具有温度补偿特性的电源检测电路及受电设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种具有温度补偿特性的电源检测电路及受电设备，该电源检测电路包括：电压转电流电路，其输入端连接电源电压接入端，所述电压转电流电路将电源电压转换为第一电流、第二电流和第三电流，第二电流等于第一电流与第二电流之和，所述第二电流经由第一输出端输出，所述第三电流经由第二输出端输出；微电流源，其输入端接收所述第二电流，其输出端产生第四电流；其中，所述第三电流和第四电流相比较产生比较信号。本实用新型无需基准电压，可以省去带隙基准和比较器，有利于减小芯片面积。
【专利说明】具有温度补偿特性的电源检测电路及受电设备
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电源检测技术，尤其涉及一种具有温度补偿特性的电源检测电路 以及包含该电源检测电路的受电设备。
【背景技术】
[0002] 在集成电路电源管理芯片中，特别是应用于以太网供电（PoE，Power over Ethernet)系统中的受电设备（PD，Power Device)时，当供电设备（PSE，Power Source Equipment)检测受电设备时，会对受电设备提供特定范围内的电源电压，受电设备则须检 测该电源电压，并将电路切换至检测状态。抑或是应用于欠压保护（UVL0, Under Voltage Lock Out)等电路时，当检测到电源电压落在正常范围内时发出使能信号，保证电路工作在 安全可靠的电源电压下。
[0003] 如图1所示，传统的电源检测电路是通过电压比较器12将电源电压Vin与带隙基 准11产生的基准电压V Mf比较而实现的。其中，电源电压Vin经过电阻札和电阻R2降压 后输入至比较器12,当降压后的电压大于基准电压V Mf时，比较器12的输出电平翻转，为 系统提供使能信号。基准电压Vref由带隙基准11产生，保证了基准电压V Mf具有低温度系 数。上述控制方法可以使电源检测的阈值电压具有精度高、温漂小的特性，但是其电路设计 方案复杂，需要额外设计带隙基准11和比较器12,导致芯片面积增大，且额外的模块需要 上电时间，导致检测时间变长，甚至检测失败。 实用新型内容
[0004] 本实用新型要解决的问题是提供一种具有温度补偿特性的电源检测电路及受电 设备，无需基准电压，可以省去带隙基准和比较器，有利于减小芯片面积。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有温度补偿特性的电源检测电 路，包括：
[0006] 电压转电流电路，其输入端连接电源电压接入端，所述电压转电流电路将电源电 压转换为第一电流、第二电流和第三电流，第二电流等于第一电流与第二电流之和，所述第 二电流经由第一输出端输出，所述第三电流经由第二输出端输出；
[0007]微电流源，其输入端接收所述第二电流，其输出端产生第四电流；
[0008]其中，所述第三电流和第四电流相比较产生比较信号。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，所述电压转电流电路包括：
[0010]第一 PNP三极管，其发射极连接所述电源电压接入端以接收所述电源电压，其基 极连接所述第一 PNP三极管的集电极；
[0011]第二PNP三极管，其发射极连接所述电源电压接入端，其基极连接所述第一 PNP三 极管的基极，其集电极作为所述电压转电流电路的第二输出端；
[0012]第一电阻，其第一端连接所述电源电压接入端，其第二端连接所述第一 PNP三极 管的集电极； 4
[0013] 第二电阻，其第一端连接所述第一 PNP三极管的集电极，其第二端作为所述电压 转电流电路的第一输出端；
[0014] 其中，流经所述第一电阻的电流为所述第一电流，流经所述第二电阻的电流为所 述第二电流，所述第二PNP三极管的集电极的电流为所述第三电流。
[0015] 根据本实用新型的一个实施例，所述微电流源包括：
[0016] 第一 NPN三极管，其集电极连接所述第二电阻的第二端，其基极连接所述第一 NPN 三极管的集电极，其发射极接地；
[0017] 第二NPN三极管，其集电极连接所述第二PNP三极管的集电极，其基极连接所述第 一 NPN三极管的基极，所述第二NPN三极管的集电极输出比较信号，所述第二NPN三极管的 集电极的电流为所述第四电流；
