專利名稱：一種ac-dc穩(wěn)壓保護(hù)電路及芯片電源轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路及芯片電源轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
在集成電路應(yīng)用時(shí)，經(jīng)常需要將220V交流電轉(zhuǎn)化為低壓直流電壓供芯片或芯片外部電路使用，而現(xiàn)有轉(zhuǎn)換方式分為I、采用工頻變壓器降壓，整流后通過(guò)專門(mén)的線性穩(wěn)壓芯片實(shí)現(xiàn)降壓穩(wěn)壓，但是該方式使用的工頻變壓器和線性穩(wěn)壓芯片的成本過(guò)高，體積過(guò)大；2、采用開(kāi)關(guān)電源芯片實(shí)現(xiàn)降壓穩(wěn)壓，如viper芯片，但是該方式使用的開(kāi)關(guān)電源 芯片的外圍電路復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度高；3、使用電壓判斷模塊、過(guò)壓保護(hù)模塊、開(kāi)關(guān)器件及功率電阻組成的控制電路與阻容耦合整流電路實(shí)現(xiàn)降壓和過(guò)壓保護(hù)，由過(guò)壓保護(hù)模塊輸出高低電平控制開(kāi)關(guān)器件通斷，以將穩(wěn)壓管的功耗轉(zhuǎn)移到外接的功率電阻上，降低芯片發(fā)熱量，但是該方式使用的開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)致電源紋波大、極不穩(wěn)定，不利于芯片的應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路，旨在解決目前在對(duì)芯片供電轉(zhuǎn)換時(shí)成本高、體積大，外圍電路復(fù)雜、紋波大的問(wèn)題。本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路，所述保護(hù)電路包括將市電進(jìn)行降壓轉(zhuǎn)換，輸出具有一定紋波的直流電壓的外接單元，所述外接單元的正、負(fù)輸入端與外部市電連接，所述外接單元的第一輸出端通過(guò)濾波電容ClO接地；對(duì)所述直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓的穩(wěn)壓?jiǎn)卧?，所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧妮斎攵伺c所述外接單元的第一輸出端連接；對(duì)所述直流電壓采樣并進(jìn)行分壓檢測(cè)，輸出檢測(cè)信號(hào)的電壓檢測(cè)單元，所述電壓檢測(cè)單元的輸入端與所述外接單元的第一輸出端連接；根據(jù)所述直流電壓產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電壓的電壓基準(zhǔn)單元，所述電壓基準(zhǔn)單元的輸入端與所述外接單元的第二輸出端連接；通過(guò)所述檢測(cè)信號(hào)與所述基準(zhǔn)電壓進(jìn)行誤差放大控制所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧娏鳎詫?shí)現(xiàn)穩(wěn)壓控制的誤差放大單元，所述誤差放大單元的反相輸入端與所述電壓基準(zhǔn)單元的輸出端連接，所述誤差放大單元的正向輸入端與所述電壓檢測(cè)單元的輸出端連接，所述誤差放大單元的輸出端與所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧姆答伓诉B接，所述誤差放大單元的電源端與所述外接單元的第二輸出端連接，所述誤差放大單元的接地端接地。進(jìn)一步地,所述外接單元包括電阻R1、電阻R2、電容Cl、電容C2、電容C3、二極管D0、二極管Dl、二極管D2、二極管D3 ；[0015]所述二極管DO的陽(yáng)極為所述外接單元的正輸入端與所述二極管Dl的陰極連接，所述二極管DO的陰極與所述二極管D2的陰極連接，所述二極管D2的陽(yáng)極與所述二極管D3的陰極連接，所述二極管D3的陰極同時(shí)與所述電阻Rl和所述電容Cl的一端連接，所述電阻Rl的另一端為所述外接單元的負(fù)輸入端與所述電容Cl的另一端連接，所述二極管Dl的陽(yáng)極與所述二極管D3的陽(yáng)極同時(shí)接地，所述電容C2的一端為所述外接單元的第一輸出端與所述二極管DO的陰極連接，所述電容C2的另一端接地，所述電阻R2的一端與所述二極管DO的陰極連接，所述電阻R2的另一端為所述外接單元的第二輸出端與電容所述C3的一端連接，所述電容C3的另一端接地。更進(jìn)一步地，所述外接單元包括電阻R3、電阻R4、電容C4、電容C5、電容C6、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極
