CN104852704A - 静电放电的滤波电路和方法、以及复位电路和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种静电放电(ESD)的滤波电路和方法、以及复位电路和电子设备，该ESD的滤波电路中的第一分流电路与第二分流电路分别分担第一电源信号的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号，所述第一分流电路的电压降恒定，所述第二分流电路为纯阻电路。

Description

静电放电的滤波电路和方法、以及复位电路和电子设备
技术领域
本发明涉及静电放电(ESD，Electro-Static Discharge)技术，尤其涉及一种ESD的滤波电路和方法、以及复位电路和电子设备。
背景技术
ESD是一种客观的自然现象，产生的方式多种，如接触、摩擦等。ESD的特点是高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。
随着电子元件的集成化水平越来越高，ESD对继承电路中电子元件的危害越来越引起产品设计和制造的重视。
在数字电路中，如果在数字电路的电源处出现较高的ESD，容易使数字电路的电源信号产生相对于电源地的较低脉冲尖峰，这将有可能引起数字电路不能正常工作，甚至毁坏。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明主要提供一种ESD的滤波电路和方法、以及复位电路和电子设备。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供的一种ESD的滤波电路，该电路包括：第一分流电路、第二分流电路；其中，
所述第一分流电路与第二分流电路配置为：分别分担第一电源信号的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号，其中，所述第一分流电路的电压降恒定，所述第二分流电路为纯阻电路。
本发明还提供一种ESD的滤波方法，该方法包括：
通过第一分流电路与第二分流电路分担第一电源信号的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号，所述第一分流电路的电压降恒定，所述第二分流电路为纯阻电路；
当ESD使第一电源信号的电压瞬间降低时，第二分流电路在所述瞬间对分担的电流进行限流。
本发明还提供一种复位电路，该电路包括：ESD的滤波电路、复位信号发生电路；其中，
所述ESD的滤波电路包括：第一分流电路、第二分流电路；其中，
所述第一分流电路与第二分流电路配置为：分别分担第一电源信号的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号提供给复位信号发生电路，其中，所述第一分流电路的电压降恒定，所述第二分流电路为纯阻电路；
所述复位信号发生电路，配置为接收第二电源信号为工作电源，在收到复位触发信号时，产生复位信号。
本发明还提供一种电子设备，该电子设备包括：复位电路、至少一个功能电路；其中，
所述复位电路包括：ESD的滤波电路、复位信号发生电路；其中，
所述ESD的滤波电路包括：第一分流电路、第二分流电路；其中，
所述第一分流电路与第二分流电路配置为：分别分担第一电源信号的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号提供给复位信号发生电路，其中，所述第一分流电路的电压降恒定，所述第二分流电路为纯阻电路；
所述复位信号发生电路，配置为接收第二电源信号为工作电源，在收到复位触发信号时，产生复位信号给功能电路；
所述功能电路，配置为执行信号处理，并在接收到复位信号发生电路的复位信号后，对自身电路进行复位。
本发明所提供的ESD的滤波电路和方法、以及复位电路和电子设备，该ESD的滤波电路中的第一分流电路与第二分流电路分别分担第一电源信号的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号，所述第一分流电路的电压降恒定，所述第二分流电路为纯阻电路，这样，当ESD使第一电源信号的电压瞬间降低时，第一分流电路在所述瞬间不分担电流，第二分流电路在所述瞬间对分担的电流进行限流，降低第二电源信号的电压随第一电源信号的电压下降的速度，使第二电源信号不会出现较低的电压尖峰，保证使用所述第二电源信号作为供电电压的数字电路能够正常工作，避免数字电路由于ESD的出现而损坏。
