CN214413021U - 输入电压掉电检测电路及音箱 - Google Patents

Abstract

一种输入电压掉电检测电路及音箱，通过电压检测电路对输入电压进行检测以输出逻辑信号；开关电路将输入电压作为输出电压输出，并基于第一控制信号关断；比较电路将输出电压和输入电压的差值与第一阈值电压和第二阈值电压相比较，并根据比较结果输出比较信号；控制电路根据比较信号和逻辑信号输出所述第一控制信号；由于可以根据输入电压的检测结果和输出电压和输入电压的差值的大小生成控制信号以关断输出电压的输出，故输入电压掉电后可以断开系统电源和负载的连接，避免了断开系统电源后存在的噪音。

Description

输入电压掉电检测电路及音箱

技术领域

本申请属于电源领域，尤其涉及一种输入电压掉电检测电路及音箱。

背景技术

传统的音箱直接通过系统电源输出的输入电压进行供电，当系统电源断开连接后，输入电压的输入端由于寄生电容效应仍然具有残留电荷，导致音箱发出吱吱作响的噪音。

由于传统的音箱缺乏输入电压掉电检测电路的功能，故无法解决在断开系统电源后存在噪音的缺陷。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种输入电压掉电检测电路及音箱，旨在解决传统的音箱缺乏输入电压掉电检测电路的功能，故无法在断开系统电源后存在噪音的问题。

本申请实施例的提供了一种输入电压掉电检测电路，包括：

电压检测电路，配置为对输入电压进行检测以输出逻辑信号；

开关电路，与所述电压检测电路连接，配置为将所述输入电压作为输出电压输出，并基于第一控制信号关断；

比较电路，与所述电压检测电路和所述开关电路连接，配置为将所述输出电压和所述输入电压的差值与第一阈值电压和第二阈值电压相比较，并根据比较结果输出比较信号；

控制电路，与所述电压检测电路、所述比较电路以及所述开关电路连接，配置为根据所述比较信号和所述逻辑信号输出所述第一控制信号。

在其中一个实施例中，所述控制电路还配置为根据所述比较信号和所述逻辑信号输出第一故障状态信号；

所述输入电压掉电检测电路还包括：

状态输出电路，与所述电压检测电路和所述开关电路连接，配置为根据所述第一故障状态信号输出第二故障状态信号至主控电路，以使所述主控电路根据所述第二故障状态信号作出响应。

在其中一个实施例中，所述比较信号包括第一比较信号和第二比较信号，所述比较电路包括：

减法器，与所述电压检测电路和所述开关电路连接，配置为将所述输入电压与所述输出电压相减以得到差值信号；

第一比较器，与所述减法器和所述控制电路连接，配置为将所述差值信号与所述第一阈值电压相比较，并根据比较结果输出所述第一比较信号；

第二比较器，与所述减法器和所述控制电路连接，配置为将所述差值信号与所述第二阈值电压相比较，并根据比较结果输出所述第二比较信号。

在其中一个实施例中，所述比较信号包括第三比较信号和第四比较信号，所述比较电路包括：

第三比较器，与所述电压检测电路、所述开关电路以及所述控制电路连接，配置为将所述输入电压与所述输出电压相减以得到所述差值，并将所述差值与所述第一阈值电压相比较，并根据比较结果输出所述第三比较信号；

第四比较器，与所述电压检测电路、所述开关电路以及所述控制电路连接，配置为将所述输入电压与所述输出电压相减以得到所述差值，并将所述差值与所述第二阈值电压相比较，并根据比较结果输出所述第四比较信号。

在其中一个实施例中，所述开关电路包括：

驱动组件，与所述控制电路连接，配置为根据所述第一控制信号生成第一驱动信号；

开关组件，与所述驱动组件、所述电压检测电路以及所述比较电路连接，配置为将所述输入电压作为输出电压输出，并基于第一驱动信号关断。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括第一电流源、第一反相器、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第一稳压管以及第一电阻；

所述第一电流源的正极与第一电源连接，所述第一电流源的负极与所述第一场效应管的漏极、所述第一场效应管的栅极以及所述第二场效应管的栅极连接，所述第五场效应管的漏极和所述第六场效应管的漏极共接于第二电源，所述第五场效应管的栅极与所述第六场效应管的栅极、所述第五场效应管的源极以及所述第三场效应管的漏极连接，所述第三场效应管的栅极和所述第一反相器的输入端共同连接至所述驱动组件的第一控制信号输入端，所述第三场效应管的源极与所述第二场效应管的漏极连接，所述第六场效应管的源极、所述第四场效应管的漏极、所述第一电阻的第一端、所述第一稳压管的负极共同连接至所述驱动组件的第一驱动信号输出端，所述第四场效应管的栅极与所述第一反相器的输出端连接，所述第一电阻的第二端和所述第一稳压管的正极共同连接至所述驱动组件的输出电压输入端，所述第一场效应管的源极、所述第二场效应管的源极以及所述第四场效应管的源极共接于电源地。

