一種ic芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路及優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路及優(yōu)化方法，該電路中上拉單元接收輸入電壓，輸出相應(yīng)的電壓電平；觸發(fā)單元將上拉單元輸出的電壓電平與給定的閾值電壓進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)電平的使能信號給IC芯片的使能端，以控制IC芯片啟停；穩(wěn)壓單元接收上拉單元和觸發(fā)單元輸出的電壓電平，根據(jù)上拉單元和觸發(fā)單元輸出的電壓電平輸出相應(yīng)電平的電壓給上拉單元，使上拉單元上拉輸出的電壓電平大于等于閾值電壓，使IC芯片啟動工作，或者使上拉單元保持輸出的電壓電平大于等于所述閾值電壓，使IC芯片工作不受所述輸入電壓變化的影響。本發(fā)明能夠確保當(dāng)輸入電壓在一定的范圍內(nèi)變化時IC芯片仍然能夠正常工作。
【專利說明】—種IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路及優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開關(guān)電源技術(shù)，特別是關(guān)于一種IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路及優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)IC芯片使能端EN接收輸入電源后，IC芯片內(nèi)部有一個初始化過程，該初始化過程結(jié)束后，內(nèi)部觸發(fā)電平(即使能電平)變?yōu)楦唠娖?，IC芯片由此開始正常工作。在IC芯片正常工作期間，如果其輸入電源的電壓不穩(wěn)發(fā)生波動，使能端EN的電平會被拉低，導(dǎo)致IC芯片停止工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路及優(yōu)化方法，以確保當(dāng)輸入電壓在一定范圍內(nèi)變化時IC芯片仍然能夠正常工作。
[0004]本發(fā)明提供一種IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路，其特征在于，包括:
[0005]上拉單元，其輸入端電連接輸入電壓，用于根據(jù)所述輸入電壓上拉輸出端的電壓電平；
[0006]觸發(fā)單元，其電連接在所述上拉單元與IC芯片的使能端之間，用于將所述上拉單元輸出的電壓電平與給定的閾值電壓進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)電平的使能信號給IC芯片的使能端，以控制IC芯片啟停；
[0007]穩(wěn)壓單元，其第一輸入端電連接所述上拉單元的輸出端，第二輸入端電連接所述觸發(fā)單元的輸出端，所述穩(wěn)壓單元的輸出端電連接所述上拉單元的控制端，用于根據(jù)所述上拉單元以及觸發(fā)單元輸出的電壓輸出相應(yīng)電平的電壓給所述上拉單元，使所述上拉單元上拉輸出的電壓電平大于等于所述閾值電壓，進(jìn)而使IC芯片啟動工作，或者使所述上拉單元保持輸出的電壓電平大于等于所述閾值電壓，進(jìn)而使IC芯片工作不受所述輸入電壓變化的影響。
[0008]上述上拉單元包括P型開關(guān)晶體管、上拉電阻和分壓電阻；所述P型開關(guān)晶體管的源極與所述上拉電阻的第一端電連接，作為所述上拉單元的輸入端，接收所述輸入電壓；所述P型開關(guān)晶體管的漏極作為所述上拉單元的輸出端，通過所述分壓電阻電性接地；所述P型開關(guān)晶體管的柵極作為所述上拉單元的控制端，電連接所述上拉電阻的第二端。
[0009]上述觸發(fā)單元包括相互串聯(lián)的施密特觸發(fā)器和反相器，所述施密特觸發(fā)器的輸入端作為所述觸發(fā)單元的輸入端，電連接所述上拉單元的輸出端，所述反相器的輸出端作為所述觸發(fā)單元的輸出端，電連接IC芯片的使能端EN。