附图说明
图1为本发明实施例提供的ESD的滤波电路的示意图；
图2为本发明实施例提供的ESD的滤波电路的元件连接示意图；
图3为本发明实施例提供的具有限流电阻的ESD的滤波电路的元件连接示意图；
图4为本发明实施例提供的具有滤波电容的ESD的滤波电路的元件连接示意图；
图5为本发明实施例提供的ESD的滤波方法的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的复位电路的示意图；
图7为本发明实施例提供的复位信号发生电路的示意图；
图8为本发明实施例提供的出现-8KV的ESD时ESD的滤波电路和复位电路的仿真结果示意图；
图9为本发明实施例提供的出现+8KV的ESD时ESD的滤波电路和复位电路的仿真结果示意图；
图10为本发明实施例提供的电子设备的结果示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：第一分流电路与第二分流电路分别分担第一电源信号的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号，所述第一分流电路的电压降恒定，所述第二分流电路为纯阻电路，当ESD使第一电源信号的电压瞬间降低时，第一分流电路在所述瞬间不分担电流，第二分流电路在所述瞬间对分担的电流进行限流，降低第二电源信号的电压随第一电源信号的电压下降的速度。
下面通过附图及具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明实施例实现一种ESD的滤波电路，如图1所示，该电路包括：第一分流电路11、第二分流电路12；其中，
所述第一分流电路11与第二分流电路12并联接收第一电源信号pwrp，分别分担第一电源信号pwrp的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号pwr_rc，其中，所述第一分流电路11的电压降恒定，所述第二分流电路12为纯阻电路；
这里，所述第一分流电路11一般由至少一个二极管构成，所述二极管的正极接收第一电源信号，负极为输出端，当有两个以上二极管构成所述第一分流电路11时，各二极管可以采用并联连接；所述二极管一般采用肖特基二极管，肖特基二极管的电压降一般固定在0.15V～0.45V之间；图2中给出了4个肖特基二极管D1、D2、D3、D4并联构成第一分流电路11的实例；
所述第二分流电路12一般由至少一个电阻构成，所述电阻的一端接收第一电源信号，另一端为输出端，当有两个以上电阻构成所述第二分流电路12时，各电阻可以采用并联连接，需要注意的是，各电阻的阻值选取要保证第二分流电路12的电阻值大于第一分流电路11的导通电阻值；图2中给出了2个电阻R1、R2并联构成第二分流电路12的实例；
在图2所示的ESD的滤波电路中，如果第一电源信号pwrp的电压受到ESD影响而瞬间降低时，第一分流电路11的肖特基二极管将不会导通，这样，第一电源信号pwrp的绝大部分电流在所述瞬间会通过第二分流电路12分担，第二分流电路12中的2个电阻R1、R2会对分担的电流进行限流，这样，第二电源信号pwr_rc的电压下降速度将远远低于第一电源信号pwrp在瞬间的电压下降速度，不会出现较低的电压尖峰。
同样的，当图2所示的ESD的滤波电路需要输出大电流的第二电源信号pwr_rc时，比如电路上电时，第一分流电路11的肖特基二极管将分担第一电源信号pwrp的绝大部分电流，保证第二电源信号pwr_rc的电流需求；这里，所述大电流是指大于第一分流电路11的电压降与第二分流电路12的阻值的比值的电流。
在图2所示的ESD的滤波电路的基础上，所述第一分流电路11与所述第二分流电路12之间还可以连接限流元件，如图3所示，所述限流元件为限流电阻R3，所述限流电阻R3可以限制第一分流电路11所能提供的电流大小。
另外，在图2所示的ESD的滤波电路的基础上，所述第二电源信号pwr_rc与电源地之间还可以连接滤波元件，如图4所示，所述滤波元件为电容C1，所述电容C1可以对第二电源信号pwr_rc进行滤波。
基于上述ESD的滤波电路，本发明实施例还提供一种ESD的滤波方法，如图5所示，该方法主要包括以下几个步骤：
步骤101：通过第一分流电路与第二分流电路分担第一电源信号的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号，所述第一分流电路的电压降恒定，所述第二分流电路为纯阻电路；