在其中一个实施例中，所述控制电路包括第一与门、第二与门、第三与门、第一或门、第二或门、第二反相器、第三反相器以及第四反相器；

所述第一与门的第一输入端、所述第二与门的第一输入端、所述第三与门的第一输入端以及所述第三反相器的输入端共同连接至所述控制电路的逻辑信号输入端，所述第一与门的第二输入端和所述第四反相器的输入端共同连接至所述控制电路的第一比较信号输入端或所述控制电路的第三比较信号输入端，所述第一与门的第三输入端、所述第二与门的第二输入端以及所述第二反相器的输入端共同连接至所述控制电路的的第二比较信号输入端或所述控制电路的第四比较信号输入端，所述第一与门的输出端连接至所述控制电路的第一控制信号输出端，所述第四反相器的输出端与所述第二与门的第三输入端和所述第三与门的第二输入端连接，所述第二反相器的输出端与所述第三与门的第三输入端连接，所述第二与门的输出端与所述第一或门的第一输入端连接，所述第三与门的输出端与所述第一或门的第二输入端和所述第二或门的第一输入端连接，所述第三反相器的输出端与所述第二或门的第二输入端连接，所述第一或门的输出端连接至所述控制电路的第二控制信号输出端，所述第二或门的输出端连接至所述控制电路的第一故障状态信号输出端。

在其中一个实施例中，所述控制电路还配置为根据所述比较信号和所述逻辑信号输出第二控制信号；

所述输入电压掉电检测电路还包括：

下拉电路，与所述电压检测电路和所述开关电路连接，配置为根据所述第二控制信号对所述输入电压进行下拉。

在其中一个实施例中，所述下拉电路包括第二电流源、第七场效应管、第八场效应管以及第九场效应管；

所述第二电流源的正极和所述第九场效应管的漏极共同连接至所述下拉电路的输入电压输入端，所述第二电流源的负极与所述第七场效应管的漏极、所述第七场效应管的栅极以及所述第八场效应管的栅极连接，所述第九场效应管的栅极连接至所述下拉电路的第二控制信号输入端，所述第九场效应管的源极与所述第八场效应管的漏极连接，所述第七场效应管的源极和所述第八场效应管的源极共接于电源地。

本实用新型还提供一种音箱，所述音箱包括负载和如上述的输入电压掉电检测电路。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：由于可以根据输入电压的检测结果和输出电压和输入电压的差值的大小生成控制信号以关断输出电压的输出，故输入电压掉电后可以断开系统电源和负载的连接，避免了断开系统电源后存在的噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术实用新型，下面将对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实用新型的一些实施例，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为本申请一实施例提供的输入电压掉电检测电路的一种结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的输入电压掉电检测电路的另一种结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的输入电压掉电检测电路的另一种结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的输入电压掉电检测电路中比较电路的一种结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的输入电压掉电检测电路中比较电路的另一种结构示意图；

图6为本申请一实施例提供的输入电压掉电检测电路中开关电路的一种结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的输入电压掉电检测电路中驱动组件的一种示例电路原理图；

图8为本申请一实施例提供的输入电压掉电检测电路中控制电路的一种示例电路原理图；

图9为本申请一实施例提供的输入电压掉电检测电路的一种部分示例电路原理图；

图10为本申请一实施例提供的输入电压掉电检测电路中比较电路的一种示例电路原理图；

图11为本申请一实施例提供的输入电压掉电检测电路中比较电路的另一种示例电路原理图；

图12为本申请一实施例提供的输入电压掉电检测电路的关键信号工作波形图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请较佳实施例提供的输入电压掉电检测电路的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

上述输入电压掉电检测电路包括电压检测电路11、开关电路12、比较电路13以及控制电路14。

电压检测电路11，配置为对输入电压进行检测以输出逻辑信号；

开关电路12，与电压检测电路11连接，配置为将输入电压作为输出电压输出，并基于第一控制信号关断；

比较电路13，与电压检测电路11和开关电路12连接，配置为将输出电压和输入电压的差值与第一阈值电压和第二阈值电压相比较，并根据比较结果输出比较信号；

控制电路14，与电压检测电路11、比较电路13以及开关电路12连接，配置为根据比较信号和逻辑信号输出第一控制信号。

作为示例而非限定，控制电路14还配置为根据比较信号和逻辑信号输出第二控制信号；如图2所示，输入电压掉电检测电路还包括下拉电路15。

下拉电路15，与电压检测电路11和开关电路12连接，配置为根据第二控制信号对输入电压进行下拉。

在输入电压断开连接时，通过对输入电压进行下拉，使得输入电压和输出电压的电压差小于第二阈值电压，第二比较电压输出为低电平，从而进一步可以输出第一故障状态信号，表示系统输入处于断开的错误状态，实现了系统输入电源的插拔检测功能。

