掉电检测电路及芯片和电子设备的制作方法

本实用新型属于电路技术领域，尤其涉及一种掉电检测电路及芯片和电子设备。

背景技术：

现有的掉电检测装置能够实现对电源或其他输出信号的掉电检测，在被检测信号完全掉电后输出检测结果，无法对被检测信号的下降速率进行估算，也不能在被检测信号的下降过程中及时发现下降的趋势从而提早采取措施。对于一些不间断工作的用电设备，现有的掉电检测装置仅仅能够在掉电之后给出事后判断，存在功能不全的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种掉电检测电路及芯片和电子设备，以解决现有技术无法对被检测信号的下降速率进行估算，以及不能在被检测信号的下降过程中及时发现下降趋势的问题。

根据第一方面，本实用新型实施例提供了一种掉电检测电路，包括：比较器、与所述比较器的同相输入端连接的第一检测电路，以及与所述比较器的反相输入端连接的第二检测电路；所述第一检测电路的输入端与待检测信号连接，所述第一检测电路的输出端与所述比较器的同相输入端连接；所述第二检测电路包括第一分压电阻、第二分压电阻和充电电容；所述第一分压电阻的一端与所述待检测信号连接，所述第一分压电阻的另一端与所述第二分压电阻的一端连接，所述第二分压电阻的另一端接基准电位；所述充电电容连接在所述待检测信号与基准电位之间；所述第一分压电阻和所述第二分压电阻的连接点与所述比较器的反相输入端连接；所述比较器的输出端输出所述待检测信号的掉电检测信号；正常工作时，所述比较器的同相输入端电压高于反相输入端电压；掉电时，所述比较器的反相输入端电压高于同相输入端电压。

本实用新型实施例提供的掉电检测电路，通过在第二检测电路中设置第一分压电阻和第二分压电阻，使得比较器的反相输入端在掉电检测的初始阶段具有低于待检测信号的电位；通过在第二检测电路中设置充电电容，使得待检测信号出现下降时能够利用充电电容放电从而保持比较器反相输入端的电位，或使比较器反相输入端的电位能够缓慢下降；通过将待检测信号接入比较器的同相输入端，使得比较器的同相输入端在掉电检测的全阶段均保持待检测信号的电位和下降速率。由于比较器的同相输入端和反相输入端在待检测信号的下降过程中具有不同的下降速率，使得原本具有较高电位的同相输入端在某时刻会与反相输入端的电位相等，对应的，比较器的输出端会在该时刻输出对待检测信号下降趋势的掉电检测信号。通过调整第一分压电阻、第二分压电阻和充电电容的数值，可以控制比较器的同相输入端和反相输入端出现相同输入电位所对应的电压值以及时间，进而实现对待检测信号下降速率的估算。此外，在本实用新型实施例提供的掉电检测电路中，比较器能够在待检测信号完全掉电之前输出掉电检测信号，解决了现有技术不能在被检测信号的下降过程中及时发现下降趋势的问题。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述第二检测电路还包括二极管；所述二极管的阳极与所述待检测信号连接，所述二极管的阴极与所述第一分压电阻的一端连接。

本实用新型实施例提供的掉电检测电路，通过在第二检测电路中设置导通方向指向比较器的二极管，使得在待检测信号的下降过程中充电电容能够仅向第一分压电阻和第二分压电阻放电，避免充电电容向待检测信号反向放电，从而使待检测信号免受干扰。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述第一检测电路包括第三分压电阻和第四分压电阻；所述第三分压电阻的一端与所述待检测信号连接，所述第三分压电阻的另一端与所述第四分压电阻的一端连接，所述第四分压电阻的另一端接基准电位；所述第三分压电阻和所述第四分压电阻的连接点与所述比较器的同相输入端连接。

本实用新型实施例提供的掉电检测电路，通过在第一检测电路中设置第三分压电阻和第四分压电阻，避免待检测信号直接接入比较器的同相输入端，从而保护比较器免受过大的输入电压冲击。

结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和第四分压电阻满足r4/(r3+r4)>r2/(r1+r2)；其中，r1、r2、r3和r4分别表示所述第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和第四分压电阻。