管D7、第一高壓功率管；所述二極管D4的陽(yáng)極為所述外接電路的正輸入端與所述二極管D5的陰極連接， 所述二極管D4的陰極與所述二極管D6的陰極連接，所述二極管D6的陽(yáng)極為所述外接單元的負(fù)輸入端與所述二極管D7的陰極連接，所述二極管D7的陽(yáng)極與所述二極管D5的陽(yáng)極同時(shí)接地，所述電容C4的一端與所述二極管D4的陰極連接，所述電容C4的另一端接地，所述電阻R3的一端同時(shí)與所述二極管D4的陰極連接，所述電阻R3的另一端為所述外接單元的第一輸出端與所述第一高壓功率管的控制端連接，所述第一高壓功率管的輸入端與所述電阻R3的一端連接，所述第一高壓功率管的輸出端與所述電容C5的一端連接，所述電容C5的另一端接地，所述電阻R4的一端同時(shí)與所述第一高壓功率管的輸出端連接，所述電阻R4的另一端為所述外接單元的第二輸出端與所述電容C6的一端連接，所述電容C6的另一端接地。更進(jìn)一步地，所述第一高壓功率管為NPN型高壓功率三極管，所述第一高壓功率管的控制端為所述NPN型高壓功率三極管的基極，所述第一高壓功率管的輸入端為所述NPN型高壓功率三極管的集電極，所述第一高壓功率管的輸出端為所述NPN型高壓功率三極管的發(fā)射極。更進(jìn)一步地，所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧?補(bǔ)償模塊和第二開(kāi)關(guān)管管Q2 ；所述第二開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧妮斎攵?，所述第二開(kāi)關(guān)管的控制端為所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧姆答伓伺c所述補(bǔ)償模塊的輸入端連接，所述第二開(kāi)關(guān)管的輸出端與所述補(bǔ)償模塊的輸出端同時(shí)接地。更進(jìn)一步地，所述第二開(kāi)關(guān)管為N型MOS管，所述第二開(kāi)關(guān)管的控制端為所述N型MOS管的柵極，所述第二開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述N型MOS管的漏極，所述第二開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述N型MOS管的源級(jí)。更進(jìn)一步地，所述電壓檢測(cè)單元包括電阻R5和電阻R6;所述電壓檢測(cè)單元輸入端與穩(wěn)壓?jiǎn)卧斎攵诉B接，所述電阻R5的一端為所述電壓檢測(cè)單元的輸入端，所述電阻R5的另一端為所述電壓檢測(cè)單元的輸出端與所述電阻R6的一端連接，所述電阻R6的另一端接地。更進(jìn)一步地，所述電壓基準(zhǔn)單元包括[0028]啟動(dòng)模塊、帶隙基準(zhǔn)模塊、第三開(kāi)關(guān)管、電容C7；所述啟動(dòng)模塊的輸入端與所述帶隙基準(zhǔn)模塊的輸入端同時(shí)為所述電壓基準(zhǔn)單元的輸入端，所述啟動(dòng)模塊的輸出端與所述帶隙基準(zhǔn)模塊的控制端連接，所述帶隙基準(zhǔn)模塊的輸出端與所述第三開(kāi)關(guān)管的輸出端連接，所述第三開(kāi)關(guān)管的控制端與所述帶隙基準(zhǔn)模塊的輸入端連接，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述電壓基準(zhǔn)單元的輸出端通過(guò)所述電容C7接地。更進(jìn)一步地，所述第三開(kāi)關(guān)管為N型MOS管，所述第三開(kāi)關(guān)管的控制端為所述N型MOS管的柵極，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述N型MOS管的漏極，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述N型MOS管的源極。本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于提供一種采用上述保護(hù)電路的芯片電源轉(zhuǎn)換電路。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過(guò)電壓檢測(cè)單元采樣電壓輸入端，得到的采樣電壓與 電壓基準(zhǔn)進(jìn)行誤差放大，誤差放大模塊的輸出控制穩(wěn)壓管的柵極電壓從而控制其導(dǎo)通電流，導(dǎo)通電流通過(guò)阻容耦合或高壓功率管電路實(shí)現(xiàn)降壓穩(wěn)壓，通過(guò)控制導(dǎo)通電流的大小來(lái)控制壓降，可簡(jiǎn)單有效地提供穩(wěn)定的電壓和保護(hù)電路。