作为示例而非限定，控制电路14还配置为根据比较信号和逻辑信号输出第一故障状态信号；如图3所示，输入电压掉电检测电路还包括状态输出电路16。

状态输出电路16，与电压检测电路11和开关电路12连接，配置为根据第一故障状态信号输出第二故障状态信号至主控电路，以使主控电路根据第二故障状态信号作出响应。

通过上述状态输出电路16输出第二故障状态信号至主控电路，可以使主控电路根据第二故障状态信号作出响应，如关闭负载和/或作出故障状态指示，从而提高了系统的可靠性。

具体实施中，比较电路13可以有两种实现方式。

在第一种实现方式中，比较信号包括第一比较信号和第二比较信号，如图4所示，比较电路13包括减法器131、第一比较器132以及第二比较器133。

减法器131，与电压检测电路11和开关电路12连接，配置为将输入电压与输出电压相减以得到差值信号；

第一比较器132，与减法器131和控制电路14连接，配置为将差值信号与第一阈值电压相比较，并根据比较结果输出第一比较信号；

第二比较器133，与减法器131和控制电路14连接，配置为将差值信号与第二阈值电压相比较，并根据比较结果输出第二比较信号。

第一种实现方式包括减法器131、第一比较器132以及第二比较器133，电路设计方法简单，但硬件成本较高。

在第二种实现方式中，比较信号包括第三比较信号和第四比较信号，如图5所示，比较电路13包括第三比较器134和第四比较器135。

第三比较器134，与电压检测电路11、开关电路12以及控制电路14连接，配置为将输入电压与输出电压相减以得到差值，并将差值与第一阈值电压相比较，并根据比较结果输出第三比较信号；

第四比较器135，与电压检测电路11、开关电路12以及控制电路14连接，配置为将输入电压与输出电压相减以得到差值，并将差值与第二阈值电压相比较，并根据比较结果输出第四比较信号。

第二种实现方式仅通过两个比较器实现了输入电压与输出电压的差值的阈值范围的判断，电路简单，硬件成本较低。

如图6所示，，开关电路12包括驱动组件121和开关组件122。

驱动组件121，与控制电路14连接，配置为根据第一控制信号生成第一驱动信号；

开关组件122，与驱动组件121、电压检测电路11以及比较电路13连接，配置为将所述输入电压作为输出电压输出，并基于第一驱动信号关断。

通过上述驱动组件121，实现了幅值较小的第一控制信号对幅值较大的输入电压的通断控制。

图7示出了本实用新型实施例提供的输入电压掉电检测电路中驱动组件121的一种示例电路结构，图8示出了本实用新型实施例提供的输入电压掉电检测电路中控制电路14的一种示例电路结构，图9示出了本实用新型实施例提供的输入电压掉电检测电路的一种部分示例电路结构，图10示出了本实用新型实施例提供的输入电压掉电检测电路中比较电路13的一种示例电路结构，图11示出了本实用新型实施例提供的输入电压掉电检测电路中比较电路13的另一种示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

在图7中，驱动组件121包括第一电流源IBIAS1、第一反相器INV1、第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3、第四场效应管M4、第五场效应管M5、第六场效应管M6、第一稳压管Z1以及第一电阻R1。

第一电流源IBIAS1的正极与第一电源VAA连接，第一电流源IBIAS1的负极与第一场效应管M1的漏极、第一场效应管M1的栅极以及第二场效应管M2的栅极连接，第五场效应管M5的漏极和第六场效应管M6的漏极共接于第二电源VBB，第五场效应管M5的栅极与第六场效应管M6的栅极、第五场效应管M5的源极以及第三场效应管M3的漏极连接，第三场效应管M3的栅极和第一反相器INV1的输入端共同连接至驱动组件121的第一控制信号输入端，第三场效应管M3的源极与第二场效应管M2的漏极连接，第六场效应管M6的源极、第四场效应管M4的漏极、第一电阻R1的第一端、第一稳压管Z1的负极共同连接至驱动组件121的第一驱动信号输出端，第四场效应管M4的栅极与第一反相器INV1的输出端连接，第一电阻R1的第二端和第一稳压管Z1的正极共同连接至驱动组件121的输出电压输入端，第一场效应管M1的源极、第二场效应管M2的源极以及第四场效应管M4的源极共接于电源地。

