一種電阻檢測電路的制作方法
【專利摘要】一種電阻檢測電路，包括：帶隙基準(zhǔn)源，上升延遲單元，電壓轉(zhuǎn)電流電路，電流鏡單元，電流比較器，電流應(yīng)用電路，電壓轉(zhuǎn)電流電路包括一內(nèi)部電阻，且可連接一外部電阻，電流比較器通過將電流鏡的電流與基準(zhǔn)電流比較，將比較結(jié)果輸出至電壓轉(zhuǎn)電流電路，判斷電壓轉(zhuǎn)電流電路是否連接有外部電阻，并控制電壓轉(zhuǎn)電流電路內(nèi)部的開關(guān)，在有外部電阻的情況下，選擇外部電阻作為阻值，在無外部電阻的情況下，選擇內(nèi)部電阻作為阻值，從而電流應(yīng)用電路可根據(jù)所得到的電流完成對應(yīng)的功能。
【專利說明】—種電阻檢測電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉電路測量領(lǐng)域，特別涉及一種電阻檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電阻作為無源器件，在芯片內(nèi)部和芯片外部都有廣闊的應(yīng)用。芯片內(nèi)部的電阻可以給系統(tǒng)設(shè)置帶來方便，其已經(jīng)有固定設(shè)置好的阻值，使用戶省去一個外部電阻R，方便用戶使用。但是由于內(nèi)部電阻的固定性，也會給一些具體的應(yīng)用帶來不方便，用戶不能按照他們的應(yīng)用設(shè)置或調(diào)節(jié)電阻值，所以在很多場合需要有可外部設(shè)置電阻值的功能。比如在電源系統(tǒng)設(shè)置限流值的時候，既需要有內(nèi)部固定值，也需要有外部可設(shè)置值。還有很多，比如設(shè)置輸出電壓，設(shè)置輸出電流等等，僅僅有內(nèi)部固定值是不夠的，還都需要有外部可調(diào)節(jié)、可設(shè)置阻值的功能。而目前現(xiàn)有的芯片皆無此功能。
[0003]本實用新型的目的是為了設(shè)計一種簡單、穩(wěn)定的電阻檢測電路設(shè)計，用以檢測外部是否有外部電阻，從而改變芯片的阻值來適應(yīng)以上的要求，實現(xiàn)所需的應(yīng)用。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供了一種電阻檢測電路，可應(yīng)用于各種電源管理芯片，用以檢測外部是否接有電阻，從而控制切換阻值，實現(xiàn)外部可調(diào)節(jié)、可設(shè)置阻值的功能。
[0005]本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]一種電阻檢測電路，包括:
[0007]帶隙基準(zhǔn)源，用以產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓、基準(zhǔn)電流以及基準(zhǔn)到位信號；
[0008]上升延遲單元，連接帶隙基準(zhǔn)源，接收基準(zhǔn)到位信號，并產(chǎn)生對應(yīng)的延遲信號；
[0009]電壓轉(zhuǎn)電流電路，連接帶隙基準(zhǔn)源，接收基準(zhǔn)電壓，將基準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)化為一第一電流，電壓轉(zhuǎn)電流電路包括一內(nèi)部電阻，電壓轉(zhuǎn)電流電路可連接一外部電阻；
[0010]電流鏡單元，連接電壓轉(zhuǎn)電流電路，接收電壓轉(zhuǎn)電流電路輸出的電流，并輸出對應(yīng)的一第二電流以及一第三電流；
[0011]電流比較器，連接帶隙基準(zhǔn)源、上升延遲單元、電流鏡單元以及電壓轉(zhuǎn)電流電路，接收基準(zhǔn)到位信號、基準(zhǔn)電流、延遲信號以及第二電流，通過將第二電流與基準(zhǔn)電流比較，將比較結(jié)果輸出至電壓轉(zhuǎn)電流電路，判斷電壓轉(zhuǎn)電流電路是否連接有外部電阻，以控制第一電流；
