CN109696639A - 具有用于监测电源的设备的电子电路 - Google Patents

具有用于监测电源的设备的电子电路 Download PDF

Info

Publication number
CN109696639A
CN109696639A CN201811217458.7A CN201811217458A CN109696639A CN 109696639 A CN109696639 A CN 109696639A CN 201811217458 A CN201811217458 A CN 201811217458A CN 109696639 A CN109696639 A CN 109696639A
Authority
CN
China
Prior art keywords
node
voltage
current
circuit
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811217458.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109696639B (zh
Inventor
J·弗特
N·博瑞尔
F·拉罗萨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STMicroelectronics Rousset SAS
Original Assignee
STMicroelectronics Rousset SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STMicroelectronics Rousset SAS filed Critical STMicroelectronics Rousset SAS
Publication of CN109696639A publication Critical patent/CN109696639A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109696639B publication Critical patent/CN109696639B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/22Modifications for ensuring a predetermined initial state when the supply voltage has been applied
    • H03K17/223Modifications for ensuring a predetermined initial state when the supply voltage has been applied in field-effect transistor switches
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40Testing power supplies
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16552Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies in I.C. power supplies
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02Regulating voltage or current
    • G05F3/08Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26Current mirrors
    • G05F3/267Current mirrors using both bipolar and field-effect technology
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/28Supervision thereof, e.g. detecting power-supply failure by out of limits supervision
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/30Means for acting in the event of power-supply failure or interruption, e.g. power-supply fluctuations
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/30Means for acting in the event of power-supply failure or interruption, e.g. power-supply fluctuations
    • G06F1/305Means for acting in the event of power-supply failure or interruption, e.g. power-supply fluctuations in the event of power-supply fluctuations
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/53Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/22Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
    • H03K5/24Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/22Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
    • H03K5/24Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude
