CN117147950B - 一种芯片供电电压自动检测电路 - Google Patents

一种芯片供电电压自动检测电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种芯片供电电压自动检测电路，涉及电压检测技术领域，包括电源调节模块，用于升压处理；待检测芯片模块，用于电能接收并在电能达到启动电能时输出启动信号；智能控制模块，用于信号接收和模块控制；电压检测控制模块，用于电压检测并控制信号的传输；检测控制模块，用于接收启动信号并控制采样保持模块的采样传输和保持传输工作，控制误差检测模块计算采样保持模块的误差值；误差调节模块，用于对采样保持模块进行误差补偿处理；电压比较模块，用于电压比较。本发明芯片供电电压自动检测电路可自动进行工作电压检测和工作电压设定，在不知道待检测芯片模块的工作电压的情况下，自动进行电压检测和电压大小判断。

Description

一种芯片供电电压自动检测电路
技术领域
本发明涉及电压检测技术领域，具体是一种芯片供电电压自动检测电路。
背景技术
芯片，一种是半导体元件产品的统称，能够控制任何端口的电子设备，为确保芯片安全稳定的工作，现有的芯片的供电需通过对供电电压进行检测，并根据电压的检测结果生成相应的控制信号以对电路进行控制，但是对电压的检测结果需建立在得知芯片工作电压信息的基础上，否则将消耗一定的人力资源去待检测芯片的工作电压信息，检测电路的适用范围较低且检测手段较为麻烦，并且长时间的电压检测，容易增加检测电压的数据处理量，增加电路的数据处理负担，因此有待改进。
发明内容
本发明实施例提供一种芯片供电电压自动检测电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种芯片供电电压自动检测电路，包括：电源调节模块，待检测芯片模块，智能控制模块，电压检测控制模块，采样保持模块，检测控制模块，误差检测模块，误差调节模块和电压比较模块；
电源调节模块，用于接入直流电能，用于接收智能控制模块输出的信号并对接入的直流电能进行升压处理；
待检测芯片模块，与所述电源调节模块连接，用于接收电源调节模块处理后的电能并在接收的电能达到启动电能时输出启动信号；
智能控制模块，与所述待检测芯片模块、误差检测模块、误差调节模块、电压检测控制模块和电压比较模块连接，用于接收启动信号和误差检测模块输出的信号并输出第一调节信号调节误差调节模块输出的电压补偿值，用于输出时钟信号并控制电压检测控制模块进行周期性电压检测，用于接收电压检测控制模块和电压比较模块输出的信号，用于输出第一脉冲信号并控制电源调节模块的升压工作；
电压检测控制模块，与所述电源调节模块连接，用于对电源调节模块输出的电能进行电压检测并输出第一检测信号，用于接收时钟信号并将第一检测信号传输给智能控制模块；
检测控制模块，与所述待检测芯片模块、电压检测控制模块和误差检测模块连接，所述检测控制模块包括检测控制电路和第二传输电路，用于通过检测控制电路接收启动信号并输出第一控制信号以控制采样保持模块的工作状态和延时输出第二控制信号以延时控制第二传输电路的工作，用于通过第二传输电路接收第二控制信号并将第一检测信号传输给误差检测模块；
采样保持模块，与所述检测控制模块和电压检测控制模块连接，用于接收第一控制信号并对输入的第一检测信号进行采样传输处理和保持传输处理；
误差检测模块，用于对检测控制模块传输的第一检测信号和采样保持模块保持传输的信号进行减法处理并输出误差信号以判断采样保持模块的采样误差；
误差调节模块，与所述采样保持模块连接，用于接收第一调节信号并对采样保持模块保持传输的信号进行误差补偿处理；
电压比较模块，与所述电压检测控制模块和采样保持模块连接，用于通过电压比较电路接收启动信号并对输入的第一检测信号和采样保持模块保持传输的信号进行电压比较工作，用于将比较结果传输给智能控制模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明芯片供电电压自动检测电路由智能控制模块控制电源调节模块的升压工作和电压检测控制模块的周期电压检测工作，在电源调节模块提供的电压达到待检测芯片模块的启动电能时，将通过检测控制模块控制采样保持模块由采样传输工作转变为保持传输工作，并延时控制误差检测模块进行误差检测，以便智能控制模块通过误差调节模块对采样保持模块保持传输的信号进行误差调节处理，同时由电压比较模块配合采样保持模块进行误差调节后输出的信号和电压检测控制模块检测的信号进行电压大小自动检测，在不知道待检测芯片模块的工作电压的情况下，自动进行电压检测和电压大小判断，降低人力资源的投入量并降低检测数据的统计量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实例提供的一种芯片供电电压自动检测电路的原理方框示意图。