步骤102：当ESD使第一电源信号的电压瞬间降低时，第二分流电路在所述瞬间对分担的电流进行限流；
该方法中，所述第一分流电路一般由至少一个二极管构成，当有两个以上二极管构成所述第一分流电路时，各二极管可以采用并联连接；所述二极管一般采用肖特基二极管，肖特基二极管的电压降一般固定在0.15V～0.45V之间；
所述第二分流电路一般由至少一个电阻构成，当有两个以上电阻构成所述第二分流电路时，各电阻可以采用并联连接，这里，各电阻的阻值选取要保证第二分流电路的电阻值大于第一分流电路的导通电阻值；
优选的，所述第一分流电路与所述第二分流电路之间还可以通过限流元件限制第一分流电路所能提供的电流大小，所述限流元件可以为限流电阻。
另外，所述第二电源信号与电源地之间还可以连接滤波元件进行滤波，所述滤波元件可以为电容。
该ESD的滤波方法，当第一电源信号的电压受到ESD影响而瞬间降低时，第一分流电路的肖特基二极管将不会导通，这样，第一电源信号的绝大部分电流在所述瞬间会通过第二分流电路分担，第二分流电路中的电阻会对分担的电流进行限流，这样，第二电源信号的电压下降速度将远远低于第一电源信号在瞬间的电压下降速度，不会出现较低的电压尖峰。
基于上述的ESD的滤波电路，本发明实施例还提供一种复位电路，如图6所示，该电路包括：ESD的滤波电路61、复位信号发生电路62；其中，
所述ESD的滤波电路61包括：第一分流电路11、第二分流电路12；其中，
所述第一分流电路11与第二分流电路12并联接收第一电源信号pwrp，分别分担第一电源信号pwrp的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号pwr_rc提供给复位信号发生电路62，其中，所述第一分流电路11的电压降恒定，所述第二分流电路12为纯阻电路；
所述复位信号发生电路62，配置为接收第二电源信号pwr_rc为工作电源，在收到复位触发信号时，产生复位信号。
其中，所述第一分流电路11一般由至少一个二极管构成，所述二极管的正极接收第一电源信号，负极为输出端，当有两个以上二极管构成所述第一分流电路11时，如图2所示，各二极管可以采用并联连接；所述二极管一般采用肖特基二极管，肖特基二极管的电压降一般固定在0.15V～0.45V之间；
所述第二分流电路12一般由至少一个电阻构成，当有两个以上电阻构成所述第二分流电路12时，如图2所示，各电阻可以采用并联连接，需要注意的是，各电阻的阻值选取要保证第二分流电路12的电阻值大于第一分流电路11的导通电阻值。
所述第一分流电路11与所述第二分流电路12之间还可以连接限流元件，如图3所示，所述限流元件为限流电阻R3，所述限流电阻R3可以限制第一分流电路11所能提供的电流大小。
另外，所述第二电源信号pwr_rc与电源地之间还可以连接滤波元件，如图4所示，所述滤波元件为电容C1，所述电容C1可以对第二电源信号pwr_rc进行滤波。
所述复位信号发生电路62，还配置为在自身的复位充电电容与第二电源信号pwr_rc之间串联延时电阻，所述延时电阻延长复位充电电容的充电完成时间，使复位充电电容对第二电源信号pwr_rc相对于电源地的瞬间高电压不敏感；
图7为复位信号发生电路62的一个具体实施例，该复位信号发生电路62包括第一PMOS P1至第九PMOS P9、第一NMOS N1至第九NMOS N9、第五电阻R5至第三十二电阻R32、延时电阻R4、复位充电电容C2；其中，延时电阻R4串联在复位充电电容C2与第二电源信号pwr_rc之间，能够在第二电源信号pwr_rc相对于电源地出现瞬间高电压时，使较小的电流流入复位充电电容C2，延长复位充电电容C2的充电完成时间，防止复位充电电容C2在所述瞬间完成充电，拉高第七PMOS P7和第二NMOS N2的栅极电压，以致在输出端产生低电平的复位信号。
图8给出了出现-8KV的ESD时ESD的滤波电路和复位电路的仿真结果，其中，曲线a表示干扰源的电压，曲线b表示第一电源信号pwrp的电压，曲线c表示第二电源信号pwr_rc的电压，曲线d表示复位电路的输出电压，这里，第一电源信号pwrp的电压在正常情况下为3V，当出现-8KV的ESD时，由于电路寄生电感的影响，干扰源的电压瞬间降到-2V，第一电源信号pwrp的电压在瞬间上升至17V，随后下降到-0.9V，通过ESD的滤波电路的滤波后，第二电源信号pwr_rc仅在瞬间上升至10.5V，随后回落为正常的2.6V左右，复位电路的输出电压在瞬间有10.5V左右的电压尖峰，但并没有接近0V左右的低电平电压尖峰出现，也即不会误产生复位信号。
