本发明专利技术公开了一种针对便携式电子产品电池的、间歇式工作的低电压检测电路。包括相互连接的开关电容检测电路、转换电路和信号锁存电路构成的低电压检测电路，低电压检测电路分别与中央处理器和电子设备电池电压输出电路相连；所述开关电容检测电路的输出接转换电路的输入端，转换电路的输出端接信号锁存电路的输入端，信号锁存电路的输出端与中央处理器相连。该电路在两相不交叠时钟信号的控制下工作，根据开关电容原理，利用电荷转移守恒的关系，判断两个状态下的输出电压差，实现低压检测的目的。本发明专利技术电路可以通过调节控制时钟信号的周期与占空比，进行间歇式低压检测，从而使电路间断工作，简化了电路设计的同时大大降低了系统的静态功耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低电压检测电路，主要应用于便携式电子产品，确切地说是一种针对便携式电子产品电池的、间歇式工作的低电压检测电路。
技术介绍
随着便携式电子产品的广泛应用，电池扮演的角色越来越重要。为保证数据的安全性，避免系统因电力不足而崩溃，对电池的低压检测成为诸多产品设计中必不可少的重要功能。传统的低压检测电路都工作在连续工作模式，且消耗较大的功耗。一种已知的低压检测电路如附图2所示，该电路包括一个比较器，第一分压电阻R1，第二分压电阻R2以及一个带隙基准。该第一分压电阻Rl的一端接Vdd，另一端接比较器的同相端；第二分压电阻的一端接比较器的同相端，另一端接地；带隙基准接比较器的反相端；输出控制信号由比较器的输出端输出。如图所示首先采用电阻对电源电压分压，然后再与带隙基准源电压进行比较，一旦电源电压低于设定值，比较器输出跳变，进而报警。显然，该低压检测电路工作在连续模式，增加了系统的静态功耗；带隙基准源与比较器的使用增加了设计的复杂度； 且片上集成的电阻分压网络将占用较大的芯片面积，增加了的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对传统技术中存在的问题，基于电池电压下降过程非常缓慢这一特点，根据开关电容及电荷转移守恒的原理，提出一种新型的间歇式工作的低压检测电路，使得电池电压不足时，自动产生一控制信号进行报警。该电路能间断性地工作；且可以通过控制时钟周期与占空比的时间，实现最大有效地降低功耗的目的。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下一种间歇式工作的低电压检测电路，包括相互连接的开关电容检测电路、转换电路和信号锁存电路构成的低电压检测电路，低电压检测电路分别与中央处理器和电子设备电池电压输出电路相连；所述开关电容检测电路的输出接转换电路的输入端，转换电路的输出端接信号锁存电路的输入端，信号锁存电路的输出端与中央处理器相连。本专利技术进一步的特征在于所述开关电容检测电路由一个电阻、两个电容、一个二极管、四个开关及电源电压构成；所述第一开关Ml的一端接电源电压Vdd，另一端与所述第一电容Cl相连；所述第一电容Cl的另一端接所述第二电容C2，开关电容检测电路的输出端Vm为所述第一电容Cl与第二电容C2的公共端；所述第二电容C2的一端接输出端，另一端通过所述第二开关M2接地；所述二极管Dl的阳极接电源电压Vdd，阴极接所述第一开关Ml与所述第一电容Cl的公共端；所述第四开关M4的一端接所述二极管Dl的阴极，另一端通过所述Rl电阻接地；所述第三开关M3的一端接电源电压Vdd，另一端接所述第二电容C2与所述第二开关M2的公共端。所述第一开关Ml、第二开关M2及由中央处理器的第一控制信号高电平控制开启， 所述第三开关M3及第四开关M4由第二控制信号高电平控制开启，且第一控制信号与第二控制信号为互不交叠的时钟信号。所述开关电容检测电路的输出接转换电路的输入端，转换电路的输出端接信号锁存电路的输入端，信号锁存电路的输出端与中央处理器相连。所述转换电路由两个P型管、两个N型开关管及一个传输门组成；所述第一 P型管 M5的源端接电源电压Vdd，漏端接所述第一 N型开关管M8的漏端，栅极接所述传输门的一端；所述传输门的另一端接所述第一 P型管M5的源端；所述第二 P型管M6的源端接电源电压Vdd，漏端接所述第二 N型开关管M9的漏端，栅极接所述第一 P型管M5的漏端；所述第一 N型开关管M8的源端接地，栅极接控制信号；所述第二 N型开关管M9的源端接地，栅极接控制信号；该转换电路的输出端为所述第二 P型管的漏端。