專利名稱：電壓偵測(cè)啟動(dòng)器及控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種電壓偵測(cè)啟動(dòng)器及控制器，尤指一種利用元件參數(shù)的一電壓參 數(shù)值進(jìn)行啟動(dòng)判斷的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器及控制器。
背景技術(shù)：
電子電路于啟動(dòng)時(shí)，由于電力的供給尚未穩(wěn)定，若此時(shí)電子電路就開始操作，則經(jīng) 常造成電路操作錯(cuò)誤。為了避免啟動(dòng)之初電力不穩(wěn)定所造成的操作錯(cuò)誤，一般會(huì)偵測(cè)驅(qū)動(dòng) 電壓的電平是否以到達(dá)一預(yù)定電壓值，而于到達(dá)此預(yù)定電壓值后才正式啟動(dòng)電子電路運(yùn)作。請(qǐng)參考圖1，為現(xiàn)有技術(shù)的電壓過低鎖定(UVL0，under voltage lockout)電路的 電路示意圖。電壓過低鎖定電路包含一由電阻RD1、RD2所組成的分壓器、一參考電壓產(chǎn)生 器VG、比較器COM以及一與門AND。分壓器耦接一驅(qū)動(dòng)電壓VCC以產(chǎn)生一分壓信號(hào)VI。比 較器COM的同相輸入端接收分壓信號(hào)VI，而反相輸入端接收參考電壓產(chǎn)生器VG所產(chǎn)生的一 參考電壓信號(hào)VREF，于分壓信號(hào)VI高于參考電壓信號(hào)VREF時(shí)產(chǎn)生一比較信號(hào)CMP。與門 AND接收比較信號(hào)CMP及一延遲信號(hào)DELAY，并經(jīng)“與”的邏輯運(yùn)算后輸出一啟動(dòng)信號(hào)UVL0 使電路正式啟動(dòng)操作。接著，請(qǐng)參考圖2，為圖1所示的電壓過低鎖定電路的信號(hào)時(shí)序圖。當(dāng)電路啟動(dòng)后， 驅(qū)動(dòng)電壓VCC開始上升，分壓信號(hào)VI也隨著上升。由于參考電壓產(chǎn)生器VG亦為由驅(qū)動(dòng)電 壓VCC所驅(qū)動(dòng)，于時(shí)間點(diǎn)tl，驅(qū)動(dòng)電壓VCC上升至足夠啟動(dòng)參考電壓產(chǎn)生器VG的電平時(shí)， 參考電壓產(chǎn)生器VG產(chǎn)生參考電壓信號(hào)VREF，而當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓VCC進(jìn)一步上升后，參考電壓信 號(hào)VREF才到一穩(wěn)定值。在參考電壓產(chǎn)生器VG啟動(dòng)的前后，比較器COM亦被啟動(dòng)，由于此時(shí) 的參考電壓信號(hào)VREF低于分壓信號(hào)VI，因此輸出高電平的比較信號(hào)CMP。于時(shí)間點(diǎn)t3，參 考電壓信號(hào)VREF上升至高于分壓信號(hào)VI，比較器COM停止輸出比較信號(hào)(即比較信號(hào)CMP 為低電平)。為避免參考電壓產(chǎn)生器VG于啟動(dòng)過程，所輸出的參考電壓信號(hào)VREF過低而誤 判，會(huì)利用一延遲信號(hào)DELAY來避免。延遲信號(hào)設(shè)定為電路啟動(dòng)后經(jīng)延遲時(shí)間TD后產(chǎn)生。 由于提供驅(qū)動(dòng)電壓VCC的電源供應(yīng)器啟動(dòng)速度快慢不同，利用延遲信號(hào)DELAY雖可避免參 考電壓產(chǎn)生器VG于啟動(dòng)前后的誤判，但對(duì)于啟動(dòng)慢的電源供應(yīng)器則依然可能出現(xiàn)誤判。如 本實(shí)施例，時(shí)間點(diǎn)t2早于時(shí)間點(diǎn)t3，故于時(shí)間點(diǎn)t2至?xí)r間點(diǎn)t3之間，依然會(huì)誤判而輸出啟 動(dòng)信號(hào)UVL0。而于時(shí)間點(diǎn)t4，分壓信號(hào)VI再度高于已穩(wěn)定的參考電壓信號(hào)VREF，啟動(dòng)信號(hào) UVL0才正確地產(chǎn)生。如上述，現(xiàn)有技術(shù)的電壓過低鎖定電路仍可能出現(xiàn)誤判而使電路誤動(dòng)作甚至導(dǎo)致 電路的毀損。因此，如何克服此問題為當(dāng)今技術(shù)所待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中所面臨的問題。本發(fā)明利用一電子元件的元件參數(shù)來判斷參考電 壓產(chǎn)生單元的狀態(tài)，使電路啟動(dòng)的判斷時(shí)間點(diǎn)適當(dāng)?shù)难雍蠖苊猬F(xiàn)有技術(shù)的問題。
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為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，包含一參考電壓產(chǎn)生單元、一啟 動(dòng)保護(hù)單元以及一啟動(dòng)判斷單元。該參考電壓產(chǎn)生單元耦接一驅(qū)動(dòng)電壓用以產(chǎn)生一參考電 壓信號(hào)。該啟動(dòng)保護(hù)單元接收該參考電壓信號(hào)并于該參考電壓信號(hào)高于代表一元件參數(shù)的 一電壓參數(shù)值時(shí)輸出一啟動(dòng)判斷信號(hào)。該啟動(dòng)判斷單元根據(jù)該啟動(dòng)判斷信號(hào)及該驅(qū)動(dòng)電壓 以決定是否產(chǎn)生一啟動(dòng)信號(hào)。該電壓參數(shù)值為晶體管的一導(dǎo)通電壓值。該啟動(dòng)保護(hù)單元包含一晶體管元件，該晶體管元件包含一控制端、一第一端及一 第二端，該控制端耦接該參考電壓產(chǎn)生單元，該第一端耦接該啟動(dòng)判斷單元，以及該第二端 耦接一共同電位。該啟動(dòng)判斷單元包含一分壓器以及一比較器，該分壓器耦接該驅(qū)動(dòng)電壓并產(chǎn)生一 驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)，該比較器接收該驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)及一比較電壓信號(hào)以輸出一比較信號(hào)。