时间可调的抗干扰低电压保护开关电路

摘要

一种时间可调的抗干扰低电压保护开关电路，其特征在于，包括主芯片U1以及外围电路，所述主芯片U1又包括时间调节引脚、地引脚、电压检测引脚、电压输入引脚、电压输出引脚、开关控制引脚、二极管D、电阻R1、电阻R2、电阻R3、比较器、方向器、M1管、M2管、M3管、M4管、M5管；所述外围电路又包括定时电容C1、电阻R4、定时电阻R5；电压输入引脚与电源VCC相连；开关控制引脚通过定时电阻R5与电源VCC连接，以输入电源；电压检测引脚通过电阻R4与时间调节引脚相连，时间调节引脚再通过一个定时电容C1连接至地。本发明有效的防止了检测不准确输出不稳定的弊端，延迟时间易于调节，输出更加精确。

说明书

技术领域

本发明属于集成电路领域，具体涉及一种时间可调的抗干扰低电 压保护开关芯片。

背景技术

众所周知，电压检测电路检测供给电压，当该电压变化到某一设 定值时，电压检测电路输出控制信号。当我们设定检测电压值时，希 望能准确检测输入电压值，并输出相应的控制电压值。现有的电压检 测电路可以做到这一点，但是存在着如下缺点：

(1)电压检测电路是对输入电压瞬时值的检测，导致输出信号 的不稳定，使电源频繁开关。

(2)容易误判低电压，导致检测错误。

(3)无法通过简易的改动来设定延迟时间。

(4)在包含电池的应用电路中时，若电池供电并处于低压，容 易导致电池的漏电和过度放电。

发明内容

本发明提出一种时间可调的抗干扰低电压保护开关芯片电路，以 解决上述问题。

为了达到上述目的，本时间可调的抗干扰低电压保护开关芯片给 出的技术方案为：

一种时间可调的抗干扰低电压保护开关电路，其特征在于，包括 主芯片U1以及外围电路，

所述主芯片U1又包括时间调节引脚RC(时间调节引脚1)、地引 脚GND(地引脚2)、电压检测引脚VC(电压检测引脚3)、电压输入 引脚VIN(电压输入引脚4)、电压输出引脚VOUT(电压输出引脚6) 和开关控制引脚VR(开关控制引脚8)、二极管D、电阻R1、电阻R2、 电阻R3、比较器、方向器、M1管、M2管、M3管、M4管、M5管；

所述外围电路又包括定时电容C1、电阻R4、定时电阻R5；

它们之间的连接关系为：

主芯片U1的电压输入引脚4与电源VCC相连；

主芯片U1的开关控制引脚8通过定时电阻R5与电源VCC连接， 以输入电源；

主芯片U1的电压检测引脚3通过电阻R4与时间调节引脚1相连， 时间调节引脚1再通过一个定时电容C1连接至地；

主芯片U1内：

电压输入引脚4、电压输出引脚6、开关控制引脚8、时间调节 引脚1、电压检测引脚3、地引脚2依次串接成闭合；

电阻R1、电阻R2、电阻R3依次串接，首端的电阻R1同时连接 M2管的漏极、电压输入引脚4，末端的电阻R3接地；

电压输入引脚4与M2的漏极连接，

二极管D的截止端与M4的源极连接，二极管D与地GND反向 连接，M4的漏极与电压输出引脚6连接，M4的栅极分别与开关控 制引脚8、M5的漏极连接，

M5的漏极同时与开关控制引脚8连接，M5的栅极与时间调节引 脚1连接，M5的源极接地，

M2管的源极与M3管的漏极直接连接，又同时连接于电压检测引 脚3，M2管、M3管通过各自的栅极连接，

M3管通过源极接地，同时也与地引脚2连接，

在电阻R1、电阻R2之间通过导线与比较器的正极连接，比较器 的负极与基准电压Vref连接，比较器的输出端与反相器输入端连接， 反相器输出端与M2管、M3管之间的共有栅极连接，

在电阻R2、电阻R3之间通过导线与M1管的漏极连接，M1管的 栅极连接于反相器的输出端，M1管的源极连接地。

本发明的有益效果是：集成了带有开关控制的电压检测电路，降 低了用户成本，简化了设计。并设置了时间调节电路以设置延迟时间。 当检测到高电压时，输出为高电压。当检测到低电压时，开关控制会 断开，输出为零，主芯片进入低功耗状态。当检测电压在延迟时间内 发生抖动，电压检测电路检测到的是设置的延迟时间结束后的电压， 可以避免检测瞬时电压出现的误判和输出电压的不稳定。延迟时间可 以通过时间控制引脚，电压检测引脚与外接的电阻、电容方便的调节。