[0012]電流應(yīng)用電路，連接電流鏡單元以及上升延遲單元，在電流比較器比較完成后，接收第三電流，完成對應(yīng)的功能；
[0013]其中，電壓轉(zhuǎn)電流電路在連接有外部電阻的情況下，第一電流的值為基準(zhǔn)電壓除以外部電阻所得到的電流值，電壓轉(zhuǎn)電流電路在未連接有外部電阻的情況下，第一電流的值為基準(zhǔn)電壓除以內(nèi)部電阻所得到的電流值。
[0014]較佳的，電壓轉(zhuǎn)電流電路包括:[0015]放大器，放大器的正向輸入端連接帶隙基準(zhǔn)源，接收基準(zhǔn)電壓；
[0016]NMOS管，NMOS管的柵極連接放大器的輸出端，NMOS管的源極連接放大器的負(fù)向輸入端;
[0017]第一開關(guān)，一端連接在NMOS管的源極以及放大器的負(fù)向輸入端之間，另一端連接內(nèi)部電阻；
[0018]第二開關(guān)，一端連接在NMOS管的源極以及放大器的負(fù)向輸入端之間，另一端可連接外部電阻。
[0019]較佳的，第一開關(guān)在初始狀態(tài)下為斷開狀態(tài)，第二開關(guān)在初始狀態(tài)下為閉合狀態(tài)。
[0020]較佳的，電流鏡單元包括:
[0021]若干PMOS管，包括第一 PMOS管、第二 PMOS管、第三PMOS管，NMOS管的漏極連接第一 PMOS管的漏極，以及第一 PMOS管、第二 PMOS管、第三PMOS管的柵極，第一 PMOS管、第二 PMOS管、第三PMOS管的源極連接一電源，第二 PMOS管的漏極連接電流源，第三PMOS管的漏極連接電流應(yīng)用電路。
[0022]較佳的，電流比較器包括:
[0023]第一反相器，第一反相器的輸入端連接第二 PMOS管的漏極；
[0024]觸發(fā)器，觸發(fā)器的輸入端連接第一反相器的輸出端，觸發(fā)器的觸發(fā)端連接上升延遲單元，接收延遲信號，觸發(fā)器的復(fù)位端連接帶隙基準(zhǔn)源，接收基準(zhǔn)到位信號，觸發(fā)器的輸出端連接第一開關(guān)，以控制第一開關(guān)的開合狀態(tài)；
[0025]第二反相器，連接觸發(fā)器的輸出端，第二反相器的輸出端連接第二開關(guān)，以控制第二開關(guān)的開合狀態(tài)；
[0026]電流源，一端連接第一反相器的輸入端以及第二 PMOS管的漏極，另一端接地。
[0027]較佳的，電流源的電流值與基準(zhǔn)電壓除以外部電阻的最大值進行比較，若電流源的電流值大于基準(zhǔn)電壓除以外部電阻的最大值，則第一開關(guān)閉合，第二開關(guān)斷開，若電流源的電流值小于基準(zhǔn)電壓除以外部電阻的最大值，則第二開關(guān)閉合，第一開關(guān)斷開。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1所示的是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2所示的是本實用新型一實施例的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖3所示的是本實用新型在連接外部電阻的狀態(tài)下的各個信號的比較圖；
[0031]圖4所示的是本實用新型在不接外部電阻的狀態(tài)下的各個信號的比較圖。
【具體實施方式】
[0032]以下將結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本實用新型的一部分實例，并不是全部的實例，基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0033]為了便于對本實用新型實施例的理解，下面將結(jié)合附圖以具體實施例為例作進一步的解釋說明，且各個實施例不構(gòu)成對本實用新型實施例的限定。
[0034]請參考圖1，電阻檢測電路，包括:帶隙基準(zhǔn)源1，上升延遲單元2，電壓轉(zhuǎn)電流電路6，電流鏡單元3，電流比較器5，電流應(yīng)用電路4。