[0010]上述穩(wěn)壓單元包括相互串聯(lián)的第一、第二和第三齊納二極管，以及第一和第二開關(guān)晶體管；所述第一齊納二極管的負(fù)極電連接所述上拉單元的控制端，正極電連接第二齊納二極管的負(fù)極，所述第二齊納二極管的正極電連接所述第三齊納二極管的負(fù)極，所述第三齊納二極管的正極電性接地；所述第一開關(guān)晶體管的第一極與第二極分別電連接在所述第三齊納二極管的兩端，柵極電連接所述上拉單元的輸出端；所述第二開關(guān)元件的第一極和第二極分別電連接在所述第二齊納二極管的負(fù)極與所述第三齊納二極管的正極，柵極電連接所述觸發(fā)單元的輸出端。
[0011]上述第一和第二開關(guān)晶體管為N型開關(guān)晶體管。
[0012]上述第一和第二開關(guān)晶體管為P型開關(guān)晶體管。
[0013]此外，本發(fā)明還提供一種IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化方法，包括以下步驟:
[0014]上拉單元接收輸入電壓，輸出相應(yīng)的電壓電平；
[0015]觸發(fā)單元將上拉單元輸出的電壓電平與給定的閾值電壓進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)電平的使能信號給IC芯片的使能端，以控制IC芯片啟停；
[0016]穩(wěn)壓單元接收上拉單元和觸發(fā)單元輸出的電壓電平，根據(jù)上拉單元和觸發(fā)單元輸出的電壓電平輸出相應(yīng)電平的電壓給上拉單元，使上拉單元上拉輸出的電壓電平大于等于閾值電壓，使IC芯片啟動工作，或者使上拉單元保持輸出的電壓電平大于等于所述閾值電壓，使IC芯片工作不受所述輸入電壓變化的影響。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路及優(yōu)化方法確保當(dāng)輸入電壓在一定范圍內(nèi)變化時IC芯片仍然能夠正常工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0019]圖1是本發(fā)明提供的IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路的組成示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明提供的IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路的一個實施例的電路連接示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，是本發(fā)明提供的IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路的組成示意圖，其包括:
[0022]上拉單兀10,其輸入端11電連接輸入電壓Vin,用于根據(jù)輸入電壓Vin上拉輸出端12的電壓電平；
[0023]觸發(fā)單元20，其輸入端21電連接上拉單元10的輸出端12，輸出端22電連接IC芯片的使能端EN，用于將上拉單元10輸出的電壓電平與給定的閾值電壓VT+進(jìn)行比較，且
[0024]當(dāng)上拉單元10輸出的電壓電平小于給定的閾值電壓VT+時，觸發(fā)單元20輸出低電平的使能信號給IC芯片的使能端EN，以使IC芯片不能工作；
[0025]當(dāng)上拉單元10輸出的電壓電平大于等于給定的閾值電壓VT+時，觸發(fā)單元20輸出高電平的使能信號給IC芯片的使能端EN，以使IC芯片啟動工作；
[0026]穩(wěn)壓單兀30,其第一輸入端31電連接上拉單兀10的輸出端12,第二輸入端32電連接觸發(fā)單元20的輸出端22，輸出端33電連接上拉單元10的控制端13，用于根據(jù)上拉單元10以及觸發(fā)單元20輸出的電壓輸出相應(yīng)的穩(wěn)壓電平給上拉單元10，以
[0027]在第一階段，使上拉單元10上拉輸出的電壓電平大于等于閾值電壓VT+，進(jìn)而使IC芯片啟動工作；[0028]在第二階段，使上拉單元10保持輸出的電壓電平大于等于閾值電壓VT+，進(jìn)而使IC芯片工作不受輸入電壓Vin變化的影響。