[0018] 第三电阻，其第一端连接所述第二NPN三极管的发射极，其第二端接地。
[0019] 根据本实用新型的一个实施例，该电源检测电路还包括：电平转换电路，将所述比 较信号转换为数字电平。
[0020] 根据本实用新型的一个实施例，该电源检测电路还包括：
[0021] 第四电阻，所述第二电阻的第二端经由该第四电阻连接所述第一 NPN三极管的集 电极；
[0022]第六开关管，其第一端连接所述第四电阻的第一端，其第二端连接所述第四电阻 的第二端，其控制端接收所述数字电平。
[0023] 根据本实用新型的一个实施例，所述电平转换电路包括：
[0024] 施密特反相器，其输入端接收所述比较信号；
[0025]反相器，其输入端连接所述施密特反相器的输出端，其输出端输出所述数字电平。 [0026] 根据本实用新型的一个实施例，所述第二NPN三极管的集电极经由第四开关管连 接所述第二PNP三极管的集电极，其中，所述第四开关管的第一端连接所述第二PNP三极管 的集电极，所述第四开关管的第二端连接所述第二NPN三极管的集电极，所述第四开关管 的控制端接收偏置电路提供的偏置电压。
[0027] 根据本实用新型的一个实施例，所述偏置电路包括：
[0028] 第六电阻，其第一端连接所述电源电压接入端；
[0029]稳压二极管，其阴极连接所述第六电阻的第二端，其阳极接地。
[0030]为了解决上述问题，本实用新型还提供了一种受电设备，该受电设备包括以上任 一项所述的温度补偿特性的电源检测电路。
[0031] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
[0032] 本实用新型实施例的电源检测电路利用电压转电流电路将电源电压转换为第三 电流，该第三电流与微电流源产生的第四电流进行比较以产生比较信号，该比较信号指示 了电源电压的范围，本实用新型实施例的电源检测电路无需基准电路，从而省去了带隙基 准和比较器，有利于减小芯片面积；而且可以通过调节电路中的电阻来实现温度补偿，降低 了阈值电压的温漂。
[0033] 进一步而言，本实用新型实施例的电源检测电路还可以包含迟滞功能，能够防止 输出的比较信号和使能信号随电源电压的抖动而跳变。
[0034]另外，本实用新型实施例的电源检测电路还通过第四开关管和偏置电路限制第一 PNP三极管、第二PNP三极管、第一 NPN三极管、第二NPN三极管的集电极-发射极压差，降 低了厄利效应给阈值电压引入的误差。
【专利附图】
【附图说明】
[0035] 图1是现有技术中一种电源检测电路的电路结构示意图；
[0036] 图2是根据本实用新型第一实施例的电源检测电路的电路结构示意图；
[0037]图3是根据本实用新型第二实施例的电源检测电路的电路结构示意图；
[0038] 图4是根据本实用新型第三实施例的电源检测电路的电路结构示意图；
[0039] 图5是根据本实用新型第四实施例的电源检测电路的电路结构示意图；
[0040] 图6A和图6B是图5所示电源检测电路的信号波形示意图。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，但不应以此限制本实用 新型的保护范围。
[0042] 第一实施例
[0043]参考图2,本实施例的具有温度补偿特性的电源检测电路包括电压转电流电路21 和微电流源22。
[0044]其中，电压转电流电路21用于将电源电压Vin转换为电流，并与微电流源22输出 的电流进行比较，产生指示比较结果的比较信号。进一步而言，电压转电流电路21将电源 电压Vin转换为第一电流L、第二电流1 2和第三电流13,其中，第二电流ι2等于第-电流l 和第三电流13之和；微电流源22的输入端接收第二电流12，微电流源22的输出端产生第 1 四电流14,第四电流14与第三电流13可以流向同一节点进行比较，以产生比较信号。通 过调节电压转电流电路 21和微电流源22中各个电阻的阻值和比例，可以调节阈值电压的 大小和温度系数，从而实现阈值电压可调和阈值电压的温度补偿功能。