[0035]請參考圖2，在本實施例中，帶隙基準(zhǔn)源I輸出基準(zhǔn)電壓Vref和基準(zhǔn)到位信號Vref_oko基準(zhǔn)到位信號Vref_ok輸入上升延遲單元2,上升延遲單元2輸出Vref_ok_dy信號;
[0036]放大器61的正向輸入端是Vref，放大器61的輸出接到NMOS管NI的柵極，NI的源極接到放大器61的負(fù)向輸入端，同時也接到開關(guān)Kl和開關(guān)K2。開關(guān)Kl的另一端接到內(nèi)部電阻R1，內(nèi)部電阻Rl的另一端接地。開關(guān)K2的另一端是芯片的輸出腳，可接芯片外部電阻R2 ；
[0037]NI的漏極接到PMOS管Pl的漏極VB，同時也接到PMOS管P1，P2和P3的柵極。Pl的源極接電源VDD，P2和P3的源極也都接到電源VDD ；
[0038]P2的漏極接到電流源51 (Ibias),即01處，Ibias的另一端接地，P3的漏極接到電流應(yīng)用電路4 ；
[0039]01接到第一反向器52的輸入端，02是第一反向器52的輸出端，02接入邊沿觸發(fā)器53的輸入端D，邊沿觸發(fā)器53的觸發(fā)端C接信號Vref_ok_dy，即上升延遲單元2的輸出信號，邊沿觸發(fā)器53的復(fù)位端R接Vref_ok信號，即帶隙基準(zhǔn)源I的到位信號；
[0040]邊沿觸發(fā)器53的輸出信號到開關(guān)Kl,同時也是第二反向器54的輸入信號,第二反向器54的輸出信號接到開關(guān)K2。
[0041]以下結(jié)合圖2、圖3對本實用新型的工作原理進行說明:
[0042]帶隙基準(zhǔn)源I產(chǎn)生Vref電壓作為放大器61的正向輸入電壓，同時帶隙基準(zhǔn)源I還輸出基準(zhǔn)到位信號Vref_ok信號，當(dāng)Vref電壓為低的時候，Vref_ok也為低，當(dāng)Vref電壓變高(1.2V)的時候，Vref_ok信號也變高。
[0043]Vref_ok信號輸入到上升延遲單元2,并輸出Vref_ok_dy信號，當(dāng)Vref_ok變高的時候，Vref_ok_dy信號經(jīng)過上升延遲單元2延遲一段時間Tl后，Vref_ok_dy信號也變高，當(dāng)Vref_ok變低的時候，Vref_ok_dy馬上變低,所以上升延遲單元2只對Vref_ok信號的上升沿作延遲，但不對Vref_ok的下降沿作延遲。
[0044]Vref_ok輸入到邊沿觸發(fā)器53的復(fù)位端，所以當(dāng)電源剛上電的時候，帶隙基準(zhǔn)源I輸出還為低，Vref_ok為低，所以邊沿觸發(fā)器53的輸出也為低，所以開關(guān)Kl打開，第二反向器54的輸出接到開關(guān)K2，開關(guān)Kl打開，由于兩者電平相反，所以開關(guān)K2閉合。
[0045]由上述分析，當(dāng)電源剛上電，帶隙基準(zhǔn)源I還未正常工作時，開關(guān)Kl打開，開關(guān)K2閉合(即假設(shè)在初始狀態(tài)下接有外部電阻R2，Vref/R2去和Ibias比較，如果假設(shè)成立，那么用觸發(fā)器就固定在外部電阻R2上。但是如果假設(shè)不成立，外部沒有接外部電阻R2，那么Ibias>Vref/R2，這樣觸發(fā)器就切換到內(nèi)部電阻，具體將在后續(xù)詳細(xì)說明)，由于開關(guān)K2是接到芯片外部的，所以要分兩種情況來分析。第一種是接了外部電阻R2，第二種是未接外部電阻R2。
[0046]先分析第一種情況，接外部電阻R2，具體見圖3。因為剛上電的時候，開關(guān)K2閉合，開關(guān)Kl打開，上電后，帶隙基準(zhǔn)源I開始正常工作，輸出電壓Vref，所以此時流過R2，NI和Pl的電流等于Vref/R2。
[0047]若P2等于Pl，那么流過P2的電流也是等于Vref/R2，Ibias是根據(jù)外部電阻R2的范圍來設(shè)置的，設(shè)置Ibias〈Vref/R2_MAX，其中R2_MAX是外部電阻R2的最大范圍值，所以在外部電阻R2的取值范圍內(nèi)(即連接有外部電阻R2的情況下)，Ibias電流都小于Vref/R2。
