[发明专利]一种电源电压负载转储保护电路

说明书

技术领域

本发明是针对电路芯片上的保护，防止电源瞬变负载突降，在这样的电路中使用装置的结构，以及用于制造这些结构的方法。

背景技术

集成电路器件在电源瞬变时特别容易损坏，除非提供保护电路。在一种最恶劣的被称为“自动的负载突降”的情况下可以被保护。这种情况可以用图1中所提供的曲线图进行说明。

众所周知，在一个基本配置的自动电子系统中，电池和交流发电机并联连接在系统中的各种低电流逻辑电路的输入电源焊盘。交流发电机能产生大的电流对电池进行充电，并提供其他汽车负载。一个“负载突降”事件发生时，发电机的负载断开，例如当电池接头松动或在较不严重的例子中，如当汽车的前灯被关闭。由于交流发电机的电流流过其固有的电感，建立了防止交流发电机的输出电流迅速变化的磁场。当交流发电机的负载突然减小、充电，从而建立在工作电路的V_DD电源焊盘的电压仍然连接到交流发电机的输出。

如该图1所示，电压突然增加，或“负载突降瞬变”，被提供到V_DD电源焊盘在t = 0时。这短暂的时间，可以表示为                                                毫秒。典型的汽车系统中，电压是非常接近电池的，并且随着与电池的距离增加而递减。例如，在发动机舱内瞬态电压可能达到80V，防火墙是60V，在乘客车厢是40V。

很明显，在系统中的逻辑电路必须保持在其正常的工作模式到16V的V_DD电源电压。但是，如果电源电压V_DD上升到高于16V，如负载突降瞬态事件，破坏电路的正常操作是允许的，但是不能引起内部电路的永久的损坏，通过它的输出它不能传递大于20V的电压到系统中的其他电路。当如图1所示，电源电压V_DD返回小于16V，随着时间的推移，该电路必须返回到正常工作。

解决问题的瞬变负载突降的传统方法就是提供一个外部无源元件，布置在电源和工作电路的电源焊垫之间。这通常需要外部阻容网络作为一个滤波器，防止电压激增。另外，一个外部电感器与工作电路串联插入到工作电路，来对抗瞬时的变化引起的瞬态电流。这些解决方案需要额外的元件，从而增加成本和消耗宝贵的系统内部空间。

发明内容

因此，本发明的一个主要目的是提供集成的保护，防止电源瞬变负载突降。

本发明的另一个目的是利用传统的加工技术的独特应用，提供集成的保护电路。

本发明的另一个目的是提供对内部的执行电路的电源瞬变，以及对通过内部电路的输出电压的瞬态提供集成的保护。

负载突降保护电路本发明的这些和其它的目的，优点和特征将被更好地理解，通过结合下面本发明的优选实施例的详细描述、以及结合附图。

本发明的技术解决方案：

根据本发明，保护电路集成了工作在低电流的逻辑电路，这样，工作电路可以体验到V_DD电源瞬变，恢复，然后返回到正常工作而免受永久性损坏。此外，保护电路确保瞬态电压不会通过其输出线到系统数据总线来遍历工作电路。它提供了一个有V_DD16V电平和16V的外部逻辑信号电平的接口，来为集成稳压器和单片上电平转换电路提供进一步的保护。

在本发明的保护电路采用结隔离CMOS器件技术。有厚度约为1000埃栅氧化层的设备是用来提供一个9 - 16V汽车电源线和信号线接口。利用有厚度约400埃栅氧化层的设备提供5V逻辑和处理电路，这些器件均采用集成的5V稳压器。电压减少装置连接在V_DD电源焊盘与运算电路之间，并且运算电路的其余部分用来限制通过运算电路的电压和电流。