[发明专利]一种无源物联网芯片过压保护电路及其实现方法

说明书

本发明公开了一种无源物联网芯片过压保护电路及其实现方法，所述过压保护电路包括m级泄流模块，连接在能量采集电路和物联网电路芯片系统之间，各级泄流模块在所述能量采集电路输出的电压超出相应的阈值电压时启动泄流以稳定将所述能量采集电路输出的电压传输至所述物联网电路芯片系统，本发明可在保证高电压下的大泄流能力的同时保证小电压下极小的漏电电流。

技术领域

本发明涉及一种过压保护电路及方法，特别是涉及一种无源物联网芯片过压保护电路及其实现方法。

背景技术

任何电子器件都有其可以承受的最大额定工作电压，一旦超出最大的耐压范围，器件的寿命会受到很大的影响，甚至器件直接损坏。过压保护电路是用于防止输入电压过高而造成电路系统中器件的损害。一旦输入电压高于设定的电压，过压保护电压立即启动关闭或者降低输入至设定值。现有无源物联网芯片系统中，芯片的输入电源通常由自带的能量采集电路提供，当系统采集能量大于系统所需能量就存在着过压的危险。

为了防止这种现象的发生，现有的方法通常是在能量采集电路10输出的电源电压上接几个二极管(D1～D3)同向串联组成的过压保护电路20到电源地，如图1所示，通过泄流的方式来降低电压，在过压保护电路20之后才接入原有的物联网电路芯片系统30，在正常工作的电压下，泄流电路本身并没有功耗。这种方法在一定程度上会把电压控制在一定的范围内，但是由于受限于二极管器件的泄流能力，当接收到的能量太大时，导致器件的输入电压超过额定值而致使器件遭到破坏，提升大尺寸器件虽然能有效提升电路的保护能力，但是会在电路正常工作电压下产生漏电流。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种无源物联网芯片过压保护电路及其实现方法，以在保证高电压下的大泄流能力的同时保证小电压下极小的漏电电流。

为达上述及其它目的，本发明提出一种无源物联网芯片过压保护电路，包括m级泄流模块，连接在能量采集电路和物联网电路芯片系统之间，各级泄流模块在所述能量采集电路输出的电压超出相应的阈值电压时启动泄流以稳定将所述能量采集电路输出的电压传输至所述物联网电路芯片系统。

优选地，第一级的第一泄流模块包括第一限流电阻以及d个串联的泄流二极管D10、D11、……、D1(d-1)，第k级的第k泄流模块包括第k限流电阻以及(d+k-1)个串联的泄流二极管Dk0、Dk1、……、Dk(d+k-2)，最后一级为第m泄流模块，包括(d+m-1)个串联的泄流二极管Dm0、Dm1、……、Dm(d+m-2)。

优选地，所述过压保护电路包括：

第一泄流模块，用于在所述能量采集电路输出的电压超出第一阈值Vth1时开始泄流以稳定传输至所述物联网电路芯片系统；

第二泄流模块，用于在所述能量采集电路输出的电压超出第二阈值Vth2时开始泄流以稳定传输至所述物联网电路芯片系统；

第三泄流模块，用于在所述能量采集电路输出的电压超出第三阈值Vth3时开始泄流以稳定传输至所述物联网电路芯片系统。

优选地，所述第一泄流模块包括第一限流电阻及若干串联的泄流二极管，所述第一限流电阻一端连接第二泄流模块，另一端与该若干串联的泄流二极管的阳极以及所述物联网电路芯片系统的电源输入端相连组成第一电压节点即输出电压节点VDD，该若干串联的泄流二极管同向串联于所述第一限流电阻另一端与地之间。

优选地，所述第二泄流模块包括第二限流电阻以及若干串联的泄流二极管，所述第二限流电阻一端连接第三泄流模块，另一端与该若干串联的泄流二极管的阳极以及所述第一泄流模块相连组成第二电压节点，该若干串联的泄流二极管同向串联于所述第二限流电阻另一端与地之间。

优选地，所述第三泄流模块包括若干串联的泄流二极管，所述能量采集电路的输出与该若干串联的泄流二极管的阳极及第二泄流模块的相连组成第三电压节点，该若干串联的泄流二极管同向串联于所述第三电压节点与地之间。