啟動(dòng)保護(hù)單元更包含一晶體管開關(guān)耦接該分壓器，于該參考電壓信號(hào)低于該電壓 參數(shù)值時(shí)調(diào)整該驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)。該啟動(dòng)判斷單元更包含一電容，該電容耦接該分壓器。本發(fā)明亦提供另一種電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，包含一參考電壓產(chǎn)生單元、一啟動(dòng)判斷單 元以及一啟動(dòng)保護(hù)單元。該參考電壓產(chǎn)生單元耦接一驅(qū)動(dòng)電壓用以產(chǎn)生一參考電壓信號(hào)。 該啟動(dòng)判斷單元根據(jù)代表該驅(qū)動(dòng)電壓的一電平信號(hào)以決定是否產(chǎn)生一啟動(dòng)信號(hào)。該啟動(dòng)保 護(hù)單元耦接該啟動(dòng)判斷單元并根據(jù)該參考電壓信號(hào)以決定是否停止該啟動(dòng)判斷單元產(chǎn)生 該啟動(dòng)信號(hào)。該啟動(dòng)判斷單元包含一分壓器以及一比較器，該分壓器耦接該驅(qū)動(dòng)電壓并產(chǎn)生一 驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)，該比較器接收該驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)及一比較電壓信號(hào)以輸出一比較信號(hào)。該啟動(dòng)保護(hù)單元根據(jù)該參考電壓信號(hào)調(diào)整該驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)的電平。啟動(dòng)保護(hù)單元包含一晶體管開關(guān)耦接該分壓器，于該參考電壓信號(hào)低于一電壓參 數(shù)值時(shí)導(dǎo)通該晶體管開關(guān)以調(diào)整該驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)的電平，于高于該電壓參數(shù)值時(shí)截止該晶 體管開關(guān)以停止調(diào)整該驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)的電平。該啟動(dòng)保護(hù)單元包含一晶體管元件，該晶體管元件包含一控制端、一第一端及一 第二端，該控制端耦接該參考電壓產(chǎn)生單元，該第一端耦接該啟動(dòng)判斷單元，以及該第二端 耦接一共同電位。本發(fā)明也提供一種控制器，包含一電壓偵測(cè)啟動(dòng)器以及一功能電路。該電壓偵測(cè) 啟動(dòng)器耦接一驅(qū)動(dòng)電壓以產(chǎn)生一參考電壓信號(hào)并于該參考電壓信號(hào)高于代表一元件參數(shù) 的一電壓參數(shù)值時(shí)根據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓以決定是否產(chǎn)生一啟動(dòng)信號(hào)。該功能電路耦接該驅(qū)動(dòng)電 壓以接收操作所需的電力，并于接收該啟動(dòng)信號(hào)時(shí)根據(jù)一預(yù)定功能將至少一輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換 成至少一輸出信號(hào)輸出。該電壓偵測(cè)啟動(dòng)器包含一比較器，該比較器比較代表該驅(qū)動(dòng)電壓的一驅(qū)動(dòng)電壓信 號(hào)及一比較電壓信號(hào)以輸出一比較信號(hào)。該比較器為一遲滯比較器，于該驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)的電平高于該比較電壓信號(hào)的電平 時(shí)調(diào)整該遲滯比較器的遲滯電壓范圍。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。



圖；
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電壓過低鎖定電路的電路示意圖； 圖2為圖1所示的電壓過低鎖定電路的信號(hào)時(shí)序圖3為根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的應(yīng)用電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的控制器的電路示意
圖4為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的電路示意圖； 圖5為圖4所示的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的信號(hào)時(shí)序圖； 圖6為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的電路示意圖； 圖7為圖6所示的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的信號(hào)時(shí)序圖； 圖8為根據(jù)本發(fā)明的一第三較佳實(shí)施例的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的電路示意圖； 圖9為圖8所示的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的信號(hào)時(shí)序圖； 圖10為根據(jù)本發(fā)明的一第四較佳實(shí)施例的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的電路示意圖； 圖11為圖10所示的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的信號(hào)時(shí)序圖。 其中，附圖標(biāo)記 現(xiàn)有技術(shù) 電阻RD1、RD 比較器COM 驅(qū)動(dòng)電壓VCC 參考電壓信號(hào)VREF 延遲信號(hào)DELAY 本發(fā)明
