一种欠压锁定电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种欠压锁定电路，包括电阻R2和稳压二极管D3，电阻R2的一端连接高压供电电源VDD、电阻R1的一端、开关管NM1的漏级和开关管NM2的漏级，电阻R2的另一端与稳压二极管D3的阴极、开关管NM1的栅级和开关管NM2的栅级连接，电阻R1的另一端与稳压二极管D1的阴极连接，开关管NM1的源级与电阻R5的一端连接，开关管NM2的源级与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与欠压锁定信号VDDON_N、开关管NM10的漏级和开关管NM4的栅级连接。本实用新型专利技术所述的欠压锁定电路实现形式简单，工艺局限性小。工艺局限性小。工艺局限性小。

【技术实现步骤摘要】
一种欠压锁定电路


[0001]本技术涉及电路
，尤其涉及一种欠压锁定电路。

技术介绍

[0002]欠压锁定(Undervoltage
‑
Lockout，UVLO)电路的作用是实时监测芯片的电源电压，确保芯片在电源电压达到启动电压前不会被激活，只有当电源电压达到启动电压时，芯片方可启动工作；当电源电压低于欠压锁定电压时直接切断供电电源，防止芯片因电源电压过低而损坏。通常欠压锁定电路的启动电压和欠压锁定电压之间设有一定的迟滞量，以保证芯片能够正常进入启动状态并且稳定工作，同时确保电源电压的波动不会造成芯片工作异常。例如电子设备在工作时，若携带的负载较大，设备在启动瞬间会将芯片的电源电压拉低至启动电压以下，为了避免出现设备一开启就关断的情况，则需要采用欠压锁定电路对芯片的电源电压进行实时监测和锁定，以提高设备工作的稳定性和可靠性，因此欠压锁定电路是电源管理芯片中不可或缺的一部分。
[0003]一种常见的欠压锁定电路的实现方案如图1所示。图1中，VDD是供电电源，VDDON_N为欠压锁定信号，VDDON_N经过高压反相器inv1输出反相信号VDDON_P。稳压二极管D1对高压开关管PM1的V
GS
电压进行钳位，防止VDD电压过高将PM1栅极击穿。开关管PM1、稳压二极管D1、D2、D3、D4和电阻R2、R4、R6构成VDD电压采样电路，Vc为采样电压，通过Vc控制开关管NM1的开启和关断，从而控制欠压锁定信号进行状态切换。稳压二极管D7对采样电压Vc进行钳位，防止Vc过高将NM1栅极击穿。
[0004]该方案的UVLO电路工作原理如下所述：VDD从0V开始逐渐升高，当VDD小于两个稳压二极管的反向击穿电压2V
DZ
时(V
DZ
为一个稳压二极管的反向击穿电压)，UVLO电路未启动工作。当VDD＝2V
DZ
时，电阻R1和稳压二极管D5、D6构成的支路开始导通，此时欠压锁定信号VDDON_N被D5、D6钳位，有VDDON_N＝VDD＝2V
DZ
，则反相器inv1输出信号VDDON_P为低电平。由于此时VDD未达到三个稳压二极管的反向击穿电压，电阻R2、R4、R6和稳压二极管D2、D3和D4所在支路未导通，Vc被电阻R6下拉到地，此时开关管NM1处于关断状态，稳压二极管D1、电阻R3和NM1管所构成的支路无法导通，因此有Va＝VDDON_N＝2V
DZ
，则PM1管的V
GS
电压为0V，PM1管处于关断状态。
[0005]VDD电压继续升高，当VDD升高至使PM1管的V
GS
电压达到PM1管的开启阈值电压V
TH_PM1
时，PM1管导通，Vb被PM1上拉到PM1漏极电位V
D_PM1
(V
D_PM1
＝VDD
‑
V
DS_PM1
)，PM1管、稳压二极管D4和电阻R4、R6构成的支路导通，采样电压Vc开始随VDD电压升高而增大。
[0006]当VDD升高至使Vc达到NM1管的开启阈值电压V
TH_NM1
时，NM1管开启，VDDON_N被下拉到地，反相器inv1输出信号VDDON_P翻转为高电平，控制内部电路启动工作，则称此时的VDD电压为启动电压VDD_ON。包括于VDD达到开启电压后，VDDON_N被下拉到地，此时稳压二极管D1对PM1管的V
GS
电压进行钳位，则PM1管的V
GS
电压始终保持为一个稳压管的反向击穿电压V
DZ
，因此PM1管保持开启状态。
[0007]当VDD电压从VDD_ON以上开始逐渐下降，Vc随之减小，直到Vc＜V
TH_NM1
时，NM1管关
断，VDDON_N重新被上拉到VDD，反相器inv1输出信号VDDON_P再次翻转为低电平，输出欠压锁定信号，控制内部电路停止工作，因此称此时的VDD电压为欠压锁定电压VDD_OFF。