本实用新型实施例提供的掉电检测电路，通过对第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和第四分压电阻的阻值控制，使得在待检测信号未出现下降时，比较器的同相输入端能够具有高于反相输入端的输入电压，从而在待检测信号出现下降时能够使同相输入端和反相输入端在不同的下降速率下出现输入电压相同的情况，进而使比较器输出针对下降趋势的掉电检测信号。

结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述待检测信号为电压信号。

本实用新型实施例提供的掉电检测电路，针对电压信号的掉电过程进行检测，对于其他类型的待检测信号，可以通过对应的转换模块将其转换为电压信号，而后再利用本实用新型实施例提供的掉电检测电路进行检测。

根据第二方面，本实用新型实施例提供了一种芯片，所述芯片包括如第一方面或第一方面任一实施方式所述的掉电检测电路。

根据第三方面，本实用新型实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括如第一方面或第一方面任一实施方式所述的掉电检测电路。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的掉电检测电路的一个具体示例的电路原理图；

图2是本实用新型实施例提供的掉电检测电路中比较器同相输入端和反相输入端的输入电压波形示意图；

图3是本实用新型实施例提供的掉电检测电路的另一个具体示例的电路原理图；

图4是本实用新型实施例提供的芯片的一个具体示例的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的电子设备的一个具体示例的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本实用新型实施例提供了一种掉电检测电路，如图1所示，该掉电检测电路可以包括比较器t1、第一检测电路110和第二检测电路120。其中，第一检测电路110与比较器t1的同相输入端连接，第二检测电路120与比较器t1的反相输入端连接。第一检测电路110的输入端与待检测信号vi连接，用于将待检测信号vi直接接入比较器t1的同相输入端。在图1所示的掉电检测电路中，第一检测电路110仅为一根导线，通过该导线，可以直接将待检测信号vi接入比较器t1的同相输入端。

第二检测电路120包括第一分压电阻r1、第二分压电阻r2和充电电容c1。具体的，第一分压电阻r1和第二分压电阻r2串联后接在待检测信号vi与基准电位0v之间，充电电容c1接在待检测信号vi与基准电位0v之间，第一分压电阻r1和第二分压电阻r2的连接点与比较器t1的反相输入端连接。

对于图1所示的掉电检测电路，在使用之初，由于在第二检测电路中设置有第一分压电阻r1和第二分压电阻r2，使得比较器t1的反相输入端在掉电检测的初始阶段具有低于待检测信号vi的电位；而比较器t1的同相输入端由于与待检测信号vi直接相连，使得在待检测信号vi未出现下降时，比较器t1的同相输入端电位高于其反相输入端电位，比较器t1无信号输出。当待检测信号vi出现下降时，利用充电电容c1放电，能够保持比较器t1的反相输入端的电位相对稳定，或者，利用充电电容c1放电能够使比较器t1反相输入端的电位缓慢下降；而对于第一检测电路110，由于其直接将待检测信号vi接入比较器t1的同相输入端，使得比较器t1的同相输入端电位随待检测信号vi的下降速率而下降，即比较器t1的同相输入端具有大于其反相输入端的电位下降速率。如图2所示，为比较器t1同相输入端和反相输入端的输入电压波形示意图，横轴表示时间，单位为ms；纵轴表示电压，单位为v。在图2中，uc表示比较器t1同相输入端的输入电压，ud表示比较器t1反相输入端的输入电压，随着待检测信号vi的下降，uc和ud在时刻t1达到同一电位vj；对应的，比较器t1的输出端会在该时刻输出对待检测信号vi下降趋势的掉电检测信号，掉电检测信号可以被后续的控制系统利用从而处理所需的逻辑关系。

本实用新型实施例提供的掉电检测电路，由于比较器t1的同相输入端和反相输入端在待检测信号的下降过程中具有不同的下降速率，使得原本具有较高电位的同相输入端在某时刻会与反相输入端的电位相等，通过调整第一分压电阻r1、第二分压电阻r2和充电电容c1的数值，可以控制比较器t1的同相输入端和反相输入端出现相同输入所对应的电压值以及时间，进而实现对待检测信号vi下降速率的估算。此外，在本实用新型实施例提供的掉电检测电路中，比较器t1能够在待检测信号完全掉电之前输出掉电检测信号，解决了现有技术不能在被检测信号的下降过程中及时发现下降趋势的问题。