啟動(dòng)保護(hù)單元 110、210、310、410、510 啟動(dòng)判斷單元 120、220、320、420、520 參考電壓產(chǎn)生單元130、230、330、430、530 功能電路 140反向器 212、312、318、452、552
晶體管元件214、314電壓信號(hào)215、315、415、515
電阻 216、316、416分壓器 235、335、418、435、535
驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)236、336、436、536 比較器 240、340、440、514、540
參考電壓產(chǎn)生器VG 與門AND 分壓信號(hào)VI 比較信號(hào)CMP 時(shí)間點(diǎn) tl、t2、t3、t4
比較信號(hào)241、441、541 晶體管開關(guān)311、411、511 雙極型晶體管開關(guān)414 遲滯啟動(dòng)單元450、550 電壓參數(shù)值產(chǎn)生器512 驅(qū)動(dòng)電壓VCC 啟動(dòng)判斷信號(hào)EN 輸入信號(hào)Sin 時(shí)間點(diǎn) t5、t6、t7、t8 電壓參數(shù)值VTH’
與門245 驅(qū)動(dòng)信號(hào)319 電容 437、537 非或門454,554 延遲電路560 參考電壓信號(hào)VBG 啟動(dòng)信號(hào)UVL0 輸出信號(hào)輸出Sout 閾值電壓Vth 電壓參數(shù)值TH
預(yù)定時(shí)間Td
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參考圖3，為根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的應(yīng)用電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的控制器的電 路示意圖?？刂破靼浑妷簜蓽y(cè)啟動(dòng)器以及一功能電路140。電壓偵測(cè)啟動(dòng)器包含啟動(dòng) 保護(hù)單元110、一啟動(dòng)判斷單元120以及一參考電壓產(chǎn)生單元130。參考電壓產(chǎn)生單元130 耦接一驅(qū)動(dòng)電壓VCC，并產(chǎn)生一參考電壓信號(hào)VBG。啟動(dòng)保護(hù)單元110內(nèi)建一電子元件，電 子元件本身具有一元件參數(shù)，啟動(dòng)保護(hù)單元110接收參考電壓信號(hào)VBG并于參考電壓信號(hào) VBG高于代表此元件參數(shù)的一電壓參數(shù)值時(shí)輸出一啟動(dòng)判斷信號(hào)EN。啟動(dòng)判斷單元120于 接收啟動(dòng)判斷信號(hào)EN時(shí)開始判斷驅(qū)動(dòng)電壓VCC是否以到達(dá)一預(yù)設(shè)電壓電平，若是則產(chǎn)生一 啟動(dòng)信號(hào)UVL0。功能電路140耦接驅(qū)動(dòng)電壓VCC以接收操作所需的電力，并于接收啟動(dòng)信 號(hào)UVL0時(shí)開始操作，以根據(jù)一預(yù)定功能將至少一輸入信號(hào)Sin轉(zhuǎn)換成至少一輸出信號(hào)輸出 Sout。功能電路140可以是任何具有運(yùn)算處理功能的電路，根據(jù)由前級(jí)電路提供的信號(hào)或 電路反饋信號(hào)經(jīng)功能電路內(nèi)建的預(yù)定功能運(yùn)算而產(chǎn)生至少一輸出信號(hào)，例如交流-直流 的換流裝置控制電路、直流_直流的換流裝置控制電路、直流_交流的換流裝置控制電路、 模擬_數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字_模擬轉(zhuǎn)換電路、發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的控制電路、電池充電控 制電路等。接下來，請(qǐng)參考圖4，為根據(jù)本發(fā)明的一第一較佳實(shí)施例的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的電路 示意圖。電壓偵測(cè)啟動(dòng)器包含啟動(dòng)保護(hù)單元210、一啟動(dòng)判斷單元220以及一參考電壓產(chǎn) 生單元230。參考電壓產(chǎn)生單元230耦接一驅(qū)動(dòng)電壓VCC并產(chǎn)生一參考電壓信號(hào)VBG。啟 動(dòng)保護(hù)單元210包含一反向器212、一晶體管元件214以及一電阻216。晶體管元件214可 以是一金氧半晶體管，包含一控制端、一第一端及一第二端，控制端耦接參考電壓產(chǎn)生單元 230以接收參考電壓信號(hào)VBG，其第一端耦接電阻216并透過反向器212耦接至啟動(dòng)判斷單 元220，而其第二端接地。電阻216的另一端耦接驅(qū)動(dòng)電壓VCC以產(chǎn)生一電壓信號(hào)215輸 入反向器212，而反向器212將電壓信號(hào)215反向?yàn)槌梢粏?dòng)判斷信號(hào)EN。啟動(dòng)判斷單元 220包含一分壓器235、一比較器240以及一與門245。分壓器235耦接驅(qū)動(dòng)電壓VCC并產(chǎn) 生一驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)236。比較器240的同相輸入端接收驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)236，其反相輸入端接 收參考電壓信號(hào)VBG，比較器240比較驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)236與參考電壓信號(hào)VBG兩信號(hào)后是產(chǎn) 生一比較信號(hào)241。