CN116482564A - 电源检测装置与电源检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电源检测装置与电源检测方法。电源检测装置包括电压产生电路、参考电路、位准保持电路以及比较电路。电压产生电路根据一电源电压产生一偏压电压与一检测电压。参考电路根据所述电源电压产生一第一参考电压。位准保持电路根据所述偏压电压选择性地传输所述第一参考电压至一节点，并经由所述节点输出一第二参考电压，并在停止传输所述第一参考电压至所述节点后保持所述第二参考电压的位准。比较电路比较所述第二参考电压及所述检测电压，以产生一电源检测信号。

Description

电源检测装置与电源检测方法

技术领域

本申请涉及电源检测技术领域，尤其涉及可避免低压检测错误的电源检测装置与电源检测方法。

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，电子装置中的电路可能出现故障或操作错误。在现有的技术中，电源检测装置可由比较参考电压与电源电压(或是基于电源电压产生的一特定电压)来确认电源电压是否出现过度压降。在这些技术中，由于参考电压是基于电源电压产生，当电源电压开始降低时，参考电压也会跟着降低或产生偏差，导致参考电压在电源电压下降的过程中持续低于特定电压。如此，电源检测装置将无法在低电压环境下正确地判断出电源电压已经出现过度压降，进而导致系统中的电路出现故障或操作错误。

发明内容

在一些实施例中，本案的目的之一在于提供可避免低压检测错误的一种电源检测装置与一种电源检测方法，以改善先前技术的不足。

在一些实施例中，电源检测装置包括电压产生电路、参考电路、位准保持电路以及比较电路。电压产生电路根据一电源电压产生一偏压电压与一检测电压。参考电路根据所述电源电压产生一第一参考电压。位准保持电路根据所述偏压电压选择性地传输所述第一参考电压至一节点，并经由所述节点输出一第二参考电压，并在停止传输所述第一参考电压至所述节点后保持所述第二参考电压的位准。比较电路比较所述第二参考电压及所述检测电压，以产生一电源检测信号。

在一些实施例中，电源检测方法包括下列操作：根据一电源电压产生一偏压电压与一检测电压；根据所述电源电压产生一第一参考电压；根据所述偏压电压选择性地传输所述第一参考电压至一节点，并经由所述节点输出一第二参考电压，并在停止传输所述第一参考电压至所述节点后保持所述第二参考电压的位准；以及比较所述第二参考电压及所述检测电压，以产生一电源检测信号。

有关本案的特征、实作与功效，配合附图作较佳实施例详细说明如下。

附图说明

图1为根据本案一些实施例绘制一种电源检测装置的示意图；

图2为根据本案一些实施例绘制图1中的参考电路及位准保持电路的示意图；

图3为根据本案一些实施例绘制图1与图2中的部分信号的波形示意图；

图4为根据本案一些实施例绘制一种电源检测方法的流程图。

附图标记：

100：电源检测装置；

110：电压产生电路；

120：参考电路；

130：位准保持电路；

131：开关；

140：比较电路；

150：延迟电路；

400：电源检测方法；

C：电容；

CLK：时脉信号；

EN：致能信号；

M0～M6：晶体管；

N1：节点；

P1：期间；

PGD：电源检测信号；

R1，R2：电阻；

S410，S420，S430，S440：操作；

VBIAS：偏压电压；

VDD：电源电压；

VDET：检测电压；

VREF1，VREF2：参考电压；

t0，t1：时间。

具体实施方式

本文所使用的所有词汇具有其通常的含义。上述的词汇在普遍常用的字典中的定义，在本案的内容中包括任一于此讨论的词汇的使用例子仅为示例，不应限制到本案的范围与含义。同样地，本案也不仅以于此说明书所示出的各种实施例为限。

关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指二或多个元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，亦可指二或多个元件相互操作或动作。如本文所用，用语“电路”可为由至少一个晶体管与/或至少一个主被动元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一种电源检测装置100的示意图。在一些实施例中，电源检测装置100可用于检测电源电压VDD是否出现异常压降，并据以产生电源检测信号PGD，以通知系统中的其他电路(未示出)进行重置。如此，可避免系统中的其他电路因电源电压VDD的异常压降产生操作错误。在一些实施例中，电源电压VDD可经由，但不限于，电池提供。

