CN1381732A - 电压电位检测器 - Google Patents

Abstract

本发明为一种电压电位检测器,应用于一电源供应器与一功能电路之间,且与该功能电路一同完成于一集成电路芯片中,包含:一电源输入端,电连接于该电源供应器,接收一高电位电压;一分压电路,电连接于该电源供应器,接收该高电位电压并进行分压而得到低于该高电位电压的一指针电压;以及一数字逻辑运算电路,分别电连接于该电源输入端与该分压电路,其所认定为高电位的最小输入电压值VIH低于该指针电压,本发明可检测该电源供应器的输出电压波动并发出一警告信号至该功能电路,由于本发明采用纯数字电路而整合于一集成电路芯片中,因而可节约成本。

Description

电压电位检测器

技术领域

本发明涉及一种电压电位检测器，尤指一种整合于集成电路芯片中的电压电位检测器。

背景技术

图1是一已知内建稳压功能的电压检测器12应用于一电源供应器10与一工作电路11的功能方框示意图，因为该工作电路11(例如微处理器、内存电路等)需要稳定电源来确保工作不发生错误，于是电压比较电路122便进行下列电压检测的动作：当Vin接脚所接收到来自电源供应器10的电源的电压电位一旦低于Vdin接脚所接收到的一相对稳定的参考电压Vref经分压电阻R1、R2分压后的比较电位(Vref×R2/(R1+R2))时，电压比较电路122便判断来自电源供应器10的电源产生不稳定，进而由Vdout接脚发出一警告信号至工作电路11，如此一来，电压检测器12将可快速反应出电源发生不稳的现象，进而提供给工作电路11参考以进行应变。又由于该工作电路11(例如微处理器、内存电路等)需要特别稳定且干净的电源，因此电压检测器12中通常合并设计有一稳压电路121。

而上述内建稳压功能的电压检测器12通常被独立设计成一集成电路(IC)，由于额外的封装与测试费用，必然增加整体制造所需成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种电压电位检测器，在不需特殊制程或电路布局的情况下，便可高度整合于核心芯片，达到节省成本以及符合未来系统芯片的需求。

为了达到上述目的，本发明提供一种电压电位检测器，应用于一电源供应器与一功能电路之间，该电压电位检测器与该功能电路一同完成于一集成电路芯片中，该电压电位检测器包含：一电源输入端，电连接于该电源供应器，接收该电源供应器所输出的一高电位电压；一分压电路，电连接于该电源供应器，接收该电源供应器所输出的该高电位电压并进行分压而得到一指针电压，该指针电压低于该高电位电压；以及一数字逻辑运算电路，其两输入端分别电连接于该电源输入端与该分压电路，其所认定为高电位的最小输入电压值VIH低于该分压电路所输出的该指针电压，当该电源供应器所输出的该高电位电压产生波动而连带使该指针电压值向下变化且低于VIH时，该数字逻辑运算电路便发出一警告信号至该功能电路。

根据上述构想，本发明所述的电压电位检测器中该数字逻辑运算电路为一与门。

根据上述构想，本发明所述的电压电位检测器中该分压电路可为一受控可变电阻，以调整所输出的该指针电压值。

根据上述构想，本发明所述的电压电位检测器中还可包含：一取样与保持电路，电连接于该数字逻辑运算电路，接收该警告信号并维持其电压电位后输出；以及一自动清除电路，电连接于该取样与保持电路，定时发出一清除信号至该取样与保持电路，进而将取样与保持电路的输出清除。

根据上述构想，本发明所述的电压电位检测器中还可包含一涟波计数器，电连接于该数字逻辑运算电路的输出端，响应该警告信号的触发而向上计数。

根据上述构想，本发明所述的电压电位检测器中还可包含一多工器，电连接于该分压电路的指针电压输出端、一参考电压端以及该数字逻辑运算电路的一输入端之间，可受控而选择将该参考电压或指针电压输出至该数字逻辑运算电路。

根据上述构想，本发明所述的电压电位检测器中还可包含一分压选择寄存器，电连接于该分压电路，储存有代表该指针电压值的数字资料，借以设定该分压电路所输入的该指针电压值。