[0045]作为一个优选的实施例，电压转电流电路21可以包括PNP三极管％、PNP三极管 Q2、电阻R!和电阻R2 ;微电流源22可以包括NPN三极管Q3、NPN三极管Q4以及电阻R3D [0046]其中，PNP三极管％的发射极连接电源电压接入端以接收电源电压Vin，其基极连 接自身的集电极；PNP三极管Q 2的发射极连接电源电压接入端，其基极连接PNP三极管％ 的基极；电阻Ri的弟~连接电源电压接入端，其第二端连接第一 PNP三极管4的集电极； 电阻民的第一端连接PNP三极管化的集电极；NPN三极管Q3的集电极连接第二电阻馬的 第二端，其基极连接自身的集电极，其发射极接地；NPN三极管Q 4的集电极连接PNP三极管 Q2的集电极，其基极连接NPN三极管Q3的基极，NPN三极管Q4的集电极输出比较信号 Vi。 [0047]其中，流经所述电阻比的电流为第一电流^，流经第二电阻R2的电流为第二电流 工 2, PNP三极管Q2的集电极的电流为第三电流13, NPN三极管Q4的集电极的电流为第四电流 I4 °
[0048]其中，设定NPN三极管Q3和NPN三极管Q4的尺寸比例为1 :n (n为正数，例如，n二 4)，可以求出该微电流源22产生的第四电流14如下：
[0049]
【权利要求】
1. 一种具有温度补偿特性的电源检测电路，其特征在于，包括： 电压转电流电路，其输入端连接电源电压接入端，所述电压转电流电路将电源电压转 换为第一电流、第二电流和第三电流，第二电流等于第一电流与第二电流之和，所述第二电 流经由第一输出端输出，所述第三电流经由第二输出端输出； 微电流源，其输入端接收所述第二电流，其输出端产生第四电流； 其中，所述第三电流和第四电流相比较产生比较信号。
2. 根据权利要求1所述的具有温度补偿特性的电源检测电路，其特征在于，所述电压 转电流电路包括： 第一 PNP三极管，其发射极连接所述电源电压接入端以接收所述电源电压，其基极连 接所述第一 PNP三极管的集电极； 第二PNP三极管，其发射极连接所述电源电压接入端，其基极连接所述第一 PNP三极管 的基极，其集电极作为所述电压转电流电路的第二输出端； 第一电阻，其第一端连接所述电源电压接入端，其第二端连接所述第一 PNP三极管的 集电极； 第二电阻，其第一端连接所述第一 PNP三极管的集电极，其第二端作为所述电压转电 流电路的第一输出端； 其中，流经所述第一电阻的电流为所述第一电流，流经所述第二电阻的电流为所述第 二电流，所述第二PNP三极管的集电极的电流为所述第三电流。
3. 根据权利要求2所述的具有温度补偿特性的电源检测电路，其特征在于，所述微电 流源包括： 第一 NPN三极管，其集电极连接所述第二电阻的第二端，其基极连接所述第一NPN三极 管的集电极，其发射极接地； 第二NPN三极管，其集电极连接所述第二PNP三极管的集电极，其基极连接所述第一 NPN三极管的基极，所述第二NPN三极管的集电极输出比较信号，所述第二NPN三极管的集 电极的电流为所述第四电流； 第三电阻，其第一端连接所述第二NPN三极管的发射极，其第二端接地。
4. 根据权利要求3所述的具有温度补偿特性的电源检测电路，其特征在于，还包括： 电平转换电路，将所述比较信号转换为数字电平。
5. 根据权利要求4所述的具有温度补偿特性的电源检测电路，其特征在于，还包括： 第四电阻，所述第二电阻的第二端经由该第四电阻连接所述第一 NPN三极管的集电 极； 第六开关管，其第一端连接所述第四电阻的第一端，其第二端连接所述第四电阻的第 二端，其控制端接收所述数字电平。
6. 根据权利要求4或5所述的具有温度补偿特性的电源检测电路，其特征在于，所述电 平转换电路包括： 施密特反相器，其输入端接收所述比较信号； 反相器，其输入端连接所述施密特反相器的输出端，其输出端输出所述数字电平。
7. 根据权利要求3所述的具有温度补偿特性的电源检测电路，其特征在于，所述第二 NPN三极管的集电极经由第四开关管连接所述第二PNP三极管的集电极，其中，所述第四开 关管的第一端连接所述第二PNP三极管的集电极，所述第四开关管的第二端连接所述第二 NPN三极管的集电极，所述第四开关管的控制端接收偏置电路提供的偏置电压。
8. 根据权利要求7所述的具有温度补偿特性的电源检测电路，其特征在于，所述偏置 电路包括： 第六电阻，其第一端连接所述电源电压接入端； 稳压二极管，其阴极连接所述第六电阻的第二端，其阳极接地。
9. 一种受电设备，该受电设备由以太网供电，其特征在于，该受电设备包括权利要求1 至8中任一项所述的具有温度补偿特性的电源检测电路。
【文档编号】G01R1/44GK204086337SQ201420542011
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】宁志华, 王晨阳 申请人:杭州士兰微电子股份有限公司