[0029]如圖2所示，是本發(fā)明提供的IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路的一個具體實施例的電路連接示意圖，其中:
[0030]上拉單元10，其包括P型開關(guān)晶體管Q1、上拉電阻Rl和分壓電阻R2。P型開關(guān)晶體管Ql的源極與上拉電阻Rl的第一端電連接，作為上拉單元10的輸入端11，接收輸入電壓Vin ;P型開關(guān)晶體管Ql的漏極作為上拉單元10的輸出端12，通過分壓電阻R2電性接地；P型開關(guān)晶體管Ql的柵極作為上拉單元10的控制端13，電連接上拉電阻Rl的第二端。[0031 ] 其中，輸入電壓Vin為20V，并會在一定范圍內(nèi)，例如20V?6V的范圍內(nèi)發(fā)生波動。
[0032]觸發(fā)單元20，其包括相互串聯(lián)的施密特觸發(fā)器S Trigger和反相器Ν0Τ，施密特觸發(fā)器S Trigger的輸入端作為觸發(fā)單元20的輸入端21，電連接上拉單元10的輸出端12，反相器NOT的輸出端作為觸發(fā)單元20的輸出端22，電連接IC芯片的使能端EN。
[0033]其中，施密特觸發(fā)器S Trigger的閾值電壓VT+為5V，即當(dāng)輸入施密特觸發(fā)器STrigger的電壓電平小于5V時,施密特觸發(fā)器S Trigger輸出高電平電壓,經(jīng)反相器NOT反相后，輸出低電平的使能信號給IC芯片的使能端EN;當(dāng)輸入施密特觸發(fā)器S Trigger的電壓電平大于等于5V時，施密特觸發(fā)器S Trigger輸出低電平電壓，經(jīng)反相器NOT反相后，輸出高電平的使能信號給IC芯片的使能端EN。
[0034]穩(wěn)壓單元30，其包括相互串聯(lián)的第一、第二和第三齊納二極管ZD1、ZD2和ZD3，以及第一和第二 N型開關(guān)晶體管Q2和Q3。其中:
[0035]第一齊納二極管ZDl的負(fù)極電連接上拉單元10的控制端13，也即上拉電阻Rl的第二端，第一齊納二極管ZDl的正極電連接第二齊納二極管ZD2的負(fù)極，第二齊納二極管ZD2的正極電連接第三齊納二極管ZD3的負(fù)極，第三齊納二極管ZD3的正極電性接地。
[0036]第一N型開關(guān)晶體管Q2的源極電連接穩(wěn)壓單元30中第三齊納二極管ZD3的負(fù)極，漏極電性接地，柵極電連接上拉單元10的輸出端12，以在上拉單元10輸出的高電平電壓的作用下，將第三齊納二級管ZD3的負(fù)極與地導(dǎo)通，也即將第三齊納二級管ZD3兩端短路。
[0037]第二N型開關(guān)晶體管Q3的源極電連接穩(wěn)壓單元30中第二齊納二極管ZD2的負(fù)極，漏極電性接地，柵極電連接觸發(fā)單元20的輸出端22，以在觸發(fā)單元20輸出的高電平電壓的作用下，將第二齊納二級管ZD2的負(fù)極與地導(dǎo)通，也即將第二和第三齊納二級管ZD2和ZD3同時短路。
[0038]其中，第一、第二和第三齊納二極管ZD1、ZD2和ZD3的反向?qū)妷壕鶠?.1V。第一和第二 N型開關(guān)晶體管Q2和Q3的功能是在各自柵極信號的控制下將相應(yīng)的齊納二極管短路，因此也可以采用其他具有相同或類似功能的可控開關(guān)替代。
[0039]下面進(jìn)一步地介紹上述電路的工作原理:
[0040]在第一階段:
[0041]I)當(dāng)上拉單元10開始接收輸入電壓Vin (Vin=20V)時,穩(wěn)壓單元30中的第一、第二和第三齊納二極管ZD1、ZD2和ZD3均導(dǎo)通工作，有電流流經(jīng)上拉電阻R1，并且由于第一、第二和第三齊納二極管ZD1、ZD2和ZD3的穩(wěn)壓作用，上拉電阻Rl第二端處的電壓(即P型開關(guān)晶體管Ql的柵極電壓)被控制在15V左右，此時P型開關(guān)晶體管的源極和漏極導(dǎo)通，然后有P型開關(guān)晶體管的源漏極電流流經(jīng)分壓電阻R2，上拉單元10輸出端12的電壓開始上升，大于零。