與門245接收比較信號(hào)241及啟動(dòng)判斷信號(hào)EN，經(jīng)“與”邏輯運(yùn)算后后 輸出啟動(dòng)信號(hào)UVL0。請(qǐng)參考圖5，為圖4所示的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的信號(hào)時(shí)序圖。請(qǐng)參考圖5中a，驅(qū)動(dòng) 電壓VCC于電路啟動(dòng)后逐漸上升，而驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)236亦隨著上升。于時(shí)間點(diǎn)t5，驅(qū)動(dòng)電壓 VCC上升至足夠啟動(dòng)參考電壓產(chǎn)生器230的電平時(shí)，參考電壓產(chǎn)生器230開始產(chǎn)生參考電壓 信號(hào)VBG。而當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓VCC進(jìn)一步上升后，參考電壓信號(hào)VBG于時(shí)間點(diǎn)t6才高于驅(qū)動(dòng)分 壓信號(hào)236。請(qǐng)參考圖5中b，比較器240在參考電壓產(chǎn)生器230開始運(yùn)作的時(shí)間點(diǎn)前后，亦 開始啟動(dòng)，而此時(shí)參考電壓信號(hào)VBG低于驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)236，故輸出高電平的比較信號(hào)241， 至?xí)r間點(diǎn)t6，參考電壓信號(hào)VBG高于驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)236后才停止輸出比較信號(hào)241 (即低 電平的比較信號(hào)241)。請(qǐng)參考圖5中c，參考電壓信號(hào)VBG于時(shí)間點(diǎn)t7之前低于晶體管元 件214的閾值電壓(Threshold Voltage) Vth，因此晶體管元件214處于截止(turn off)狀態(tài)，電壓信號(hào)215的電平等于驅(qū)動(dòng)電壓VCC的電平；當(dāng)參考電壓信號(hào)VBG于時(shí)間點(diǎn)t7等于 晶體管元件214的閾值電壓Vth，使晶體管元件214處于導(dǎo)通(turn on)狀態(tài)，而使電壓信 號(hào)215的電平等于接地的電平。請(qǐng)參考圖5中d，此時(shí)電壓信號(hào)215經(jīng)反向器212反向后產(chǎn) 生高電平的啟動(dòng)判斷信號(hào)EN。再來請(qǐng)參考圖5中f，于時(shí)間點(diǎn)t5至?xí)r間點(diǎn)t6，雖然比較器 240輸出高電平的比較信號(hào)241，然此時(shí)由于參考電壓信號(hào)VBG仍低于晶體管元件214的閾 值電壓Vth而使電壓信號(hào)215處于高電平，經(jīng)反向后產(chǎn)生低電平的啟動(dòng)判斷信號(hào)EN，故啟動(dòng) 信號(hào)UVL0維持低電平。于時(shí)間點(diǎn)t7至?xí)r間點(diǎn)t8，雖然參考電壓信號(hào)VBG高于晶體管元件 214的閾值電壓Vth而使啟動(dòng)保護(hù)單元210產(chǎn)生高電平的啟動(dòng)判斷信號(hào)EN，然此時(shí)參考電 壓信號(hào)VBG高于驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)236而輸出低電平的比較信號(hào)241，啟動(dòng)信號(hào)UVL0依然維持 低電平。于時(shí)間點(diǎn)t8，比較信號(hào)241及啟動(dòng)判斷信號(hào)EN同時(shí)為高電平，此時(shí)啟動(dòng)信號(hào)UVL0 才轉(zhuǎn)為高電平以啟動(dòng)功能電路的操作。因此，如上所述，本發(fā)明利用不受電路設(shè)計(jì)影響的元件參數(shù)來判斷參考電壓產(chǎn)生 單元所輸出的參考電壓信號(hào)的電平是否適合作為其它電路電平比較基準(zhǔn)，可避免現(xiàn)有技術(shù) 中的誤判驅(qū)動(dòng)電壓的電平的問題。請(qǐng)參考圖6，為根據(jù)本發(fā)明的一第二較佳實(shí)施例的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的電路示意圖。 電壓偵測(cè)啟動(dòng)器包含啟動(dòng)保護(hù)單元310、一啟動(dòng)判斷單元320以及一參考電壓產(chǎn)生單元 330。參考電壓產(chǎn)生單元330耦接一驅(qū)動(dòng)電壓VCC并產(chǎn)生一參考電壓信號(hào)VBG。啟動(dòng)保護(hù) 單元310包含一晶體管開關(guān)311、兩反向器312及318、一晶體管元件314以及一電阻316。 晶體管元件314包含一控制端、一第一端及一第二端，控制端耦接參考電壓產(chǎn)生單元330以 接收參考電壓信號(hào)VBG，其第一端耦接電阻316而第二端接地。電阻316的另一端耦接驅(qū)動(dòng) 電壓VCC以產(chǎn)生一電壓信號(hào)315并經(jīng)反向器312及318反向處理以加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力而轉(zhuǎn)換成 驅(qū)動(dòng)信號(hào)319。晶體管開關(guān)311的漏極耦接啟動(dòng)判斷單元320的一分壓器335的分壓點(diǎn)以 提供一啟動(dòng)判斷信號(hào)EN，源極耦接地，而柵極接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)319以進(jìn)行切換操作。啟動(dòng)判 斷單元320包含分壓器335及一比較器340。分壓器335耦接驅(qū)動(dòng)電壓VCC并于分壓點(diǎn)產(chǎn) 生一驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)336。