根据上述构想，本发明所述的电压电位检测器中该功能电路可为一芯片组。

根据上述构想，本发明所述的电压电位检测器中还包含一补偿电阻与该多工器及该数字逻辑运算电路相连，用以调整分压电路的指针电压值。

根据上述构想，本发明所述的电压电位检测器中还包含一电阻器于该电源输入端与该数字逻辑运算电路之间，用以调整分压电路指针电压值。

由上可知，本发明的电压电位检测器可高度整合于如南北桥芯片组等核心芯片中，达到节省成本以及符合未来系统芯片的需要。

附图说明

图1为一已知内建稳压功能的电压检测器应用于一电源供应器与一工作电路的功能方框示意图。

图2为本发明电压电位检测器的一较佳实施例的功能方框示意图。

图3(a)、图3(b)为本发明电压电位检测器中数字逻辑运算电路的电路实例示意图。

图3(c)、图3(d)为与门的真值表与本发明与门的信号动作时序示意图。

具体实施方式

图2是本发明所发展出的关于电压电位检测器的一较佳实施例功能方框示意图，其中电源Vcc为核心芯片(例如一芯片组)2外的电源供应器20所输出的高电位电压，而核心芯片2内的分压电路21(此处为一受控可变电阻)将该电源供应器所输出的该高电位电压进行分压而得到一指针电压，而该指针电压略低于该高电位电压，举例而言，当Vcc＝2.5伏特，则指针电压可设为2.1伏特。而数字逻辑运算电路22的两输入端之一与该输入电源Vcc相连，而另一端与一多工器27相连；此数字逻辑运算电路22所认定为高电位的最小输入电压值VIH略低于该分压电路所输出的该指针电压，举例而言，VIH可设为2.0伏特。如此一来，当该电源供应器所输出的该高电位电压Vcc产生波动，便极易连带使该指针电压值向下变化而低于VIH，此时该数字逻辑运算电路便可发出一警告信号，而该警告信号经取样与保持电路23维持其电压电位后输出。而自动清除电路24可定时发出一清除信号至该取样与保持电路23，进而将取样与保持电路23的输出清除。至于涟波计数器25则响应该警告信号的触发而向上计数，进而得知电压不正常的发生次数。另外，多工器27电连接于该分压电路21的该指针电压输出端、一参考电压Vref以及该数字逻辑运算电路22的该指针电压输入端之间，其受控而选择将该参考电压或指针电压连接至该数字逻辑运算电路22。至于分压选择寄存器28储存有代表该指针电压值的数字资料，可提供设定该分压电路21的连接状态，以调整该指针电压值。

当多工器27选择将逻辑电路22与Vref相连时，Va＝Vcc，Vb＝Vref，此时分压电路21并不影响逻辑电路22的输入电压。当多工器27选择将逻辑电路22与分压电路21相连时，Va＝Vcc而保持不变，但Vb则会受分压电路21所提供的指针电压影响而改变。举例来说，当分压电路21的R3与R4n相连时，再将补偿电阻26(R5)存在的效应一并考虑进去时，Vb＝Vcc*R’/(R3+R’)，其中R’＝R4n‖R5，n＝1，2，3或4；例如当n＝1时，Vb＝Vcc*R’/(R3+R’)，其中R’＝R41‖R5。虽然在本例中是以R3与R4n(n＝1，2，3或4)的连接来构成分压电路21，但分压电电路21也可以其它方式来达成分压的效果。又，在本例中虽设有补偿电阻(R5)26以调整Vb的功效，但补偿电阻26也可选择性地设置或不设置，而当不设置时Vb＝Vcc*R4n/(R3+R4n)，n＝1，2，3或4。

图3(a)所示为数字逻辑运算电路22的一电路实例示意图，其基本上以一与门30来完成，而分压电阻R6与R7将电源Vcc分压成指针电压输出，使得与门30的两输入端所接收到的电压分别为电源Vcc及指针电压，以上述为例，电源Vcc＝Va与指针电压Vb分别为2.5伏特与2.1伏特，其中Vb＝Vcc*R7/(R6+R7)，而此与门30所认定为高电位的最小输入电压值VIH为2.0伏特。因此当电源Vcc不稳定而产生向下波动的现象时，指针电压将极易产生低于VIH的现象，加上补偿电阻26(见图2所示)的作用，将使得指针电压更趋近低电位而让与门30的输出由原先的高电位转变成低电位而发出警告信号，如此将可快速简单地检测出电压是否稳定。至于图3(b)是在与门30的两输入端间增设一电阻R8来达到偏压的差值，进而减少误动作而使输出更稳定。在此情形下：