    • H03K5/2436Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being amplitude using a combination of bipolar and field-effect transistors
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/24Resetting means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本发明的各实施例涉及具有用于监测电源的设备的电子电路。通过监测电路监测电源电压,监测电路包括可变电流生成器和带隙电压生成器核,该带隙电压生成器核接收可变电流并且包括第一节点和第二节点。连接到第一节点和第二节点的控制电路被配置为在第一节点上递送控制信号,当增加的电源电压低于第一阈值时控制信号具有第一状态,并且当增加的电源电压超过第一阈值时控制信号具有第二状态。第一阈值至少等于带隙电压。均衡电路也被连接到第一节点和第二节点,并具有向可变电流生成器的反馈,在第二输出节点处生成带隙电压。控制信号操作以控制均衡电路的致动。

Description

具有用于监测电源的设备的电子电路
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年10月20日提交的法国专利申请号1759914的优先权,其内容在法律允许的最大程度上通过引用被整体并入于此。
技术领域
本发明的实施例涉及集成电路,并且特别地涉及根据电源电压来管理集成电路的启动和操作。
背景技术
为了避免集成电路故障,存在可以延迟电子电路的启动直到电路的电源电压已经达到第一阈值的设备。
如果电源电压低于第二阈值,那么这些设备还可以切断集成电路,第一阈值通常能够等于或者低于第一阈值。
这些设备被本领域技术人员称为“上电复位电路”(POR电路)。
然而,现有系统存在某些缺点,特别是10%到20%量级的过大的误差容限。此外,该误差容限可以根据温度、电压阈值或集成电路的技术而变化。
其它设备表现出令人满意的精度,但是不可以选择具有低于某一限制(例如,1.2伏)的值的第一阈值和第二阈值。
因此需要改进该类型的设备。
因此,根据一个实施例,提出了用于监测集成电路的电源的设备,其具有高精度水平,并且对温度、电压阈值或制造方法的改变不敏感,并且这使得可以在较大的值范围内设置启动阈值。
发明内容
根据一个方面,提出了电子电路,该电子电路包括被配置为接收电源电压的电源节点、第一输出节点和旨在接收参考电压的参考节点并且包括用于监测电源电压的设备,该设备包括带隙电压生成器核和控制电路,带隙电压生成器核包括第一节点和第二节点并且经由电流电源模块被耦合到电源节点,电流电源模块被配置为向带隙电压生成器核提供可调节电流,控制电路被连接到带隙电压生成器核的两个节点,并且被配置为在第一输出节点上递送控制信号,当电源电压增加并保持低于第一阈值时控制信号具有第一状态,并且当电源电压变得大于或者等于第一阈值时控制信号具有第二状态,第一阈值根据上述电流的值来调节并且对应于在第一节点和第二节点之间的相等值。
因此,带隙生成器核可以有利地用于检测其第一节点和第二节点之间的相等值。在该检测时的电源电压对应于第一阈值。
带隙电压生成器核允许电压阈值的特别精确的检测,该检测对温度、制造方法或电压阈值的变化不敏感。
此外,使用由电流供电的带隙电压生成器有利地使得可以通过适当地调制电流来获得在宽范围的值上的电压阈值,尤其是包括小于1.2伏的值以及大于或等于1.2伏的值。
换言之,第一阈值可以小于、大于或等于带隙电压。
特别容易生产并且表面面积很小的带隙电压生成器核结构使用PNP晶体管和三个电阻器。然而,该示例显然是非限制性的,可以设想其它带隙电压生成器核结构。
更具体地,根据该非限制性示例,带隙电压生成器核包括两个分支,两个分支分别被耦合到带隙电压生成器核的两个节点,并且分别包括被配置为表现出不同的电流密度的二极管安装的PNP双极晶体管,表现出最大电流密度的分支进一步包括主电阻器。
带隙电压生成器核还包括两个辅助电阻器,其分别被连接在带隙电压生成器核的两个节点与旨在接收参考电压的参考节点(例如,接地)之间。
电流电源模块可以包括:电流生成器,被耦合在电源节点和参考节点之间,可由电源电压控制,并且被配置为生成所述可调节电流;第一电流镜像,被耦合在电源节点和第一节点之间;以及第二电流镜像,被耦合在电源节点和第二节点之间,第一电流镜像和第二电流镜像被配置为复制由电流生成器递送的可调节电流。
第一电压阈值可以小于、大于或等于带隙电压。
电流生成器可以包括MOS晶体管,MOS晶体管与调节电阻器串联耦合,调节电阻器的值具有有助于调节电流的值的调节。
因此,有利地可以通过调节调节电阻器的值来修改第一电压阈值。
控制电路可以被配置为当电源电压回落到低于第一阈值时递送处于其第一状态的控制信号。
根据一个实施例,控制电路包括第一比较器,其第一输入被耦合到第一节点,其第二输入被耦合到第二节点,并且其输出被耦合到第一输出节点。
根据一个实施例,电路可以包括带隙电压生成器,其包含带隙电压生成器核,具有可以被控制信号激活的均衡电路和第二输出节点,当控制信号处于其第一状态时均衡电路被去激活,并且当控制信号处于其第二状态时均衡电路被激活,第二输出节点能够在均衡电路被激活时处递送带隙电压。
因此,同一带隙电压生成器核被用于设备和带隙电压生成器,与其中设备和带隙电压生成器各自使用不同的带隙电压生成器核相比较,这有利地允许节省表面积。
应当注意,提供使用相同的带隙电压生成器核的该方面与任何带隙电压生成器核结构兼容,与任何电流电源模块结构兼容并且无论第一阈值的值如何,使用该相同的带隙电压生成器核一方面针对具有可激活均衡电路的带隙电压生成器,另一方面针对用于监测电源电压的设备。
根据一个实施例,控制电路包括第二比较器和第三比较器,第二比较器的第一输入被耦合到第一节点,第二比较器的第二输入被耦合到第二节点,并且第二比较器的输出被配置为当电源电压大于或者等于第一电压阈值时生成具有第一状态的第一信号,第三比较器的第一输入被耦合到第二节点,第三比较器的第二输入被耦合到电源节点,并且第三比较器的输出被配置为当电源电压大于或者等于第一阈值时生成具有第二状态的第二信号,设备进一步包括AND类型的逻辑门,其第一输入被耦合到第二比较器的输出,其第二输入经由反相逻辑门被耦合到第三比较器的输出,并且其输出被耦合到第一输出节点。
这有利地使得可以在电源电压下降回到电压阈值以下时产生控制信号,尽管存在带隙电压生成器的放大器,其具有比第一比较器更高的增益。