[0008]另一种常见的欠压锁定电路结构如图2所示。图2中所示的UVLO电路方案由VDD_ON电压检测电路、VDD_OFF电压检测电路和欠压锁定信号输出支路构成。VDD_ON电压检测电路包括高压PMOS管PM1、PM2，高压NMOS管NM1、NM2、稳压二极管D1、电阻R1、R2、R3、R6、R7、R8、R9、R12、R13、R14、R15、开关管NM4、NM6、NM8、NMOS管NM9、NM10、NM11和电容C1构成。NMOS管NM9、NM10和NM11接成二极管形式并串联，对Vh信号进行钳位。VDD_OFF电压检测电路包括高压PMOS管PM3与电阻R4、R10、R16、电容C2和UVLO比较器电路构成。欠压锁定信号输出支路包括开关管NM3、NM12、NM13和电阻R11构成。
[0009]该电路工作原理如下：当VDD电压从0V逐渐升高至一个稳压二极管的反向击穿电压V
DZ
时，电阻R5与稳压二极管D2构成的支路导通，Vf被D2钳位，有Vf＝V
DZ
，此时NM2导通，信号Vd被电阻R7上拉到NM2源级电位V
S_NM2
(V
S_NM2
＝V
DZ
‑
V
GS_NM2
)，控制开关管NM6、NM8开启，NM6管将信号Vg下拉到地，电阻R12、R15被短路。NM8管将Vj下拉到地，同时Vk被下拉到地，开关管NM12关断，同时NM13处于关断状态，VDDON_N被上拉到高电平。
[0010]当VDD升高到VDD＝V
DZ
+V
DS_NM1
(V
DS_NM1
为NM1导通压降)，VDD_ON电压检测电路导通。当VDD电压继续升高至使采样电压Vh达到开关管NM4的开启阈值电压V
TH_NM4
时，NM4管导通，将Vd下拉至地，此时开关管NM6、NM8关断，Vj被电阻R13上拉到Vh，则Vk也被上拉到Vh，即Vk＝Vj＝Vh＝V
TH_NM4
，控制开关管NM12导通，将VDDON_N下拉到地，此时内部电路开始工作。电路启动后，PM3开启，VDD_OFF电压检测电路导通工作，此时VDD电压较大，采样电压Vm大于内部参考电压Vref，因此UVLO比较器输出信号VDDOFF_N为高电平，控制开关管NM5和NM13开启。
[0011]当VDD电压从VDD_ON开始逐渐下降，采样电压Vm随之减小，当VDD减小至使Vm小于Vref时，比较器输出信号VDDOFF_N翻转为低电平，开关管NM5和NM13关断。同时，采样电压Vh随VDD下降也逐渐减小，当Vh小于V
TH_NM4
时，开关管NM4关断，Vd重新被上拉，使得开关管NM6和NM8开启，NM8管将Vj下拉到地，即Vk被下拉到地，控制开关管NM12关断，此时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种欠压锁定电路，其特征在于：包括电阻R2、稳压二极管D3、稳压二极管D2和开关管NM3，电阻R2的一端连接高压供电电源VDD、电阻R1的一端、开关管NM1的漏级和开关管NM2的漏级，电阻R2的另一端与稳压二极管D3的阴极、开关管NM1的栅级和开关管NM2的栅级连接，电阻R1的另一端与稳压二极管D1的阴极连接，开关管NM1的源级与电阻R5的一端连接，开关管NM2的源级与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与欠压锁定信号VDDON_N、开关管NM10的漏级和开关管NM4的栅级连接，开关管NM4的漏级通过电阻R4以及稳压二极管D2后连接到稳压二极管D1的阳极，稳压二极管D2的阴极与稳压二极管D1的阳极连接；开关管NM4的源级与电阻R8的一端和开关管NM5的栅极连接，开关管NM5的漏极与电阻R5的另一端和开关管NM6的栅极连接，开关管NM6的漏极与电阻R8的另一端和开关管NM10的栅极连接，开关管NM6的源极、开关管NM5的源极、开关管NM10的源极和稳压二极管D3的阴极与接地端GND连接；开关管NM3的源极与开关管NM4的源极和电阻R7的一端连接，开关管NM3的漏极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与稳压二极管D1的阳极连接，电阻R7的另一端与接地端GND连接，开关管NM3的栅极与低压供电电源VCCA连接；所述开关管NM1、所述开关管NM2、所述开关管NM3、所述开关管NM4、所述开关管NM5、所述开关管NM6和所述开关管NM10为NMOS管。2.根据权利要求1所述的一种欠压锁定电路，其特征在于：所述稳压二极管D2的反向击穿电压和所述稳压二极管D1的反...

【专利技术属性】
技术研发人员：何巧蓉，陈崴，张荣晶，林志玲，
申请(专利权)人：福建省福芯电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：