圖I為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路中外接單元的第一示例電路結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路中外接單元的第二示例電路結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路中穩(wěn)壓?jiǎn)卧碗妷簷z測(cè)單元的示例電路結(jié)構(gòu)圖；圖5為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路中電壓基準(zhǔn)單元的示例電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)電壓檢測(cè)單元采樣電壓輸入端，得到的采樣電壓與電壓基準(zhǔn)進(jìn)行誤差放大，誤差放大模塊的輸出控制穩(wěn)壓管的柵極電壓從而控制其導(dǎo)通電流，導(dǎo)通電流通過(guò)阻容耦合或高壓功率管電路簡(jiǎn)單有效地實(shí)現(xiàn)降壓穩(wěn)壓，通過(guò)控制導(dǎo)通電流的大小來(lái)控制壓降。圖I示出本實(shí)用新型實(shí)施例提供的AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路I可以應(yīng)用于各種芯片電源轉(zhuǎn)換電路，該AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路I包括[0042]將市電進(jìn)行降壓轉(zhuǎn)換，輸出具有一定紋波的直流電壓的外接單元11，該外接單元11的正、負(fù)輸入端與外部市電連接，外接單元11的第一輸出端通過(guò)濾波電容Cio接地；對(duì)直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓的穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2，該穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2的輸入端與外接單元11的第一輸出端連接；對(duì)直流電壓采樣并進(jìn)行分壓檢測(cè)，輸出檢測(cè)信號(hào)的電壓檢測(cè)單元13，該電壓檢測(cè)單元13的輸入端與外接單元11的第一輸出端連接；根據(jù)直流電壓產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電壓的電壓基準(zhǔn)單元14，該電壓基準(zhǔn)單元14的輸入端與外接單元11的第二輸出端連接；通過(guò)所述檢測(cè)信號(hào)與所述基準(zhǔn)電壓進(jìn)行誤差放大控制所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧娏鳎詫?shí)現(xiàn)穩(wěn)壓控制的誤差放大單元15，該誤差放大單元15的反相輸入端與電壓基準(zhǔn)單元14的輸出端連接，誤差放大單元15的正向輸入端與電壓檢測(cè)單元13的輸出端連接，誤差放大單元15的輸出端與穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2的反饋端連接，誤差放大單元15的電源端與外接單元11的第二 輸出端連接，誤差放大單元15的接地端接地。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2、電壓檢測(cè)單元13、電壓基準(zhǔn)單元14和誤差放大單元15可集成于芯片中，而外接單元11可置于芯片3外的應(yīng)用電路中，外接單元11的第二輸出端與芯片的電壓輸入引腳連接，通過(guò)該AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路I將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為芯片的工作電壓，為芯片內(nèi)部的工作電路2供電。電壓檢測(cè)單元將采樣電壓輸入端，得到的采樣電壓與電壓基準(zhǔn)進(jìn)行誤差放大，誤差放大模塊的輸出控制穩(wěn)壓管的柵極電壓從而控制其，導(dǎo)通電流通過(guò)阻容耦合或高壓功率管電路實(shí)現(xiàn)降壓穩(wěn)壓，通過(guò)控制導(dǎo)通電流的大小來(lái)控制壓降，可簡(jiǎn)單有效地提供穩(wěn)定的電壓和保護(hù)電路。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，將市電轉(zhuǎn)換為直流電壓并生成檢測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)電壓，根據(jù)檢測(cè)信號(hào)與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行誤差放大的結(jié)果控制穩(wěn)壓?jiǎn)卧膶?dǎo)通電流，進(jìn)而控制外接單元和穩(wěn)壓?jiǎn)卧M(jìn)行降壓、穩(wěn)壓，為芯片進(jìn)行供電，該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低，在易于實(shí)現(xiàn)的同時(shí)電源紋波小，穩(wěn)定效果好。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖2示出本實(shí)用新型實(shí)施例提供的AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路中外接單元的第一示例電路結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，外接單元11可以以阻容耦合電路的降壓結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，具體包括電阻R1、電阻R2、電容Cl、電容C2、電容C3、二極管D0、二極管Dl、二極管D2、二極管D3 ；二極管DO的陽(yáng)極為外接單元11的正輸入端與二極管Dl的陰極連接，二極管DO的陰極與二極管D2的陰極連接，二極管D2的陽(yáng)極與二極管D3的陰極連接，二極管D3的陰極同時(shí)與電阻Rl和電容Cl的一端連接，電阻Rl的另一端為外接單元11的負(fù)輸入端與電容Cl的另一端連接，二極管Dl的陽(yáng)極與二極管D3的陽(yáng)極同時(shí)接地，電容C2的一端為外接單元11的第一輸出端與二極管DO的陰極連接，電容C2的另一端接地，電阻R2的一端與二極管DO的陰極連接，電阻R2的另一端為外接單元11的第二輸出端與電容C3的一端連接，電容C3的另一端接地。[0055]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，二極管D0、D1、D2、D3構(gòu)成整流橋電路，對(duì)市電進(jìn)行整流，并通過(guò)電容C2進(jìn)行濾波后輸出具有一定紋波的直流電壓。電阻Rl和電容Cl并聯(lián)，串接在整流橋電路與交流電網(wǎng)中。電路上電工作時(shí)，有電流通過(guò)整流橋電路流向電容C2，電容C2上的電壓上升，上升到一定電壓值時(shí)芯片中的其它工作電路開(kāi)始工作，當(dāng)電容C2上的電壓超過(guò)穩(wěn)壓值時(shí)，AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路I開(kāi)始進(jìn)入過(guò)壓保護(hù)狀態(tài)，通過(guò)穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2開(kāi)始拉電流到地，由芯片工作電流和穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2拉電流構(gòu)成的總電流都流過(guò)R1、Cl并聯(lián)的電路，電流在R1、C1的并聯(lián)電路上產(chǎn)生壓降，流過(guò)電流大產(chǎn)生的壓降也大。通過(guò)控制穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2拉電流的大小來(lái)控制R1、C1的并聯(lián)電路上壓降的大小，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。合理選用電容Cl的容值大小可以減小穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2功耗，提高電路效率。電阻R2與電容C3的公共端與芯片的工作電路的Vdd電源端連接，芯片工作電路中的穩(wěn)壓電路，可以再次將具有一定紋波的直流電壓Vdd (24V)再次降為5V的芯片工作電源電壓，電阻R2是降壓電阻，電容C3是濾波電容。作為本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例，外接單元11還可以以高壓功率管電路實(shí)現(xiàn)，參見(jiàn) 圖3,具體包括電阻R3、電阻R4、電容C4、電容C5、電容C6、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極
管D7、第一高壓功率管Ql ；二極管D4的陽(yáng)極為外接電路的正輸入端與二極管D5的陰極連接，二極管D4的陰極與二極管D6的陰極連接，二極管D6的陽(yáng)極為外接單元11的負(fù)輸入端與二極管D7的陰極連接，二極管D7的陽(yáng)極與二極管D5的陽(yáng)極同時(shí)接地，電容C4的一端與二極管D4的陰極連接，電容C4的另一端接地，電阻R3的一端同時(shí)與二極管D4的陰極連接，電阻R3的另一端為外接單元11的第一輸出端與第一高壓功率管Ql的控制端連接，第一高壓功率管Ql的輸入端與電阻R3的一端連接，第一高壓功率管Ql的輸出端與電容C5的一端連接，電容C5的另一端接地，電阻R4的一端同時(shí)與第一高壓功率管Ql的輸出端連接，電阻R4的另一端為外接單元11的第二輸出端與電容C6的一端連接，電容C6的另一端接地。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，該第一高壓功率管Ql可以為NPN型高壓功率三極管，第一高壓功率管Ql的控制端為NPN型高壓功率三極管的基極，第一高壓功率管Ql的輸入端為NPN型高壓功率三極管的集電極，第一高壓功率管Ql的輸出端為NPN型高壓功率三極管的發(fā)射極。該第一高壓功率管Ql也可以為N型高壓功率MOS管，第一高壓功率管Ql的控制端為N型高壓功率MOS管的柵極，第一高壓功率管Ql的輸入端為N型高壓功率MOS管的漏極，第一高壓功率管Ql的輸出端為N型高壓功率MOS管的源極。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，二極管D4至二極管D7對(duì)市電整流后通過(guò)電容C4濾波，當(dāng)電壓Vcc升高時(shí)，穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2中的導(dǎo)通電流增大，而流過(guò)電阻R3的電流基本不變，因此流進(jìn)第一高壓功率管Ql基極的電流減小，第一高壓功率管Ql的發(fā)射極電流相應(yīng)減小，第一高壓功率管Ql發(fā)射極電壓也相應(yīng)下降，高壓功率管Ql基極電壓也會(huì)跟著下降，實(shí)現(xiàn)降壓穩(wěn)壓和過(guò)壓保護(hù)的功能，電阻R4是降壓電阻，電容C5、電容C6是濾波電容。并且，由于穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2控制的是高壓功率管Ql的基極電流，所以流過(guò)穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2的電流較小，穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2消耗的功率也較小，散熱不大。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，采用帶有高壓功率管的電路結(jié)構(gòu)代替阻容耦合電路實(shí)現(xiàn)降壓穩(wěn)壓，可以避免在穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2流過(guò)的平均電流較大時(shí)，穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2功耗過(guò)大，產(chǎn)生的熱量過(guò)高導(dǎo)致?lián)p壞。圖4示出本實(shí)用新型實(shí)施例提供的AC-DC穩(wěn)壓保護(hù)電路中穩(wěn)壓?jiǎn)卧碗妷簷z測(cè)單元的示例電路結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2包括補(bǔ)償模塊121和第二開(kāi)關(guān)管Q2 ；第二開(kāi)關(guān)管Q2作為穩(wěn)壓管，該第二開(kāi)關(guān)管Q2輸入端為穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2的輸入端，第二開(kāi)關(guān)管Q2的控制端為穩(wěn)壓?jiǎn)卧?2的反饋端與補(bǔ)償模塊121的輸入端連接，第二開(kāi)關(guān)管Q2的輸出端與補(bǔ)償模塊121的輸出端同時(shí)接地。 作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，第二開(kāi)關(guān)管Q2可以為N型MOS管，第二開(kāi)關(guān)管Q2的控制端為N型MOS管的柵極，第二開(kāi)關(guān)管Q2的輸入端為N型MOS管的漏極，第二開(kāi)關(guān)管Q2的輸出端為N型MOS管的源級(jí)。第二開(kāi)關(guān)管Q2也可以為NPN型三極管，第二開(kāi)關(guān)管Q2的控制端為NPN型三極管的基極，第二開(kāi)關(guān)管Q2的輸入端為NPN型三極管的集電極，第二開(kāi)關(guān)管Q2的輸出端為NPN型三極管的發(fā)射極。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過(guò)第二開(kāi)關(guān)管Q2的柵極電壓控制漏極到源極的導(dǎo)通電流，也就是電壓Vcc到地的電流大小。電壓檢測(cè)單元13包括電阻R5和電阻R6;電阻R5的一端為電壓檢測(cè)單元13的輸入端，電阻R5的另一端為電壓檢測(cè)單元13的輸出端與電阻R6的一端連接，電阻R6的另一端接地。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，電壓檢測(cè)單元13包括串聯(lián)的兩個(gè)電阻對(duì)輸入電壓進(jìn)行分壓檢測(cè)，分壓輸出電壓的大小反映輸入電壓的聞低。當(dāng)電壓Vcc過(guò)聞時(shí)電阻R5、電阻R6的分壓輸出變高，與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行誤差放大后，誤差放大電路輸出升高，也就是穩(wěn)壓管Q2柵極電壓增加，導(dǎo)通電流也增加，經(jīng)過(guò)并聯(lián)電阻Rl和電容Cl的電流增加，所以并聯(lián)電阻Rl和電容Cl兩端壓降增大，輸入電壓降低，實(shí)現(xiàn)降壓穩(wěn)壓和過(guò)壓保護(hù)的功能。補(bǔ)償電路起到相位補(bǔ)償?shù)淖饔谩＝Y(jié)合圖I和圖5，電壓基準(zhǔn)單元14包括啟動(dòng)模塊U1、帶隙基準(zhǔn)模塊U2、第三開(kāi)關(guān)管Q3、電容C7；啟動(dòng)模塊Ul的輸入端與帶隙基準(zhǔn)模塊U2的輸入端同時(shí)為電壓基準(zhǔn)單元14的輸入端，啟動(dòng)模塊Ul的輸出端與帶隙基準(zhǔn)模塊U2的控制端連接，帶隙基準(zhǔn)模塊U2的輸出端與第三開(kāi)關(guān)管Q3的輸出端連接，第三開(kāi)關(guān)管Q3的控制端與帶隙基準(zhǔn)模塊U2的輸入端連接，第三開(kāi)關(guān)管Q3的輸入端為電壓基準(zhǔn)單元14的輸出端通過(guò)電容C7接地。作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，第三開(kāi)關(guān)管Q3可以為N型MOS管，第三開(kāi)關(guān)管Q3的控制端為N型MOS管的柵極，第三開(kāi)關(guān)管Q3的輸入端為N型MOS管的漏極，第三開(kāi)關(guān)管Q3的輸出端為N型MOS管的源極。第三開(kāi)關(guān)管Q3也可以為NPN型三極管，第三開(kāi)關(guān)管Q3的控制端為N型MOS管的基極，第三開(kāi)關(guān)管Q3的輸入端為N型MOS管的集電極，第三開(kāi)關(guān)管Q3的輸出端為N型MOS管的發(fā)射極。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，電壓基準(zhǔn)單元14提供一個(gè)穩(wěn)定的溫度和電源電壓變化影響小的基準(zhǔn)電壓。包括起動(dòng)電路U1、帶隙基準(zhǔn)電路U2、第三開(kāi)關(guān)管Q3和穩(wěn)壓電容C7。倒寬長(zhǎng)比的NMOS管的柵極連接電源電壓Vdd，漏極接電容C7到地，同時(shí)漏極輸出基準(zhǔn)電壓送到誤差放大單元15的另一個(gè)輸入端，這樣Vdd下降時(shí)基準(zhǔn)還可以維持不變，而電壓檢測(cè)模塊13的采樣電壓隨電源電壓下降，通過(guò)誤差放大單元15能有效地將穩(wěn)壓管關(guān)閉，使得在電源電壓降低時(shí)使穩(wěn)壓管停止向電源電壓拉電流，由于穩(wěn)壓管導(dǎo)通電流減小為零，在阻容耦合或高壓功率管電路的作用下輸入電壓會(huì)提高，讓芯片在電源輸入電壓下降或突然掉電時(shí)也能正常工作。誤差放大單元15采用一個(gè)單級(jí)運(yùn)算放大器，通過(guò)放大基準(zhǔn)電壓與檢測(cè)信號(hào)的差值，得到一個(gè)電壓輸出去控制穩(wěn)壓管的柵極電壓，從而控制穩(wěn)壓管漏極到源極的導(dǎo)通電流。[0081 ] 在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過(guò)電壓檢測(cè)單元13采樣電壓輸入端，得到的采樣電壓與電壓基準(zhǔn)進(jìn)行誤差放大，誤差放大單元15的輸出控制穩(wěn)壓管的柵極電壓從而控制其導(dǎo)通電流，導(dǎo)通電流通過(guò)阻容耦合或高壓功率管電路實(shí)現(xiàn)降壓穩(wěn)壓，通過(guò)控制導(dǎo)通電流的大小來(lái)控制壓降，可簡(jiǎn)單有效地提供穩(wěn)定的電壓和保護(hù)電路。另外，電壓基準(zhǔn)單元14的輸出部分采用柵極接Vdd漏極接電容的倒寬長(zhǎng)比NMOS管結(jié)構(gòu)，這樣在電源下降或突然掉電時(shí)電壓基準(zhǔn)的輸出保持一定時(shí)間內(nèi)不隨電源電壓下降，而電壓檢測(cè)模塊的采樣電壓隨電源電壓下降，通過(guò)誤差放大模塊能有效地將穩(wěn)壓管關(guān)閉，使得在電源電壓降低時(shí)使穩(wěn)壓管停止向電源電壓拉電流，由于穩(wěn)壓管導(dǎo)通電流減小為零，在阻容耦合或高壓功率管電路的作用下輸入電壓會(huì)提高，讓芯片在電源輸入電壓下降或突然掉電時(shí)也能正常工作。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，將市電轉(zhuǎn)換為直流電壓并生成檢測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)電壓，根據(jù)檢測(cè)信號(hào)與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行誤差放大的結(jié)果控制穩(wěn)壓?jiǎn)卧膶?dǎo)通電流，進(jìn)而控制外接單元和穩(wěn)壓?jiǎn)卧M(jìn)行降壓、穩(wěn)壓，為芯片進(jìn)行供電，該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低，在易于實(shí)現(xiàn)的同時(shí)電源紋波小，穩(wěn)定效果好。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種AC-DC過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于，所述保護(hù)電路包括 將市電進(jìn)行降壓轉(zhuǎn)換，輸出具有一定紋波的直流電壓的外接單元，所述外接單元的正、負(fù)輸入端與外部市電連接，所述外接單元的第一輸出端通過(guò)濾波電容ClO接地； 對(duì)所述直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓的穩(wěn)壓?jiǎn)卧龇€(wěn)壓?jiǎn)卧妮斎攵伺c所述外接單元的第一輸出端連接； 對(duì)所述直流電壓采樣并進(jìn)行分壓檢測(cè)，輸出檢測(cè)信號(hào)的電壓檢測(cè)單元，所述電壓檢測(cè)單元的輸入端與所述外接單元的第一輸出端連接； 根據(jù)所述直流電壓產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電壓的電壓基準(zhǔn)單元，所述電壓基準(zhǔn)單元的輸入端與所述外接單元的第二輸出端連接； 通過(guò)所述檢測(cè)信號(hào)與所述基準(zhǔn)電壓進(jìn)行誤差放大控制所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧娏鳎詫?shí)現(xiàn)穩(wěn)壓控制的誤差放大單元，所述誤差放大單元的反相輸入端與所述電壓基準(zhǔn)單元的輸出端連接，所述誤差放大單元的正向輸入端與所述電壓檢測(cè)單元的輸出端連接，所述誤差放大單元的輸出端與所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧姆答伓诉B接，所述誤差放大單元的電源端與所述外接單元的第二輸出端連接，所述誤差放大單元的接地端接地。
2.如權(quán)利要求I所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述外接單元包括 電阻R1、電阻R2、電容Cl、電容C2、電容C3、二極管D0、二極管D1、二極管D2、二極管D3 ； 所述二極管DO的陽(yáng)極為所述外接單元的正輸入端與所述二極管Dl的陰極連接，所述二極管DO的陰極與所述二極管D2的陰極連接，所述二極管D2的陽(yáng)極與所述二極管D3的陰極連接，所述二極管D3的陰極同時(shí)與所述電阻Rl和所述電容Cl的一端連接，所述電阻Rl的另一端為所述外接單元的負(fù)輸入端與所述電容Cl的另一端連接，所述二極管Dl的陽(yáng)極與所述二極管D3的陽(yáng)極同時(shí)接地，所述電容C2的一端為所述外接單元的第一輸出端與所述二極管DO的陰極連接，所述電容C2的另一端接地，所述電阻R2的一端與所述二極管DO的陰極連接，所述電阻R2的另一端為所述外接單元的第二輸出端與電容所述C3的一端連接，所述電容C3的另一端接地。
3.如權(quán)利要求I所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述外接單元包括 電阻R3、電阻R4、電容C4、電容C5、電容C6、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、第一高壓功率管； 所述二極管D4的陽(yáng)極為所述外接電路的正輸入端與所述二極管D5的陰極連接，所述二極管D4的陰極與所述二極管D6的陰極連接，所述二極管D6的陽(yáng)極為所述外接單元的負(fù)輸入端與所述二極管D7的陰極連接，所述二極管D7的陽(yáng)極與所述二極管D5的陽(yáng)極同時(shí)接地，所述電容C4的一端與所述二極管D4的陰極連接，所述電容C4的另一端接地，所述電阻R3的一端同時(shí)與所述二極管D4的陰極連接，所述電阻R3的另一端為所述外接單元的第一輸出端與所述第一高壓功率管的控制端連接，所述第一高壓功率管的輸入端與所述電阻R3的一端連接，所述第一高壓功率管的輸出端與所述電容C5的一端連接，所述電容C5的另一端接地，所述電阻R4的一端同時(shí)與所述第一高壓功率管的輸出端連接，所述電阻R4的另一端為所述外接單元的第二輸出端與所述電容C6的一端連接，所述電容C6的另一端接地。
4.如權(quán)利要求3所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述第一高壓功率管為NPN型高壓功率三極管，所述第一高壓功率管的控制端為所述NPN型高壓功率三極管的基極，所述第一高壓功率管的輸入端為所述NPN型高壓功率三極管的集電極，所述第一高壓功率管的輸出端為所述NPN型高壓功率三極管的發(fā)射極。
5.如權(quán)利要求I所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧? 補(bǔ)償模塊和第二開(kāi)關(guān)管管Q2 ； 所述第二開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧妮斎攵?，所述第二開(kāi)關(guān)管的控制端為所述穩(wěn)壓?jiǎn)卧姆答伓伺c所述補(bǔ)償模塊的輸入端連接，所述第二開(kāi)關(guān)管的輸出端與所述補(bǔ)償模塊的輸出端同時(shí)接地。
6.如權(quán)利要求5所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述第二開(kāi)關(guān)管為N型MOS管，所述第二開(kāi)關(guān)管的控制端為所述N型MOS管的柵極，所述第二開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述N型MOS管的漏極，所述第二開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述N型MOS管的源級(jí)。
7.如權(quán)利要求I所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓檢測(cè)單元包括 電阻R5和電阻R6 ； 所述電阻R5的一端為所述電壓檢測(cè)單元的輸入端，所述電阻R5的另一端為所述電壓檢測(cè)單元的輸出端與所述電阻R6的一端連接，所述電阻R6的另一端接地。
8.如權(quán)利要求I所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述電壓基準(zhǔn)單元包括 啟動(dòng)模塊、帶隙基準(zhǔn)模塊、第三開(kāi)關(guān)管、電容C7 ； 所述啟動(dòng)模塊的輸入端與所述帶隙基準(zhǔn)模塊的輸入端同時(shí)為所述電壓基準(zhǔn)單元的輸入端，所述啟動(dòng)模塊的輸出端與所述帶隙基準(zhǔn)模塊的控制端連接，所述帶隙基準(zhǔn)模塊的輸出端與所述第三開(kāi)關(guān)管的輸出端連接，所述第三開(kāi)關(guān)管的控制端與所述帶隙基準(zhǔn)模塊的輸入端連接，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述電壓基準(zhǔn)單元的輸出端通過(guò)所述電容C7接地。
9.如權(quán)利要求8所述的保護(hù)電路，其特征在于，所述第三開(kāi)關(guān)管為N型MOS管，所述第三開(kāi)關(guān)管的控制端為所述N型MOS管的柵極，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸入端為所述N型MOS管的漏極，所述第三開(kāi)關(guān)管的輸出端為所述N型MOS管的源極。
10.一種芯片電源轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述芯片電源轉(zhuǎn)換電路中的穩(wěn)壓保護(hù)電路為如權(quán)利要求I至9任一項(xiàng)所述的保護(hù)電路。
專利摘要本實(shí)用新型適用于集成電路領(lǐng)域，提供了一種AC-DC過(guò)壓保護(hù)電路及芯片電源轉(zhuǎn)換電路，所述保護(hù)電路包括外接單元，用于將市電進(jìn)行降壓轉(zhuǎn)換，輸出具有一定紋波的直流電壓；穩(wěn)壓?jiǎn)卧?，用于?duì)直流電壓進(jìn)行穩(wěn)壓；電壓檢測(cè)單元，用于對(duì)直流電壓采樣并進(jìn)行分壓檢測(cè)，輸出檢測(cè)信號(hào)；電壓基準(zhǔn)單元，用于根據(jù)直流電壓產(chǎn)生一個(gè)電壓基準(zhǔn)；誤差放大單元，用于通過(guò)檢測(cè)信號(hào)與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行誤差放大控制穩(wěn)壓?jiǎn)卧娏?。本?shí)用新型將市電轉(zhuǎn)換為直流電壓并生成檢測(cè)信號(hào)和基準(zhǔn)電壓，根據(jù)檢測(cè)信號(hào)與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行誤差放大的結(jié)果控制穩(wěn)壓?jiǎn)卧膶?dǎo)通電流，進(jìn)而控制外接單元和穩(wěn)壓?jiǎn)卧M(jìn)行降壓、穩(wěn)壓，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低，易于實(shí)現(xiàn)且電源紋波小，穩(wěn)定效果好。
文檔編號(hào)H02M1/32GK202513837SQ20122006610
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
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