控制电路可以被配置为当电源电压下降回到低于第一阈值的第二阈值以下时递送处于其第一状态的控制信号。
第二比较器的第二输入可以经由分压器电桥被耦合到电源节点,使得第三比较器被配置为当电源电压大于或者等于第二电压阈值时生成处于第一状态的第二信号,第二电压阈值低于第一电压阈值。
使用在电源电压的上升和下降中不同的电压阈值赋予设备类似滞后的行为,并且有利地使得可以避免在使用同一阈值时可能发生的振荡现象。
附图说明
图1到图4图示了包括用于监测通用电源的设备的电子电路的实施例。
具体实施方式
图1图示了电子电路CI,其包括用于监测电路CI的通用电源的设备DIS,其被配置为在输出节点BS处生成旨在用于集成电子电路CI的控制信号CTRL。
控制信号CTRL的状态根据电路CI的通用电源电压Vcc的值而改变,并且仅当电源电压Vcc高于第一阈值时才允许电路CI操作。
例如,控制信号CTRL可以处于第一状态(例如低状态)或处于第二状态(例如高状态),并且电路CI被配置为当控制信号CTRL处于其第二状态时操作,并且当控制信号CTRL处于其第一状态时被切断。
设备DIS被配置为当电源节点BV处的电压大于或等于第一电压阈值时生成具有第二状态的控制信号CTRL。
这里,集成电路CI的通用电源电压Vcc由电池(未示出)提供,电池被耦合到集成电路CI的电源节点BV。
设备DIS经由与第一分压器电桥DIV1相关联的跟踪放大器AS被耦合到电源节点BV,放大器AS被配置为在中间节点NI处递送与电源电压Vcc成比例的电压。
第一分压器电桥DIV1包括第一电桥电阻器R10和第二电桥电阻器R11,第一电桥电阻器R10和第二电桥电阻器R11被串联耦合在电源节点BV和参考节点BR之间,参考节点BR旨在由参考电压(这里为接地)提供。
这里,中间节点NI经由跟踪放大器AS被耦合在第一电桥电阻器R10和第二电桥电阻器R11之间。
跟踪放大器AS有利地允许将设备DIS的电流与第一分压器电桥DIV1绝缘。
设备DIS包括带隙电压生成器核CR,其包括第一节点BE1和第二节点BE2。
这里,带隙电压生成器核CR包括第一PNP双极晶体管(标记为Q1),其是二极管安装的,并且与第一节点BE1和参考节点BR之间的主电阻器Rp串联连接。这里,与主电阻器Rp串联的第一晶体管Q1形成带隙电压生成器核CR的第一分支BR1。
带隙电压生成器核CR还包括第二PNP双极晶体管(标记为Q2),其也是二极管安装的,并且连接在带隙电压生成器核的第二节点BE2和参考节点BR之间。这里,被耦合在第二节点BE2和参考节点BR之间的第二晶体管Q2形成带隙电压生成器核CR的第二分支BR2。
第一晶体管Q1的尺寸和第二晶体管Q2的尺寸不同,并且具有表面比M,使得流过第二晶体管Q2的电流密度是流过第一晶体管Q1的电流密度的M倍。
例如,这里,第一晶体管Q1的尺寸比第二晶体管Q2的尺寸大八倍。
显然,也可以并联使用晶体管Q2和M个晶体管Q1,M个晶体管Q1都与第二晶体管Q2具有相同的尺寸。
带隙电压生成器核CR进一步包括第一辅助电阻器Rx1和第二辅助电阻器Rx2,第一辅助电阻器Rx1被耦合在第一节点BE1和参考节点BR之间,第二辅助电阻器Rx2被耦合在第二节点BE2和参考节点BR之间。这里,第一辅助电阻器Rx1和第二辅助电阻器Rx2两者都具有10兆欧的值。
电流电源模块MIR被耦合在中间节点NI和设备DIS之间,并且被配置为向带隙电压生成器核CR提供可调节电流Iref。
这里,电流电源模块MIR包括电流生成器GC,其被配置为生成可调节电流Iref,并且包括串联耦合在电源节点和参考节点之间的第一MOS晶体管TR1和第一电阻器R1或调节电阻器。
第一MOS晶体管TR1的栅极被耦合到中间节点NI。
因此,电流生成器由与电源电压Vcc成比例的中间节点NI处的电压控制,因此可调节电流Iref的值取决于电源电压Vcc的值和第一电阻器R1的值。
电流电源模块MIR进一步包括:第一电流镜像晶体管M1,被配置为将可调节电流Iref提供给第一节点BE1;和第二电流镜像晶体管M1,被配置为将可调节电流Iref提供给第二节点BE2。
第一电流镜像晶体管M1和第二电流镜像晶体管M2分别包括第二MOS晶体管TR2和第三MOS晶体管TR3,其分别被串联耦合在电源节点BV与第一节点BE1和第二节点BE2之间。
第二MOS晶体管TR2和第三MOS晶体管TR3的栅极被耦合到中间节点NI。
这里,设备DIS的带隙电压生成器核CR类似于提供有电流的带隙电压生成设备核。
如本领域技术人员所知,带隙电压生成器除了包括类似于前面描述的带隙电压生成器核CR的带隙电压生成器核之外,通常还包括均衡电路,均衡电路包括放大器和反馈级,均衡电路被配置为均衡在带隙电压生成器核CR的第一节点BE1处和第二节点BE2处的电压。并且,当第一节点BE1处的电压等于第二节点BE2处的电压时,在第一分支BR1和第二分支BE2中流动的可调节电流Iref等于带隙电流,可以从该带隙电流获得带隙电压。
带隙电压与温度无关。
因此,均衡电路可以使得在第一节点BE1处和第二节点BE2处的电压相等,并且从而在中间节点NI处获得带隙电压。
这在主电阻器Rp的值与辅助电阻器Rx1和Rx2的值之间的比率为10量级的情况下是可以的。例如,这里,主电阻器Rp具有1兆欧的值。
因此,本领域技术人员已知,当第一节点BE1和第二节点BE2处的电压相等时,可调节电流Iref是特别稳定的带隙电流。
带隙电流以大约1%到3%的量级的高精度水平获得。因此,使用节点BE1处的两个电压之间的相等值来限定第一阈值是有利的。
因此,第一阈值对应于当可调节电流是带隙电流时的电源电压的值,也就是说当第一节点BE1处的电压等于第二节点BE2处的电压时。这里,第一阈值等于1.2伏。
这里,设备DIS不包括均衡电路,因此第一节点BE1和第二节点BE2处的电压不保持相等。
设备DIS包括控制电路MC,这里控制电路MC包括第一比较器CMP1,其第一输入E11被耦合到第一节点BE1,第二输入E12被耦合到第二节点BE2,并且其输出被耦合到设备DIS的第一输出节点BS1。
这里,第一比较器CMP1被配置为当第一节点BE1处的电压大于或等于第二节点BE2处的电压时生成处于其第二状态的控制信号CTRL。
换言之,当电源电压已经达到第一阈值时,第一比较器CMP1生成具有其第一状态的控制信号CTRL。
在操作中,一旦启动通用电源,电压Vcc逐步增加到其最大值。
在第一阶段,电压Vcc低于第一阈值,并且在第一节点BE1处的电压低于在第二节点BE2处的电压。
