一种用于MCU的微功耗低电压检测电路制造技术

本发明专利技术涉及检测电路的技术领域，公开了一种用于MCU的微功耗低电压检测电路，用于MCU上电和掉电过程中的低电压检测，包括镜像电流模块，其输入端与MCU供电电压相连，输出端与比较模块的输入端、镇流电阻的一端相连，比较模块的输入端还与镇流电阻的一端相连，输出端与负载的一端、整形模块相连，镇流电阻、负载的另一端接地，镜像电流模块用于产生随MCU供电电压的变化而变化的一对镜像电流，其分别流过比较模块和镇流电阻；比较模块用于根据镇流电阻上的电压和镜像电流模块上的电压变化，进行翻转输出；整形模块用于对比较模块的翻转输出进行整形，输出对应的高电平和低电平。本发明专利技术的电路结构紧凑，控制方便，便于普及和推广。

A low voltage detection circuit with micro power consumption for MCU

The invention relates to the technical field of detection circuit, and discloses a micro power consumption low-voltage detection circuit for MCU, which is used for low-voltage detection in the process of power on and power off of MCU, including a mirror current module, wherein the input end is connected with the power supply voltage of MCU, the output end is connected with the input end of the comparison module and one end of the ballast resistance, and the input end of the comparison module is also connected with one end of the ballast resistance The output terminal is connected with one end of the load and the shaping module, and the ballast resistance and the other end of the load are grounded. The mirror current module is used to generate a pair of mirror current varying with the supply voltage of MCU, which flows through the comparison module and the ballast resistance respectively; the comparison module is used to flip the output according to the voltage change on the ballast resistance and the mirror current module; the whole The shape module is used to shape the flip output of the comparison module, and output the corresponding high level and low level. The circuit structure of the invention is compact, the control is convenient, and is convenient for popularization and popularization.