Va＝Vcc*(R6+R7)/(R6+R7+R8)，Vb＝Vcc*R7/(R6+R7+R8)

图3(c)所示为本发明与门30的真值表，由其中可清楚看出，当两输入端Va、Vb所接收信号中有一信号为低电位时，其输出端Vo便输出低电位信号，而再由图3(d)所示的本发明与门30的动作示意图可清楚看出，Vb所接收信号虽为高电位，但已相当接近VIH，因此当Va所接收信号向下波动过大时，便可使Vb所接收信号也向下波动并低于VIH甚至VIL(与门30所认定为低电位的最大输入电压值)，使得输出端Vo转而输出低电位信号。

综上所述，本发明可迅速提供电源电压是否向下波动的信息，而受控可变电阻所完成的分压电路可由分压选择寄存器28控制，进而对输出的指针电压值进行微调。至于涟波计数器25将可记录电源发生不稳的次数，以提供硬件设计者参考。另外，本发明采用纯数字逻辑电路的设计，无需有大电流流经本发明电路，因此没有耗能与过热的可能性，而纯数字逻辑的设计，在不需特殊制程或电路布局的情况下，便可高度整合于如南北桥芯片组等核心芯片中，进而达到节省成本以及符合未来系统芯片(SystemOn Chip，SOC)的需求。

本发明由熟习此技术的人士所作的等同变化和诸般修饰，皆不脱权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种电压电位检测器，工作于一电源供应器与一功能电路之间，且与该功能电路一同集成于一集成电路芯片中，其特征在于包含：

一电源输入端，电连接于该电源供应器，接收该电源供应器所输出的一高电位电压；

一分压电路，电连接于该电源供应器，接收该电源供应器所输出的该高电位电压并进行分压而得到一指针电压，该指针电压低于该高电位电压；以及

一数字逻辑运算电路，其两输入端分别电连接于该电源输入端与该分压电路，其所认定为高电位的最小输入电压值VIH低于该分压电路所输出的该指针电压，当该电源供应器所输出的该高电位电压产生波动而连带使该指针电压值向下变化且低于VIH时，该数字逻辑运算电路便发出一警告信号至该功能电路。

2、如权利要求1所述的电压电位检测器，其特征在于所述的数字逻辑运算电路为一与门。

3、如权利要求1所述的电压电位检测器，其特征在于所述的分压电路为一受控可变电阻，以调整所输出的该指针电压值。

4、如权利要求1所述的电压电位检测器，其特征在于还包含：

一取样与保持电路，电连接于该数字逻辑运算电路，用以接收该警告信号并维持其电压电位后输出；以及

一自动清除电路，电连接于该取样与保持电路，定时发出一清除信号至该取样与保持电路，将取样与保持电路的输出清除。

5、如权利要求1所述的电压电位检测器，其特征在于还包含一涟波计数器，电连接于该数字逻辑运算电路的输出端，响应该警告信号的触发而向上计数。

6、如权利要求1所述的电压电位检测器，其特征在于还包含一多工器，电连接于该分压电路的指针电压输出端、一参考电压端以及该数字逻辑运算电路的一输入端之间，可受控而选择将该参考电压或指针电压输出至该数字逻辑运算电路。

7、如权利要求1所述的电压电位检测器，其特征在于还包含一分压选择寄存器，电连接于该分压电路，储存有代表该指针电压值的数字资料，借以设定该分压电路所输入的该指针电压值。

8、如权利要求1所述的电压电位检测器，其特征在于所述的功能电路为一芯片组。

9、如权利要求6所述的电压电位检测器，其特征在于还包含一补偿电阻与该多工器及该数字逻辑运算电路相连，用以调整分压电路的该指针电压值。

10、如权利要求1所述的电压电位检测器，其特征在于还包含一电阻器于该电源输入端与该数字逻辑运算电路之间，用以调整分压电路的该指针电压值。

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