当电源电压Vcc接近第一阈值时,第一节点BE1处(即,第一比较器CMP1的第一输入E11处)的电压和第二节点处(即,第一比较器CMP1的第二输入E12处)的电压之间的差值减小。
当电源电压Vcc的值达到第一阈值时(即,可调节电流Iref是带隙电流时),第二阶段开始。然后节点BE1和BE2处的电压相等。
电源电压Vcc继续从第一阈值增加到其最大值,电源电压Vcc在其最大值处稳定。因此,在该第二阶段,在第一节点BE1处的电压等于然后大于在第二节点BE2处的电压。
因此,第一比较器CMP1递送具有其第二状态的控制信号CTRL,并且电子电路CI开始其操作。
并且,在集成电路CI的操作期间,由于故障,电源可以突然下降。在电源电压Vcc下降到第一阈值以下的情况中,也就是说如果在第一节点BE1处的电压再次变得低于在第二节点BE2处的电压,那么第一比较器CMP1递送处于其第一状态的控制信号CTRL,并且集成电路CI停止其操作。
因此,这里可以确保如果电源电压Vcc太低则集成电路CI不操作。
此外,如以上所指示的,使用类似于带隙电压生成器核的带隙电压生成器核CR使得可以通过获得具有1%到3%精度的第一阈值来获得具有高精度水平的第一阈值。
此外,调节第一电阻器R1的值有利地使得可以修改可调节电流Iref的值,并且因此调节阈值电压。
为了修改第一阈值电压的值,还可以变化电桥电阻器R10和R11的值。
作为指示,这里,当可调节电流具有带隙电流值时,在电源节点处的电压等于1伏。
图2图示了其中设备DIS的带隙电压生成器核CR与带隙电压生成器BG共享的一个实施例。
带隙生成器BG包括带隙电压生成器核CR和均衡电路EG,均衡电路EG包括放大器AMP和第二输出节点BS2,放大器AMP的反相输入被耦合到带隙电压生成器核CR的第一节点BE1,并且放大器AMP的非反相输入被耦合到带隙电压生成器核CR的第二节点BE2。
均衡电路EG进一步包括反馈,反馈经由被控制信号CTRL控制的第一开关INT1被耦合在放大器AMP的输出和中间节点NI之间,这里,放大器AMP的输出被耦合到第二输出节点BS2。第一开关INT1被配置为当控制信号CTRL在其第一状态时处于断开状态,并且当控制信号CTRL在其第二状态时处于闭合状态。
带隙电压生成器BG进一步包括第三电流镜像晶体管M3,其包括耦合在电源节点BV和参考节点BR之间的第四MOS晶体管TR4和第二电阻器R2。
第四MOS晶体管的栅极经由第一开关INT1和第二开关INT2被耦合到中间节点NI,当控制信号CTRL在其第一状态时第一开关INT1和第二开关INT2处于断开状态,并且当控制信号CTRL在其第二状态时第一开关INT1和第二开关INT2处于闭合状态。
这里,第二输出节点BS2被耦合在第四MOS晶体管TR4和第二电阻器R2之间。
因此,当放大器AMP被激活并且开关INT1和INT2闭合时,第二节点BS2递送与带隙电压成比例的电压Vbg。与带隙电压成比例的该电压Vbg的值取决于可调节电流Iref的值和第二电阻器R2的值。
这里,有利地选择第二电阻器R2的值,使得与带隙电压成比例的电压Vbg对应于第一阈值。
放大器AMP可以被控制信号CTRL激活,并且可以被配置为当控制信号CTRL处于其第二状态时被激活。
在操作中,当电源电压达到第一阈值时,第一比较器CMP1递送处于其第二状态的控制信号CTRL,放大器AMP被激活,并且开关INT1和INT2闭合。因此,第二输出节点BS2递送与带隙电压成比例的电压Vbg。
因此,可以在集成电路中使用现有的带隙电压生成器核来生产设备DIS。与包括与设备DIS分离的带隙电压生成器相比较,这有利地允许设备上的表面节省。
在这种情况下,第一比较器CMP1、跟踪放大器AS和放大器AMP同时操作,但是,由于放大器AMP具有较高的增益,它向中间节点NI施加电压,使得可以将可调节电流Iref保持在带隙电流值中。因此,放大器AMP使第一节点BE1和第二节点BE2处的电压保持相等。
因此,如果电源电压Vcc降低,例如使得再次达到低于第一阈值,则第一节点BE1和第二节点BE2处的电压不变,因此第一比较器CMP1的输出不能递送处于其第一状态的控制信号CTRL。
因此,不可以检测电源电压Vcc的下降,其中电源电压Vcc将再次达到低于第一阈值。
为了能够检测这种电压降,如图3所示,比较电路MC可以包括第二比较器CMP2和第三比较器CMP3来代替第一比较器CMP1,以便接收电源电压Vcc,第二比较器CMP2的第一输入E21被耦合到第一节点BE1,第二比较器CMP2的第二输入E22被耦合到第二节点BE2,第三比较器CMP3的第一输入E31被耦合到第二输出节点BS2,并且第三比较器CMP3的第二输入E32耦合到电源节点BV。
为了避免当电源电压的值跨过电压阈值时的振荡现象,这里,第二比较器CMP2和第三比较器CMP3是滞后比较器。
此外,放大器AMP和第三比较器CMP3可以由控制信号CTRL激活。
特别地,当控制信号CTRL处于其第一状态时,放大器AMP和第三比较器CMP3被去激活,并且当控制信号CTRL处于其第二状态时,放大器AMP和第三比较器CMP3被激活。
第二比较器CMP2被配置为递送第一信号SIG1,如果电源电压低于第一电压阈值(也就是说,如果第一节点BE1处的电压低于第二节点BE2处的电压),则第一信号SIG1具有第一状态(这里是低状态),并且如果电源电压大于或等于第一电压阈值(也就是说,如果第一节点BE1处的电压大于或等于第二节点BE2处的电压),则第一信号SIG1具有第二状态(这里是高状态)。
第三比较器CMP3被配置为:当其被激活时,如果其第二输入E32上的电压(这里是电源电压Vcc)大于或等于其第一输入E31上的电压(这里是第二输出节点BS2上的电压),则递送具有第一状态(这里是低状态)的第二信号SIG2,并且如果其第二输入E32上的电压低于其第一输入E31上的电压,则递送处于第二状态(这里是高状态)的第二信号SIG2。
当第三比较器CMP3被去激活时,其输出递送低状态。例如,第三比较器CMP3的输出可以被耦合到包括下拉晶体管的电路,该下拉晶体管可以由控制信号CTRL激活。
这里,第二比较器CMP2和第三比较器CMP3各自将其输出耦合到逻辑门PL的输入。
逻辑门PL的输出被耦合到设备DIS的第一输出节点BS,并且逻辑门PL被配置为递送控制信号CTRL。
在操作中,例如在电路CI启动时,电源电压Vcc逐步增加到其最大值。
在第一阶段,其中电源电压Vcc增加而保持在第一阈值以下,第一节点BE1处的电压低于第二节点BE2处的电压,并且第二比较器CMP2递送处于其第一状态的第一信号SIG1。
