电平的超低损耗传输，确保检测电平跟随输入电平的变化；另一方面，为了实现对输入电平的实时检测，本技术在设计过压比较电路时，采用负反馈的方式实现对输入电平进行实时检测，在检测时，通过将电平传输电路输出的中间电压进行分压，并与基准电压的比较，进而判断中间电平和安全阈值的大小，从而实现判断输入电平和安全阈值大小的目的；在实现判断输入电平和安全阈值大小的目的同时，通过选通模块根据时序逻辑控制信号的组合，任意选择所需要比较的分压，从而能实现按各种需要的钳位阈值将中间电压钳位在相应的安全阈值上，最终保证输出的检测电平为安全的、稳定的，工作在安全阈值内的电平。附图说明图1是本技术实施例一提供的一种闭环电压检测系统的结构示意图；图2是电平传输电路的电路结构示意图；图3是过压比较电路的电路结构示意图；图4是开启电压产生电路的电路结构示意图；图5是图3中开启电压产生电路改进后的电路结构示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。图1是本技术实施例一提供的一种闭环电压检测系统的结构示意图。如图1所示，闭环电压检测系统包括电平传输电路101、过压比较电路102、开启电压产生电路103。电平传输电路101接收输入电平USBIN，并输出中间电压VMID，当输入电平USBIN处于安全阈值内时，将输入电平USBIN作为检测电平USB_SNS直接输出，当输入电平USBIN超出安全阈值时，电平传输电路101在过压检测信号OVP的控制下，将中间电压VMID钳位至安全阈值后，输出等于安全阈值的检测电平USB_SNS；过压比较电路102将中间电压VMID进行分压，并在时序逻辑控制信号的控制下，选通所需的分压与基准电压Vref比较，当所选分压超出基准电压Vref时，过压比较电路102产生过压检测信号OVP，并输出给电平传输电路101；开启电压产生电路103产生并输出开启电压VON，控制电平传输电路101导通；时序逻辑控制电路104产生并输出时序逻辑控制信号，控制过压比较电路102选通所需的分压。当电平传输电路101接收到输入电平USBIN后，分别向过压比较电路102和开启电压产生电路103输出中间电压VMID；开启电压产生电路103接收中间电压VMID后，在差分时钟信号clkn和clkp的驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闭环电压检测系统,其特征在于，包括：电平传输电路(101)，用于接收输入电平(USBIN)，并根据过压检测信号(OVP)，输出处于安全阈值内的检测电平(USB_SNS)；过压比较电路(102)，用于判断所述输入电平(USBIN)与安全阈值的大小，且当所述输入电平(USBIN)超出安全阈值时，所述过压比较电路(102)产生过压检测信号(OVP)并输出给电平传输电路(101)。

【技术特征摘要】
1.一种闭环电压检测系统,其特征在于，包括：电平传输电路(101)，用于接收输入电平(USBIN)，并根据过压检测信号(OVP)，输出处于安全阈值内的检测电平(USB_SNS)；过压比较电路(102)，用于判断所述输入电平(USBIN)与安全阈值的大小，且当所述输入电平(USBIN)超出安全阈值时，所述过压比较电路(102)产生过压检测信号(OVP)并输出给电平传输电路(101)。2.根据权利要求1所述的闭环电压检测系统，其特征在于，所述电平传输电路(101)输出中间电压，所述过压比较电路(102)通过比较所述中间电压与基准电压，判断所述输入电平(USBIN)是否超出安全阈值。3.根据权利要求2所述的闭环电压检测系统，其特征在于，所述过压比较电路(102)将所述中间电压进行分压，并选择所需的分压与所述基准电压比较；当所选分压大于所述基准电压时，过压比较电路(102)产生过压检测信号(OVP)，输出控制所述电平传输电路(101)对所述中间电压进行电荷泄放；当所选分压小于所述基准电压时，所述过压检测信号(OVP)翻转，所述电平传输电路(101)停止电荷泄放。4.根据权利要求3任一权利要求所述的闭环电压检测系统，其特征在于，所述过压比较电路(102)根据时序逻辑控制信号的组合，选择所需的分压与所述基准电压比较。5.根据权利要求4所述的闭环电压检测系统，其特征在于，所述过压比较电路(102)包括：分压模块，用于将所述中间电压进行分压；选通模块，用于根据时序逻辑控制信号选择所需要的分压；运算放大器(AMP)，用于将所选分压与基准电压比较，并根据比较结果输出所述过压检测信号(OVP)。6.根据权利要求5所述的闭环电压检测系统，其特征在于，所述分压模块包括第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)；第二电阻(R2)的一端接入中间电压，另一端连接第三电阻(R3)的一端，第三电阻(R3)的另一端连接第四电阻(R4)的一端，第四电阻(R4)的一端接地；所述选通模块包括第四MOS管(MN4)、第五MOS管(MN5)、第六MOS管(MN6)；第四MOS管(MN4)的源极连接第五MOS管(MN5)的源极、第六MOS管(MN6)的漏极，第六MOS管(MN6)的漏极用于输出选通的电压，第六MOS管(MN6)的源极接地；第四MOS管(MN4)的漏极与第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨靖，刘柳，梅当民，
申请(专利权)人：英特格灵芯片天津有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12