【技术实现步骤摘要】
一种用于MCU的微功耗低电压检测电路
本专利技术涉及检测电路的
，特别是一种用于MCU的微功耗低电压检测电路。
技术介绍
微处理器MCU是一个复杂的系统，包括ROM，SRAM，SFR，指令运算单元以及各种外设。为了系统稳定可靠地工作，供电电压VDD必须在一定电压范围内，当电压太高时，会损坏电路，而电压太低时，晶体管工作不正常，尤其是ROM，会发生读出错误的现象。工作电压范围可以由用户决定，但是有一个过程用户无法控制，就是MCU必须上电和掉电。在上电和掉电过程中，当VDD小于一定的电压时，MCU必须停止工作，尤其是在一些危险操作时，比如爆破。如果在上电或掉电过程中出现系统执行错误，发生不可控制的爆炸，损失将是巨大的。低电压检测电路就是监视MCU的供电是否低于某个低电压的电路，当供电电压低于某个电压时，MCU停止工作，处于复位状态，供电电压只有高于这个电压，MCU才开始工作，保证MCU稳定可靠的工作。这个电压一般叫复位电压。一般的低电压检测电路有参考电压产生电路，比较器电路等，电流都较大。考虑到MCU静态功耗的要求，在使用时，允许低电压检测电路可以关掉。但是有些应用不允许低电压检测电路关掉，但是对静态功耗又有要求，这就需要一种微功耗的低电压检测电路。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于MCU的微功耗低电压检测电路，解决了现有低电压检测电路工作电流比较大，功耗较大，不能满足MCU静态功耗的要求等问题。本专利技术可以通过以下技术方案实现：一种用于MCU的微功耗低电压检测电路，用于MCU上电和掉电过程中的低电压检测，包括镜像电流模块，所述镜像电流模块的输入端与MCU供电电压相连，输出端与比较模块的输入端、镇流电阻的一端相连，所述比较模块的输入端还与镇流电阻的一端相连，输出端与负载的一端、整形模块相连，所述镇流电阻、负载的另一端接地，所述镜像电流模块用于产生随MCU供电电压的变化而变化的一对镜像电流，其分别流过比较模块和镇流电阻；所述比较模块用于根据镇流电阻上的电压和镜像电流模块上的电压变化，进行翻转输出；所述整形模块用于对比较模块的翻转输出进行整形，输出对应的高电平和低电平。进一步，所述比较模块包括宽长比不同的两个PMOS场效应管，根据两个所述PMOS场效应管的导通电压不同，以及镇流电阻上的电压和镜像电流模块上的电压变化，进行翻转输出，所述镜像电流模块用于通过宽长比相同的两个PMOS场效应管产生一对镜像电流。进一步，在MCU上电过程中，MCU供电电压逐渐升高，使得镇流电阻上的电压和镜像电流模块上的电压逐渐变大，进而使得大的宽长比的PMOS场效应管由导通变为关断，实现比较模块的翻转输出；在MCU掉电过程中，MCU供电电压逐渐减小，使得镇流电阻上的电压和镜像电流模块上的电压逐渐变小，进而使得大的宽长比的PMOS场效应管由关断变为导通，实现比较模块的再次翻转输出。进一步，所述比较模块中两个所述PMOS场效应管的源极均与镜像电流模块的一个镜像电流输出端相连，大的宽长比的PMOS场效应管M3的栅极与镇流电阻的一端相连，漏极与负载的一端、整形模块相连，小的宽长比的PMOS场效应管M2的栅极接地，漏极与负载的一端相连。进一步，所述负载包括两个NMOS场效应管M4、M5，其栅极均与PMOS场效应管M2的漏极相连，所述NMOS场效应管M4的漏极也与PMOS场效应管M2的漏极相连，源极接地，所述NMOS场效应管M5的漏极与PMOS场效应管M3的漏极相连，源极接地。进一步，所述镜像电流模块包括宽长比相同的两个PMOS场效应管M0、M1，其源极均与MCU供电电压相连，其栅极均与镇流电阻的一端相连，所述PMOS场效应管M0的漏极与比较模块的输入端相连，所述PMOS场效应管M1的漏极与镇流电阻的一端相连。进一步，所述镇流电阻采用非硅化的P型掺杂多晶硅电阻，具有负温度系数，所述整形模块包括级连的两个反向器，或者一个施密特触发器和一个反相器。本专利技术有益的技术效果在于：以镜像电流模块产生的一对镜像电流作为比较基础，使其分别流过比较模块和镇流电流，以镜像电流模块上的电压和镇流电阻上的电压作为比较模块的输入，随着MCU上电或者掉电过程中的供电电压的变化，使得镜像电流也发生相应的变化，进而使镜像电流模块上的电压和镇流电阻上的电压也发生相应的变化，控制比较模块中大的宽长比的PMOS场效应管的导通和关断，从而实现比较模块的翻转输出，完成对MCU上电或者掉电过程中的低电压检测，无需基准参考电压电路，通过合理选择镇流电阻的阻值和类型，使整个电路中所有的场效应管均工作为亚阈值状态，使整个电路消耗的电流非常小，从而使整个电路的功耗较小，满足MCU的静态功耗要求，同时还可以保证检测点的零温漂，进一步保证整个系统运行的稳定性。另外，整个电路结构紧凑，实用性强，便于普及和推广。