在一些实施例中，电源检测装置100包括电压产生电路110、参考电路120、位准保持电路130、比较电路140及延迟电路150。电压产生电路110根据电源电压VDD产生偏压电压VBIAS与检测电压VDET。在一些实施例中，电压产生电路110可对电源电压VDD进行分压，以产生偏压电压VBIAS与检测电压VDET。例如，电源检测装置100可为包括串接的数个电阻的一分压电路，但本案并不以此为限。应当理解，由于偏压电压VBIAS与检测电压VDET是经由电源电压VDD分压而来，故偏压电压VBIAS与检测电压VDET中的每一者的位准是正比于电源电压VDD的位准。具体来说，当电源电压VDD的位准变高时，偏压电压VBIAS的位准与/或检测电压VDET的位准也会变高。或者，当电源电压VDD的位准变低时，偏压电压VBIAS的位准与/或检测电压VDET的位准也会变低。

参考电路120根据电源电压VDD产生参考电压VREF1。在一些实施例中，参考电路120可由简易的电流镜电路(例如为，但不限于，图2中所示的电路)实现，以降低电路成本。位准保持电路130根据偏压电压VBIAS选择性地传输参考电压VREF1至节点N1并经由节点N1输出参考电压VREF2，并在停止传输参考电压VREF1至节点N1后保持参考电压VREF2的位准一段时间。比较电路140比较参考电压VREF2与检测电压VDET，以产生电源检测信号PGD。

当电源电压VDD的位准开始降低时，检测电压VDET与偏压电压VBIAS亦会开始降低，而参考电压VREF2的位准可由位准保持电路130持续保持一段时间。当检测电压VDET的位准低于参考电压VREF2的位准时，比较电路140可产生具有一特定逻辑值(例如可为，但不限于，逻辑值0)的电源检测信号PGD，以指示电源电压VDD的位准过低。由于参考电路120是根据电源电压VDD产生参考电压VREF1且参考电路120是由简易电流镜电路实施，故当电源电压VDD开始变低时，参考电压VREF1的位准亦可能受影响而不精确。由设置位准保持电路130，可在电源电压VDD开始变低时持续保持参考电压VREF2的位准一段时间，从而确保比较电路140仍可正确地侦测检测电压VDET，以产生合适的电源检测信号PGD。如此，可避免比较电路140在低压检测中出现错误。关于此处操作将于后搭配图3的波形图再次说明。在一些实施例中，比较电路140可由电压比较器实施，但本案并不以此为限。

在一些实施例中，比较电路140更根据致能信号EN启动以开始比较参考电压VREF2与检测电压VDET，从而产生电源检测信号PGD。延迟电路150可在电源电压VDD上电时根据时脉信号CLK产生致能信号EN，其中时脉信号CLK是在电源电压VDD上电时开始产生。当电源电压VDD刚开始上电时，参考电压VREF1、参考电压VREF2、偏压电压VBIAS与/或检测电压VDET可能尚未到达预设的目标位准。由延迟电路150，可在电源电压VDD刚上电时引入一段延迟时间，并使得比较电路140根据致能信号EN不启动，从而在此段延迟时间内不比较参考电压VREF2与检测电压VDET，以避免产生不正确的电源检测信号PGD。在这段延迟时间过后，参考电压VREF1、参考电压VREF2、偏压电压VBIAS与/或检测电压VDET可上升到各自的预设目标位准。因此，在这段延迟时间过后，比较电路140可根据致能信号EN启动以开始比较参考电压VREF2与检测电压VDET。

图2为根据本案一些实施例绘制图1中的参考电路120及位准保持电路130的示意图。参考电路120包括多个晶体管M0～M5以及多个电阻R1～R2。晶体管M0的第一端(例如为漏极)耦接至电阻R1的第一端，晶体管M0的第二端(例如为源极)耦接至地，且晶体管M0的控制端(例如为栅极)耦接至电阻R1的第二端。晶体管M1的第一端耦接至晶体管M2的第二端，晶体管M1的第二端耦接至地，且晶体管M1的控制端耦接至晶体管M0的第一端。晶体管M2的第一端接收电源电压VDD，且晶体管M2的第二端耦接至晶体管M2的控制端。晶体管M3的第一端接收电源电压VDD，晶体管M3的第二端耦接至电阻R1的第二端，且晶体管M3的控制端耦接至晶体管M2的第二端与控制端。晶体管M4的第一端接收电源电压VDD，晶体管M4的第二端耦接至电阻R2的第一端并输出参考电压VREF1，且晶体管M4的控制端耦接至晶体管M2的控制端。晶体管M5的第一端耦接至晶体管M5的控制端及电阻R2的第二端，且晶体管M5的第二端耦接至地。

