具有溫度補償特性的電源檢測電路及受電設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種具有溫度補償特性的電源檢測電路及受電設備，該電源檢測電路包括：電壓轉(zhuǎn)電流電路，其輸入端連接電源電壓接入端，所述電壓轉(zhuǎn)電流電路將電源電壓轉(zhuǎn)換為第一電流、第二電流和第三電流，第二電流等于第一電流與第二電流之和，所述第二電流經(jīng)由第一輸出端輸出，所述第三電流經(jīng)由第二輸出端輸出；微電流源，其輸入端接收所述第二電流，其輸出端產(chǎn)生第四電流；其中，所述第三電流和第四電流相比較產(chǎn)生比較信號。本實用新型無需基準電壓，可以省去帶隙基準和比較器，有利于減小芯片面積。
【專利說明】具有溫度補償特性的電源檢測電路及受電設備

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電源檢測技術，尤其涉及一種具有溫度補償特性的電源檢測電路 以及包含該電源檢測電路的受電設備。

【背景技術】
[0002] 在集成電路電源管理芯片中，特別是應用于以太網(wǎng)供電（PoE，Power over Ethernet)系統(tǒng)中的受電設備（PD，Power Device)時，當供電設備（PSE，Power Source Equipment)檢測受電設備時，會對受電設備提供特定范圍內(nèi)的電源電壓，受電設備則須檢 測該電源電壓，并將電路切換至檢測狀態(tài)。抑或是應用于欠壓保護（UVL0, Under Voltage Lock Out)等電路時，當檢測到電源電壓落在正常范圍內(nèi)時發(fā)出使能信號，保證電路工作在 安全可靠的電源電壓下。
[0003] 如圖1所示，傳統(tǒng)的電源檢測電路是通過電壓比較器12將電源電壓Vin與帶隙基 準11產(chǎn)生的基準電壓V Mf比較而實現(xiàn)的。其中，電源電壓Vin經(jīng)過電阻札和電阻R2降壓 后輸入至比較器12,當降壓后的電壓大于基準電壓V Mf時，比較器12的輸出電平翻轉(zhuǎn)，為 系統(tǒng)提供使能信號?；鶞孰妷篤ref由帶隙基準11產(chǎn)生，保證了基準電壓V Mf具有低溫度系 數(shù)。上述控制方法可以使電源檢測的閾值電壓具有精度高、溫漂小的特性，但是其電路設計 方案復雜，需要額外設計帶隙基準11和比較器12,導致芯片面積增大，且額外的模塊需要 上電時間，導致檢測時間變長，甚至檢測失敗。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型要解決的問題是提供一種具有溫度補償特性的電源檢測電路及受電 設備，無需基準電壓，可以省去帶隙基準和比較器，有利于減小芯片面積。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種具有溫度補償特性的電源檢測電 路，包括：
[0006] 電壓轉(zhuǎn)電流電路，其輸入端連接電源電壓接入端，所述電壓轉(zhuǎn)電流電路將電源電 壓轉(zhuǎn)換為第一電流、第二電流和第三電流，第二電流等于第一電流與第二電流之和，所述第 二電流經(jīng)由第一輸出端輸出，所述第三電流經(jīng)由第二輸出端輸出；
[0007]微電流源，其輸入端接收所述第二電流，其輸出端產(chǎn)生第四電流；
[0008]其中，所述第三電流和第四電流相比較產(chǎn)生比較信號。
[0009]根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述電壓轉(zhuǎn)電流電路包括：
[0010]第一 PNP三極管，其發(fā)射極連接所述電源電壓接入端以接收所述電源電壓，其基 極連接所述第一 PNP三極管的集電極；
[0011]第二PNP三極管，其發(fā)射極連接所述電源電壓接入端，其基極連接所述第一 PNP三 極管的基極，其集電極作為所述電壓轉(zhuǎn)電流電路的第二輸出端；
[0012]第一電阻，其第一端連接所述電源電壓接入端，其第二端連接所述第一 PNP三極 管的集電極； 4
[0013] 第二電阻，其第一端連接所述第一 PNP三極管的集電極，其第二端作為所述電壓 轉(zhuǎn)電流電路的第一輸出端；
[0014] 其中，流經(jīng)所述第一電阻的電流為所述第一電流，流經(jīng)所述第二電阻的電流為所 述第二電流，所述第二PNP三極管的集電極的電流為所述第三電流。
[0015] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述微電流源包括：
[0016] 第一 NPN三極管，其集電極連接所述第二電阻的第二端，其基極連接所述第一 NPN 三極管的集電極，其發(fā)射極接地；
[0017] 第二NPN三極管，其集電極連接所述第二PNP三極管的集電極，其基極連接所述第 一 NPN三極管的基極，所述第二NPN三極管的集電極輸出比較信號，所述第二NPN三極管的 集電極的電流為所述第四電流；
[0018] 第三電阻，其第一端連接所述第二NPN三極管的發(fā)射極，其第二端接地。