比較器340的同相輸入端接收驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)336，其反相輸入端接 收參考電壓信號(hào)VBG，比較兩信號(hào)后產(chǎn)生一啟動(dòng)信號(hào)UVL0，其中比較器340所輸出的啟動(dòng)信 號(hào)UVL0在初始狀態(tài)為低電平，實(shí)際上的實(shí)施方式可以一電阻(未繪出)的一端耦接比較器 340的輸出端，另一端接地的方式來達(dá)成。接著請(qǐng)參考圖7，為圖6所示的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的信號(hào)時(shí)序圖。請(qǐng)參考圖7中a，驅(qū) 動(dòng)電壓VCC于電路啟動(dòng)后逐漸上升。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓VCC上升至足夠啟動(dòng)參考電壓產(chǎn)生器330 的電平時(shí)，參考電壓產(chǎn)生器330開始產(chǎn)生參考電壓信號(hào)VBG，并隨著驅(qū)動(dòng)電壓VCC而上升。 請(qǐng)參考圖7中b及圖7中c，當(dāng)參考電壓信號(hào)VBG高于晶體管元件314的閾值電壓Vth，使 晶體管元件314由截止變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，而使電壓信號(hào)315的電平由等于驅(qū)動(dòng)電壓VCC的電 平降為零(接地)。請(qǐng)參考圖7中d，在參考電壓信號(hào)VBG低于晶體管元件314的閾值電壓 Vth時(shí)，電壓信號(hào)315為高電平使晶體管開關(guān)311在導(dǎo)通狀態(tài)，請(qǐng)參考圖7中a，此時(shí)驅(qū)動(dòng)分 壓信號(hào)336(啟動(dòng)判斷信號(hào)EN)為低電平而低于驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)336，使比較器340停止輸出 啟動(dòng)信號(hào)UVL0。當(dāng)參考電壓信號(hào)VBG高于晶體管元件314的閾值電壓Vth，使電壓信號(hào)315 為低電平而截止晶體管開關(guān)311，分壓器335開始運(yùn)作，以輸出隨驅(qū)動(dòng)電壓VCC變化的分壓 信號(hào)336 (在此實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)336與啟動(dòng)判斷信號(hào)EN耦接至同一連接點(diǎn)，故為相同的兩信號(hào))。此時(shí)，參考電壓產(chǎn)生單元330已產(chǎn)生高于分壓信號(hào)336的參考電壓信號(hào)VBG， 故比較器340仍停止輸出啟動(dòng)信號(hào)UVL0。而當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓VCC進(jìn)一步上升至適當(dāng)?shù)碾娖?，?分壓信號(hào)336高于參考電壓信號(hào)VBG，比較器340才開始產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)UVL0以啟動(dòng)功能電 路的操作，以避免功能電路于過低的驅(qū)動(dòng)電壓VCC下啟動(dòng)而可能造成電路的操作錯(cuò)誤的問題。請(qǐng)參考圖8，為根據(jù)本發(fā)明的一第三較佳實(shí)施例的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的電路示意圖。 電壓偵測(cè)啟動(dòng)器包含啟動(dòng)保護(hù)單元410、一啟動(dòng)判斷單元420、一參考電壓產(chǎn)生單元430以 及一遲滯啟動(dòng)單元450。參考電壓產(chǎn)生單元430耦接一驅(qū)動(dòng)電壓VCC并產(chǎn)生一參考電壓信 號(hào)VBG。啟動(dòng)保護(hù)單元410包含一晶體管開關(guān)411、一雙極型晶體管開關(guān)414、一電阻416 以及一分壓器418。分壓器418接收參考電壓信號(hào)VBG以產(chǎn)生一分壓至雙極型晶體管開關(guān) 414的基極，于分壓高于等于雙極型晶體管開關(guān)414的導(dǎo)通電壓(即正向偏壓)時(shí)進(jìn)入導(dǎo)通 狀態(tài)。也就是說，雙極型晶體管開關(guān)414及分壓器結(jié)合的作用在于比較參考電壓信號(hào)VBG 及代表一雙極型晶體管開關(guān)414的導(dǎo)通電壓的電壓參數(shù)值VTH’ (即，導(dǎo)通電壓除以分壓器 418的分壓比率)，于參考電壓信號(hào)VBG高于電壓參數(shù)值VTH’時(shí)輸出電壓信號(hào)415并透過 控制晶體管開關(guān)411 (漏極耦接啟動(dòng)判斷單元420中的一分壓器435的分壓點(diǎn))而產(chǎn)生一 啟動(dòng)判斷信號(hào)EN。啟動(dòng)判斷單元420包含分壓器435、一電容437及一比較器440。分壓器 435耦接驅(qū)動(dòng)電壓VCC并于分壓點(diǎn)產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)436。電容437耦接分壓器435的 分壓點(diǎn)以濾除晶體管開關(guān)411于切換時(shí)可能的高頻噪聲，且同時(shí)減緩分壓點(diǎn)的電平上升速 率，來進(jìn)一步加強(qiáng)避免電路啟動(dòng)誤判的能力。比較器440的同相輸入端接收驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào) 436，其反相輸入端接收參考電壓信號(hào)VBG，比較器440比較驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)436與參考電壓 信號(hào)VBG兩信號(hào)后是產(chǎn)生一比較信號(hào)441。遲滯啟動(dòng)單元450包含一反向器452及一非或 門(NOR Gate)454，可用以將啟動(dòng)信號(hào)UVL0的初始狀態(tài)定為低電平以確?？