一种电压钳位电路及其电子设备的制作方法

本发明涉及电子电路的技术领域，特别涉及一种电压钳位电路及其电子设备。

背景技术：

电压钳位电路是指将电压值限定在特定区域范围内的保护电路。图1为传统的双二极管钳位电路。

如图1所示，该双二极管钳位电路由两个二极管反向并联组成。利用二极管存在的正向压降。在同一时刻只能有一个二极管导通，而另一个处于截止状态，从而使得受保护节点vin的正反向压降被钳制在二极管正向导通压降0.5-0.7以下，从而起到保护电路的目的。

其具体的工作原理为：当该受保护节点vin的电压超过vcc+0.7v时，上面的二极管导通。而当该受保护节点vin的电压小于-0.7v时，则位于下方的二极管导通，从而将该点的电压钳制在vcc+0.7v～-0.7v之间。

但是，对于芯片的adc输入口等部分比较精密的功能电路来说，如果输入电压大于vcc会导致adc采样模块工作异常甚至损坏。因此，迫切需要提供合适的电压钳位电路，以充分的满足芯片在实际使用过程中的需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电压钳位电路及其电子设备，能够解决现有技术中电压钳位电路所存在的一种或者多种的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种电压钳位电路。该电压钳位电路包括：

受保护节点；开关电路，开关电路的第一控制端通过第一钳位单元与受保护节点连接；开关电路的第二控制端通过第二钳位单元与直流电压连接；所述第一钳位单元与所述第二钳位单元之间具有对应关系以使所述开关电路在受保护节点的电压高于所述直流电压时导通。

进一步，所述第一钳位单元为第一二极管；所述第二钳位单元为串联连接的第二二极管和第三二极管；所述第一二极管、第二二极管以及第三二极管具有相同的压降。

进一步，所述开关电路为三极管，所述三极管的导通电压与所述二极管的压降相等。

进一步，所述三极管为pnp型的三极管；所述第一钳位单元与所述三极管的发射极连接，所述第二钳位单元与所述三极管的基极连接；所述三极管的集电极接地。

进一步，还包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的一端与所述第一二极管以及所述三极管的发射极连接，所述第一电阻的另一端与所述直流电压连接；所述第二电阻的一端与所述三极管的基极连接，所述第二电阻的另一端接地。

进一步，在所述受保护节点的电压高于所述直流电压时，所述三极管导通以使所述受保护节点的电压被拉低。

进一步，在所述受保护节点的电压低于所述直流电压时，所述三极管截止。

第二方面，本发明实施例提供了一种电子设备。该电子设备包括功能电路以及如上所述的电压钳位电路；所述功能电路的至少一个输入端与所述电压钳位电路的受保护节点连接，以使所述功能电路的输入端的电压被钳位至低于所述直流电压。

本发明实施例提供的电压钳位电路，电路结构简单可靠，可以将受保护节点的电压值钳位至直流电压以下，起到对精密的功能电路良好的保护作用，可以很好的满足使用的需求，具有良好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的再生电动势泄放装置的功能框图。

图2为本发明实施例提供的电压检测电路的示意图。

图3为本发明实施例提供的电压钳位电路的示意图3。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种电压钳位电路。该电压钳位电路包括：受保护节点vin，开关电路11，第一钳位单元12以及第二钳位单元13。

其中，开关电路11的第一控制端通过第一钳位单元12与受保护节点连接；开关电路的第二控制端通过第二钳位单元与直流电压vcc连接。

所述第一钳位单元12与所述第二钳位单元13之间具有对应关系以使所述开关电路在受保护节点的电压高于所述直流电压时导通。

该具体的对应关系取决于第一钳位单元12和第二钳位单元13的具体结构设计以及具体使用的开关电路11。

请继续参阅图2，以所述开关电路11为pnp型的三极管为例，在一些实施例中，所述第一钳位单元为第一二极管d1，所述第二钳位单元为串联连接的第二二极管d2和第三二极管d3。

其中，所述第一二极管d1、第二二极管d2以及第三二极管d3具有相同的压降v1，并且所述三极管的导通电压与所述二极管的压降相等。

所述第一钳位单元与所述三极管的发射极连接，所述第二钳位单元与所述三极管的基极连接；所述三极管的集电极接地。

这样的，从图2中可以看到，三极管的发射极电压ue＝vin-v1，三极管的基极电压ub＝vcc-2v1，基极与发射极之间的电压差等于vin-vcc+v1。

基于pnp型的三极管作为开关管时的特性，可以确定当vin大于vcc时，基极与发射极之间的电压差将大于导通电压，三极管处于导通状态从而迅速的将受保护节点的电压值拉低，起到电压钳位的作用。

而在vin小于等于vcc时，基极与发射极之间的电压差则小于导通电压，三极管处于截止状态。

在一些实施例中，请继续参阅图2，所述电压钳位电路还可以包括：第一电阻r1和第二电阻r2。通过合理的第一电阻和第二电阻，保证电压钳位电路的可靠运行。

其中，所述第一电阻r1的一端与所述第一二极管d1以及所述三极管的发射极连接，所述第一电阻r1的另一端与所述直流电压vcc连接。所述第二电阻r2的一端与所述三极管的基极连接，所述第二电阻r2的另一端接地。

应当说明的是，基于本发明实施例提供的电压钳位电路的发明思路。本领域技术人员容易想到对开关电路、第一钳位单元以及第二钳位单元的设置进行相应的调整，或者选用不同型号的电子元器件，只要能够满足图3所示的开关控制特性即可。基于图2揭示的发明思路而进行改进的，任何能够实现图3所示的开关控制特性的电压钳位电路均属于本申请的保护范围。

如图3所示，在所述受保护节点的电压高于所述直流电压时，所述三极管导通以使所述受保护节点的电压被拉低，而在所述受保护节点的电压低于所述直流电压时，所述三极管截止。

本发明实施例还提供了一种电子设备。该电子设备包括功能电路，例如adc模块以及如上所述的电压钳位电路；所述功能电路的至少一个输入端与所述电压钳位电路的受保护节点连接，以使所述功能电路的输入端的电压被钳位至低于所述直流电压vcc，起到对功能电路的保护作用。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。