基于0.5μmBCD工艺的欠压锁存电路设计

　　随着集成电路技术的发展，对电源管理芯片的开关频率、传输延迟、稳定性、功耗等各种要求越来越高，以保证电源电压在波动的情况下能够可靠的工作。

　　一般的电源芯片上电启动时，电源会通过输入端的等效电阻和电容对其充电，使得电源芯片的电压逐步上升，直到电压上升到芯片的开启电压时电路正常工作。然而若系统的负载电流较大，有可能把电路的电压拉低到开启电压以下，出现一开启就关断的情况。为了保证电路正常进入启动状态并且稳定工作，同时也为了电路工作时电源电压的波动不会对整个电路和系统造成损害，一般使用所谓的欠压锁存(Under Voltage LockOut，UVLO)电路对电源电压实时监控和锁存。

　　传统电源管理类集成电路的欠压锁存电路的设计思路都是由比较器、带隙基准参考电压和一些逻辑部件构成的，其存在响应速度跟不上，功耗大，电路面积太大等问题。针对这些问题，设计一种新的欠压锁存电路，在不使用额外的基准电压源和比较器以及复杂的数字逻辑的情况下，能够达到UVLO的各项指标。它最主要的特点就是具有简单的电路结构、高的反应速度、低的温度敏感性和精准的门限电压，同时版图面积节省、功耗较低。

　　1 应用框图与传统电路结构

　　图1是DC-DC电源管理系统结构图。引脚Vstr直接与220 V交流整流器相连，最大耐压650 V。只要芯片一上电，UVLO电路就实时地对电源电压进行监控。芯片刚上电时，电流通过引脚Vstr给引脚VCC外接电容充电，当充电到芯片预置的开启电压Von时，UVLO电路输出电平发生翻转，芯片内部电路开始工作，Vstr对地短路，芯片电源由辅助变压器对VCC外接电容充电供给。正如上所述，UVLO电路同时设置了一个关闭电压Voff(Voff

　　由此可见，UVLO电路实质上是一个迟滞电压比较器，它必须具备反应速度灵敏，门限电压稳定，滞回区间合理，温度漂移较低等特点。但是许多电源管理类集成电路的欠压锁存电路的设计思路都是由比较器、带隙基准参考电压和一些逻辑部件构成的，如图2所示。不是响应速度跟不上，就是功耗太大，更重要的是这种电路使用带隙基准参考电压源和分压电路，太过于复杂，使得电路面积太大而不利于降低成本。

　　在此提出一种基于0.5μm BCD工艺的UVLO电路，在不使用额外基准电压源和比较器以及复杂数字逻辑的情况下，能够达到UVLO的各项指标，其最主要的特点就是具有简单的电路结构、高反应速度、低温度敏感性和精准的门限电压，同时版图面积节省、功耗较低。