该驱动组件121具有两级电流镜并具有钳位功能，驱动能力强且可靠性高。

在图8中，控制电路14包括第一与门AND1、第二与门AND2、第三与门AND3、第一或门OR1、第二或门OR2、第二反相器INV2、第三反相器INV3以及第四反相器INV4；

第一与门AND1的第一输入端、第二与门AND2的第一输入端、第三与门AND3的第一输入端以及第三反相器INV3的输入端共同连接至控制电路14的逻辑信号输入端，第一与门AND1的第二输入端和第四反相器INV4的输入端共同连接至控制电路14的第一比较信号输入端或控制电路14的第三比较信号输入端，第一与门AND1的第三输入端、第二与门AND2的第二输入端以及第二反相器INV2的输入端共同连接至控制电路14的的第二比较信号输入端或控制电路14的第四比较信号输入端，第一与门AND1的输出端连接至控制电路14的第一控制信号输出端，第四反相器INV4的输出端与第二与门AND2的第三输入端和第三与门AND3的第二输入端连接，第二反相器INV2的输出端与第三与门AND3的第三输入端连接，第二与门AND2的输出端与第一或门OR1的第一输入端连接，第三与门AND3的输出端与第一或门OR1的第二输入端和第二或门OR2的第一输入端连接，第三反相器INV3的输出端与第二或门OR2的第二输入端连接，第一或门OR1的输出端连接至控制电路14的第二控制信号输出端，第二或门OR21的输出端连接至控制电路14的第一故障状态信号输出端。

该控制电路14由逻辑模块构成，可靠性高且成本低。

在图9中，下拉电路15包括第二电流源IBIAS2、第七场效应管M7、第八场效应管M8以及第九场效应管M9；

第二电流源IBIAS2的正极和第九场效应管M9的漏极共同连接至下拉电路15的输入电压输入端，第二电流源IBIAS2的负极与第七场效应管M7的漏极、第七场效应管M7的栅极以及第八场效应管M8的栅极连接，第九场效应管M9的栅极连接至下拉电路15的第二控制信号输入端，第九场效应管M9的源极与第八场效应管M8的漏极连接，第七场效应管M7的源极和第八场效应管M8的源极共接于电源地。

电压检测电路11包括迟滞比较器U1、第二电阻R2以及第三电阻R3。

开关组件122包括第十场效应管M10。第十场效应管M10可以为功率开关管。

状态输出电路16包括第十一场效应管M11。

在图10中，减法器131包括运算放大器U2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6以及第七电阻R7。

运算放大器U2的正相输入端与第四电阻R4的第一端和第五电阻R5的第一端连接，运算放大器U2的反相输入端与和第六电阻R6的第一端以及第七电阻R7的第一端连接，第四电阻R4的第二端连接至减法器131的输出电压输入端，第六电阻R6的第二端连接至减法器131的输入电压输入端，第五电阻R5的第二端和运算放大器U2的输出端共同连接至减法器131的差值信号输出端，第七电阻R7的第二端与电源地连接。

第一比较器132的第一输入端接入第一阈值电压VREF1，第一比较器132的第二输入端接入差值电压，第一比较器132的输出端输出第一比较电压。

第二比较器133的第一输入端接入差值电压，第二比较器133的第二输入端接入第二阈值电压VREF2，第二比较器133的输出端输出第二比较电压。

在图11中，第三比较器134包括第一子比较器U3、第三电流源IBIAS3、第八电阻R8以及第九电阻R9。

第一子比较器U3的正相输入端与第九电阻R9的第一端和第三电流源IBIAS3的正极连接，第九电阻R9的第二端连接至第三比较器134的输入电压输入端，第一子比较器U3的反相输入端与第八电阻R8的第一端连接，与第八电阻R8的第一端连接至第三比较器134的输出电压输入端，第一子比较器U3的输出端连接至第三比较器134的第三比较电压输出端，第三电流源IBIAS3的负极与电源地连接。