本发明有效的防止了检测不准确输出不稳定的弊端，延迟时间易 于调节，输出更加精确。

附图说明

图1为本发明电路的内部框图。

图2为本发明主芯片U1的引脚定义图。

图3为本发明外部整体电路连接图。

图4为本发明的时序图。

图中引脚说明：

1-时间调节引脚

2-地引脚

3-电压检测引脚

4-电压输入引脚

5-电压输出引脚

6-电压输出引脚

7-开关控制引脚

8-开关控制引脚

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步说明：

图1显示，本发明一种时间可调的抗干扰低电压保护开关电路， 该整体电路包括主芯片U1以及外围电路，

所述主芯片U1又包括时间调节引脚RC(时间调节引脚1)、地引 脚GND(地引脚2)、电压检测引脚VC(电压检测引脚3)、电压输入 引脚VIN(电压输入引脚4)、电压输出引脚VOUT(电压输出引脚6) 和开关控制引脚VR(开关控制引脚8)、二极管D、电阻R1、电阻R2、 电阻R3、比较器、方向器、M1管、M2管、M3管、M4管、M5管；

所述外围电路又包括定时电容C1、电阻R4、定时电阻R5；

它们之间的连接关系为：

主芯片U1的电压输入引脚4与电源VCC相连；

主芯片U1的开关控制引脚8通过定时电阻R5与电源VCC连接， 以输入电源；

主芯片U1的电压检测引脚3通过电阻R4与时间调节引脚1相连， 时间调节引脚1再通过一个定时电容C1连接至地；

主芯片U1内：

电压输入引脚4、电压输出引脚6、开关控制引脚8、时间调节 引脚1、电压检测引脚3、地引脚2依次串接成闭合；

电阻R1、电阻R2、电阻R3依次串接，首端的电阻R1同时连接 M2管的漏极、电压输入引脚4，末端的电阻R3接地；

电压输入引脚4与M2的漏极连接，

二极管D的截止端与M4的源极连接，二极管D与地GND反向 连接，M4的漏极与电压输出引脚6连接，M4的栅极分别与开关控 制引脚8、M5的漏极连接，

M5的漏极同时与开关控制引脚8连接，M5的栅极与时间调节引 脚1连接，M5的源极接地，

M2管的源极与M3管的漏极直接连接，又同时连接于电压检测引 脚3，M2管、M3管通过各自的栅极连接，

M3管通过源极接地，同时也与地引脚2连接，

在电阻R1、电阻R2之间通过导线与比较器的正极连接，比较器 的负极与基准电压Vref连接，比较器的输出端与反相器输入端连接， 反相器输出端与M2管、M3管之间的共有栅极连接，

在电阻R2、电阻R3之间通过导线与M1管的漏极连接，M1管的 栅极连接于反相器的输出端，M1管的源极连接地。

基于以上结构，本发明工作特点：

当电压输入为高电平时，通过电阻R1、电阻R2和电阻R3的分 压，比较器正极输入高于负极的基准电压输入，输出为高电平，通过 反相器的作用，则输出为低电平。此时M1管关断，R3连通，从而起 到分压的作用。

当输入从高到低变化时，使得M1管导通，R3被短路，使得比较 器正极输入电压再被拉低，使得电路的输出相对稳定，防止抖动的发 生。M2管与M3管作为反向输出极保证了比较器输出的稳定。

电路中的M4管与M5管通过开关控制引脚8、时间调节引脚1 以及连接的R4和定时电容C1(图3)构成了时间调节电路，以设定 需要的关断延迟时间，防止低压误判。

本发明通过控制在电压检测引脚3和时间调节引脚1之间的定时 电阻R4以及时间调节引脚1与引脚地2之间的定时电容C1组成的 RC时间调节延时电路来设定具体的时间，以及通过开关控制引脚8 的高低控制M4的通断，从而控制输出电压的高低。输入电压决定了 电压检测引脚3电平的高低，电压检测引脚3和时间调节引脚1之间 的定时电阻R4与时间调节引脚1和地引脚2之间的定时电容C1决定 了延迟时间，当低电压输入的维持时间大于设定时间时，输出关断。

在电压检测的过程中，当输入电压低于设定的检测电压时，主芯 片U1通过开关控制引脚8关断开关，输出电压为零。当出现检测电 压不稳定发生抖动的情况时，电压检测电路检测到的是设置的延迟时 间结束后的电压，可以避免检测瞬时电压出现的误判和输出电压的不 稳定。

在检测到高电压输入时输出电压为高，检测低电压输入维持时间 达到设定时间时，关断输出电压，主芯片U1进入低功耗状态，防止 电池过度放电和漏液。

时间调节引脚1实现关断延迟功能，时间调节引脚1连接定时电 容C1，以设定需求的关断延迟时间，从而防止低压误判。

M1管、M2管、M3管、M4管、M5管即为现有技术中的MOS 管，其中M2管、M4管属于PMOS管，M1管、M3管、M5管为NMOS 管。

如图4的电路时序图所示:

当输入电压发生短时间下降时(即发生抖动时)，输出电压不会 有很明显的下降。

当检测到输入长时间处于低电压时，电路的开关才会关断，输出 为0。

本发明有效的防止了检测不准确输出不稳定的弊端，延迟时间易 于调节，输出更加精确。