[0042]2)當(dāng)上拉單元10輸出端12的電壓上升時，第一 N型開關(guān)晶體管Q2的柵極電壓也隨之升高，源極和漏極導(dǎo)通，將第三齊納二極管ZD3兩端短路，此時穩(wěn)壓單元30中只有第一和第二齊納二極管ZDl和ZD2工作，由于第一和第二齊納二極管ZDl和ZD2的穩(wěn)壓作用，上拉電阻Rl第二端處的電壓(即P型開關(guān)晶體管Ql的柵極電壓)被控制在IOV左右，因此上拉電阻Rl兩端的電壓壓降增大，也即P型開關(guān)晶體管的柵源極電壓差(小于零)的絕對值增大，根據(jù)P型開關(guān)晶體管的工作特性曲線可知，P型開關(guān)晶體管的源漏極電流會隨之增大，因此上拉單元10輸出端12的電壓會繼續(xù)上升，只要輸出的電壓小于施密特觸發(fā)器的閾值電壓VT+。在此期間施密特觸發(fā)器輸出高電平，經(jīng)反相器NOT作用后輸出低電平的使能信號給IC芯片的使能端EN，因此IC芯片未開始工作。
[0043]3)當(dāng)上拉單元10輸出端12的電壓上升至大于等于施密特觸發(fā)器的閾值電壓VT+時，施密特觸發(fā)器輸出低電平，經(jīng)反相器NOT作用后輸出高電平的使能信號給IC芯片的使能端EN，因此IC芯片開始工作。
[0044]在第二階段:
[0045]由于觸發(fā)單元20輸出端22為高電平電壓，從而使第二 N型開關(guān)晶體管Q3的源極和漏極導(dǎo)通，將第二和第三齊納二極管ZD2和ZD3同時短路，此時穩(wěn)壓單元30中只有一個第一齊納二極管ZDl工作，由于第一齊納二極管ZDl的穩(wěn)壓作用，上拉電阻Rl第二端處的電壓(即P型開關(guān)晶體管Ql的柵極電壓)被控制在5V左右。此時，即使輸入電壓Vin發(fā)生較大的波動，例如從20V降為6V，只要輸入電壓Vin大于第一齊納二極管ZDl的反向?qū)妷?.1V，第一齊納二極管ZDl保持導(dǎo)通，就有電流流經(jīng)上拉電阻Rl，P型開關(guān)晶體管Ql就處于導(dǎo)通狀態(tài)。此時上拉單元10輸出端12的電壓近似于輸入電壓Vin，仍然大于等于施密特觸發(fā)器的閾值電壓VT+，因此觸發(fā)單元20輸出高電平的使能信號給IC芯片的使能端EN，使IC芯片保持正常工作而不受輸入電壓波動的影響。當(dāng)然，輸入電壓Vin也不能無限小，當(dāng)輸入電壓小于第一齊納二極管ZDl的反向?qū)妷?.1V時，P型開關(guān)晶體管Ql截止，上拉單元10輸出端12的電壓小于斯密特觸發(fā)器的閾值電壓VT+，IC芯片會停止工作。
[0046]由上可知，本發(fā)明提供的IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路能夠確保當(dāng)輸入電壓在一定的范圍內(nèi)變化時IC芯片仍然能夠正常工作。
[0047]上述是本發(fā)明的IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路用于例如液晶顯示裝置IC芯片穩(wěn)定工作的一個實施例，當(dāng)然本發(fā)明還可以用于驅(qū)動其他型號的IC芯片工作，輸入電壓Vin的正常電壓也可以不限于20V，波動范圍也可以不限于20V?6V，相應(yīng)的電路元件的選擇以及其參數(shù)的設(shè)定可以根據(jù)具體要求進(jìn)行調(diào)整和改變。例如穩(wěn)壓單元中齊納二極管的個數(shù)可以不限于三個，也可以選擇反向?qū)妷焊鞑幌嗤凝R納二極管構(gòu)成穩(wěn)壓單元。
[0048]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路,其特征在于,包括: 上拉單元，其輸入端電連接輸入電壓，用于根據(jù)所述輸入電壓上拉輸出端的電壓電平； 觸發(fā)單元，其電連接在所述上拉單元與IC芯片的使能端之間，用于將所述上拉單元輸出的電壓電平與給定的閾值電壓進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)電平的使能信號給IC芯片的使能端，以控制IC芯片啟停； 穩(wěn)壓單元，其第一輸入端電連接所述上拉單元的輸出端，第二輸入端電連接所述觸發(fā)單元的輸出端，所述穩(wěn)壓單元的輸出端電連接所述上拉單元的控制端，用于根據(jù)所述上拉單元以及觸發(fā)單元輸出的電壓輸出相應(yīng)電平的電壓給所述上拉單元，使所述上拉單元上拉輸出的電壓電平大于等于所述閾值電壓，進(jìn)而使IC芯片啟動工作，或者使所述上拉單元保持輸出的電壓電平大于等于所述閾值電壓，進(jìn)而使IC芯片工作不受所述輸入電壓變化的影響。