第三比较器CMP3被去激活,并递送低状态。因此,反相门PI在逻辑门PLL的输入处递送高状态。
因此,AND类型的逻辑门PL的两个输入的状态是不同的,因此逻辑门PL递送处于其第一状态的控制信号CTRL。
在第二阶段,从达到第一电压阈值开始,也就是说当第一节点BE1和第二节点BE2处的电压相等时,第二比较器CMP2递送具有高状态的第一信号SIG1。
因此,逻辑门PL的输入两者都处于高状态,并且逻辑门PL递送具有高状态的控制信号CTRL,其中逻辑门PL的输出被耦合到输出节点BS。
在接收到具有第二值的控制信号CTRL时,电路CI开始其操作,开关INT1和INT2处于闭合位置,并且放大器AMP和第三比较器CMP3被激活。
因此,被耦合到第二输出节点BS2的第三比较器CMP3的第一输入E31接收与带隙电压成比例的电压Vbg,电压Vbg在这里等于第一阈值,并且因此在第二阶段中电压Vbg低于在第二输入E32处接收到的电源电压Vcc。
因此,第三比较器CMP3继续递送具有低状态的第二信号SIG2。
由于放大器AMP具有更高的增益,它在中间节点NI上施加带隙电压(这里是1.2伏)。
并且,如果电源电压Vcc再次达到低于第一阈值,则第三比较器CMP3递送具有高状态的第二信号SIG2。
因此,反相门PI递送高状态,因此AND类型的逻辑门PL输入是不同的。
因此,逻辑门PL递送具有第一状态(这里是低状态)的控制信号CTRL,然后电路CI停止其操作。
还可以限定当电源电压下降时使用的低于第一电压阈值的第二阈值。
这有利地使得可以避免当电源电压的值达到电压阈值时设备的振荡现象,从而使得设备更加稳定。
如图4所示,为此,可以经由第二分压器电桥DIV2将第三比较器CMP3的第二输入E32耦合到电源节点BV,第二分压器电桥DIV2递送电压,该电压等于电源电压Vcc除以第一因子。
这里,第二分压器电桥DIV2包括第三电桥电阻器R12和第四电桥电阻器R13,第三电桥电阻器R12和第四电桥电阻器R13的值被选择为使得第二电压阈值乘以所述第一因子等于与带隙电压成比例的电压Vbg。
本发明不限于刚刚描述的实施例,但是涵盖所有变型。
因此,本发明与任何带隙电压生成器核结构和任何电流电源模块结构兼容。

Claims (25)

1.一种电子电路,包括:
电源节点,被配置为接收电源电压;
第一输出节点;
电流电源模块,被耦合到所述电源节点并且被配置为提供可调节电流;以及
用于监测所述电源电压的设备,包括:
带隙电压生成器核,被耦合以接收所述可调节电流,并且包括第一节点和第二节点;以及
控制电路,被连接到所述带隙电压生成器核的所述第一节点和所述第二节点,并且被配置为在所述第一输出节点上递送控制信号,所述控制信号在增加的电源电压低于第一阈值时具有第一状态,并且所述控制信号在所述增加的电源电压变得大于或者等于所述第一阈值时具有第二状态;
其中所述第一阈值是根据所述可调节电流的所述值可调节的,并且与在所述第一节点和所述第二节点处的电压的相等值相对应;以及
其中所述控制电路包括第一比较器,所述第一比较器具有第一输入、第二输入和输出,所述第一输入被耦合到所述第一节点,所述第二输入被耦合到所述第二节点,所述输出被耦合到所述第一输出节点。
2.根据权利要求1所述的电路,进一步包括电压电源模块,所述电压电源模块被配置为:在中间节点处向所述电流电源模块提供从所述电源电压得到的电压。
3.根据权利要求1所述的电路,其中所述电流电源模块包括:
电流生成器,被耦合在所述电源节点和参考节点之间,可由所述电源电压控制,并且被配置为生成所述可调节电流;
第一电流镜像,被耦合在所述电流生成器和所述第一节点之间;以及
第二电流镜像,被耦合在所述电流生成器和所述第二节点之间;
其中所述第一电流镜像和所述第二电流镜像被配置为复制由所述电流生成器生成的所述可调节电流。
4.根据权利要求3所述的电路,其中所述第一阈值小于、大于或者等于带隙电压。
5.根据权利要求3所述的电路,其中所述电流生成器包括MOS晶体管,所述MOS晶体管与调节电阻器串联耦合,所述调节电阻器具有有助于调节所述可调节电流的值的电阻值。
6.根据权利要求1所述的电路,其中所述控制电路被配置为:在下降的电源电压降到低于所述第一阈值时递送处于所述第一状态的所述控制信号。
7.根据权利要求1所述的电路,进一步包括:
均衡电路,具有第一输入、第二输入和输出,所述第一输入被耦合到所述第一节点,所述第二输入被耦合到所述第二节点,所述输出在反馈中被耦合到所述电流电源模块,所述均衡电路在所述控制信号处于其第一状态时被去激活,并且所述均衡电路在所述控制信号处于其第二状态时被激活,以在所述均衡电路的所述输出处递送带隙电压。
8.根据权利要求7所述的电路,其中所述第一比较器的所述输出被配置为在所述电源电压大于或等于所述第一电压阈值时生成具有第一状态的第一信号,所述电路进一步包括:
第二比较器,具有第一输入、第二输入和输出,所述第一输入被耦合到所述均衡电路的所述输出,所述第二输入被耦合到所述电源节点,所述输出被配置为在所述电源电压大于或者等于所述第一阈值时生成具有第一状态的第二信号;以及
逻辑电路,被配置为逻辑组合所述第一信号和所述第二信号,以在所述第一输出节点处生成所述控制信号。
9.根据权利要求8所述的电路,其中所述逻辑电路包括:
反相器,被配置为将所述第二信号反相;以及
AND门,具有第一输入和第二输入,所述第一输入被配置为接收所述第一信号,所述第二输入被配置为接收经反相的所述第二信号。
10.根据权利要求8所述的电路,其中所述控制电路被配置为:在减小的电源电压下降到第二阈值以下时递送处于所述第一状态的所述控制信号,所述第二阈值低于所述第一阈值。
11.根据权利要求8所述的电路,其中所述第二比较器的所述第二输入经由分压器电桥被耦合到所述电源节点,使得所述第二比较器被配置为在所述电源电压大于或者等于第二电压阈值时生成处于所述第二状态的所述第二信号,所述第二电压阈值不同于所述第一电压阈值。
12.根据权利要求1所述的电路,其中第一电压和第二电压分别在所述第一节点和所述第二节点处根据第一电流和第二电流被生成,所述第一电流和所述第二电流穿过具有两个不同电流密度的所述带隙电压生成器核的电路。
13.根据权利要求1所述的电路,其中所述带隙电压生成器核包括:
第一电路分支和第二电路分支,分别被耦合到所述第一节点和所述第二节点,并且分别包括被配置为表现出不同电流密度的二极管安装的PNP双极晶体管;