赡艿某跏紶顟B(tài) 錯(cuò)誤所造成的電路錯(cuò)誤。反向器452接收比較信號(hào)441并經(jīng)反向處理后輸入至非或門454。 非或門接收反向器452的輸出及啟動(dòng)保護(hù)單元410的電壓信號(hào)415，并經(jīng)“非或”邏輯運(yùn)算 后輸出一啟動(dòng)信號(hào)UVL0。啟動(dòng)信號(hào)EN同時(shí)提供作為比較器440的遲滯電壓調(diào)整的控制。 比較器440可以是在啟動(dòng)信號(hào)UVL0為低電平時(shí)為一般比較器，而于接收到高電平的啟動(dòng)信 號(hào)UVL0時(shí)被作為一遲滯比較器，以避免電路因任何噪聲而造成分壓信號(hào)436或/及參考電 壓信號(hào)VBG的電平變化而造成比較器440的判斷。或者，比較器440可以是遲滯比較器，在 啟動(dòng)信號(hào)UVL0為低電平時(shí)其遲滯電壓的范圍較小，而于接收到高電平的啟動(dòng)信號(hào)UVL0調(diào) 整使遲滯電壓的范圍變大，以提高電路抗噪聲的能力。另外，由于遲滯啟動(dòng)單元450同時(shí)接 收電壓信號(hào)415，故可確保啟動(dòng)信號(hào)EN必然于電壓信號(hào)415轉(zhuǎn)為低電平后才會(huì)輸出而確保 可避免啟動(dòng)判斷單元420任何可能的誤動(dòng)作而輸出啟動(dòng)信號(hào)UVL0。接著請(qǐng)參考圖9，為圖8所示的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的信號(hào)時(shí)序圖。請(qǐng)參考圖9中a，驅(qū) 動(dòng)電壓VCC于電路啟動(dòng)后逐漸上升。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓VCC上升至足夠啟動(dòng)參考電壓產(chǎn)生器430 的電平時(shí)，參考電壓產(chǎn)生器430開始產(chǎn)生參考電壓信號(hào)VBG，并隨著驅(qū)動(dòng)電壓VCC而上升。 請(qǐng)參考圖9中b，當(dāng)參考電壓信號(hào)VBG高于代表雙極型晶體管開關(guān)414的導(dǎo)通電壓的電壓參 數(shù)值VTH’時(shí)，使雙極型晶體管開關(guān)414由截止變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，而使電壓信號(hào)415的電平由 等于驅(qū)動(dòng)電壓VCC的電平降為零。請(qǐng)參考圖9中d，在參考電壓信號(hào)VBG低于電壓參數(shù)值 VTH'時(shí)，電壓信號(hào)415為高電平使晶體管開關(guān)411在導(dǎo)通狀態(tài)，請(qǐng)參考圖9中a，此時(shí)驅(qū)動(dòng)
9分壓信號(hào)436(啟動(dòng)判斷信號(hào)EN)為低電平而低于驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)436，使比較器440停止輸 出比較信號(hào)441。當(dāng)參考電壓信號(hào)VBG高于電壓參數(shù)值VTH’，使電壓信號(hào)415為低電平而 截止晶體管開關(guān)411，分壓器435開始運(yùn)作，并開始對(duì)電容437充電使分壓信號(hào)436開始上 升。此時(shí)，參考電壓產(chǎn)生單元430的參考電壓信號(hào)VBG仍高于分壓信號(hào)436，故比較器440 仍停止輸出比較信號(hào)441。而當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓VCC進(jìn)一步上升至適當(dāng)?shù)碾娖?，使分壓信?hào)436高 于參考電壓信號(hào)VBG，比較器440才開始輸出高電平的比較信號(hào)441，并經(jīng)反向器452反向 成為低電平信號(hào)。而電壓信號(hào)415此時(shí)亦為低電平，故非或門454輸出高電平的啟動(dòng)信號(hào) UVL0以啟動(dòng)功能電路的操作，并同時(shí)致比較器440為遲滯比較器或調(diào)整比較器440的遲滯 電壓范圍。請(qǐng)參考圖10，為根據(jù)本發(fā)明的一第四較佳實(shí)施例的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的電路示意 圖。電壓偵測(cè)啟動(dòng)器包含啟動(dòng)保護(hù)單元510、一啟動(dòng)判斷單元520、一參考電壓產(chǎn)生單元 530、一遲滯啟動(dòng)單元550以及一延遲電路560。參考電壓產(chǎn)生單元530耦接一驅(qū)動(dòng)電壓VCC 并產(chǎn)生一參考電壓信號(hào)VBG。啟動(dòng)保護(hù)單元510包含一晶體管開關(guān)511、一電壓參數(shù)值產(chǎn)生 器512以及一比較器514。比較器514的同相輸入端接收電壓參數(shù)值產(chǎn)生器512所產(chǎn)生的 一電壓參數(shù)值TH，其反相輸入端接收參考電壓信號(hào)VBG，比較器514比較電壓參數(shù)值TH與 參考電壓信號(hào)VBG后是輸出一電壓信號(hào)515，以控制晶體管開關(guān)511的切換而產(chǎn)生一啟動(dòng)判 斷信號(hào)EN，其中比較器514所輸出的電壓信號(hào)515在初始狀態(tài)為高電平，實(shí)際上的實(shí)施方 式可以一電阻(未繪出)的一端耦接比較器514的輸出端，另一端耦接驅(qū)動(dòng)電壓VCC的方 式來達(dá)成。啟動(dòng)判斷單元520包含分壓器535、一電容537及一比較器540。分壓器535耦 接驅(qū)動(dòng)電壓VCC并于分壓點(diǎn)產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)536。電容537耦接分壓器535的分壓點(diǎn) 以濾除晶體管開關(guān)511于切換時(shí)可能的高頻噪聲，且同時(shí)減緩分壓點(diǎn)的電平上升速率，來 進(jìn)一步加強(qiáng)避免電路啟動(dòng)誤判的能力。