[0019] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，該電源檢測電路還包括：電平轉(zhuǎn)換電路，將所述比 較信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平。
[0020] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，該電源檢測電路還包括：
[0021] 第四電阻，所述第二電阻的第二端經(jīng)由該第四電阻連接所述第一 NPN三極管的集 電極；
[0022]第六開關管，其第一端連接所述第四電阻的第一端，其第二端連接所述第四電阻 的第二端，其控制端接收所述數(shù)字電平。
[0023] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述電平轉(zhuǎn)換電路包括：
[0024] 施密特反相器，其輸入端接收所述比較信號；
[0025]反相器，其輸入端連接所述施密特反相器的輸出端，其輸出端輸出所述數(shù)字電平。 [0026] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述第二NPN三極管的集電極經(jīng)由第四開關管連 接所述第二PNP三極管的集電極，其中，所述第四開關管的第一端連接所述第二PNP三極管 的集電極，所述第四開關管的第二端連接所述第二NPN三極管的集電極，所述第四開關管 的控制端接收偏置電路提供的偏置電壓。
[0027] 根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述偏置電路包括：
[0028] 第六電阻，其第一端連接所述電源電壓接入端；
[0029]穩(wěn)壓二極管，其陰極連接所述第六電阻的第二端，其陽極接地。
[0030]為了解決上述問題，本實用新型還提供了一種受電設備，該受電設備包括以上任 一項所述的溫度補償特性的電源檢測電路。
[0031] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：
[0032] 本實用新型實施例的電源檢測電路利用電壓轉(zhuǎn)電流電路將電源電壓轉(zhuǎn)換為第三 電流，該第三電流與微電流源產(chǎn)生的第四電流進行比較以產(chǎn)生比較信號，該比較信號指示 了電源電壓的范圍，本實用新型實施例的電源檢測電路無需基準電路，從而省去了帶隙基 準和比較器，有利于減小芯片面積；而且可以通過調(diào)節(jié)電路中的電阻來實現(xiàn)溫度補償，降低 了閾值電壓的溫漂。
[0033] 進一步而言，本實用新型實施例的電源檢測電路還可以包含遲滯功能，能夠防止 輸出的比較信號和使能信號隨電源電壓的抖動而跳變。
[0034]另外，本實用新型實施例的電源檢測電路還通過第四開關管和偏置電路限制第一 PNP三極管、第二PNP三極管、第一 NPN三極管、第二NPN三極管的集電極-發(fā)射極壓差，降 低了厄利效應給閾值電壓引入的誤差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1是現(xiàn)有技術中一種電源檢測電路的電路結(jié)構示意圖；
[0036] 圖2是根據(jù)本實用新型第一實施例的電源檢測電路的電路結(jié)構示意圖；
[0037]圖3是根據(jù)本實用新型第二實施例的電源檢測電路的電路結(jié)構示意圖；
[0038] 圖4是根據(jù)本實用新型第三實施例的電源檢測電路的電路結(jié)構示意圖；
[0039] 圖5是根據(jù)本實用新型第四實施例的電源檢測電路的電路結(jié)構示意圖；
[0040] 圖6A和圖6B是圖5所示電源檢測電路的信號波形示意圖。

【具體實施方式】
[0041] 下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，但不應以此限制本實用 新型的保護范圍。
[0042] 第一實施例
[0043]參考圖2,本實施例的具有溫度補償特性的電源檢測電路包括電壓轉(zhuǎn)電流電路21 和微電流源22。
[0044]其中，電壓轉(zhuǎn)電流電路21用于將電源電壓Vin轉(zhuǎn)換為電流，并與微電流源22輸出 的電流進行比較，產(chǎn)生指示比較結(jié)果的比較信號。進一步而言，電壓轉(zhuǎn)電流電路21將電源 電壓Vin轉(zhuǎn)換為第一電流L、第二電流1 2和第三電流13,其中，第二電流ι2等于第-電流l 和第三電流13之和；微電流源22的輸入端接收第二電流12，微電流源22的輸出端產(chǎn)生第 1 四電流14,第四電流14與第三電流13可以流向同一節(jié)點進行比較，以產(chǎn)生比較信號。通 過調(diào)節(jié)電壓轉(zhuǎn)電流電路 21和微電流源22中各個電阻的阻值和比例，可以調(diào)節(jié)閾值電壓的 大小和溫度系數(shù)，從而實現(xiàn)閾值電壓可調(diào)和閾值電壓的溫度補償功能。