2.如權(quán)利要求1所述的IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路，其特征在于: 所述上拉單元包括P型開關(guān)晶體管、上拉電阻和分壓電阻；所述P型開關(guān)晶體管的源極與所述上拉電阻的第一端電連接，作為所述上拉單元的輸入端，接收所述輸入電壓；所述P型開關(guān)晶體管的漏極作為所述上拉單元的輸出端，通過所述分壓電阻電性接地；所述P型開關(guān)晶體管的柵極作為所述上拉單元的控制端，電連接所述上拉電阻的第二端。
3.如權(quán)利要求2所述的IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路，其特征在于: 所述觸發(fā)單元包括相互串聯(lián)的施密特觸發(fā)器和反相器，所述施密特觸發(fā)器的輸入端作為所述觸發(fā)單元的輸入端，電連接所述上拉單元的輸出端，所述反相器的輸出端作為所述觸發(fā)單元的輸出端，電連接IC`芯片的使能端EN。
4.如權(quán)利要求1~3任意一項所述的IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路,其特征在于: 所述穩(wěn)壓單元包括相互串聯(lián)的第一、第二和第三齊納二極管，以及第一和第二開關(guān)晶體管；所述第一齊納二極管的負(fù)極電連接所述上拉單元的控制端，正極電連接第二齊納二極管的負(fù)極，所述第二齊納二極管的正極電連接所述第三齊納二極管的負(fù)極，所述第三齊納二極管的正極電性接地；所述第一開關(guān)晶體管的第一極與第二極分別電連接在所述第三齊納二極管的兩端，柵極電連接所述上拉單元的輸出端；所述第二開關(guān)元件的第一極和第二極分別電連接在所述第二齊納二極管的負(fù)極與所述第三齊納二極管的正極，柵極電連接所述觸發(fā)單元的輸出端。
5.如權(quán)利要求4所述的IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路，其特征在于: 所述第一和第二開關(guān)晶體管為N型開關(guān)晶體管。
6.如權(quán)利要求4所述的IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路，其特征在于: 所述第一和第二開關(guān)晶體管為P型開關(guān)晶體管。
7.—種如權(quán)利要求1~6任意一項所述IC芯片輸入電壓范圍優(yōu)化電路的優(yōu)化方法,包括以下步驟: 上拉單兀接收輸入電壓，輸出相應(yīng)的電壓電平； 觸發(fā)單元將上拉單元輸出的電壓電平與給定的閾值電壓進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)電平的使能信號給IC芯片的使能端，以控制IC芯片啟停； 穩(wěn)壓單元接收上拉單元和觸發(fā)單元輸出的電壓電平，根據(jù)上拉單元和觸發(fā)單元輸出的電壓 電平輸出相應(yīng)電平的電壓給上拉單元，使上拉單元上拉輸出的電壓電平大于等于閾值電壓，使IC芯片啟動工作，或者使上拉單元保持輸出的電壓電平大于等于所述閾值電壓，使IC芯片工作不受所述輸入電壓變化的影響。
【文檔編號】G05F1/565GK103677053SQ201310655572
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】胡安樂, 曹丹 申請人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司