本实用新型实施例还提供了另一种掉电检测电路，如图3所示，该掉电检测电路包括图1所示掉电检测电路中的全部器件，为避免重复，在此不再赘述。与图1所示掉电检测电路相比，图3所示掉电检测电路的第二检测电路120还包括二极管z1。具体的，二极管z1接在待检测信号vi与第一分压电阻r1之间，并且其导通方向指向第一分压电阻r1。通过在第二检测电路120中设置导通方向指向第一分压电阻r1及比较器t1的二极管，使得在待检测信号的下降过程中充电电容c1仅能够向第一分压电阻r1和第二分压电阻r2放电，避免充电电容c1向待检测信号vi反向放电，从而使待检测信号vi免受干扰。

可选的，为了避免当待检测信号vi较高时，直接将其接入比较器t1的同相输入端对比较器t1造成大电压冲击，如图3所示，还可以在第一检测电路110中增设第三分压电阻r3和第四分压电阻r4。具体的，第三分压电阻r3和第四分压电阻r4串联后接在待检测信号vi与基准电位0v之间，第三分压电阻r3和第四分压电阻r4的连接点与比较器t1的同相输入端连接。

在增设第三分压电阻r3和第四分压电阻r4后，为了使比较器t1的同相输入端在待检测信号vi未出现下降时仍保持大于其反相输入端的电位，可以对第一分压电阻r1、第二分压电阻r2、第三分压电阻r3和第四分压电阻r4的阻值进行限定。在一具体实施方式中，可以限定各个分压电阻的阻值满足以下公式：

r4/(r3+r4)>r2/(r1+r2)

其中，r1至r4分别表示第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和第四分压电阻。

为了使充电电容c1在待检测信号vi未出现下降时能够快速完成充电，使充电电容c1两端的电压快速达到待检测信号vi的峰值，并在待检测信号vi出现下降时缓慢放电，从而帮助比较器t1的反相输入端在待检测信号vi下降过程中延缓电位的下降，在一具体实施方式中，可以选用快充慢放型电容作为充电电容c1。对于快充慢放电容，仅需通知时间常数τ(τ＝r·c)，时间常数τ越大，电容的充放电越慢。以图3所示的掉电检测电路为例，在充电电容c1的充电过程中，其等效阻抗r为二极管z1的导通阻抗，该导通阻抗很小；在充电电容c1的放电过程中，其等效阻抗r大于二极管z1的导通阻抗，使得充电电容c1的充电时间小于其放电时间，因此，图3所示的掉电检测电路中充电电容c1为快充慢放型电容。

本实用新型实施例提供的掉电检测电路，由于在第二检测电路中选用快充慢放的充电电容，使得充电电容在待检测信号未出现下降时能够快速完成充电，使充电电容两端的电压快速达到待检测信号的峰值，并在待检测信号出现下降时缓慢放电，从而帮助比较器的反相输入端在待检测信号下降过程中延缓电位的下降。

需要说明的是，当待检测信号为电压信号时，例如待检测信号是一个输出电压的幅值有一定变化范围的直流电源时，可以直接将电压信号直接接入本实用新型实施例提供的掉电检测电路；对于其他类型的待检测信号，可以增设转换电路，首先将待检测信号转换为对应的电压信号，而后将对应的电压信号接入本实用新型实施例提供的掉电检测电路。

本实用新型实施例还提供了一种芯片，如图4所示，该芯片200包括如图1或图3所示的掉电检测电路100。在芯片200中，掉电检测电路100可以用于芯片200中各个器件的供电检测，或者器件的输出信号检测。

本实用新型实施例还提供了一种电子设备，如图5所示，该电子设备300包括如图1或图3所示的掉电检测电路100。在电子设备300中，掉电检测电路100可以用于电子设备300中各个传感器和处理器等器件的供电检测，或者器件的输出信号检测。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。