图2为本发明实例提供的一种芯片供电电压自动检测电路的电路图。
图3为本发明实例提供的检测控制模块的连接电路图。
图4为本发明实例提供的电压比较模块的连接电路图。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在一个实施例中，请参阅图1，一种芯片供电电压自动检测电路，包括：电源调节模块1，待检测芯片模块2，智能控制模块3，电压检测控制模块4，采样保持模块5，检测控制模块6，误差检测模块7，误差调节模块8和电压比较模块9；
具体地，电源调节模块1，用于接入直流电能，用于接收智能控制模块3输出的信号并对接入的直流电能进行升压处理；
待检测芯片模块2，与所述电源调节模块1连接，用于接收电源调节模块1处理后的电能并在接收的电能达到启动电能时输出启动信号；
智能控制模块3，与所述待检测芯片模块2、误差检测模块7、误差调节模块8、电压检测控制模块4和电压比较模块9连接，用于接收启动信号和误差检测模块7输出的信号并输出第一调节信号调节误差调节模块8输出的电压补偿值，用于输出时钟信号并控制电压检测控制模块4进行周期性电压检测，用于接收电压检测控制模块4和电压比较模块9输出的信号，用于输出第一脉冲信号并控制电源调节模块1的升压工作；
电压检测控制模块4，与所述电源调节模块1连接，用于对电源调节模块1输出的电能进行电压检测并输出第一检测信号，用于接收时钟信号并将第一检测信号传输给智能控制模块3；
检测控制模块6，与所述待检测芯片模块2、电压检测控制模块4和误差检测模块7连接，所述检测控制模块包括检测控制电路和第二传输电路，用于通过检测控制电路接收启动信号并输出第一控制信号以控制采样保持模块的工作状态和延时输出第二控制信号以延时控制第二传输电路的工作，用于通过第二传输电路接收第二控制信号并将第一检测信号传输给误差检测模块7；
采样保持模块5，与所述检测控制模块6和电压检测控制模块4连接，用于接收第一控制信号并对输入的第一检测信号进行采样传输处理和保持传输处理；
误差检测模块7，用于对检测控制模块6传输的第一检测信号和采样保持模块5保持传输的信号进行减法处理并输出误差信号以判断采样保持模块的采样误差；
误差调节模块8，与所述采样保持模块5连接，用于接收第一调节信号并对采样保持模块5保持传输的信号进行误差补偿处理；
电压比较模块9，与所述电压检测控制模块4和采样保持模块5连接，用于通过电压比较电路接收启动信号并对输入的第一检测信号和采样保持模块5保持传输的信号进行电压比较工作，用于将比较结果传输给智能控制模块3。
在具体实施例中，上述电源调节模块1可采用电源调节电路，由智能控制模块3控制，实现电能的升压调节处理；上述待检测芯片模块2可采用待检测芯片，作为电压检测的对象使用，在此不做赘述；上述智能控制模块3可采用微控制电路，集成了时钟装置、运算器、控制器、存储器以及输入输出器等诸多部件，实现信号的处理、数据存储、模块控制、时钟控制等功能，完成信号的处理和模块的控制；上述电压检测控制模块4可采用电压检测电路和第一传输电路组成的电压检测控制电路，由电压检测电路进行电压检测，由第一传输电路将检测的信号传输给智能控制模块3；上述采样保持模块5可采用采样保持电路，由检测控制模块6输出信号的高低电平状态控制，实现信号的采样传输和保持传输工作；上述检测控制模块6，可采用检测控制电路和第二传输电路组成，其中检测控制电路由待检测芯片模块2输出的启动信号控制，并控制采样保持模块5的工作状态和延时控制第二传输电路的工作，由第二传输电路实现信号的传输控制；上述误差检测模块7可采用减法电路，对输入的信号进行减法处理，以判断采样保持模块5的工作误差；上述误差调节模块8可采用功率管组成的误差调节电路，对采样传输模块进行误差补偿处理；上述电压比较模块9可采用电压比较电路，对电压检测控制模块4检测的信号和采样保持模块5保持传输的信号进行电压比较。