第一电阻器,在所述第一电路分支和所述第二电路分支中的表现出较高电流密度的一个分支中;以及
两个辅助电阻器,分别被连接在所述第一节点和所述第二节点与共同参考节点之间。
14.一种电子电路,包括:
电源节点,被配置为接收电源电压;
第一输出节点;
电流电源模块,被耦合到所述电源节点并且被配置为提供可调节电流;以及
用于监测所述电源电压的设备,包括:
带隙电压生成器核,被耦合以接收所述可调节电流,并且包括第一节点和第二节点;以及
控制电路,被连接到所述带隙电压生成器核的所述第一节点和所述第二节点,并且被配置为在所述第一输出节点上递送控制信号,所述控制信号在增加的电源电压低于第一阈值时具有第一状态,并且所述控制信号在所述增加的电源电压变得大于或者等于所述第一阈值时具有第二状态;
其中所述第一阈值根据所述可调节电流的值是可调节的,并且与在所述第一节点和所述第二节点处的电压的相等值相对应;以及
均衡电路,具有第一输入、第二输入和输出,所述第一输入被耦合到所述第一节点,所述第二输入被耦合到所述第二节点,所述输出在反馈中被耦合到所述电流电源模块,所述均衡电路在所述控制信号处于其第一状态时被去激活,并且所述均衡电路在所述控制信号处于其第二状态时被激活,以在所述均衡电路的所述输出处递送带隙电压。
15.根据权利要求14所述的电路,进一步包括电压电源模块,所述电压电源模块被配置为在中间节点处向所述电流电源模块提供根据所述电源电压得到的电压。
16.根据权利要求14所述的电路,其中所述电流电源模块包括:
电流生成器,被耦合在所述电源节点和参考节点之间,可由所述电源电压控制,并且被配置为生成所述可调节电流;
第一电流镜像,被耦合在所述电流生成器和所述第一节点之间;以及
第二电流镜像,被耦合在所述电流生成器和所述第二节点之间;
其中所述第一电流镜像和所述第二电流镜像被配置为复制由所述电流生成器生成的所述可调节电流。
17.根据权利要求16所述的电路,其中所述第一阈值小于、大于或者等于带隙电压。
18.根据权利要求16所述的电路,其中所述电流生成器包括MOS晶体管,所述MOS晶体管与调节电阻器串联耦合,所述调节电阻器具有有助于调节所述可调节电流的值的电阻值。
19.根据权利要求14所述的电路,其中所述控制电路被配置为在下降的电源电压降到低于所述第一阈值时递送处于所述第一状态的所述控制信号。
20.根据权利要求14所述的电路,其中所述控制电路包括:
第一比较器,具有第一输入、第二输入和输出,所述第一输入被耦合到所述第一节点,所述第二输入被耦合到所述第二节点,所述输出被配置为在所述电源电压大于或者等于所述第一电压阈值时生成具有第一状态的第一信号;
第二比较器,具有第一输入、第二输入和输出,所述第一输入被耦合到所述均衡电路的所述输出,所述第二输入被耦合到所述电源节点,所述输出被配置为在所述电源电压大于或者等于所述第一阈值时生成具有第一状态的第二信号;以及
逻辑电路,被配置为逻辑组合所述第一信号和所述第二信号,以在所述第一输出节点处生成所述控制信号。
21.根据权利要求20所述的电路,其中所述逻辑电路包括:
反相器,被配置为将所述第二信号反相;以及
AND门,具有第一输入和第二输入,所述第一输入被配置为接收所述第一信号,所述第二输入被配置为接收经反相的所述第二信号。
22.根据权利要求20所述的电路,其中所述控制电路被配置为:在减小的电源电压下降到第二阈值以下时递送处于所述第一状态的所述控制信号,所述第二阈值低于所述第一阈值。
23.根据权利要求20所述的电路,其中所述第二比较器的所述第二输入经由分压器电桥被耦合到所述电源节点,使得所述第二比较器被配置为在所述电源电压大于或者等于第二电压阈值时生成处于所述第二状态的所述第二信号,所述第二电压阈值不同于所述第一电压阈值。
24.根据权利要求14所述的电路,其中第一电压和第二电压分别在所述第一节点和所述第二节点处根据第一电流和第二电流被生成,所述第一电流和所述第二电流穿过具有两种不同电流密度的所述带隙电压生成器核的电路。
25.根据权利要求14所述的电路,其中所述带隙电压生成器核包括:
第一电路分支和第二电路分支,分别被耦合到所述第一节点和所述第二节点,并且分别包括被配置为表现出不同电流密度的二极管安装的PNP双极晶体管;
第一电阻器,在所述第一电路分支和所述第二电路分支中的表现出较高电流密度的一个分支中;以及
两个辅助电阻器,分别被连接在所述第一节点和所述第二节点与共同参考节点之间。
CN201811217458.7A 2017-10-20 2018-10-18 具有用于监测电源的设备的电子电路 Active CN109696639B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1759914A FR3072841A1 (fr) 2017-10-20 2017-10-20 Circuit electronique avec dispositif de surveillance de l'alimentation utilisant un seuil de declenchement choisi dans une plage de tensions autour d'une tension de bande interdite
FR1759914 2017-10-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109696639A true CN109696639A (zh) 2019-04-30
CN109696639B CN109696639B (zh) 2021-03-26

Family

ID=60955225

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201821692605.1U Withdrawn - After Issue CN209486273U (zh) 2017-10-20 2018-10-18 电子电路
CN201811217458.7A Active CN109696639B (zh) 2017-10-20 2018-10-18 具有用于监测电源的设备的电子电路

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201821692605.1U Withdrawn - After Issue CN209486273U (zh) 2017-10-20 2018-10-18 电子电路