[0048]由于Vref/R2大于電流Ibias,所以輸出信號01為高,經(jīng)過第一反向器52后，02輸出為低。
[0049]02是邊沿觸發(fā)器53的輸入信號，當(dāng)帶隙基準(zhǔn)源I正常工作后，輸出Vref_ok變?yōu)楦?，所以此時已經(jīng)解除邊沿觸發(fā)器53的復(fù)位狀態(tài)，但是邊沿觸發(fā)器53的輸出仍保持為低，當(dāng)Vref_ok變高后，信號02變?yōu)榈?，在等待上升延遲單元2延遲Tl后，Vref_ok_dy變?yōu)楦?，此時02為低，所以邊沿觸發(fā)器53輸出鎖定為低，所以保持開關(guān)Kl打開，K2閉合，說明外面有外部電阻R2接在那里，所以就采用外部電阻R2的值作為電阻值。
[0050]再來分析第二種情況，不接外部電阻R2，見圖4。因為剛上電的時候，開關(guān)K2閉合，Kl打開，上電后，帶隙基準(zhǔn)源I開始正常工作，輸出電壓Vref，因為此時開關(guān)K2開關(guān)處無外部電阻R2，即R2無窮大，Vref/R2無窮小，即電流Ibias大于Vref/R2_MAX，所以沒有電流流過NI，Pl，所以也沒有電流流過P2，所以01變?yōu)榈?，?jīng)過第一反向器52后，其輸出02變?yōu)槁劇?br> [0051]02是邊沿觸發(fā)器53的輸入信號，當(dāng)帶隙基準(zhǔn)源I正常工作后，輸出Vref_ok變?yōu)楦?，所以此時已經(jīng)解除邊沿觸發(fā)器53的復(fù)位狀態(tài)，但是邊沿觸發(fā)器53的輸出仍保持為低，當(dāng)Vref_ok變高后，由于信號02變?yōu)楦?，在等待上升延遲單元2延遲Tl后，Vref_ok_dy變?yōu)楦?，此時02為高，所以邊沿觸發(fā)器53輸出鎖定為高，所以變?yōu)殚_關(guān)Kl閉合，開關(guān)K2打開，通過開關(guān)Kl接到了內(nèi)部電阻Rl上面。說明外面沒有外部電阻R2接在那里，所以就采用內(nèi)部電阻Rl的值作為電阻值。
[0052]上述分別描述了有無外部電阻R2的兩種工作情況，由于上電后，Vref_ok_dy變?yōu)楦撸栽赩ref_ok_dy變高過程中，邊沿觸發(fā)器53的輸出被鎖定，不會再發(fā)生變化，在電源下電后重新上電時才會再去探測外部電阻情況。
[0053]當(dāng)探測鎖定后，如果有外部電阻R2，那么流過P3管的電流1ut就是與Vref/R2成比例的電流，若無外部電阻R2，那么流過P3管的電流1ut就是與Vref/Rl成比例的電流，這路電路1ut進入電流轉(zhuǎn)換電路，根據(jù)不同的應(yīng)用電路對1ut進行處理，以完成相關(guān)的任務(wù)。
[0054]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電阻檢測電路，其特征在于，包括: 帶隙基準(zhǔn)源，用以產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓、基準(zhǔn)電流以及基準(zhǔn)到位信號； 上升延遲單元，連接所述帶隙基準(zhǔn)源，接收所述基準(zhǔn)到位信號，并產(chǎn)生對應(yīng)的延遲信號; 電壓轉(zhuǎn)電流電路，連接所述帶隙基準(zhǔn)源，接收所述基準(zhǔn)電壓，將所述基準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)化為一第一電流，所述電壓轉(zhuǎn)電流電路包括一內(nèi)部電阻，所述電壓轉(zhuǎn)電流電路可連接一外部電阻； 電流鏡單元，連接所述電壓轉(zhuǎn)電流電路，接收所述電壓轉(zhuǎn)電流電路輸出的所述電流，并輸出對應(yīng)的一第二電流以及一第三電流； 電流比較器，連接所述帶隙基準(zhǔn)源、所述上升延遲單元、所述電流鏡單元以及所述電壓轉(zhuǎn)電流電路，接收所述基準(zhǔn)到位信號、所述基準(zhǔn)電流、所述延遲信號以及所述第二電流，通過將所述第二電流與所述基準(zhǔn)電流比較，將比較結(jié)果輸出至所述電壓轉(zhuǎn)電流電路，判斷所述電壓轉(zhuǎn)電流電路是否連接有所述外部電阻，以控制所述第一電流； 