在另一个实施例中，请参阅图1、图2和图3，电源调节模块1包括电压调节装置；所述电压检测控制模块4包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一模拟开关J1；所述待检测芯片模块2包括待检测芯片；所述智能控制模块3包括第一控制器U1；
具体地，电压调节装置的第一端连接第一电阻R1的第一端和待检测芯片的电源端，第一电阻R1的第二端连接第一模拟开关J1的输入端IN并通过第二电阻R2接地，第一模拟开关J1的控制端CTRL和输出端OUT分别连接第一控制器U1的第二IO端IO2和第三IO端IO3，待检测芯片的启动端连接第一模拟开关J1的第一IO端IO1，电压调节装置的第二端连接第一控制器U1的第八IO端IO8。
在具体实施例中，上述电压调节装置可采用BOOST升压电路，由第一控制器U1控制，实现缓慢升压供电工作，并在第一控制器U1检测到待检测芯片输出启动信号时，停止升压工作并进行稳压供电，在此不做赘述；上述第一电阻R1和第二电阻R2组成电压检测电路；上述第一模拟开关J1可选用CD4066芯片，组成第一传输电路，由第一控制器U1的第二IO端IO2输出时钟信号控制；上述第一控制器U1可采用配置时钟装置的STM32单片机，在此不做赘述。
进一步地，检测控制模块6包括第三电源VCC3、第十电阻R10、第二开关管VT2、第三开关管VT3、第二电容C2、第十一电阻R11和第二模拟开关J2；
具体地，第三电源VCC3连接第三开关管VT3的集电极并通过第十电阻R10连接第二开关管VT2的集电极、采样保持模块5和第三开关管VT3的基极，第二开关管VT2的发射极接地，第二开关管VT2的基极连接待检测芯片的启动端，第三开关管VT3的发射极连接第二电容C2的一端、第十一电阻R11的第一端和第二模拟开关J2的控制端，第二电容C2的另一端和第十一电阻R11的另一端均接地，第二模拟开关J2的输入端和输出端分别连接所述第一电阻R1的第二端和误差检测模块7。
在具体实施例中，上述第二开关管VT2和第三开关管VT3可选用NPN型三极管，配合第三电源VCC3、第十电阻R10、第二电容C2和第十一电阻R11组成检测控制电路，由第三电源VCC3、第十电阻R10和第二开关管VT2控制采样保持模块5的工作，其中第二电容C2实现延时控制；上述第二模拟开关J2可选用CD4066芯片，组成第二传输电路；
进一步地，采样保持模块5包括第一运放OP1、第三模拟开关J3、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第五电阻R5和第二运放OP2；
具体地，第一运放OP1的同相端连接所述第一电阻R1的第二端，第一运放OP1的反相端连接第二运放OP2的输出端、第五电阻R5的一端和电压比较模块9，第一运放OP1的输出端连接第三模拟开关J3的输入端，第三模拟开关J3的输出端通过第三电阻R3连接第一电容C1的第一端和第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接第二运放OP2的同相端，第二运放OP2的反相端连接第五电阻R5的另一端，第一电容C1的另一端接地，第三模拟开关J3的控制端连接所述第二开关管VT2的集电极。
在具体实施例中，上述第一运放OP1和第二运放OP2均可选用OP07运算放大器；上述第三模拟开关J3可选用CD4066芯片，在第三模拟开关J3导通时，第一电容C1处于采样状态，第三模拟开关J3断开时，第一电容C1处于保持状态。
进一步地，误差检测模块7包括第七电阻R7、第八电阻R8、第三运放OP3、第六电阻R6和第九电阻R9；
具体地，第七电阻R7的一端连接所述第二模拟开关J2的输出端，第七电阻R7的另一端连接第三运放OP3的同相端并通过第八电阻R8接地，第三运放OP3的反相端连接第九电阻R9的一端并通过第六电阻R6连接所述第二运放OP2的输出端，第三运放OP3的输出端连接第九电阻R9的另一端和第一控制器U1的第七IO端IO7。
在具体实施例中，上述第三运放OP3可选用OP07运算放大器，配合第七电阻R7、第八电阻R8、第六电阻R6和第九电阻R9组成减法电路。
进一步地，误差调节模块8包括第一电源VCC1和第一功率管Q1；
