本发明涉及电流比较电路，特别是一种降低功耗的级联触发式电流比较电路，所述级联触发是指前级比较器检测到被测信号超过前级阈值电压后通过控制逻辑电路触发后级比较器对被测信号进行检测，并以被测信号是否超过后级阈值电压为根据输出电流比较结果，所述后级比较器对被测信号的检测精度高于所述前级比较器；所述降低功耗是指后级比较器被触发前处于休眠状态，该休眠状态下对被测信号的检测以较低功耗的前级比较器接替较高功耗的后级比较器，从而既保持了检测精度又降低了功耗，有利于对精密电流比较电路的低功耗实现。
背景技术：
电流比较电路广泛应用于负载的过流检测。在很多应用中，电流的过流检测是系统安全保护的关键环节。因为电流不容易直接比较，通常的做法是通过传感器(电流传感器)把电流转化为电压以后再进行检测比较。中低电流的传感器常使用阻性传感器，例如，精密电阻或者MOS管的导通电阻。大电流的传感器常使用磁电传感器，例如，霍尔效应器件或者变压器。对于阻性传感器而言，因为需要尽量降低功耗，通常检测电阻上由被测电流产生的电压降很小，这就需要高精度比较器以保证检测精度。本发明人发现，高精度比较器的功耗较高，这影响了或者说不利于对精密电流比较电路的低功耗实现。
技术实现要素：
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种降低功耗的级联触发式电流比较电路，所述级联触发是指前级比较器检测到被测信号超过前级阈值电压后通过控制逻辑电路触发后级比较器对被测信号进行检测，并以被测信号是否超过后级阈值电压为根据输出电流比较结果，所述后级比较器对被测信号的检测精度高于所述前级比较器；所述降低功耗是指后级比较器被触发前处于休眠状态，该休眠状态下对被测信号的检测以较低功耗的前级比较器接替较高功耗的后级比较器，从而既保持了检测精度又降低了功耗，有利于对精密电流比较电路的低功耗实现。
本发明技术方案如下：
一种降低功耗的级联触发式电流比较电路，其特征在于，包括通过控制逻辑电路连接的前级比较器和后级比较器，所述后级比较器具有使能端，所述使能端连接所述控制逻辑电路的使能信号输出端口，所述前级比较器的前级比较结果输出端连接所述控制逻辑电路的前级比较结果输入端口，所述前级比较器和后级比较器的正向输入端均连接第一输入电压节点，所述前级比较器和后级比较器的负向输入端均连接第二输入电压节点。
所述后级比较器的后级比较结果输出端输出第一输入电压与第二输入电压相比较的比较结果，即相应的电流比较结果。
所述后级比较器对被测信号的检测精度高于所述前级比较器。
所述前级比较器设置有前级阈值电压，所述后级比较器设置有后级阈值电压，所述前级阈值电压小于所述后级阈值电压。
当所述前级比较器获得第一输入电压与第二输入电压之间的电压差超过所述前级阈值电压时，所述控制逻辑电路通过使能信号触发所述后级比较器使能。
所述后级比较器在使能信号触发前为休眠模式，所述后级比较器在使能状态时比较第一输入电压与第二输入电压，所述后级比较器在完成一轮比较后回到休眠模式，直到其使能端被所述控制逻辑电路再次触发。
本发明技术效果如下：本发明一种降低功耗的级联触发式电流比较电路通过采用两级比较器的级联触发技术，能够实现分级比较，例如在非警戒区域采用低精度比较器持续进行低精度比较，而在警戒区域转换为高精度比较器进行高精度比较，使得最终的比较结果由高精度的比较器给出，从而在整体上有效保证比较的高精度。
本发明具有的特点：本发明一种降低功耗的级联触发式电流比较电路能够通过高精度高功耗与低精度低功耗的组合，在保持比较精度的同时达成较低功耗。例如，前级比较器属于低精度低功耗(相对而言)，用于连续检测或监测被测信号，当被测信号超过前级阈值即进入警戒区时则触发休眠中的后级比较器，后级比较器属于高精度高功耗(相对而言)，后级比较器的输出端输出最终比较结果，即整个电流比较电路的比较结果，该比较结果属于高精度的。控制逻辑电路在后级比较器完成比较后使其使能端的使能信号由1归0，后级比较器进入休眠模式。
附图说明
图1是实施本发明一种降低功耗的级联触发式电流比较电路的结构原理示意图。
