[发明专利]无需独立基准源的欠压保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种欠压保护电路，特别涉及一种无需独立基准源的欠压保护电路，应用于集成电路中的DC-DC、LDO等电源管理电路领域。

背景技术

随着集成电路技术的发展．对电源控制芯片的开关频率、传输延迟、稳定性、功耗等方面的要求也越来越高．以保证其在电源电压波动的情况下能安全可靠地工作，欠压保护电路是电源管理芯片中不可缺少的功能模块。

通常情况下，集成电路芯片在上电启动时，电源会通过输入端的等效电阻和电容对其充电，有一个电压上升过程，当电压上升到所设计的开启电压时，电路才开始工作，开启瞬间，若系统负载电流较大，有可能出现一启动就关断的情况。为保证电路启动后能进入正常工作状态并稳定工作，也为了保证电路工作时电源电压的波动不会对整个电路和系统造成损害，通常需使用欠压保护电路对电路的电源电压进行监控和锁定，这已成为现代集成电路和芯片系统设计的趋势，在电源控制类芯片中尤其为人所重视。

目前欠压保护电路广泛应用于DC-DC、LDO等电源管理领域，已有一些传统电路实现方式，如文献1（P.Hong,W.Xiaobo and C.Hai etal.,Power Supply Module Design in the Low Power Consumption Application,Electron Devices And Solid-State Circuits,Vol.20,No.22,2007:401–404）中的欠压保护电路，它采用独立基准电压源作为参考电压，利用比较器对电阻分压后的电源电压进行判断，可以实现低电压工作，但是，1）该欠压保护电路的电压基准源和比较器均需要独立设计，导致其电路结构复杂；2）该欠压保护电路采用电阻实现分压，为了降低电路的功耗，必须增大电阻阻值，因此其电路的版图面积较大。

发明内容

为克服上述传统欠压保护电路需要独立设计基准电压源和比较器、电路版图面积大的缺点，本发明提出了一种无需独立基准源的欠压保护电路，实现在电源电压波动情况下，电源管理电路仍能安全可靠地工作，且电源管理电路的功耗小。

为实现上述目的，本发明的无需独立基准源的欠压保护电路，包括：

一个电压-电流转换单元，将被监控电压V_M转换为电流信号I₁、I₂和I₃，由电阻R₁、晶体管Q₁、晶体管Q₂和晶体管Q₃组成，其中，Q₁的集电极和基极相连，Q₁的发射极与电阻R₁串联，Q₁的基极与Q₃的基极相连，Q₁的发射极接地，Q₃的发射极与R₂的一端相连，R₂的另一端接地，Q₂与Q₁的基极相连，Q₂、Q₃的发射极均接地；和

一个电流比较电路单元，对电流I₁、I₂进行比较，得到欠压保护信号，由晶体管M₁-M₆和缓冲器A₁组成，其中，M₁栅极和漏极相连，M₃栅极和漏极相连，M₅栅极和漏极相连，M₁的漏极与Q₂的集电极相连，M₃的漏极与Q₃的集电极相连，M₆和M₄的漏极与缓冲器A₁的输入端相连，从而确定缓冲器A₁输出端的逻辑值，即欠压保护信号V_UVLO。

所述晶体管Q₁、Q₂和Q₃均为NPN晶体管，其发射结电压V_BE=0.6V～0.7V，所述晶体管M₁-M₄均为PMOS晶体管，其阈值电压V_THP=-0.45V～-0.35V，所述晶体管M₅、M₆均为NMOS晶体管，其阈值电压V_THN=0.34V～0.45V。