第四比较器135包括第二子比较器U4、第五反相器INV5、第十二场效应管M12、第四电流源IBIAS4、第十电阻R10以及第十一电阻R11。

第五反相器INV5的输入端连接至第四比较器135的第三比较信号输入端，第五反相器INV5的输出端与第十二场效应管M12的栅极连接，第二子比较器U4的反相输入端与第十电阻R10的第一端和第十二场效应管M12的漏极连接，第十电阻R10的第二端连接至第四比较器135的输出电压输入端，第二子比较器U4的正相输入端与第十一电阻R11的第一端连接，第十一电阻R11的第二端连接至第四比较器135的输入电压输入端，第十二场效应管M12的源极与第四电流源IBIAS4的正极连接，第二子比较器U4的输出端连接至第四比较器135的第四比较电压输出端，第四电流源IBIAS4的负极与电源地连接。

仅通过两个子比较器和相应的外围电路实现了输入电压与输出电压的差值的阈值范围的判断，电路简单，硬件成本较低。

以下结合工作原理对图7至图11所示的作进一步说明：

如图8所示，第一场效应管M1和第二场效应管M2为电流镜结构，作用是将偏置电流IBIAS1按比例复制到第二场效应管M2支路。当第一控制信号ENG为高电平时，第三场效应管M3开启，第四场效应管M4关闭，第二场效应管M2电流流过第五场效应管M5，当第一控制信号ENG为低电平时，第三场效应管M3关闭，第五场效应管M5无电流流过；第四场效应管M4开启，将第一驱动信号NGate拉低，关闭第十场效应管M10。第五场效应管M5和第六场效应管M6组成电流镜结构，作用是将第五场效应管M5的电流按比例复制到第六场效应管M6。当PMOS管PM2其电流流过第一电阻R1时，将会在第一驱动信号NGate和输出电压VOUT之间产生所需要的电压，该电压即为第十场效应管M10的开启电压。稳压管Z1的作用是用于钳位，防止第一驱动信号NGate和输出电压VOUT之间的电压超过限定值。

当第一控制信号ENG为高电平时，所设计的电流流过第一电阻R1，产生第一驱动电压NGate，开启第十场效应管M10，当第一控制信号ENG为低电平时，第六场效应管M6无电流流过，且第一驱动信号NGate被第四场效应管M4拉低，第十场效应管M10关闭。

如图9所示，第一驱动电压驱动第十场效应管M10导通，第十场效应管M10将输入电压VIN作为输出电压VOUT输出。通过第二电阻R2和第三电阻R3对输入电压VIN进行分压采样，然后与内部参考电压VREF通过迟滞比较器进行比较，当分压采样的电压大于内部参考电压VREF时，输出高电平的逻辑信号VINOK。当输入电压VIN足够大，比如大于2.7V时，逻辑信号VINOK为高电平。

如图10所示，由于在减法器131中第四电阻R4的阻值和第六电阻R6的阻值相等，第五电阻R5的阻值和第七电阻R7的阻值相等，故差值信号VDSsense满足下列公式：VDSsense＝(R5/R4)*(VIN-VOUT)。差值信号通过第一比较器132和第二比较器133与第一阈值电压VREF1和第二阈值电压VREF2进行比较得到输出第一比较信号Compout1和第二比较信号Compout2。具体的，第一阈值电压VREF1电压大于第二阈值电压VREF2，比如第一阈值电压VREF1为0.02V，第二阈值电压VREF2为-0.1V。第一比较器132比较差值信号VDSsense和第一阈值电压VREF1，当VDSsense>VREF1时，第一比较器132输出高电平的第一比较信号Compout1。第二比较器133比较差值信号VDSsense电压和第二阈值电压VREF2，当VDSsense>VREF2时，第二比较器133输出高电平的第二比较信号Compout2。

如图11所示，第一子比较器U3和第二子比较器U4为电流型比较器。其中，第八电阻R8的阻值和第九电阻R9的阻值相等。当VIN与VOUT的差值小于IBIAS3*R9时，第一子比较器U3输出低电平的第三比较信号Compout3。当负载电流较大时，输出电压VOUT将远小于输入电压VIN，此时输入电压VIN与输出电压VOUT的差值将会大于IBIAS3*R9，第一子比较器U3输出高电平的第三比较信号，当负载电流较小或者输入电源被拔出后，输入电压VIN电压与输出电压VOUT之间的差值将会变小，如果其差值小于IBIAS3*R9时，第一子比较器U3输出低电平的第三比较信号。

第十电阻R10的阻值和第十一电阻R11的阻值相等。当第三比较信号Compout3为低电平后，偏置电流IBIAS3有效并流过第十电阻R10；当负载电流较大时，输出电压VOUT将远小于输入电压VIN，此时第三比较信号Compout3为高电平，第四比较信号Compout4为高电平。当负载电流较小时，输入电压VIN与输出电压VOUT之间的差值较小，此时，第三比较信号Compout3为低电平，第四比较信号Compout4为高电平，偏置电流IBIAS4有效并流过第十电阻R10。如果输出电压VOUT与输入电压VIN之间的差值小于IBIAS4*R10时，第四比较信号Compout4为高电平，如果输出电压VOUT与输入电压VIN之间的差值大于IBIAS4*R10时，第四比较信号Compout4为低电平。