比較器540的同相輸入端接收驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)536，其 反相輸入端接收參考電壓信號(hào)VBG，比較器540比較驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)536與參考電壓信號(hào)VBG 兩信號(hào)后是產(chǎn)生一比較信號(hào)541。遲滯啟動(dòng)單元550包含一反向器552及一非或門(NOR Gate)554。反向器552接收比較信號(hào)541并經(jīng)反向處理后輸入至非或門554。非或門接收 反向器552的輸出及啟動(dòng)保護(hù)單元510的電壓信號(hào)515，并經(jīng)“非或”邏輯運(yùn)算后輸出一啟 動(dòng)信號(hào)UVL0并經(jīng)延遲電路560延遲啟動(dòng)信號(hào)UVL0的輸出一預(yù)定時(shí)間。啟動(dòng)信號(hào)EN同時(shí) 提供作為比較器540的遲滯電壓調(diào)整的控制。比較器540可以是在啟動(dòng)信號(hào)UVL0為低電 平時(shí)為一般比較器，而于接收到高電平的啟動(dòng)信號(hào)UVL0時(shí)被作為一遲滯比較器，以避免電 路因任何噪聲而造成分壓信號(hào)536或/及參考電壓信號(hào)VBG的電平變化而造成比較器540 的判斷?；蛘撸容^器540可以是遲滯比較器，在啟動(dòng)信號(hào)UVL0為低電平時(shí)其遲滯電壓的 范圍較小，而于接收到高電平的啟動(dòng)信號(hào)UVL0調(diào)整使遲滯電壓的范圍變大，以提高電路抗 噪聲的能力。另外，由于遲滯啟動(dòng)單元550同時(shí)接收電壓信號(hào)515，故可確保啟動(dòng)信號(hào)EN必 然于電壓信號(hào)515轉(zhuǎn)為低電平后才會(huì)輸出而確保可避免啟動(dòng)判斷單元520任何可能的誤動(dòng) 作而輸出啟動(dòng)信號(hào)UVL0。除此之外，利用延遲電路560延遲啟動(dòng)信號(hào)UVL0的輸出，亦可進(jìn) 一步達(dá)到避免電路誤動(dòng)作的可能。接著請(qǐng)參考圖11，為圖10所示的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器的信號(hào)時(shí)序圖。請(qǐng)參考圖11中 a,驅(qū)動(dòng)電壓VCC于電路啟動(dòng)后逐漸上升。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓VCC上升至足夠啟動(dòng)參考電壓產(chǎn)生器 530的電平時(shí)，參考電壓產(chǎn)生器530開始產(chǎn)生參考電壓信號(hào)VBG，并隨著驅(qū)動(dòng)電壓VCC而上升。請(qǐng)參考圖11中b及圖11中c，當(dāng)參考電壓信號(hào)VBG低于電壓參數(shù)值TH時(shí)，比較器514 輸出高電平的電壓信號(hào)515，而當(dāng)參考電壓信號(hào)VBG上升至高于電壓參數(shù)值TH，電壓信號(hào) 515轉(zhuǎn)為低電平。請(qǐng)參考圖11中a，當(dāng)電壓信號(hào)515為高電平時(shí)，晶體管開關(guān)511為導(dǎo)通， 使啟動(dòng)判斷信號(hào)EN及分壓點(diǎn)的分壓信號(hào)536接地而抑制分壓器535的作用。當(dāng)電壓信號(hào) 515轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，晶體管開關(guān)511為截止，分壓器53開始作用，啟動(dòng)判斷信號(hào)EN及分壓信 號(hào)536開始上升。而當(dāng)分壓信號(hào)536上升至高于參考電壓信號(hào)VBG時(shí)，請(qǐng)參考圖11中d，比 較器540才開始輸出高電平的比較信號(hào)541，并經(jīng)反向器552反向成為低電平信號(hào)。而電壓 信號(hào)515此時(shí)亦為低電平，故非或門554輸出高電平的啟動(dòng)信號(hào)UVL0，并同時(shí)致比較器440 為遲滯比較器或調(diào)整比較器440的遲滯電壓范圍，而啟動(dòng)信號(hào)UVL0經(jīng)延遲電路560延遲一 預(yù)定時(shí)間Td后輸出。如上述實(shí)施例所說明，本發(fā)明利用一電子元件的元件參數(shù)，例如金氧半晶體管、 雙極型晶體管等元件的參數(shù)，而元件參數(shù)并不受電路設(shè)計(jì)的影響，故適合用以判斷參考電 壓產(chǎn)生單元的狀態(tài)，使電路啟動(dòng)的判斷時(shí)間點(diǎn)適當(dāng)?shù)难雍蠖苊猬F(xiàn)有技術(shù)的問題。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
1權(quán)利要求
一種電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，其特征在于，包含一參考電壓產(chǎn)生單元，耦接一驅(qū)動(dòng)電壓，用以產(chǎn)生一參考電壓信號(hào)；一啟動(dòng)保護(hù)單元，接收該參考電壓信號(hào)并于該參考電壓信號(hào)高于代表一元件參數(shù)的一電壓參數(shù)值時(shí)輸出一啟動(dòng)判斷信號(hào)；一啟動(dòng)判斷單元，根據(jù)該啟動(dòng)判斷信號(hào)及該驅(qū)動(dòng)電壓以決定是否產(chǎn)生一啟動(dòng)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，其特征在于，該電壓參數(shù)值為晶體管的一 導(dǎo)通電壓值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，其特征在于，該啟動(dòng)保護(hù)單元包含一晶體 管元件，該晶體管元件包含一控制端、一第一端及一第二端，該控制端耦接該參考電壓產(chǎn)生 單元，該第一端耦接該啟動(dòng)判斷單元，以及該第二端耦接一共同電位。