基于0．5 μm BCD工藝的欠壓鎖存電路設(shè)計(jì)
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
一般的電源芯片上電啟動(dòng)時(shí)，電源會(huì)通過(guò)輸入端的等效電阻和電容對(duì)其充電，使得電源芯片的電壓逐步上升，直到電壓上升到芯片的開啟電壓時(shí)電路正常工作。然而若系統(tǒng)的負(fù)載電流較大，有可能把電路的電壓拉低到開啟電壓以下，出現(xiàn)一開啟就關(guān)斷的情況。為了保證電路正常進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)并且穩(wěn)定工作，同時(shí)也為了電路工作時(shí)電源電壓的波動(dòng)不會(huì)對(duì)整個(gè)電路和系統(tǒng)造成損害，一般使用所謂的欠壓鎖存(Under Voltage LockOut，UVLO)電路對(duì)電源電壓實(shí)時(shí)監(jiān)控和鎖存。
傳統(tǒng)電源管理類集成電路的欠壓鎖存電路的設(shè)計(jì)思路都是由比較器、帶隙基準(zhǔn)參考電壓和一些邏輯部件構(gòu)成的，其存在響應(yīng)速度跟不上，功耗大，電路面積太大等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種新的欠壓鎖存電路，在不使用額外的基準(zhǔn)電壓源和比較器以及復(fù)雜的數(shù)字邏輯的情況下，能夠達(dá)到UVLO的各項(xiàng)指標(biāo)。它最主要的特點(diǎn)就是具有簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)、高的反應(yīng)速度、低的溫度敏感性和精準(zhǔn)的門限電壓，同時(shí)版圖面積節(jié)省、功耗較低。
1 應(yīng)用框圖與傳統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)
圖1是DC-DC電源管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。引腳Vstr直接與220 V交流整流器相連，最大耐壓650 V。只要芯片一上電，UVLO電路就實(shí)時(shí)地對(duì)電源電壓進(jìn)行監(jiān)控。芯片剛上電時(shí)，電流通過(guò)引腳Vstr給引腳VCC外接電容充電，當(dāng)充電到芯片預(yù)置的開啟電壓Von時(shí)，UVLO電路輸出電平發(fā)生翻轉(zhuǎn)，芯片內(nèi)部電路開始工作，Vstr對(duì)地短路，芯片電源由輔助變壓器對(duì)VCC外接電容充電供給。正如上所述，UVLO電路同時(shí)設(shè)置了一個(gè)關(guān)閉電壓Voff(VoffVon)，用于防止由于系統(tǒng)負(fù)載電流較大而引起的一上電就關(guān)斷的情況。同時(shí)，由其他情況引起的電源電壓波動(dòng)導(dǎo)致芯片電壓下降到Voff時(shí)，UVLO電平恢復(fù)，芯片不產(chǎn)生參考電源，所有邏輯操作都將被終止。
由此可見，UVLO電路實(shí)質(zhì)上是一個(gè)遲滯電壓比較器，它必須具備反應(yīng)速度靈敏，門限電壓穩(wěn)定，滯回區(qū)間合理，溫度漂移較低等特點(diǎn)。但是許多電源管理類集成電路的欠壓鎖存電路的設(shè)計(jì)思路都是由比較器、帶隙基準(zhǔn)參考電壓和一些邏輯部件構(gòu)成的，如圖2所示。不是響應(yīng)速度跟不上，就是功耗太大，更重要的是這種電路使用帶隙基準(zhǔn)參考電壓源和分壓電路，太過(guò)于復(fù)雜，使得電路面積太大而不利于降低成本。
在此提出一種基于0．5μm BCD工藝的UVLO電路，在不使用額外基準(zhǔn)電壓源和比較器以及復(fù)雜數(shù)字邏輯的情況下，能夠達(dá)到UVLO的各項(xiàng)指標(biāo)，其最主要的特點(diǎn)就是具有簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)、高反應(yīng)速度、低溫度敏感性和精準(zhǔn)的門限電壓，同時(shí)版圖面積節(jié)省、功耗較低。
2 電路工作原理
如圖3為所設(shè)計(jì)的UVLO電路圖。
評(píng)論