電流應(yīng)用電路，連接所述電流鏡單元以及所述上升延遲單元，在所述電流比較器比較完成后，接收所述第三電流，完成對應(yīng)的功能； 其中，所述電壓轉(zhuǎn)電流電路在連接有所述外部電阻的情況下，所述第一電流的值為所述基準(zhǔn)電壓除以所述外部電阻所得到的電流值，所述電壓轉(zhuǎn)電流電路在未連接有所述外部電阻的情況下，所述第一電流的值為所述基準(zhǔn)電壓除以所述內(nèi)部電阻所得到的電流值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻檢測電路，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)電流電路包括:` 放大器，所述放大器的正向輸入端連接所述帶隙基準(zhǔn)源，接收所述基準(zhǔn)電壓； NMOS管，所述NMOS管的柵極連接所述放大器的輸出端，所述NMOS管的源極連接所述放大器的負(fù)向輸入端； 第一開關(guān)，一端連接在所述NMOS管的源極以及所述放大器的負(fù)向輸入端之間，另一端連接所述內(nèi)部電阻； 第二開關(guān)，一端連接在所述NMOS管的源極以及所述放大器的負(fù)向輸入端之間，另一端可連接所述外部電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電阻檢測電路，其特征在于，所述第一開關(guān)在初始狀態(tài)下為斷開狀態(tài)，所述第二開關(guān)在初始狀態(tài)下為閉合狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電阻檢測電路，其特征在于，所述電流鏡單元包括: 若干PMOS管，包括第一 PMOS管、第二 PMOS管、第三PMOS管，所述NMOS管的漏極連接所述第一 PMOS管的漏極，以及所述第一 PMOS管、第二 PMOS管、第三PMOS管的柵極，所述第一 PMOS管、第二 PMOS管、第三PMOS管的源極連接一電源，所述第二 PMOS管的漏極連接一電流源，所述第三PMOS管的漏極連接所述電流應(yīng)用電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電阻檢測電路，其特征在于，所述電流比較器包括: 第一反相器，所述第一反相器的輸入端連接所述第二 PMOS管的漏極； 觸發(fā)器，所述觸發(fā)器的輸入端連接所述第一反相器的輸出端，所述觸發(fā)器的觸發(fā)端連接所述上升延遲單元，接收所述延遲信號，所述觸發(fā)器的復(fù)位端連接所述帶隙基準(zhǔn)源，接收所述基準(zhǔn)到位信號，所述觸發(fā)器的輸出端連接所述第一開關(guān)，以控制所述第一開關(guān)的開合狀態(tài)；第二反相器，連接所述觸發(fā)器的輸出端，所述第二反相器的輸出端連接所述第二開關(guān)，以控制所述第二開關(guān)的開合狀態(tài)； 電流源，一端連接所述第一反相器的輸入端以及所述第二 PMOS管的漏極，另一端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電阻檢測電路，其特征在于，通過比較所述電流源的電流值與所述基準(zhǔn)電壓除以所述外部電阻的最大值進行比較，若電流源的電流值大于所述基準(zhǔn)電壓除以所述外部電阻的最大值，則所述第一開關(guān)閉合，所述第二開關(guān)斷開，若電流源的電流值小于所述基準(zhǔn)電壓除以所述外部電阻的最大值，則所述第二開關(guān)閉合，所述第一開關(guān)斷開。
【文檔編號】G01R27/14GK203465353SQ201320528726
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】張子秋 申請人:上海芯芒半導(dǎo)體有限公司