由上述设置方式，多个晶体管M0～M3与电阻R1可形成电流镜电路中产生主电流的电路部分，且多个晶体管M4与M5以及电阻R2形成电流镜电路中用于镜像所述主电流以产生参考电压VREF1的电路部分。上述关于参考电路120的设置方式仅用于示例，且本案并不以此为限。

位准保持电路130包括开关131以及电容C。在此例中，开关131可由晶体管M6实施，但本案并不以此为限。开关131的第一端(例如为晶体管M6的源极)耦接至参考电路120以接收参考电压VREF1，开关131的第二端(例如为晶体管M6的漏极)耦接至节点N1，且开关131的控制端(例如为晶体管M6的栅极)耦接至图1的电压产生电路110以接收偏压电压VBIAS。开关131可根据偏压电压VBIAS选择性地导通，以传输参考电压VREF1到节点N1。电容C耦接于节点N1与地的间。在此例中，晶体管M6可为N型晶体管。如此，当电源电压VDD上电后使得偏压电压VBIAS具有预设的目标位准时，开关131可导通以开始传输参考电压VREF1到节点N1。于此条件下，电容C可经由参考电压VREF1进行充电而产生参考电压VREF2。当电源电压VDD的位准开始降低时，偏压电压VBIAS的位准也开始降低，从而使得开关131逐渐切换为不导通。当电源电压VDD的位准过低时，偏压电压VBIAS的位准将不足以导通开关131，使得开关131停止传输参考电压VREF1到节点N1。于此条件下，由于电容C仍储存对应于参考电压VREF2的位准的相应电荷量，且电容C未存在主动放电的路径，故电容C仍可保持参考电压VREF2的位准一段时间。

图3为根据本案一些实施例绘制图1与图2中的部分信号的波形示意图。图3示出在电源电压VDD下电的过程中，电源电压VDD、检测电压VDET、参考电压VREF2及电源检测信号PGD的位准变化关系。在期间P1，电源电压VDD位于预设的目标位准，使得参考电压VREF1、偏压电压VBIAS(未示于图3)及检测电压VDET亦各自位于预设的目标位准，使得位准保持电路130可传输参考电压VREF1到节点N1以产生具有目标位准的参考电压VREF2。于此条件下，检测电压VDET高于参考电压VREF2，故比较电路140输出具有高位准的电源检测信号PGD，以指示电源电压VDD目前具有预设的目标位准。

在时间t0，电源电压VDD的位准开始变低(例如，提供电源电压VDD的电池的电量开始不足)，使得检测电压VDET的位准也开始降低。于此条件下，参考电压VREF2的位准仍经由位准保持电路130保持不变。也就是说，在时间t0，电源电压VDD、偏压电压VBIAS(未示于图3)、检测电压VDET及参考电压VREF1中每一者的位准皆开始变低。相对的，位准保持电路130在时间t0可保持参考电压VREF2的位准不会随着电源电压VDD开始变低。随着电源电压VDD的位准变低，在时间t1，检测电压VDET的位准低于参考电压VREF2的位准。于此条件下，比较电路140输出具有低位准的电源检测信号PGD，以指示电源电压VDD的位准过低，并据此重置系统中的其他电路。在时间t1之后，基于系统中过低的电源电压VDD，参考电压VREF2的位准亦随之变低。如此一来，若使用者对系统进行外部充电而使得电源电压VDD的位准在接下来的期间内回到预设的目标位准，系统中的其他电路以及电源检测装置100可继续进行原有的工作，而不会使用到可能会存在异常的信号值与/或电路状态，从而提高系统操作的整体可靠度。