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10673431B2 (zh)
CN (2) CN209486273U (zh)
FR (1) FR3072841A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3072841A1 (fr) * 2017-10-20 2019-04-26 Stmicroelectronics (Rousset) Sas Circuit electronique avec dispositif de surveillance de l'alimentation utilisant un seuil de declenchement choisi dans une plage de tensions autour d'une tension de bande interdite
FR3072842A1 (fr) * 2017-10-20 2019-04-26 Stmicroelectronics (Rousset) Sas Circuit electronique avec dispositif de surveillance de l'alimentation
DE102017125726A1 (de) * 2017-11-03 2019-05-09 Infineon Technologies Austria Ag Elektronische Schaltung mit Unterspannungsabschaltfunktion
FR3107621B1 (fr) * 2020-02-25 2022-03-04 St Microelectronics Grenoble 2 Interface d'alimentation USB-PD

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050030090A1 (en) * 2003-08-07 2005-02-10 Texas Instruments, Inc. Current biasing circuit with temperature compensation and related methods of compensating output current
US20050040806A1 (en) * 2001-07-09 2005-02-24 Fernald Kenneth W. Processor based integrated circuit with a supply voltage monitor using bandgap device without feedback
US20080061844A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-13 Shenzhen Sts Microelectronics Co., Ltd. Zero-waiting-current precise over-voltage comparator
CN101470456A (zh) * 2007-12-24 2009-07-01 东部高科股份有限公司 用于基准电压发生电路的启动电路
US20120176186A1 (en) * 2011-01-11 2012-07-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Bandgap Reference Apparatus and Methods
CN203012570U (zh) * 2012-12-28 2013-06-19 四川和芯微电子股份有限公司 电阻校准电路
CN203588109U (zh) * 2013-11-26 2014-05-07 上海贝岭股份有限公司 用于集成led驱动芯片的梯级过温补偿保护电路
US9639133B2 (en) * 2013-12-16 2017-05-02 Intel Corporation Accurate power-on detector
CN209486273U (zh) * 2017-10-20 2019-10-11 意法半导体(鲁塞)公司 电子电路

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2767589B1 (fr) * 1997-08-21 2000-07-21 Sgs Thomson Microelectronics Dispositif de surveillance de tension d'alimentation de type "reset"
US7274250B2 (en) 2005-06-28 2007-09-25 Intel Corporation Low-voltage, buffered bandgap reference with selectable output voltage
JP2007060544A (ja) 2005-08-26 2007-03-08 Micron Technol Inc 温度係数が小さいパワー・オン・リセットを生成する方法及び装置
US7570090B2 (en) 2007-10-30 2009-08-04 Ramtron International Corporation Fast power-on detect circuit with accurate trip-points
US7876135B2 (en) 2008-02-29 2011-01-25 Spectra Linear, Inc. Power-on reset circuit
FR3001060A1 (fr) 2013-01-14 2014-07-18 Cddic Circuit de reset combine avec un bandgap a faible courant de consommation
JP6046522B2 (ja) 2013-03-05 2016-12-14 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置及び無線通信装置
US20150042386A1 (en) 2013-08-06 2015-02-12 Cirel Systems Private Limited Highly accurate power-on reset circuit with least delay