如图8所示，控制电路14根据比较信号和逻辑信号输出第一控制信号、第二控制信号以及第一故障状态信号。具体情况如下：

第一种情况下，输入电压VIN低于设定值，比如低于2.6V时，逻辑信号VINOK为低电平。此时，第一与门AND1输出低电平的第一控制信号ENG，通过驱动组件121将第一驱动信号NGate拉低，第十场效应管M10关闭。第二或门OR2输出高电平的第一故障状态信号ENF，通过状态输出电路16，第二故障状态信号FLG信号变低；第一或门OR1生成低电平的第二控制信号EN1，下拉电流Idis为零。

第二种情况下，输入电压VIN电压高于设定值，比如高于2.7V时，逻辑信号VINOK为高电平。此时，如果VDSsense>VREF1，即第一比较信号Compout1或第三比较信号Compout3为高电平,表明第十场效应管M10的漏源电流Ids较大，第一控制信号ENG将保持为高电平，经过驱动组件121后第一驱动信号NGate保持为高电平，第十场效应管M10持续导通，第二控制信号EN1为低电平，下拉电流Idis为零，第一故障状态信号ENF为低电平，并状态输出电路16输出高电平的第二故障状态信号FLG。如果VDSsense<VREF1，第一比较信号Compout1或第三比较信号Compout3为低电平,表明第十场效应管M10的漏源电流Ids较小，第一控制信号ENG为低电平，经过驱动组件121后第一驱动信号NGate变为低电平，第十场效应管M10关闭，第二控制信号EN1变为高电平，下拉电路15使能，通过下拉电流Idis对输入电压VIN进行下拉。下拉过后，如果VDSsense>VREF2，第二比较信号Compout2或第四比较信号Compout4为高电平，表明输入电压VIN并未断开连接，ENF输出为低，FLG信号保持为高。如果VDSsense<VREF2，表明输入电压VIN已断开连接，第一故障状态信号ENF输出信号变为高电平，第二故障状态信号FLG变为低电平，并输出到主控电路以进行系统控制。

根据以上描述，对应的真值表与工作状态如下所示：

其中，上述输入电压掉电检测电路与负载连接，负载包括负载电阻Rout和负载电容Cout。

图12为上述输入电压掉电检测电路的关键信号工作波形图。上述关键信号工作波形图为输入电压掉电检测电路从上电启动到正常重载轻载工作再到输入电压断开的工作波形示意图。下面分为5个阶段进行描述。

阶段1：输入电压掉电检测电路接入输入电压，输入电压从0V开始逐渐上升至一定值(小于第十场效应管M10的最低工作电压)，此时逻辑信号VINOK为低电平，第一控制信号ENG和第一驱动信号Ngate也为低电平，第十场效应管M10不工作。同时，第二控制信号EN1为低电平，下拉电流Idis为零。第一故障状态信号ENF为高电平，表示输入电压不足。

阶段2：输入电压VIN继续上升直至稳定电压点。该阶段输入电压VIN高于最低工作电压，因此逻辑信号VINOK为高电平，第一控制信号ENG为高电平，第一驱动信号Ngate上升至高电平，第十场效应管M10开始导通，完成软起动，直至输出电压VOUT接近输入电压VIN。输入电压VIN与输出电压VOUT的电压差为VDSsense为Ids*Ron,其中Ids为流过第十场效应管M10的电流，Ron为第十场效应管M10的导通阻抗。芯片设计将设定合适的第一阈值电压VREF1,使得负载电流大于一定值时，输入电压VIN与输出电压VOUT的电压差Ids*Ron大于VREF1,第一比较器输出的第一比较信号Compout1为高电平，因此，第一控制信号ENG维持为高电平，第十场效应管M10维持导通状态，第二控制信号EN1为低电平，下拉电流Idis为零，第一故障状态信号ENF变为低电平，表示系统输入正常。

阶段3：输入电压稳定，负载电流大于一定值，Ids*Ron一直大于VREF1，在该稳定状态下，第一比较信号Compout1为高，第一控制信号ENG为高，第十场效应管M10维持导通，第二控制信号EN1为低电平，下拉电流Idis为零，第一故障状态信号ENF输出维持为低电平，表示系统输入依然正常。

