CN115541982A - 电压侦测装置与防止系统故障的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电压侦测装置与防止系统故障的方法，电压侦测装置包括参考电压闩锁电路、第一与第二电压侦测器以及数字电路。参考电压闩锁电路根据选择信号将第一与第二组参考电压中之一者输出为第三组参考电压，并根据第一侦测信号选择性地进行重置或将第一与第二组参考电中之该者持续输出为第三组参考电压。第一组参考电压低于第二组参考电压。第一电压侦测器根据第四组参考电压与输入电压产生第一侦测信号，其中第四组参考电压低于或相同于第一组参考电压。第二电压侦测器根据第三组参考电压与输入电压产生第二侦测信号。数字电路根据第二侦测信号产生选择信号。可提高电压侦测的准确性。

Description

电压侦测装置与防止系统故障的方法
技术领域
本申请涉及电压侦测装置技术领域，尤其是可防止电子电路因突然开关机出现故障的电压侦测装置与其防止系统故障的方法。
背景技术
在现有的电子装置中，若电源电压或其内部电压因为突然的开关机等原因产生瞬间的电压压降，该电子装置中的电子电路或是电路系统可能出现故障或操作错误。在现有的技术中，使用了单一组参考电压来侦测电源电压或是该内部电压是否出现压降。然而，若该压降不够大，上述的电压侦测机制无法正确地判断电压出现异常，使得电子电路与/或电路系统仍会发生故障。
发明内容
在一些实施例中，本案的目的之一在于提供一种电压侦测装置与一种防止系统故障的方法，其可提高电压侦测的准确性并改善先前技术的不足。
在一些实施例中，电压侦测装置包含参考电压闩锁电路、第一电压侦测器、第二电压侦测器以及数字电路。参考电压闩锁电路根据选择信号将第一组参考电压与第二组参考电压中之一者输出为第三组参考电压，并根据第一侦测信号选择性地进行重置或将该第一组参考电压与该第二组参考电压中之该者持续输出为该第三组参考电压，其中该第一组参考电压低于该第二组参考电压。第一电压侦测器根据第四组参考电压与输入电压产生该第一侦测信号，其中第四组参考电压低于或相同于第一组参考电压。第二电压侦测器根据该第三组参考电压与该输入电压产生第二侦测信号。数字电路根据该第二侦测信号产生该选择信号。
在一些实施例中，防止系统故障的方法包括下列操作：根据选择信号将第一组参考电压与第二组参考电压中之一者输出为第三组参考电压，其中该第一组参考电压低于该第二组参考电压；根据第一侦测信号选择性地进行重置或持续将该第一组参考电压与该第二组参考电压中之该者输出为该第三组参考电压；比较第四组组参考电压与输入电压以产生该第一侦测信号，其中该输入电压用于驱动电路系统，且第四组参考电压低于或相同于第一组参考电压；比较该第三组参考电压与该输入电压以产生第二侦测信号；以及根据该第二侦测信号产生该选择信号。
本申请实施例提供的技术方案，通过利用多组参考电压来提高侦测电压压降的准确性，并使用闩锁器等电路来锁存当前所使用的参考电压。如此，可确保电路系统正确地因突然的压降来进行重置，从而确保电路系统的操作不会出现故障。
附图说明
图1为根据本案一些实施例绘制的一种电压侦测装置的示意图；
图2为根据本案一些实施例绘制图1中的多个信号的波形示意图；
图3为根据本案一些实施例绘制图1中的参考电压闩锁电路的示意图；
图4为根据本案一些实施例中绘制图1中的电压侦测器的示意图；
图5为根据本案一些实施例绘制图1中的电压侦测器的示意图；以及
图6为根据本案一些实施例绘制的一种防止系统故障的方法的流程图。
具体实施方式
本文所使用的所有词汇具有其通常的意涵。上述之词汇在普遍常用之字典中之定义，在本案的内容中包含任一于此讨论的词汇之使用例子仅为示例，不应限制到本案之范围与意涵。同样地，本案亦不仅以于此说明书所示出的各种实施例为限。
关于本文中所使用之『耦接』或『连接』，均可指二或多个组件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个组件相互操作或动作。如本文所用，用语『电路』可为由至少一个晶体管与/或至少一个主被动组件按一定方式连接以处理信号的装置。
图1为根据本案一些实施例绘制的一种电压侦测装置100的示意图。于一些实施例中，电压侦测装置100可侦测输入电压VIN以防止电路系统在突然开关机等情况下出现故障。于一些实施例中，输入电压VIN可用来驱动一电路系统，例如，输入电压VIN可为，但不限于，数字电路系统的供应电压、输入输出接口电路系统所使用的驱动电压等等。
电压侦测装置100包括参考电压闩锁电路110、电压侦测器120、电压侦测器130以及数字电路140。参考电压闩锁电路110可根据选择信号SEL将第一组参考电压VREF1与第二组参考电压VREF2中之一者输出为第三组参考电压VREF3，其中第一组参考电压VREF1低于第二组参考电压VREF2。例如，第一组参考电压VREF1包含电压VH1与电压VL1，第二组参考电压VREF2包含电压VH2与电压VL2。电压VH1高于电压VL1并低于电压VH2，且电压VL2低于电压VH2并高于电压VL1。例如，电压VH2可设置为约1.58伏特，电压VL2可设置为约1.44伏特，电压VH1可设置为约1.34伏特，且电压VL1可设置为约1.3伏特。上述的电压数值仅用于示例，且本案并不以此为限。参考电压闩锁电路110可根据选择信号SEL将电压VH1与电压VL1分别输出为第三组参考电压VREF3中的电压VH3与电压VL3，或将电压VH2与电压VL2分别输出为电压VH3与电压VL3。
参考电压闩锁电路110可根据频率信号CLK与输入电压VIN对应的默认值P1将选择信号SEL储存(或锁存)为切换信号(例如为图3的切换信号SW)，并根据切换信号输出第三组参考电压VREF3。再者，参考电压闩锁电路110还可根据侦测信号SD1选择性地进行重置，或将第一组参考电压VREF1与第二组参考电压VREF2中之该者持续输出为第三组参考电压VREF3。例如，若侦测信号SD1指示输入电压VIN不低于后述的第四组电压VREF4(例如，若第四组电压VREF4相同于第一组参考电压VREF1，此处条件指的是输入电压VIN不低于第一组参考电压VREF1的下限，即电压VL1)，参考电压闩锁电路110可将先前所选择到的该组参考电压(例如为第二组参考电压VREF2)持续输出为第三组参考电压VREF3。或者，若侦测信号SD1指示输入电压VIN低于后述的第四组电压VREF4(例如，若该第四组电压VREF4相同于第一组参考电压VREF1，此处条件指的是输入电压VIN低于电压VL1)，参考电压闩锁电路110可进行重置，以清除内部电路设定来重选一组参考电压。关于参考电压闩锁电路110的详细操作将于后参照图2与/或图3说明。
电压侦测器120可将输入电压VIN与一第四组电压VREF4进行比较，以产生侦测信号SD1。在一些实施例中，若系统中有部分电路是设置为操作在较低电压，第四组电压VREF4可设置为低于第一组参考电压VREF1，例如，第四组电压VREF4的上限低于电压VH1，且第四组电压VREF4的下限低于电压VL1。在一些实施例中，第四组电压VREF4的上限可设置为电压VH1的0.6～0.9(例如可约为0.75)倍，且第四组电压VREF4的下限可设置为电压VL1的0.6～0.9(例如可约为0.75)倍。在一些实施例中，第四组电压VREF4可设置为相同于第一组参考电压VREF1。为方便理解，在后述的各实施例中，将以第四组电压VREF4相同于第一组参考电压VREF1为例说明，但本案并不以此为限。在第四组电压VREF4相同于第一组参考电压VREF1的条件下，电压侦测器120可将输入电压VIN与第一组参考电压VREF1(在其他实施例中，其可替换为低于第一组参考电压VREF1的另一组电压)进行比较以产生侦测信号SD1。侦测信号SD1可指示输入电压VIN是否高于电压VH1或是低于VL1。类似地，电压侦测器130可根据第三组参考电压VREF3与输入电压VIN产生侦测信号SD2。例如，电压侦测器130可将输入电压VIN与第三组参考电压VREF3进行比较以产生侦测信号SD2。侦测信号SD2可指示输入电压VIN是否高于电压VH2或是低于VL2。若输入电压VIN高于电压VH2，代表输入电压VIN已上升至一目标位准并趋于稳定。
数字电路140根据侦测信号SD2产生选择信号SEL。于一些实施例中，数字电路140更受控于系统中的一软件(或是固件)，以在一默认条件下切换选择信号SEL。于一些实施例中，数字电路140系设置于包括有电压侦测装置100的电子装置中，其例如为控制电路、中央处理器等。于一些实施例中，数字电路140可包括储存控制值或参数的缓存器，以控制电压侦测装置100的操作。关于切换选择信号SEL的默认条件将于后参照图2说明。