JP2016086253A (ja) * 2014-10-24 2016-05-19 ソニー株式会社 パワーオンリセット回路及び高周波通信装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050040806A1 (en) * 2001-07-09 2005-02-24 Fernald Kenneth W. Processor based integrated circuit with a supply voltage monitor using bandgap device without feedback
US20050030090A1 (en) * 2003-08-07 2005-02-10 Texas Instruments, Inc. Current biasing circuit with temperature compensation and related methods of compensating output current
US20080061844A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-13 Shenzhen Sts Microelectronics Co., Ltd. Zero-waiting-current precise over-voltage comparator
CN101470456A (zh) * 2007-12-24 2009-07-01 东部高科股份有限公司 用于基准电压发生电路的启动电路
US20120176186A1 (en) * 2011-01-11 2012-07-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Bandgap Reference Apparatus and Methods
CN203012570U (zh) * 2012-12-28 2013-06-19 四川和芯微电子股份有限公司 电阻校准电路
CN203588109U (zh) * 2013-11-26 2014-05-07 上海贝岭股份有限公司 用于集成led驱动芯片的梯级过温补偿保护电路
US9639133B2 (en) * 2013-12-16 2017-05-02 Intel Corporation Accurate power-on detector
CN209486273U (zh) * 2017-10-20 2019-10-11 意法半导体(鲁塞)公司 电子电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孔令荣等: "低压低功耗电流模CMOS带隙基准电路 ", 《微电子学》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109696639B (zh) 2021-03-26
US10673431B2 (en) 2020-06-02
FR3072841A1 (fr) 2019-04-26
CN209486273U (zh) 2019-10-11
US20190123737A1 (en) 2019-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN209486273U (zh) 电子电路
US7135842B2 (en) Voltage regulator having improved IR drop
CN109992032B (zh) 有压差检测器和偏置电流限制器的电压调节器及相关方法
US6608472B1 (en) Band-gap reference circuit for providing an accurate reference voltage compensated for process state, process variations and temperature
JP4406405B2 (ja) 温度感知システム
US9088208B2 (en) System and method for high precision current sensing
TW201042413A (en) Voltage regulator
TWI604292B (zh) 電壓調整器
US9966941B2 (en) Wide input range, low output voltage power supply
GB2442494A (en) Voltage reference start-up circuit
JP7241945B2 (ja) 無線給電装置、及び無線給電装置の電流測定方法
JP2009069964A (ja) 定電圧回路
JP7354380B2 (ja) 電子部品が安全に起動し終了するための電気回路
CN114424139B (zh) 用于ldo的前置稳压器
US6870351B2 (en) Voltage regulator circuit and integrated circuit device including the same
US6750683B2 (en) Power supply detection circuitry and method
JP3751966B2 (ja) サーマルシャットダウン回路
TW201924195A (zh) 低電壓電流模式帶隙方法和電路
JP2009016929A (ja) 負電圧検知回路及びこの負電圧検知回路を用いた半導体集積回路装置
CN208924100U (zh) 电子电路
US20070075690A1 (en) Thermal dissipation improved power supply arrangement and control method thereof
CN115622394A (zh) 具有集成电压调节器和限流器的电源及方法
CN101563844A (zh) 用于管理电源通电序列的方法和装置
US8797772B2 (en) Low noise voltage regulator
TW202314443A (zh) 電源供應器之監控方法及其電路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant