用于检测输入电压和泄放滞留电压的方法及装置的制造方法_5

文档序号:9930757阅读:来源:国知局
二极管D11阻挡来自供 电电容Cvee的电位,防止侦测电压信号Vs被供电电容C vee的电位钳制住而无法跌落到较低 的电位如零电位。供电电容Cvee可以在其未接地的一端也即节点805处提供直流电压V cc。
[0151] 将供电电容Cvee的电压Vee输入到逻辑控制单元285中第一电压检测比较器181 的反相输入端,第一电压检测比较器181的正相输入端输入一个第一参考电压V R1,第一电 压检测比较器181输出欠压锁定信号UVL0,并且欠压锁定信号UVL0通过逻辑控制单元285 中的一个反相器182反相后获得欠压锁定反相信号UVL0_B。在供电电容C vee未充电或者 充电后电压未超过第一参考电压VR1时,第一电压检测比较器181输出的欠压锁定信号 UVL0为高电平,以及欠压锁定反相信号UVL0_B为低电平。在供电电容C vee充电后电压 超过第一参考电压VR1时,第一电压检测比较器181输出的欠压锁定信号UVL0才会为低电 平,以及欠压锁定反相信号UVL0_B为高电平。
[0152] 欠压锁定反相信号UVL0_B被输入至逻辑控制单元285中的一个第四RS触发器 187的置位端S,第四RS触发器187的复位端R则连接到控制单元285中一个或门186的输 出端。或门186的两个输入端对应接收电源移除信号S BRR,和接收第一电压检测比较器181 输出的欠压锁定信号UVL0。作为可选项,还可以将或门186的另一个输入端连接到逻辑控 制单元285中一个第四电压检测比较器185的输出端,在第四电压检测比较器185的正相 输入端输入一个第四参考电压V R4,第四电压检测比较器185的反相输入端耦合在节点805 处并输入供电电容Cvcx的电压,第四参考电压V R4可以被预置到小于第一参考电压VR1。
[0153] 起始阶段,供电电容Cvcx的电压Vee低于第一参考电压V R1,欠压锁定信号UVL0为 高电平的第一状态,及电源移除信号SBRR为低电平,如果选用第四电压检测比较器185,此 时电压L也低于第四参考电压V R4,则或门186输出为高电平,故第四RS触发器的置位端 S和复位端R分别对应为低电平和高电平。从而触发该第四RS触发器187的Q输出端输 出的低电平会关断主开关SW 6,并开始为供电电容Cvee充电,该充电持续到直至供电电容Cvcc 的电压L不低于第一参考电压VR1,如果选用第四电压检测比较器185则电压也不低于 第四参考电压VR4,如此一来,从而便可以将欠压锁定信号UVLO从起始的高电平翻转成低电 平。
[0154] 完成对供电电容Cvee的预定充电之后,欠压锁定信号UVL0为低电平,及第四电压 检测比较器185的输出结果的也为低电平,而欠压锁定反相信号UVL0_B为高电平,如果此 阶段试图将第四RS触发器187的Q端口输出的控制信号维持在高电平接通主开关,则该第 四RS触发器187的复位端R应当被设置于低电平状态。此时低电平的电源移除信号S BRR恰 好满足是低电平水准,从而促使或门186会输出为低电平的输出信号到第四RS触发器187 的复位端R。但是当电源移除信号S BRR被触发变成高电平阶段时,其信号为高电平则会迫使 或门186的输出也变为高电平,故进一步将第四RS触发器187的复位端R置于一个高电平 状态,导致第四RS触发器187的Q端口输出的控制信号被复位到低电平,进一步断开主开 关SW 6,这种情况发生在电源移除事件中。
[0155] 虽然第四RS触发器187的Q输出端口可以直接耦合到主开关SW6的控制端,但在 一些可选的实施例中,还可以启用逻辑控制单元285所具有的一个与门188,该与门188的 输出端则耦合到主开关SW 6的控制端。将第四RS触发器的Q输出端连接到该与门188的 一个输入端,而逻辑控制单元285中一个与非门(NAND) 184的输出端则连接到与门188的 另一个输入端,当与门188的输出端耦合到主开关SW6的控制端时,可以利用与门188的输 出结果来驱动主开关SW 6的接通或断开。其中,供电电容Cvee的电压Vee在节点805处输入 到逻辑控制单元285中第二电压检测比较器183a的反相输入端,和同时输入到逻辑控制单 元285中第三电压检测比较器183b的正相输入端,而在第二电压检测比较器183a的正相 输入端输入第二参考电压V R2,以及在第三电压检测比较器183b的反相输入端输入第三参 考电压VR3。
[0156] 第二电压检测比较器183a的输出端和节点806处提供的一个锁存信号两者输 入到与非门184的两个输入端,第三电压检测比较器183b的输出端与该锁存信号&两者 同时输入到逻辑控制单元285中的另一个与门189的两个输入端。而该另一个与门189的 输出端则连接在一个调节开关SW 7的控制端,调节开关SW7与供电电容Cvee并联在节点805 和接地端GND之间。也可以在节点805和接地端之间先串联调节开关SW 7和电阻R5之后, 再将它们与供电电容Cvee并联在节点805和接地端之间。在供电电容C vee的电压Vee未达 到第二参考电压VR2之前,先行将锁存信号S。设定为低电平,在供电电容C vcx的电压达 到第二参考电压VR2之后,再将锁存信号&设定为高电平。
[0157] 第三参考电压VR3比第二参考电压VR2的电压值要大,当供电电容C vcc的电压Vcc超 过第三参考电压VR3时,会促使一个输入端连接在第三电压检测比较器183b输出端的该另 一个与门189的输出结果为高电平,一旦与门189输出为高电平,就会接通调节开关51 7来 释放供电电容Cvee的一部分电量,直至供电电容Cvee的电压V ee不超过第三参考电压VR3。另 外,当供电电容Cvcx的电压低于第二参考电压V R2时,会促使该与非门184的输出结果为 一个低电平,则与非门184的输出就会使得一个输入端连接于与非门184输出端的该与门 188的输出结果为低电平,此刻与门188的低电平输出结果就会关断主开关SW 6。从而以这 种电压调节方式,将电压Vee限定在第二参考电压VR2和第三参考电压V R3这个范围之间,但 高于第一参考电压VR1。
[0158] 参见图8,在一些可选实施例中,用于检测输入电压和泄放滞留电压的装置还包含 有一个泄放支路295,泄放支路295具有的一个开关SW s连接在JFET 101的源极和接地端 之间。也可以在JFET 101的源极和接地端之间先串联该开关SWs和一个电阻R6后,再将开 关SWs和电阻R6两者串接在JFET 101的源极和接地端之间。电源移除信号SBRR耦合到开 关SWs的控制端,在装置的常规工作状态电源移除信号S BRR由于是低电平所以开关SWs关断 的。但在在交流电源移除时,触发交流电源移除和低压状态判断单元265产生有效的高电 平电源移除信号S BRR,会接通该开关SWs,此阶段从节点100到JFET101的源极再由节点295 到导通至地端的泄放支路295间构建一个通路,从而可以进一步利用泄放支路295来泄放 高频滤波电容C x上残余的滞留电压,直至滞留电压比齐纳击穿电压Vz要低。
[0159] 以上,通过说明和附图,给出了【具体实施方式】的特定结构的典型实施例,上述发明 提出了现有的较佳实施例,但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言,阅读上 述说明后,各种变化和修正无疑将显而易见。因此,所附的权利要求书应看作是涵盖本发明 的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内 容,都应认为仍属本发明的意图和范围内。
【主权项】
1. 一种用于检测输入电压和泄放滞留电压的装置,其特征在于,包括: 一个输入电压侦测单元,接收交流电源整流后的直流输入电压并依据输入电压大小的 波动,籍此产生具有不同逻辑态的侦测电压信号; 一个锯齿波产生器,在输入电压的任意一个周期内自侦测电压信号从第一状态翻转成 第二状态的时刻,开始为第一电容充电,及在该任意一个周期紧接着的后一个周期内自侦 测电压信号从第二状态翻转成第一状态的时刻,开始释放第一电容的电荷量; 一个复位信号生成器,具有的第二电容与所述第一电容同步进行充电,但在所述后一 个周期内自侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的时刻放电,并将第一电容变化的电 压和第二电容变化的电压进行比较,依据比较结果来触发生成复位信号; 一个交流电源移除和低压状态判断单元,在其包含的计数器持续超过一个预设时间段 都未收到具有第一状态的复位信号的条件下,当该预设时间内第一电容的电压不低于第二 电容的电压,产生表征输入电压处于低压状态的低压检测信号,当该预设时间内发生第一 电容的电压低于第二电容电压的情形,产生表征交流电源移除的电源移除信号。2. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,侦测单元的一个齐纳二极管的阳极连接 于侦测单元的一个结型场效应晶体管的漏极,并将输入电压施加在齐纳二极管的阴极,从 而在结型场效应晶体管的源极产生侦测电压信号。3. 根据权利要求2所述的装置,其特征在于,输入电压超过齐纳二极管的击穿电压时, 侦测单兀产生的侦测电压信号具有为高电平的第一状态,以及输入电压低于齐纳二极管的 击穿电压时,侦测单元产生的侦测电压信号具有为低电平的第二状态。4. 根据权利要求2所述的装置,其特征在于,还包括一个整流电路,交流电源从整流电 路的两个输入端输入经整流后提供直流的输入电压,整流电路的两个输入端之间连接有一 个高频滤波电容;其中 一个泄放支路具有的一个开关连接在结型场效应晶体管的源极和接地端之间,在交流 电源移除时,触发产生有效的高电平电源移除信号来接通泄放支路的该开关,以利用泄放 支路来泄放高频滤波电容上残余的滞留电压。5. 根据权利要求2所述的装置,其特征在于,设定移除交流电源时将交流电源上的滞 留电压泄放至安全级电压VBRR De ;且 输入电压在低压状态具有有效值VB()_RMS及输入电压在低压状态时侦测电压信号的第一 状态具有占空比DB。; 输入电压在启动状态具有有效值vBI_RMS及输入电压在启动状态时侦测电压信号的第一 状态具有占空比dbi ; 在第一、第二电容同步完成同一充电时间段的充电之后,第二电容上的达到的最大电 压值ναΜ与第一电容上达到的最大电压值VCTM之间满足:6. 根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述安全级电压VBRR De等于齐纳二极管的 击穿电压。7. 根据权利要求1所述的装置,其特征在于,锯齿波产生器具有一个第一充电电流源 单元和一个第一放电电流源单元;其中 第一充电电流源单元的电压电流转换器的输入端和一个电压源之间的开关受侦测单 元发送的驱动信号的控制,侦测电压信号为第二状态时接通第一充电电流源单元的该开 关,以利用第一充电电流源单元为第一电容充电;以及 第一放电电流源单元的电压电流转换器的输入端和一个电压源之间的开关受侦测单 元发送的驱动信号的控制,侦测电压信号为第一状态时接通第一放电电流源单元的该开 关,以利用第一放电电流源单元为第一电容放电。8. 根据权利要求7所述的装置,其特征在于,侦测电压信号输入到侦测单元中一个比 较器的正相输入端,在该比较器的反相输入端输入一个阈值电压; 当侦测电压信号电位大于阈值电压,该比较器输出的驱动信号为高电平的第一状态, 接通放电电流源单元的开关; 当侦测电压信号电位小于阈值电压,该比较器输出的驱动信号为低电平的第二状态, 接通充电电流源单元的开关。9. 根据权利要求8所述的装置,其特征在于,侦测单元的该比较器输出的驱动信号和 一个欠压锁定反相信号同时输送至侦测单兀的一个与门的两个输入端,该与门的输出端连 接到充电电流源单元、放电电流源单元各自开关的控制端;以及 将一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管的源极并将阴极连接到一个供电电容 一端,当供电电容上的电压处于欠压状态,欠压锁定反相信号为低电平,将输送给充电电流 源单元、放电电流源单元各自开关的驱动信号钳制在低电平,以中断第一、第二电容的循环 充放电。10. 根据权利要求3所述的装置,其特征在于,侦测电压信号每次从第一状态翻转成第 二状态的下降沿时刻,但在该下降沿的时刻后面紧接着的对第一、第二电容启动充电之前, 先行对第一、第二电容执行一次瞬时放电的步骤。11. 根据权利要求10所述的装置,其特征在于,与第一电容并联的一个开关和与第二 电容并联的一个开关,受侦测单元具有的一个单稳态触发器的输出信号的控制; 由侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的下降沿,或者由侦测电压信号从第一状 态翻转成第二状态的下降沿被反相后的上升沿,来触发该单稳态触发器发送的为高电平的 输出信号,将与第一电容并联的开关和与第二电容并联的开关予以接通,以同步对第一、第 二电容来实施瞬时放电。12. 根据权利要求7所述的装置,其特征在于,复位信号生成器具有一个为第二电容进 行充电的第二充电电流源单元,第二充电电流源单元的电压电流转换器的输入端和第一充 电电流源单元的电压电流转换器的输入端耦合在一起,以同步对第一、第二电容充电。13. 根据权利要求10所述的装置,其特征在于,复位信号生成器具有一个比较器,第一 电容未接地的一端连接到该比较器的反相输入端,第二电容未接地的一端连接到该比较器 的正相输入端,该比较器的比较结果输出给复位信号生成器的一个单稳态触发器,在所述 比较结果从第二状态翻转成第一状态的每个上升沿时刻,触发该单稳态触发器发出具有第 一状态的复位信号。14. 根据权利要求13所述的装置,其特征在于,复位信号生成器的比较器输出的比较 结果和一个欠压锁定反相信号同时输送给复位信号生成器的一个与门,该与门的输出端连 接到单稳态触发器的输入端;以及 将一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管的源极并将阴极连接到一个供电电容 一端,当供电电容上的电压处于欠压状态时,欠压锁定反相信号为低电平,从而将复位信号 生成器予以屏蔽,不输出具有第一状态的复位信号。15. 根据权利要求3所述的装置,其特征在于,计数器的输出结果和所述比较结果的反 相信号输入到交流电源移除和低压状态判断单元的一个与门的两个输入端,该与门的输出 端连接到交流电源移除和低压状态判断单元中第一 RS触发器的置位端;以及 计数器的输出结果和所述比较结果被输入到交流电源移除和低压状态判断单元中另 一个与门的两个输入端,该另一个与门的输出端连接到交流电源移除和低压状态判断单元 中第二RS触发器的置位端; 在计数器的输出结果为第一状态阶段,当第一电容的电压不低于第二电容的电压,所 述比较结果为第二状态,第一、第二RS触发器的复位端被钳制为低电平,第一 RS触发器的 Q输出端输出高电平有效的低压检测信号;或 在计数器的输出结果为第一状态阶段,当第一电容的电压出现低于第二电容的电压 时,所述比较结果出现第一状态,第一、第二RS触发器的复位端被钳制为低电平,第二RS触 发器的Q输出端输出高电平有效的电源移除信号。16. 根据权利要求15所述的装置,其特征在于,交流电源移除和低压状态判断单元中 一个或门同时接收一个欠压锁定信号和复位信号,或门的输出信号发送给到计数器,并且 第一、第二RS触发器的复位端都连接到或门的输出端; 在第一 RS触发器输出高电平的低压检测信号或第二RS触发器输出高电平的电源移除 信号阶段,欠压锁定信号为低电平时,或门输出的低电平约束第一、第二RS触发器不会被 触发复位。17. 根据权利要求2所述的装置,其特征在于,还包含一个启动电压检测模块,第一电 容上变化的电压输入到启动电压检测模块中一个比较器的反相输入端,该比较器的正相输 入端输入一个零电位,比较器输出的检测结果传送至所述启动电压检测模块中的一个单稳 态触发器; 将具有基准有效值VINR的一个基准输入电压输送给侦测单元,设齐纳二极管的击穿电 压为vz,第一电容充电的电流值1和放电的电流值12满足IiX(l - DB) = I2XDB,在基准 输入电压的一个周期内,侦测电压信号的第一状态具有的基准占空比D B为:实际输入电压的有效值大于基准有效值,则检测结果从第二状态翻转成第一状态的每 个上升沿时刻,触发单稳态触发器输出具有第一状态的启动电压检测信号; 实际输入电压的有效值低于基准有效值,则检测结果一直为第二状态,单稳态触发器 在输入电压的每个周期内都持续输出具有第二状态的启动电压检测信号。18. 根据权利要求17所述的装置,其特征在于,侦测电压信号输入到侦测单元中一个 比较器的正相输入端,侦测单元的该比较器的反相输入端输入一个阈值电压;及 启动电压检测模块中单稳态触发器的输出端和接地端之间连接有一个开关,该开关的 控制端接收侦测单元的比较器输出的驱动信号的反相信号; 侦测电压信号电位大于阈值电压,则侦测单元的比较器输出的高电平驱动信号经反相 后,控制断开启动电压检测模块的开关,启动电压检测信号仅由单稳态触发器触发; 侦测电压信号电位小于阈值电压,则侦测单元的比较器输出的低电平驱动信号经反相 后,控制接通启动电压检测模块的开关,将启动电压检测信号钳制在低电位。19. 根据权利要求17所述的装置,其特征在于,启动电压检测模块的比较器输出的检 测结果和一个欠压锁定反相信号同时发送到启动电压检测模块中一个与门的两个输入端, 该与门的输出信号输送给所述启动电压检测模块的一个T触发器,而T触发器的Q输出端 则连接到启动电压检测模块
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