阶段4：输入电压稳定，负载电流变小，对应地，Ids*Ron变小直至小于VREF1,第一比较器输出的第一比较信号Compout1变为低电平，从而第一控制信号ENG变为低电平，第一驱动信号Ngate随之变为低电平，第十场效应管M10关断，输出负载由负载电容Cout维持电压，且输出电压VOUT根据负载条件逐渐变低。当第一比较信号Compout1为低电平时，第二控制信号EN1变高，使能下拉电流Idis，下拉电流Idis可根据需要设计成合适的值，可以是恒定的电流，也可以是脉冲式电流。此时，由于输入电压保持连接，下拉电流Idis不会对输入电压VIN造成影响。在第十场效应管M10保持关闭时，随着输出电压VOUT逐渐下降，输入电压VIN与输出电压VOUT的电压差VDSsense上升直至大于第一阈值电压VREF1，第一比较信号Compout1变为高电平，第一控制信号ENG重新变为高电平，第十场效应管M10重新导通。输出电压VOUT重新由输入电压VIN充电直至输出电压VOUT上升到一定值，VDSsense再次低于第一阈值电压VREF1而关断第十场效应管M10.，由此周期性反复，使得VIN与VOUT的电压差VDSsense维持在第一阈值电压VIREF1附近。由于电压差VDSsense大于第二阈值电压VREF2，第二比较信号Compout2保持为高电平，第一故障状态信号ENF保持为低，表示系统输入电压与连接依然正常。

阶段5：当输入端电源断开连接后，由于输入电压VIN不再提供电流能力，所以电压差VDSsense小于第一阈值电压VREF1，第一比较信号Compout1输出为低电平，第一控制信号ENG保持为低电平，第十场效应管M10处于关闭状态。此时，第二控制信号EN1为高电平，使能下拉电流Idis，由于输入电压已断开连接，输入电压VIN将被下拉电流Idis下拉至VOUT-0.7V左右。此时电压差VDSsense小于第二阈值电压VREF2，第二比较电压Compout2输出为低电平，第一故障状态信号ENF将变为高电平，表示系统输入处于断开的错误状态，实现了系统输入电源的插拔检测功能。该错误状态可通过第二故障状态信号FLG通知控制系统完成相应的控制指令。

本实用新型实施例还提供一种音箱，所述音箱包括负载和上述的输入电压掉电检测电路。

本实用新型实施例通过电压检测电路对输入电压进行检测以输出逻辑信号；开关电路将输入电压作为输出电压输出，并基于第一控制信号关断；比较电路将输出电压和输入电压的差值与第一阈值电压和第二阈值电压相比较，并根据比较结果输出比较信号；控制电路根据比较信号和逻辑信号输出所述第一控制信号；由于可以根据输入电压的检测结果和输出电压和输入电压的差值的大小生成控制信号以关断输出电压的输出，故输入电压掉电后可以断开系统电源和负载的连接，避免了断开系统电源后存在的噪音。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种输入电压掉电检测电路，其特征在于，包括：

电压检测电路，配置为对输入电压进行检测以输出逻辑信号；

开关电路，与所述电压检测电路连接，配置为将所述输入电压作为输出电压输出，并基于第一控制信号关断；

比较电路，与所述电压检测电路和所述开关电路连接，配置为将所述输出电压和所述输入电压的差值与第一阈值电压和第二阈值电压相比较，并根据比较结果输出比较信号；

控制电路，与所述电压检测电路、所述比较电路以及所述开关电路连接，配置为根据所述比较信号和所述逻辑信号输出所述第一控制信号。

2.如权利要求1所述的输入电压掉电检测电路，其特征在于，所述控制电路还配置为根据所述比较信号和所述逻辑信号输出第一故障状态信号；

所述输入电压掉电检测电路还包括：

状态输出电路，与所述电压检测电路和所述开关电路连接，配置为根据所述第一故障状态信号输出第二故障状态信号至主控电路，以使所述主控电路根据所述第二故障状态信号作出响应。

3.如权利要求1所述的输入电压掉电检测电路，其特征在于，所述比较信号包括第一比较信号和第二比较信号，所述比较电路包括：

减法器，与所述电压检测电路和所述开关电路连接，配置为将所述输入电压与所述输出电压相减以得到差值信号；

第一比较器，与所述减法器和所述控制电路连接，配置为将所述差值信号与所述第一阈值电压相比较，并根据比较结果输出所述第一比较信号；

第二比较器，与所述减法器和所述控制电路连接，配置为将所述差值信号与所述第二阈值电压相比较，并根据比较结果输出所述第二比较信号。

4.如权利要求1所述的输入电压掉电检测电路，其特征在于，所述比较信号包括第三比较信号和第四比较信号，所述比较电路包括：

第三比较器，与所述电压检测电路、所述开关电路以及所述控制电路连接，配置为将所述输入电压与所述输出电压相减以得到所述差值，并将所述差值与所述第一阈值电压相比较，并根据比较结果输出所述第三比较信号；