图2为根据本案一些实施例绘制图1中的多个信号的波形示意图。在初始期间(例如系统刚启动时)，数字电路140输出具有第一数值(例如为逻辑值0)的切换信号SEL(未示出)，使得参考电压闩锁电路110将第一组参考电压VREF1输出为第三组参考电压VREF3。于此条件下，电压VH3的位准相同于电压VH1，且电压VL3的位准相同于电压VL1。在时间t1，输入电压VIN开始高于电压VH3，使得侦测信号SD1与侦测信号SD2皆由低位准(对应逻辑值0)切换至高位准(对应逻辑值1)。在时间t2，经系统中的软件或固件之控制，数字电路140输出具有第二数值(例如为逻辑值1)的切换信号SEL，使得参考电压闩锁电路110根据此选择信号SEL切换为将第二组参考电压VREF2输出为第三组参考电压VREF3。于此条件下，电压VH3的位准将提升至电压VH2，且电压VL3的位准将提升至电压VL2。换句话说，若侦测信号SD2满足一默认条件(例如，侦测信号SD2在参考电压闩锁电路110将第一组参考电压VREF1输出为第三组参考电压VREF3之后的一预定期间(例如为时间t1至时间t2之间的期间)内具有预设位准(例如为高位准))，系统中的软件或固件将控制数字电路140调整切换信号SEL，以使参考电压闩锁电路110切换为将第二组参考电压VREF2输出为第三组参考电压VREF3。
接着，在时间t3，因受到突然开关机等原因的影响，输入电压VIN低于电压VL3(例如为低于电压VL2但未低于电压VL1)。于此条件下，侦测信号SD2将切换为具有低位准，以通知电路系统进行重置以避免电路系统发生故障。同时，由于输入电压VIN未低于电压VL1，侦测信号SD1仍保持具有高位准。于此条件下，参考电压闩锁电路110可将第二组参考电压VREF2持续输出为第三组参考电压VREF3。如此，可确保电路系统不会因为此电压压降而产生错误的操作或是故障。在时间t4，输入电压VIN再次高于电压VH3，使得侦测信号SD2切换为高位准。如此，电路系统可延续原有的操作。另一方面，若输入电压VIN在时间t3低于电压VL3与电压VL1，侦测信号SD1与侦测信号SD2皆会切换至低位准。于此条件下，代表输入电压VIN的位准已过低，参考电压闩锁电路110可根据侦测信号SD1进行重置(例如为清除内部电路设定)，以于下一次的操作中重新选择一组参考电压并据此输出第三组参考电压VREF3。
在一些相关技术中，电子装置中的电压侦测机制仅使用一组参考电压(例如为第二组参考电压VREF2)来判断输入电压是否有突然变低。然而，若输入电压的压降不明显(例如输入电压VIN低于电压VH2但高于电压VL2)，该电压侦测机制仍会误判该输入电压仍具有正常位准而未有执行其他操作。然而，实际的电路系统却可能因为该压降而发生故障或产生错误信号。相较于上述技术，在本案的一些实施例中，电压侦测装置100使用了两组参考电压，并在上电后的一段期间内切换为使用具有较高位准的参考电压以判断输入电压VIN是否出现上述的压降。如此一来，可以更精确地判断输入电压VIN是否出现压降，以避免系统发生故障。
图3为根据本案一些实施例绘制图1中的参考电压闩锁电路110的示意图。参考电压闩锁电路110包括触发器310、正反器320以及多任务器330。触发器310根据频率信号CLK与默认值P1产生触发信号ST。于一些实施例中，默认值P1可为输入电压VIN的目标位准。例如，若输入电压VIN在稳态时默认具有1.8伏特，默认值P1可为1.8伏特的电压。触发器310包括与非门311以及反相器312。与非门311根据频率信号CLK以及默认值P1产生信号S1。反相器312根据信号S1产生触发信号ST。
正反器320根据触发信号ST将选择信号SEL输出为切换信号SW，并根据侦测信号SD1选择性地将选择信号SEL持续输出为切换信号SW，或是重置切换信号SW。例如，正反器320可为具有重置端(标示为R)的D型正反器，其中该重置端接收侦测信号SD1。当侦测信号SD1具有高位准时，正反器320可根据触发信号ST依序将选择信号SEL输出为切换信号SW。当侦测信号SD1具有低位准时，正反器320可重置切换信号SW(例如，将切换信号SW的信号值清重置为逻辑值0)。另一方面，如图2所示，当输入电压VIN低于电压VL2但未低于电压VL1时，侦测信号SD1仍具有高位准。如此，正反器320可根据触发信号ST将选择信号SEL持续输出为切换信号SW。换句话说，当输入电压VIN未过低(即未低于电压VL1)时，正反器320可持续将选择信号SEL锁存为切换信号SW。直到输入电压VIN过低(即低于电压VL1)时，侦测信号SD1具有低位准，使得正反器320重置切换信号SEL的信号值。