所述信号锁存电路由一个传输门及两个反相器组成；所述传输门的一端接所述转换电路的输出端，另一端接所述第一反相器的输入端；所述第一反相器的输出端为该间歇式工作的低电压检测电路的输出端；所述第二反相器的输入端接所述第一反相器的输出端，输出端接所述第一反相器的输入端。所述开关电容检测电路的输出端与转换电路的输入端之间连接有滤波电路。本专利技术针对电池电压的下降是一个非常缓慢得过程的特点，该低电压检测电路可以通过调节控制时钟信号的周期与占空比，进行间歇式低压检测，从而使电路间断工作，这有别于传统设计的连续工作方式，大大降低了功耗。采用两级电流源为负载的反相器级联结构实现了后续的检测电路，两级级联是为了提高增益，让反相器的线性区域更陡，使得检测的精度更高。第一检测信号高电平期间， 第一级电路P管栅漏相接使得电路变为一个电流源的形式，让P管工作在饱和区，正好处于反相器的线性工作区域，这个电压在第一检测信号高电平期间对两个电容充电，成为检测前的动态电压比较点。采用电流源为负载的反相器是为了在低电压报警处确保两级放大的增益，随着电压的下降，漏电流必然会减小，而电流源为负载的反相器增益与电流的平方成反比。输出端只有在检测瞬间其值是有效的，因此必需加一级锁存器来存储报警信号。本专利技术摒弃传统的设计思路，根据电池电压的下降是一个非常缓慢地过程这一特点，采用开关电容设计技术设计一低压检测电路，使其工作在两个状态；且可以通过控制时钟周期与占空比，进行间歇式低压检测，从而使电路间断工作，这有别于传统设计的连续工作方式，可以大大降低功耗。本专利技术旨在简化电池低电压检测电路设计进而减小芯片面积的同时重点降低系统的静态功耗。下面结合附图对本专利技术的结构及其工作原理作详细说明。 附图说明图1是用于检测便携式电子设备电池电压的结构示意图。图2是传统的低电压检测电路。 图3是本专利技术的电路原理图。 图4是本专利技术实施方案一电路结构示意图。图5是本专利技术实施方案二电路结构示意图。图6是本专利技术电路的核心模块(开关电容电路)在双相不交叠控制时钟下的等效电路图。图7是本专利技术电路的控制时钟示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构及其工作原理作详细说明。实施例1参见图1所示，本专利技术包括相互连接的开关电容检测电路、转换电路和信号锁存电路构成的低电压检测电路2，其中，开关电容检测电路的输出接转换电路的输入端，转换电路的输出端接信号锁存电路的输入端，信号锁存电路的输出端与中央处理器3相连。低电压检测电路2可置于便携式电子设备电池电压输出电路2与中央处理器3之间，对电池电压进行检测。在电池电压过低时，输入控制信号至中央处理器3，实现系统的欠压保护。参见图3所示，开关电容检测电路由一个电阻、两个电容、一个二极管、四个开关及电源电压构成；所述第一开关Ml的一端接电源电压Vdd，另一端与所述第一电容Cl相连；所述第一电容Cl的另一端接所述第二电容C2，开关电容检测电路的输出端Vm为所述第一电容Cl与第二电容C2的公共端；所述第二电容C2的一端接输出端，另一端通过所述第二开关M2接地；所述二极管Dl的阳极接电源电压Vdd，阴极接所述第一开关Ml与所述第一电容Cl的公共端；所述第四开关M4的一端接所述二极管Dl的阴极，另一端通过所述 Rl电阻接地；所述第三开关M3的一端接电源电压Vdd，另一端接所述第二电容C2与所述第二开关M2的公共端。第一开关Ml、第二开关M2及由中央处理器的第一控制信号高电平控制开启，所述第三开关M3及第四开关M4由第二控制信号高电平控制开启，且第一控制信号与第二控制信号为互不交叠的时钟信号。转换电路由两个P型管、两个N型开关管及一个传输门组成；所述第一 P型管M5 的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张允武，祁玉林，李萌，
申请(专利权)人：陕西源能微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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