第四比较器，与所述电压检测电路、所述开关电路以及所述控制电路连接，配置为将所述输入电压与所述输出电压相减以得到所述差值，并将所述差值与所述第二阈值电压相比较，并根据比较结果输出所述第四比较信号。

5.如权利要求1所述的输入电压掉电检测电路，其特征在于，所述开关电路包括：

驱动组件，与所述控制电路连接，配置为根据所述第一控制信号生成第一驱动信号；

开关组件，与所述驱动组件、所述电压检测电路以及所述比较电路连接，配置为将所述输入电压作为输出电压输出，并基于第一驱动信号关断。

6.如权利要求5所述的输入电压掉电检测电路，其特征在于，所述驱动组件包括第一电流源、第一反相器、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第一稳压管以及第一电阻；

所述第一电流源的正极与第一电源连接，所述第一电流源的负极与所述第一场效应管的漏极、所述第一场效应管的栅极以及所述第二场效应管的栅极连接，所述第五场效应管的漏极和所述第六场效应管的漏极共接于第二电源，所述第五场效应管的栅极与所述第六场效应管的栅极、所述第五场效应管的源极以及所述第三场效应管的漏极连接，所述第三场效应管的栅极和所述第一反相器的输入端共同连接至所述驱动组件的第一控制信号输入端，所述第三场效应管的源极与所述第二场效应管的漏极连接，所述第六场效应管的源极、所述第四场效应管的漏极、所述第一电阻的第一端、所述第一稳压管的负极共同连接至所述驱动组件的第一驱动信号输出端，所述第四场效应管的栅极与所述第一反相器的输出端连接，所述第一电阻的第二端和所述第一稳压管的正极共同连接至所述驱动组件的输出电压输入端，所述第一场效应管的源极、所述第二场效应管的源极以及所述第四场效应管的源极共接于电源地。

7.如权利要求1所述的输入电压掉电检测电路，其特征在于，所述控制电路包括第一与门、第二与门、第三与门、第一或门、第二或门、第二反相器、第三反相器以及第四反相器；

所述第一与门的第一输入端、所述第二与门的第一输入端、所述第三与门的第一输入端以及所述第三反相器的输入端共同连接至所述控制电路的逻辑信号输入端，所述第一与门的第二输入端和所述第四反相器的输入端共同连接至所述控制电路的第一比较信号输入端或所述控制电路的第三比较信号输入端，所述第一与门的第三输入端、所述第二与门的第二输入端以及所述第二反相器的输入端共同连接至所述控制电路的的第二比较信号输入端或所述控制电路的第四比较信号输入端，所述第一与门的输出端连接至所述控制电路的第一控制信号输出端，所述第四反相器的输出端与所述第二与门的第三输入端和所述第三与门的第二输入端连接，所述第二反相器的输出端与所述第三与门的第三输入端连接，所述第二与门的输出端与所述第一或门的第一输入端连接，所述第三与门的输出端与所述第一或门的第二输入端和所述第二或门的第一输入端连接，所述第三反相器的输出端与所述第二或门的第二输入端连接，所述第一或门的输出端连接至所述控制电路的第二控制信号输出端，所述第二或门的输出端连接至所述控制电路的第一故障状态信号输出端。

8.如权利要求1所述的输入电压掉电检测电路，其特征在于，所述控制电路还配置为根据所述比较信号和所述逻辑信号输出第二控制信号；

所述输入电压掉电检测电路还包括：

下拉电路，与所述电压检测电路和所述开关电路连接，配置为根据所述第二控制信号对所述输入电压进行下拉。

9.如权利要求8所述的输入电压掉电检测电路，其特征在于，所述下拉电路包括第二电流源、第七场效应管、第八场效应管以及第九场效应管；

所述第二电流源的正极和所述第九场效应管的漏极共同连接至所述下拉电路的输入电压输入端，所述第二电流源的负极与所述第七场效应管的漏极、所述第七场效应管的栅极以及所述第八场效应管的栅极连接，所述第九场效应管的栅极连接至所述下拉电路的第二控制信号输入端，所述第九场效应管的源极与所述第八场效应管的漏极连接，所述第七场效应管的源极和所述第八场效应管的源极共接于电源地。

10.一种音箱，其特征在于，所述音箱包括负载和如权利要求1至9任意一项所述的输入电压掉电检测电路。

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