[发明专利]一种实现电压检测的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路的检测领域，尤其是涉及一种实现电压检测的装置和方法。

背景技术

在电子系统的上电过程中电源电压由地电压上升到正常工作时的电压值，而系统中的电路需要在电源电压上升到足够高时才开始工作，若电路过早的进入工作状态，由于此时的电源电压较低，可能造成电路处于错误的初始状态从而导致整个系统的错误操作。因此，在电子系统中往往需要一个电压检测电路，它的作用在于当电源电压上升到足够高的预设值时，产生相应的信号告知其他的电路此时电源电压已经在正常工作范围内，可以开始进入初始化或工作状态，确保了其他电路的正确操作。

最早用于实现该功能的电路，一般由RC延时电路组成，RC延时电路用于对电源电压进行一定时间的延时，并将延时后的信号作为电源电压的标志信号，所以当RC延时电路的输出达到最终值的时候，可以认为电源电压也已经达到其工作电压值，集成电路已经具有正常的供电。但是当电源电压上升很慢的时候，往往需要很大的RC延时才能保证系统的正常工作。因此若将RC延时集成于芯片内，必将占用较大的芯片面积，增加芯片生产的成本。若将RC延时做于PCB板上，将会增加芯片的管脚并且占用PCB板的面积，也会增加成本。

另一种方法是采用普通的MOS管构成的电压检测电路，该方法相比与RC延时电路的方法具有面积小、成本低和不需要额外管脚等优点。美国专利5,323,067以及中国专利96106138.3采用的就是这种方法。但是前者的方法不能够在电源循环周期短时进行初始化，也就是说，当电源快速开关时，该电路不能保证系统的初始化。中国专利96106138.3解决了前者的问题，但是该方法可能会出现进入低电平自锁状态或者高电平自锁状态的问题。请参阅图1，中国专利96106138.3中将输出端102从高电平状态到低电平状态的翻转作为指示信号，指示出电源电压已达到正常工作值。但是当负载电容C_load较大时，根据公式R＝1/Cjw，可以得出输出端102对地的阻抗较小，且远小于对电源的阻抗，所以初始上电时，电源电压的上升并不能拉高输出端102的电压，因此102的输出电压为低电平，NMOS管N2不能开启，而N3和N4为开启状态，所以节点112始终为电源电压，导致输出端102电压更低，这样形成的正反馈过程使得电路在电源电压上升初始阶段就进入低电平的自锁状态。

如果NMOS管N2的尺寸选择不当，或者节点112有较小的对地寄生阻抗，有可能使得节点112为低电平，而将输出模块的输出节点102锁定在高电平的输出状态，从而使得电路进入高电平自锁状态，不能通过电源电压的上升而最终退出高电平自锁状态。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种实现电压检测的装置和方法，以实现解决电源电压检测过程中可能会进入高电平或者低电平自锁状态的问题。

本发明提供了一种实现电压检测的装置，包括：

电压检测模块200，用于对输入电压的检测，当输入电压由地电压上升到预设电压时，电压检测模块的输出状态发生翻转。

输出模块201，用于对电压检测模块的输出进行缓冲，将缓冲后的输出作为所述装置的输出。

控制模块202，用于当检测到输出模块的输出状态翻转的情况下，开启自锁开关对输出模块的输出进行锁定。

启动模块203，在输入电压上升的初始阶段，形成一个电压检测模块的输出端到输入电压的低阻抗通路，用于关闭控制模块中的自锁开关和开启电压检测模块，使装置进入正常的电压检测工作状态。

优选地，电压检测模块包括第二NMOS管和第三NMOS管、第一PMOS管和第二PMOS管。

第一PMOS管的源极耦合到输入电压，第一PMOS管的栅极和漏极、第三NMOS管的栅极耦合到第一节点(301)；第二PMOS管的源极耦合到第二节点(303)；第二NMOS管的源极和第二PMOS管的栅极耦合到地电压，第二NMOS管的栅极和漏极以及第三NMOS管的源极耦合到第三节点(305)，第三NMOS的漏极与第二PMOS管的漏极耦合到电压检测模块的输出节点(304)。

优选地，电压检测装置还包括一电阻；所述电阻耦合在第一节点(301)和第四节点(302)之间。

优选地，输出模块包括第四PMOS管和第五NMOS管。

所述第四PMOS管和第五NMOS管组成一个反相器，反相器的输入端为电压检测模块的输出节点(304)，反相器的输出端为输出模块的输出节点(306)，第四PMOS管的源极与输入电压耦合，第五NMOS管的源极与地电压耦合。