具体地，第一功率管Q1的漏极连接第一电源VCC1，第一功率管Q1的源极连接所述第一电容C1的第一端，第一功率管Q1的栅极所述第一控制器U1的第四IO端IO4。
在具体实施例中，上述第一功率管Q1可选用N沟道增强型MOS管，由第一控制器U1控制，其中第一控制器U1根据第三运放OP3输出的误差值，调节第一功率管Q1的导通程度，继而降低第三运放OP3输出的误差值大小。
进一步地，电压比较模块9包括第二电源VCC2、第一开关管VT1、第二二极管D2、第一比较器A1和第二比较器A2；
具体地，第二电源VCC2连接第一开关管VT1的集电极，第一开关管VT1的基极连接所述待检测芯片的启动端，第一开关管VT1的发射极连接第一比较器A1的电源端和第二比较器A2的电源端，第一比较器A1的同相端连接第二二极管D2的阴极，第二二极管D2的阳极连接第二比较器A2的反相端和所述第二运放OP2的输出端，第一比较器A1的反相端连接第二比较器A2的同相端和所述第一电阻R1的第二端，第一比较器A1的输出端和第二比较器A2的输出端分别连接第一控制器U1的第九IO端IO9和第十IO端IO10，第一比较器A1的接地端和第二比较器A2的接地端均接地。
在具体实施例中，上述第一开关管VT1可选用NPN型三极管，控制第一比较器A1和第二比较器A2的工作；上述第二二极管D2用于降压处理；上述第一比较器A1和第二比较器A2均可选用LM397比较器。
本发明一种芯片供电电压自动检测电路中，由第一控制器U1控制电压调节装置进行升压处理，并为待检测芯片供电，同时第一电阻R1和第二电阻R2进行电压检测，第一控制器U1根据设定的时钟信号控制第一模拟开关J1的导通和断开，实现对检测的电压信号进行周期性接收，并且第三电源VCC3和第十电阻R10控制第三模拟开关J3导通，由第一电容C1进行采样传输工作，直到输入待检测芯片的电压达到待检测芯片的启动电压，待检测芯片的启动端将输出启动信号，表明待检测芯片达到所需的工作电压，第一控制器U1将停止电压调节装置的升压工作，并且启动信号将控制第二开关管VT2导通，控制第三开关管VT3截止，使得第三模拟开关J3断开，第一电容C1处于信号保持状态，同时第二电容C2延时触发第二模拟开关J2导通，第三运放OP3对第一电阻R1和第二电阻R2检测的电压信号和第二运放OP2保持传输的信号进行减法处理，以便第一控制器U1根据减法所得的差值调节第一功率管Q1的导通程度，继而对第一电容C1进行误差补偿，降低第一电容C1保持的信号误差，同时待检测芯片的启动端将控制第一开关管VT1导通，使得第一比较器A1和第二比较器A2进入工作，第二二极管D2对第二运放OP2传输的信号进行压降处理，以便第一比较器A1根据压降后的信号对第一电阻R1和第二电阻R2检测的电压进行电压降低判断，由第二比较器A2对检测的电压进行升压判断，并在降压和升压发生时，第一控制器U1的第二IO端IO2都将控制第一模拟开关J1导通，继而接收检测的电压信号。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种芯片供电电压自动检测电路，其特征在于，
该芯片供电电压自动检测电路包括：电源调节模块，待检测芯片模块，智能控制模块，电压检测控制模块，采样保持模块，检测控制模块，误差检测模块，误差调节模块和电压比较模块；
所述电源调节模块，用于接入直流电能，用于接收智能控制模块输出的信号并对接入的直流电能进行升压处理；
所述待检测芯片模块，与所述电源调节模块连接，用于接收电源调节模块处理后的电能并在接收的电能达到启动电能时输出启动信号；
所述智能控制模块，与所述待检测芯片模块、误差检测模块、误差调节模块、电压检测控制模块和电压比较模块连接，用于接收启动信号和误差检测模块输出的信号并输出第一调节信号调节误差调节模块输出的电压补偿值，用于输出时钟信号并控制电压检测控制模块进行周期性电压检测，用于接收电压检测控制模块和电压比较模块输出的信号，用于输出第一脉冲信号并控制电源调节模块的升压工作；
所述电压检测控制模块，与所述电源调节模块连接，用于对电源调节模块输出的电能进行电压检测并输出第一检测信号，用于接收时钟信号并将第一检测信号传输给智能控制模块；
所述检测控制模块，与所述待检测芯片模块、电压检测控制模块和误差检测模块连接，所述检测控制模块包括检测控制电路和第二传输电路，用于通过检测控制电路接收启动信号并输出第一控制信号以控制采样保持模块的工作状态和延时输出第二控制信号以延时控制第二传输电路的工作，用于通过第二传输电路接收第二控制信号并将第一检测信号传输给误差检测模块；