多任务器330可根据切换信号SW将第一组参考电压VREF1或第二组参考电压VREF2输出为第三组参考电压VREF3。例如，多任务器电路330包含多个开关。该些开关中的一部分开关在切换信号SW具有逻辑值0时导通以将电压VH1输出为电压VH3并将电压VL1输出为电压VL3。该些开关中的另一部分开关在切换信号SW具有逻辑值1时导通以将电压VH2输出为电压VH3并将电压VL2输出为电压VL3。
图4为根据本案一些实施例中绘制图1中的电压侦测器130的示意图。于此例中，电压侦测器130包括比较器410、比较器420以及闩锁器430。比较器410可将输入电压VIN与电压VH3比较以产生设定信号SS。比较器420可将输入电压VIN与电压VL3比较以产生重置信号SR。闩锁器430可根据设定信号SS以及重置信号SR产生侦测信号SD2。例如，闩锁器430可为S-R闩锁器，其设定输入端(标示为S)可接收设定信号SS且重置输入端(标示为R)可接收重置信号SR。如此，当输入电压VIN高于电压VH3时，闩锁器430可输出具有高位准的侦测信号SD2。或者，当输入电压VIN低于电压VL3时，闩锁器430可输出具有低位准的侦测信号SD2。
图5为根据本案一些实施例绘制图1中的电压侦测器130的示意图。于此例中，电压侦测器130包含多任务器510以及比较器520。多任务器510根据侦测信号SD2选择性地将电压VH3或是电压VL3输出为电压V3。例如，多任务器510包含第一开关与第二开关。当侦测信号SD1具有低位准(例如为逻辑值0)时，第一开关导通以将电压VH3输出为电压V3。或者，当侦测信号SD1具有高位准(例如为逻辑值1)时，第二开关导通以将电压VL3输出为电压V3。比较器520将输入电压VIN与电压V3进行比较以产生侦测信号SD2。如此一来，当输入电压VIN高于电压VH3时，侦测信号SD2可具有高位准。或者，当输入电压VIN低于电压VL3时，侦测信号SD2可具有低位准。
在一些实施例中，电压侦测器120的实施方式可参考图4与图5中的电压侦测器130。例如，若欲实施电压侦测器120，可将图4与图5中的电压VH3替换为电压VH1，并将电压VL3换为电压VL1(或是替换为低于第一组参考电压VREF1的另一组电压)。其它操作与设置方式相同于图4与图5的例子，故于此不再重复赘述。
图6为根据本案一些实施例绘制的一种防止系统故障的方法600的流程图。在操作S610，根据选择信号将第一组参考电压与第二组参考电压中之一者输出为第三组参考电压，其中第一组参考电压低于第二组参考电压。在操作S620，根据第一侦测信号选择性地进行重置或持续将第一组参考电压与第二组参考电压中之该者输出为第三组参考电压。在操作S630，比较第四组参考电压与输入电压以产生第一侦测信号，其中输入电压用以驱动电路系统，且该第四组参考电压低于或相同于第一组参考电压。在操作S640，比较第三组参考电压与输入电压以产生第二侦测信号。在操作S650，根据该第二侦测信号产生选择信号。
上述多个操作之说明可参照前述各个实施例，故不再重复赘述。上述防止系统故障的方法600的多个操作仅为示例，并非限定需依照此示例中的顺序执行。在不违背本案的各实施例的操作方式与范围下，在防止系统故障的方法600下的各种操作当可适当地增加、替换、省略或以不同顺序执行(例如可以是同时执行或是部分同时执行)。
综上所述，本案一些实施例中的电压侦测装置以及防止系统故障的方法可利用多组参考电压来提高侦测电压压降的准确性，并使用闩锁器等电路概念来锁存当前所使用的参考电压。如此，可确保电路系统可正确地因突然的压降来进行重置，从而确保电路系统的操作不会出现故障。
虽然本案之实施例如上所述，然而该些实施例并非用来限定本案，本技术领域具有通常知识者可依据本案之明示或隐含之内容对本案之技术特征施以变化，凡此种种变化均可能属于本案所寻求之专利保护范畴，换言之，本案之专利保护范围须视本说明书之申请专利范围所界定者为准。
【符号说明】
100：电压侦测装置；
110：参考电压闩锁电路；
120,130：电压侦测器；
140：数字电路；
310：触发器；