附图标记列示如下：1-第一输入电压节点；2-第二输入电压节点；4-前级比较结果输入端口；5-使能信号输出端口；6-控制逻辑电路；Vin1-第一输入电压；Vin2-第二输入电压；COMP1-后级比较器；out1-后级比较结果输出端；en-使能端；COMP2-前级比较器；out2-前级比较结果输出端。
具体实施方式
下面结合附图(图1)对本发明进行说明。
图1是实施本发明一种降低功耗的级联触发式电流比较电路的结构原理示意图。如图1所示，一种降低功耗的级联触发式电流比较电路，包括通过控制逻辑电路6连接的前级比较器COMP2和后级比较器COMP1，所述后级比较器COMP1具有使能端en，所述使能端en连接所述控制逻辑电路6的使能信号输出端口5，所述前级比较器COMP2的前级比较结果输出端out2连接所述控制逻辑电路6的前级比较结果输入端口4，所述前级比较器COMP2和后级比较器COMP1的正向输入端(+)均连接第一输入电压节点1，所述前级比较器COMP2和后级比较器COMP1的负向输入端(-)均连接第二输入电压节点2。所述后级比较器COMP1的后级比较结果输出端out1输出第一输入电压Vin1与第二输入电压Vin2相比较的比较结果，即相应的电流比较结果。所述后级比较器COMP1对被测信号的检测精度高于所述前级比较器COMP2。所述前级比较器COMP2设置有前级阈值电压(Vth1)，所述后级比较器COMP1设置有后级阈值电压(Vth2)，所述前级阈值电压Vth1小于所述后级阈值电压Vth2。当所述前级比较器COMP2获得第一输入电压Vin1与第二输入电压Vin2之间的电压差超过所述前级阈值电压Vth1时，所述控制逻辑电路6通过使能信号触发所述后级比较器COMP1使能。所述后级比较器COMP1在使能信号触发前为休眠模式，所述后级比较器COMP1在使能状态时比较第一输入电压Vin1与第二输入电压Vin2，所述后级比较器COMP1在完成一轮比较后回到休眠模式，直到其使能端被所述控制逻辑电路6再次触发。所述第一输入电压Vin1与第二输入电压Vin2均由传感器或电流传感器采集。所述传感器或电流传感器采集到电压并将该电压经过放大器处理后成为第一输入电压Vin1与第二输入电压Vin2。
本发明的实现方案由一个较高功耗的精密比较器，一个较低功耗的低精度比较器和逻辑控制电路构成。本发明通过使用级联触发技术在保持精度的同时降低了平均功耗，使得检测精度达到或者接近使用精密电阻传感器所达到的精度，同时避免了由于使用精密测量电阻而带来的额外功耗和PCB面积。
输入节点1即第一输入电压节点1，输入节点2即第二输入电压节点2，输入节点1、2上的电压由传感器输入，后级比较器COMP1，前级比较器COMP2的正负输入分别接到节点1和2。前级比较器COMP2的输出out2接到控制逻辑(控制逻辑电路6，control logic)的输入端口即前级比较结果输入端口4，其输出端口即使能信号输出端口5接到后级比较器COMP2的使能端en。前级比较器COMP1的输出out1为最终比较结果。
后级比较器COMP1和前级比较器COMP2分别有阈值电压Vth2和Vth1。前级比较器COMP2总是处于使能状态。当1、2节点上的电压差超过Vth1时，前级比较器COMP2的输出out2从0转变为1，导致控制逻辑电路6的输出即使能信号从0转变为1，使得后级比较器COMP1使能。如果1、2节点上的电压差超过Vth2，则后级比较结果输出(out1)从0转变为1。
由于前级比较器COMP2的精度较低，其功耗大大低于高精度的后级比较器COMP1。COMP1只有在输入大于Vth1时才使能，从而节约了功耗。同时，最终的比较结果由高精度的比较器COMP2给出，所以其比较精度得以保证。
如图1所示，后级比较器COMP1的使能由一个低功耗，较低精度，但是连续检测被测信号的前级比较器COMP2触发；后级比较器COMP1的输出out1作为最终比较结果；控制逻辑在后级比较器COMP1比较完成后把后级比较器COMP1使能置0，后级比较器COMP1进入休眠模式。本发明可以在保持比较精度的同时达成较低功耗。
在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。