所述采样保持模块，与所述检测控制模块和电压检测控制模块连接，用于接收第一控制信号并对输入的第一检测信号进行采样传输处理和保持传输处理；
所述误差检测模块，用于对检测控制模块传输的第一检测信号和采样保持模块保持传输的信号进行减法处理并输出误差信号以判断采样保持模块的采样误差；
所述误差调节模块，与所述采样保持模块连接，用于接收第一调节信号并对采样保持模块保持传输的信号进行误差补偿处理；
所述电压比较模块，与所述电压检测控制模块和采样保持模块连接，用于通过电压比较电路接收启动信号并对输入的第一检测信号和采样保持模块保持传输的信号进行电压比较工作，用于将比较结果传输给智能控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种芯片供电电压自动检测电路，其特征在于，所述电源调节模块包括电压调节装置；所述电压检测控制模块包括第一电阻、第二电阻和第一模拟开关；所述待检测芯片模块包括待检测芯片；所述智能控制模块包括第一控制器；
所述电压调节装置的第一端连接第一电阻的第一端和待检测芯片的电源端，第一电阻的第二端连接第一模拟开关的输入端并通过第二电阻接地，第一模拟开关的控制端和输出端分别连接第一控制器的第二IO端和第三IO端，待检测芯片的启动端连接第一模拟开关的第一IO端，电压调节装置的第二端连接第一控制器的第八IO端。
3.根据权利要求2所述的一种芯片供电电压自动检测电路，其特征在于，所述检测控制模块包括第三电源、第十电阻、第二开关管、第三开关管、第二电容、第十一电阻和第二模拟开关；
所述第三电源连接第三开关管的集电极并通过第十电阻连接第二开关管的集电极、采样保持模块和第三开关管的基极，第二开关管的发射极接地，第二开关管的基极连接待检测芯片的启动端，第三开关管的发射极连接第二电容的一端、第十一电阻的第一端和第二模拟开关的控制端，第二电容的另一端和第十一电阻的另一端均接地，第二模拟开关的输入端和输出端分别连接所述第一电阻的第二端和误差检测模块。
4.根据权利要求3所述的一种芯片供电电压自动检测电路，其特征在于，所述采样保持模块包括第一运放、第三模拟开关、第三电阻、第四电阻、第一电容、第五电阻和第二运放；
所述第一运放的同相端连接所述第一电阻的第二端，第一运放的反相端连接第二运放的输出端、第五电阻的一端和电压比较模块，第一运放的输出端连接第三模拟开关的输入端，第三模拟开关的输出端通过第三电阻连接第一电容的第一端和第四电阻的一端，第四电阻的另一端连接第二运放的同相端，第二运放的反相端连接第五电阻的另一端，第一电容的另一端接地，第三模拟开关的控制端连接所述第二开关管的集电极。
5.根据权利要求4所述的一种芯片供电电压自动检测电路，其特征在于，所述误差检测模块包括第七电阻、第八电阻、第三运放、第六电阻和第九电阻；
所述第七电阻的一端连接所述第二模块开关的输出端，第七电阻的另一端连接第三运放的同相端并通过第八电阻接地，第三运放的反相端连接第九电阻的一端并通过第六电阻连接所述第二运放的输出端，第三运放的输出端连接第九电阻的另一端和第一控制器的第七IO端。
6.根据权利要求4所述的一种芯片供电电压自动检测电路，其特征在于，所述误差调节模块包括第一电源和第一功率管；
所述第一功率管的漏极连接第一电源，第一功率管的源极连接所述第一电容的第一端，第一功率管的栅极所述第一控制器的第四IO端。
7.根据权利要求4所述的一种芯片供电电压自动检测电路，其特征在于，所述电压比较模块包括第二电源、第一开关管、第二二极管、第一比较器和第二比较器；
所述第二电源连接第一开关管的集电极，第一开关管的基极连接所述待检测芯片的启动端，第一开关管的发射极连接第一比较器的电源端和第二比较器的电源端，第一比较器的同相端连接第二二极管的阴极，第二二极管的阳极连接第二比较器的反相端和所述第二运放的输出端，第一比较器的反相端连接第二比较器的同相端和所述第一电阻的第二端，第一比较器的输出端和第二比较器的输出端分别连接第一控制器的第九IO端和第十IO端，第一比较器的接地端和第二比较器的接地端均接地。
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