311：与非门；
312：反相器；
320：正反器；
330，510：多任务器；
410，420，520：比较器；
430：闩锁器；
600：防止系统故障的方法；
CLK：频率信号；
P1：默认值；
S610，S620，S630，S640，S650：操作；
SD1，SD2：侦测信号；
SEL：选择信号；
SR：重置信号；
SS：设定信号；
ST：触发信号；
SW：切换信号；
V3，VH1～VH3，VL1～VL3：电压；
VIN：输入电压；
VREF1：第一组参考电压；
VREF2：第二组参考电压；
VREF3：第三组参考电压；
t1～t4：时间。

Claims (10)

1.一种电压侦测装置，其特征在于，包括：
参考电压闩锁电路，根据选择信号将第一组参考电压与第二组参考电压中的一个输出为第三组参考电压，并根据第一侦测信号选择性地进行重置或将所述第一组参考电压与所述第二组参考电压中的所述一个持续输出为所述第三组参考电压，其中所述第一组参考电压低于所述第二组参考电压；
第一电压侦测器，根据第四组参考电压与输入电压产生所述第一侦测信号，其中所述第四组参考电压低于或相同于所述第一组参考电压；
第二电压侦测器，根据所述第三组参考电压与所述输入电压产生第二侦测信号；以及
数字电路，根据所述第二侦测信号产生所述选择信号。
2.根据权利要求1所述的电压侦测装置，其特征在于，若所述第一侦测信号指示所述输入电压不低于所述第四组参考电压，所述参考电压闩锁电路将所述第一组参考电压与所述第二组参考电压中的所述一个持续输出为所述第三组参考电压。
3.根据权利要求1所述的电压侦测装置，其特征在于，若所述第一侦测信号指示所述输入电压低于所述第四组参考电压，则对所述参考电压闩锁电路进行重置。
4.根据权利要求1所述的电压侦测装置，其特征在于，若所述第二侦测信号在所述参考电压闩锁电路将所述第一组参考电压输出为所述第三组参考电压后的预定期间内具有预设位准，则所述参考电压闩锁电路根据所述选择信号切换为将所述第二组参考电压输出为所述第三组参考电压。
5.根据权利要求1所述的电压侦测装置，其特征在于，所述参考电压闩锁电路还根据频率信号与所述输入电压对应的默认值将所述选择信号储存为切换信号，并根据所述切换信号输出所述第三组参考电压。
6.根据权利要求1所述的电压侦测装置，其特征在于，所述参考电压闩锁电路包括：
触发器，根据频率信号与所述输入电压对应的默认值产生触发信号；
正反器，根据所述触发信号将所述选择信号输出为切换信号，并根据所述第一侦测信号重置所述切换信号；以及
多任务器，根据所述切换信号将所述第一组参考电压与所述第二组参考电压中的一个输出为所述第三组参考电压。
7.根据权利要求6所述的电压侦测装置，其特征在于，所述触发器包括：
与非门，根据所述频率信号与所述默认值产生第一信号；以及
反相器，根据所述第一信号产生所述触发信号。
8.根据权利要求1所述的电压侦测装置，其特征在于，所述第二电压侦测器包括：
第一比较器，将所述输入电压与所述第三组参考电压中的第一电压进行比较，以产生设定信号；
第二比较器，将所述输入电压与所述第三组参考电压中的第二电压进行比较，以产生重置信号，其中所述第一电压高于所述第二电压；以及
闩锁器，根据所述设定信号与所述重置信号产生所述第二侦测信号。
9.根据权利要求1所述的电压侦测装置，其特征在于，所述第二电压侦测器包括：
多任务器，根据所述第二侦测信号选择性地将所述第三组参考电压中的第一电压或第二电压输出为第三电压，其中所述第一电压高于所述第二电压；以及
比较器，将所述输入电压与所述第三电压比较以产生所述第二侦测信号。
10.一种防止系统故障的方法，其特征在于，包括：
根据选择信号将第一组参考电压与第二组参考电压中的一个输出为第三组参考电压，其中所述第一组参考电压低于所述第二组参考电压；
根据第一侦测信号选择性地进行重置或持续将所述第一组参考电压与所述第二组参考电压中的所述一个输出为所述第三组参考电压；
比较特定组参考电压与输入电压以产生所述第一侦测信号，其中所述输入电压用于驱动电路系统，其中所述第四组参考电压低于或相同于所述第一组参考电压；
比较所述第三组参考电压与所述输入电压以产生第二侦测信号；以及
根据所述第二侦测信号产生所述选择信号。
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