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，其特征在于，該啟動(dòng)判斷單元包含一分壓 器以及一比較器，該分壓器耦接該驅(qū)動(dòng)電壓并產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)，該比較器接收該驅(qū)動(dòng) 分壓信號(hào)及一比較電壓信號(hào)以輸出一比較信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，其特征在于，啟動(dòng)保護(hù)單元更包含一晶體 管開關(guān)耦接該分壓器，于該參考電壓信號(hào)低于該電壓參數(shù)值時(shí)調(diào)整該驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，其特征在于，該啟動(dòng)判斷單元更包含一電 容，該電容耦接該分壓器。
7.一種電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，其特征在于，包含一參考電壓產(chǎn)生單元，耦接一驅(qū)動(dòng)電壓，用以產(chǎn)生一參考電壓信號(hào)；一啟動(dòng)判斷單元，根據(jù)代表該驅(qū)動(dòng)電壓的一電平信號(hào)以決定是否產(chǎn)生一啟動(dòng)信號(hào)；一啟動(dòng)保護(hù)單元耦接該啟動(dòng)判斷單元并根據(jù)該參考電壓信號(hào)以決定是否停止該啟動(dòng) 判斷單元產(chǎn)生該啟動(dòng)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，其特征在于，該啟動(dòng)判斷單元包含一分壓 器以及一比較器，該分壓器耦接該驅(qū)動(dòng)電壓并產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)，該比較器接收該驅(qū)動(dòng) 分壓信號(hào)及一比較電壓信號(hào)以輸出一比較信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，其特征在于，該啟動(dòng)保護(hù)單元根據(jù)該參考 電壓信號(hào)調(diào)整該驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào)的電平。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，其特征在于，啟動(dòng)保護(hù)單元包含一晶體管 開關(guān)耦接該分壓器，于該參考電壓信號(hào)低于一電壓參數(shù)值時(shí)導(dǎo)通該晶體管開關(guān)以調(diào)整該驅(qū) 動(dòng)分壓信號(hào)的電平，于高于該電壓參數(shù)值時(shí)截止該晶體管開關(guān)以停止調(diào)整該驅(qū)動(dòng)分壓信號(hào) 的電平。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，其特征在于，該啟動(dòng)保護(hù)單元包含一晶體 管元件，該晶體管元件包含一控制端、一第一端及一第二端，該控制端耦接該參考電壓產(chǎn)生 單元，該第一端耦接該啟動(dòng)判斷單元，以及該第二端耦接一共同電位。
12.—種控制器，其特征在于，包含一電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，耦接一驅(qū)動(dòng)電壓以產(chǎn)生一參考電壓信號(hào)，并于該參考電壓信號(hào)高 于代表一元件參數(shù)的一電壓參數(shù)值時(shí)，根據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓以決定是否產(chǎn)生一啟動(dòng)信號(hào)；一功能電路，耦接該驅(qū)動(dòng)電壓以接收操作所需的電力，并于接收該啟動(dòng)信號(hào)時(shí)根據(jù)一 預(yù)定功能將至少一輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成至少一輸出信號(hào)輸出。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制器，其特征在于，該電壓偵測(cè)啟動(dòng)器包含一比較器，該 比較器比較代表該驅(qū)動(dòng)電壓的一驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)及一比較電壓信號(hào)以輸出一比較信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制器，其特征在于，該比較器為一遲滯比較器，于該驅(qū)動(dòng) 電壓信號(hào)的電平高于該比較電壓信號(hào)的電平時(shí)調(diào)整該遲滯比較器的遲滯電壓范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電壓偵測(cè)啟動(dòng)器及控制器，所述電壓偵測(cè)啟動(dòng)器，包含一參考電壓產(chǎn)生單元、一啟動(dòng)保護(hù)單元以及一啟動(dòng)判斷單元。該參考電壓產(chǎn)生單元耦接一驅(qū)動(dòng)電壓用以產(chǎn)生一參考電壓信號(hào)。該啟動(dòng)保護(hù)單元接收該參考電壓信號(hào)并于該參考電壓信號(hào)高于代表一元件參數(shù)的一電壓參數(shù)值時(shí)輸出一啟動(dòng)判斷信號(hào)。該啟動(dòng)判斷單元根據(jù)該啟動(dòng)判斷信號(hào)及該驅(qū)動(dòng)電壓以決定是否產(chǎn)生一啟動(dòng)信號(hào)。
文檔編號(hào)H03K17/22GK101854163SQ20091013264
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者簡(jiǎn)煥文, 陳繼明 申請(qǐng)人:登豐微電子股份有限公司