[0045]作為一個優(yōu)選的實施例，電壓轉(zhuǎn)電流電路21可以包括PNP三極管％、PNP三極管 Q2、電阻R!和電阻R2 ;微電流源22可以包括NPN三極管Q3、NPN三極管Q4以及電阻R3D [0046]其中，PNP三極管％的發(fā)射極連接電源電壓接入端以接收電源電壓Vin，其基極連 接自身的集電極；PNP三極管Q 2的發(fā)射極連接電源電壓接入端，其基極連接PNP三極管％ 的基極；電阻Ri的弟~連接電源電壓接入端，其第二端連接第一 PNP三極管4的集電極； 電阻民的第一端連接PNP三極管化的集電極；NPN三極管Q3的集電極連接第二電阻馬的 第二端，其基極連接自身的集電極，其發(fā)射極接地；NPN三極管Q 4的集電極連接PNP三極管 Q2的集電極，其基極連接NPN三極管Q3的基極，NPN三極管Q4的集電極輸出比較信號 Vi。 [0047]其中，流經(jīng)所述電阻比的電流為第一電流^，流經(jīng)第二電阻R2的電流為第二電流 工 2, PNP三極管Q2的集電極的電流為第三電流13, NPN三極管Q4的集電極的電流為第四電流 I4 °
[0048]其中，設定NPN三極管Q3和NPN三極管Q4的尺寸比例為1 :n (n為正數(shù)，例如，n二 4)，可以求出該微電流源22產(chǎn)生的第四電流14如下：
[0049]

【權利要求】
1. 一種具有溫度補償特性的電源檢測電路，其特征在于，包括： 電壓轉(zhuǎn)電流電路，其輸入端連接電源電壓接入端，所述電壓轉(zhuǎn)電流電路將電源電壓轉(zhuǎn) 換為第一電流、第二電流和第三電流，第二電流等于第一電流與第二電流之和，所述第二電 流經(jīng)由第一輸出端輸出，所述第三電流經(jīng)由第二輸出端輸出； 微電流源，其輸入端接收所述第二電流，其輸出端產(chǎn)生第四電流； 其中，所述第三電流和第四電流相比較產(chǎn)生比較信號。
2. 根據(jù)權利要求1所述的具有溫度補償特性的電源檢測電路，其特征在于，所述電壓 轉(zhuǎn)電流電路包括： 第一 PNP三極管，其發(fā)射極連接所述電源電壓接入端以接收所述電源電壓，其基極連 接所述第一 PNP三極管的集電極； 第二PNP三極管，其發(fā)射極連接所述電源電壓接入端，其基極連接所述第一 PNP三極管 的基極，其集電極作為所述電壓轉(zhuǎn)電流電路的第二輸出端； 第一電阻，其第一端連接所述電源電壓接入端，其第二端連接所述第一 PNP三極管的 集電極； 第二電阻，其第一端連接所述第一 PNP三極管的集電極，其第二端作為所述電壓轉(zhuǎn)電 流電路的第一輸出端； 其中，流經(jīng)所述第一電阻的電流為所述第一電流，流經(jīng)所述第二電阻的電流為所述第 二電流，所述第二PNP三極管的集電極的電流為所述第三電流。
3. 根據(jù)權利要求2所述的具有溫度補償特性的電源檢測電路，其特征在于，所述微電 流源包括： 第一 NPN三極管，其集電極連接所述第二電阻的第二端，其基極連接所述第一NPN三極 管的集電極，其發(fā)射極接地； 第二NPN三極管，其集電極連接所述第二PNP三極管的集電極，其基極連接所述第一 NPN三極管的基極，所述第二NPN三極管的集電極輸出比較信號，所述第二NPN三極管的集 電極的電流為所述第四電流； 第三電阻，其第一端連接所述第二NPN三極管的發(fā)射極，其第二端接地。
4. 根據(jù)權利要求3所述的具有溫度補償特性的電源檢測電路，其特征在于，還包括： 電平轉(zhuǎn)換電路，將所述比較信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電平。
5. 根據(jù)權利要求4所述的具有溫度補償特性的電源檢測電路，其特征在于，還包括： 第四電阻，所述第二電阻的第二端經(jīng)由該第四電阻連接所述第一 NPN三極管的集電 極； 第六開關管，其第一端連接所述第四電阻的第一端，其第二端連接所述第四電阻的第 二端，其控制端接收所述數(shù)字電平。
6. 根據(jù)權利要求4或5所述的具有溫度補償特性的電源檢測電路，其特征在于，所述電 平轉(zhuǎn)換電路包括： 施密特反相器，其輸入端接收所述比較信號； 反相器，其輸入端連接所述施密特反相器的輸出端，其輸出端輸出所述數(shù)字電平。
7. 根據(jù)權利要求3所述的具有溫度補償特性的電源檢測電路，其特征在于，所述第二 NPN三極管的集電極經(jīng)由第四開關管連接所述第二PNP三極管的集電極，其中，所述第四開 關管的第一端連接所述第二PNP三極管的集電極，所述第四開關管的第二端連接所述第二 NPN三極管的集電極，所述第四開關管的控制端接收偏置電路提供的偏置電壓。
8. 根據(jù)權利要求7所述的具有溫度補償特性的電源檢測電路，其特征在于，所述偏置 電路包括： 第六電阻，其第一端連接所述電源電壓接入端； 穩(wěn)壓二極管，其陰極連接所述第六電阻的第二端，其陽極接地。
9. 一種受電設備，該受電設備由以太網(wǎng)供電，其特征在于，該受電設備包括權利要求1 至8中任一項所述的具有溫度補償特性的電源檢測電路。
【文檔編號】G01R1/44GK204086337SQ201420542011
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權日:2014年9月19日
【發(fā)明者】寧志華, 王晨陽 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司