附图说明图1为本专利技术的总体电路结构示意图；图2为本专利技术的MCU上电和掉电过程中的各个器件的电压变化示意图；图3为本专利技术的MCU上电和掉电过程中的各个器件的电流变化示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施例进一步详细说明。参照附图1，本专利技术提供了一种用于MCU的微功耗低电压检测电路，用于MCU上电和掉电过程中的低电压检测，包括镜像电流模块，该镜像电流模块的输入端与MCU供电电压相连，输出端与比较模块的输入端、镇流电阻的一端相连，该比较模块的输入端还与镇流电阻的一端相连，输出端与负载的一端、整形模块相连，该镇流电阻、负载的另一端接地。该镜像电流模块用于产生随MCU供电电压的变化而变化的一对镜像电流，其分别流过比较模块和镇流电阻；该比较模块用于根据镇流电阻上的电压和镜像电流模块上的电压变化，进行翻转输出；该整形模块用于对比较模块的翻转输出进行整形，输出对应的高电平和低电平。这样，以镜像电流模块产生的一对镜像电流作为比较基础，使其分别流过比较模块和镇流电流，以镜像电流模块上的电压和镇流电阻上的电压作为比较模块的输入，随着MCU上电或者掉电过程中的供电电压的变化，使得镜像电流也发生相应的变化，进而使镜像电流模块上的电压和镇流电阻上的电压也发生相应的变化，控制比较模块的翻转输出，完成对MCU上电或者掉电过程中的低电压检测，整个电路无需基准电压参考电路，大大降低了电路功耗，可以满足MCU静态功耗的要求。该镜像电流模块用于通过宽长比相同的两个PMOS场效应管M0、M1产生一对镜像电流，该比较模块包括宽长比不同的两个PMOS场效应管M2、M3，根据两个PMOS场效应管的导通电压不同，以及镇流电阻上的电压和镜像电流模块上的电压变化，进行翻转输出。具体地，两个PMOS场效应管M0、M1的源极均与MCU供电电压相连，其栅极均与镇流电阻R0的一端相连，PMOS场效应管M0的漏极与比较模块的输入端相连，PMOS场效应管M1的漏极与镇流电阻R0的一端相连。两个PMOS场效应管的源极M2、M3均与镜像电流模块的一个镜像电流输出端即PMO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于MCU的微功耗低电压检测电路，其特征在于：用于MCU上电和掉电过程中的低电压检测，包括镜像电流模块，所述镜像电流模块的输入端与MCU供电电压相连，输出端与比较模块的输入端、镇流电阻的一端相连，所述比较模块的输入端还与镇流电阻的一端相连，输出端与负载的一端、整形模块相连，所述镇流电阻、负载的另一端接地，/n所述镜像电流模块用于产生随MCU供电电压的变化而变化的一对镜像电流，其分别流过比较模块和镇流电阻；/n所述比较模块用于根据镇流电阻上的电压和镜像电流模块上的电压变化，进行翻转输出；/n所述整形模块用于对比较模块的翻转输出进行整形，输出对应的高电平和低电平。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于MCU的微功耗低电压检测电路，其特征在于：用于MCU上电和掉电过程中的低电压检测，包括镜像电流模块，所述镜像电流模块的输入端与MCU供电电压相连，输出端与比较模块的输入端、镇流电阻的一端相连，所述比较模块的输入端还与镇流电阻的一端相连，输出端与负载的一端、整形模块相连，所述镇流电阻、负载的另一端接地，
所述镜像电流模块用于产生随MCU供电电压的变化而变化的一对镜像电流，其分别流过比较模块和镇流电阻；
所述比较模块用于根据镇流电阻上的电压和镜像电流模块上的电压变化，进行翻转输出；
所述整形模块用于对比较模块的翻转输出进行整形，输出对应的高电平和低电平。


2.根据权利要求1所述的用于MCU的微功耗低电压检测电路，其特征在于：所述比较模块包括宽长比不同的两个PMOS场效应管，根据两个所述PMOS场效应管的导通电压不同，以及镇流电阻上的电压和镜像电流模块上的电压变化，进行翻转输出，所述镜像电流模块用于通过宽长比相同的两个PMOS场效应管产生一对镜像电流。


3.根据权利要求2所述的用于MCU的微功耗低电压检测电路，其特征在于：在MCU上电过程中，MCU供电电压逐渐升高，使得镇流电阻上的电压和镜像电流模块上的电压逐渐变大，进而使得大的宽长比的PMOS场效应管由导通变为关断，实现比较模块的翻转输出；在MCU掉电过程中，MCU供电电压逐渐减小，使得镇流电阻上的电压和镜像电流模块上的电压逐渐变小，进而使得大...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓兵，常成星，冯旭，胡锦通，朱少华，
申请(专利权)人：上海芯旺微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31