图4为根据本案一些实施例示出一种电源检测方法400的流程图。在操作S410，根据一电源电压产生一偏压电压与一检测电压。在操作S420，根据所述电源电压产生一第一参考电压。在操作S430，根据所述偏压电压选择性地传输所述第一参考电压至一节点，并经由所述节点输出一第二参考电压，并在停止传输所述第一参考电压至所述节点后保持所述第二参考电压的位准。在操作S440，比较所述第二参考电压及所述检测电压，以产生一电源检测信号。

上述电源检测方法400的多个操作可参考前述的实施例的说明，故于此不再重复赘述。上述电源检测方法400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，在电源检测方法400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源检测装置与电源检测方法可避免用来检测电源电压的参考电压随着电源电压的下降一起变低，从而避免低压检测出现错误。

虽然本案的实施例如上所述，然而这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的明示或隐含的内容对本案的技术特征施以变异，凡此种种变异均可能属于本案所寻求的专利保护范畴，换言的，本案的专利保护范围须视本说明书的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种电源检测装置，其特征在于，包括：

一电压产生电路，根据一电源电压产生一偏压电压与一检测电压；

一参考电路，根据所述电源电压产生一第一参考电压；

一位准保持电路，根据所述偏压电压选择性地传输所述第一参考电压至一节点，并经由所述节点输出一第二参考电压，并在停止传输所述第一参考电压至所述节点后保持所述第二参考电压的位准；以及，

一比较电路，比较所述第二参考电压及所述检测电压，以产生一电源检测信号。

2.如权利要求1所述的电源检测装置，其特征在于，所述位准保持电路包括：

一开关，根据所述偏压电压选择性地导通，以传输所述第一参考电压至所述节点；以及，

一电容，耦接于所述节点与地的间，并经由所述第一参考电压充电以产生所述第二参考电压。

3.如权利要求1所述的电源检测装置，其特征在于，所述电压产生电路对所述电源电压进行分压以产生所述偏压电压与所述检测电压。

4.如权利要求1所述的电源检测装置，其特征在于，当所述电源电压的位准开始变低时，所述偏压电压的位准及所述检测电压的位准开始变低，且所述位准保持电路保持所述第二参考电压的位准一段时间。

5.如权利要求1所述的电源检测装置，其特征在于，还包括：

一延迟电路，在所述电源电压上电时根据一时脉信号产生一致能信号，

其中所述比较电路更用以根据所述致能信号启动以开始比较所述第二参考电压及所述检测电压。

6.一种电源检测方法，其特征在于，包括：

根据一电源电压产生一偏压电压与一检测电压；

根据所述电源电压产生一第一参考电压；

根据所述偏压电压选择性地传输所述第一参考电压至一节点，并经由所述节点输出一第二参考电压，并在停止传输所述第一参考电压至所述节点后保持所述第二参考电压的位准；以及，

比较所述第二参考电压及所述检测电压，以产生一电源检测信号。

7.如权利要求6所述的电源检测方法，其特征在于，所述根据所述偏压电压选择性地传输所述第一参考电压至所述节点，并经由所述节点输出所述第二参考电压，并在停止传输所述第一参考电压至所述节点后保持所述第二参考电压的位准包括：

根据所述偏压电压选择性地导通一开关，以经由所述开关传输所述第一参考电压至所述节点；以及，

经由所述第一参考电压对一电容进行充电以产生所述第二参考电压，其中所述电容耦接于所述节点与地之间。

8.如权利要求6所述的电源检测方法，其特征在于，所述根据所述电源电压产生所述偏压电压与所述检测电压包括：

对所述电源电压进行分压以产生所述偏压电压与所述检测电压。

9.如权利要求6所述的电源检测方法，其特征在于，所述根据所述偏压电压选择性地传输所述第一参考电压至所述节点，并经由所述节点输出所述第二参考电压，并在停止传输所述第一参考电压至所述节点后保持所述第二参考电压的位准包括：

当所述电源电压的位准开始变低时，保持所述第二参考电压的位准一段时间，

所述偏压电压的位准及所述检测电压的位准在所述电源电压的位准开始变低时开始变低。

10.如权利要求6所述的电源检测方法，其特征在于，所述比较所述第二参考电压及所述检测电压，以选择性地输出所述电源检测信号包括：

根据一致能信号开始比较所述第二参考电压及所述检测电压，

所述致能信号是由一延迟电路在所述电源电压上电时根据一时脉信号产生。