图9给出了出现+8KV的ESD时ESD的滤波电路和复位电路的仿真结果，其中，曲线a表示干扰源的电压，曲线b表示第一电源信号pwrp的电压，曲线c表示第二电源信号pwr_rc的电压，曲线d表示复位电路的输出电压，这里，第一电源信号pwrp的电压在正常情况下为3V，当出现+8KV的ESD时，由于电路寄生电感的影响，干扰源的电压瞬间上升至22.5V，第一电源信号pwrp的电压在瞬间下降到-1.05V，通过ESD的滤波电路的滤波后，第二电源信号pwr_rc仅在瞬间下降至2.25V，不会影响使用所述第二电源信号pwr_rc作为供电电压的数字电路的正常工作，复位电路的输出电压在瞬间下降到2.25V左右，并没有接近0V左右的低电平电压尖峰，也即不会误产生复位信号。
基于上述复位电路，本发明实施例还提供一种电子设备，如图10所示，该电子设备包括：复位电路101、至少一个功能电路102；其中，
所述复位电路101包括：ESD的滤波电路61、复位信号发生电路62；其中，
所述ESD的滤波电路61包括：第一分流电路11、第二分流电路12；其中，
所述第一分流电路11与第二分流电路12并联接收第一电源信号pwrp，分别分担第一电源信号pwrp的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号pwr_rc提供给复位信号发生电路62，其中，所述第一分流电路11的电压降恒定，所述第二分流电路12为纯阻电路；
所述复位信号发生电路62，配置为接收第二电源信号pwr_rc为工作电源，在收到复位触发信号时，产生复位信号给功能电路102；
这里，所述滤波后的第二电源信号pwr_rc还可以传输给至少一个功能电路102，向所述功能电路102提供电源。
所述功能电路102，配置为执行信号处理，并在接收到复位信号发生电路62的复位信号后，对自身电路进行复位；所述功能电路102可以是数模转换电路、模数转换电路、CPU、信号发生器等用于实现具体功能的电路；所述执行信号处理可以是进行数模转换、模数转换、信号检测与计算等。
其中，所述第一分流电路11一般由至少一个二极管构成，所述二极管的正极接收第一电源信号，负极为输出端，当有两个以上二极管构成所述第一分流电路11时，如图2所示，各二极管可以采用并联连接；所述二极管一般采用肖特基二极管，肖特基二极管的电压降一般固定在0.15V～0.45V之间；
所述第二分流电路12一般由至少一个电阻构成，当有两个以上电阻构成所述第二分流电路12时，如图2所示，各电阻可以采用并联连接，需要注意的是，各电阻的阻值选取要保证第二分流电路12的电阻值大于第一分流电路11的导通电阻值。
所述第一分流电路11与所述第二分流电路12之间还可以连接限流元件，如图3所示，所述限流元件为限流电阻R3，所述限流电阻R3可以限制第一分流电路11所能提供的电流大小。
另外，所述第二电源信号pwr_rc与电源地之间还可以连接滤波元件，如图4所示，所述滤波元件为电容C1，所述电容C1可以对第二电源信号pwr_rc进行滤波。
所述复位信号发生电路62，还配置为在自身的复位充电电容与第二电源信号pwr_rc之间串联延时电阻，所述延时电阻延长复位充电电容的充电完成时间，使复位充电电容对第二电源信号pwr_rc相对于电源地的瞬间高电压不敏感。
本发明实施例的技术方案，ESD的滤波电路中的第一分流电路的电压降恒定，所述第二分流电路为纯阻电路，这样，当ESD使第一电源信号的电压瞬间降低时，第一分流电路在所述瞬间不分担电流，第二分流电路在所述瞬间对分担的电流进行限流，降低第二电源信号的电压随第一电源信号的电压下降的速度，使第二电源信号不会出现较低的电压尖峰，保证使用所述第二电源信号作为供电电压的数字电路能够正常工作；并且复位电路通过增加延时电阻延长复位充电电容的充电完成时间，使复位充电电容对第二电源信号相对于电源地的瞬间高电压不敏感，不会误产生复位信号。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (26)

1.一种静电释放(ESD)的滤波电路，其特征在于，该电路包括：第一分流电路、第二分流电路；其中，
所述第一分流电路与第二分流电路配置为：分别分担第一电源信号的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号，其中，所述第一分流电路的电压降恒定，所述第二分流电路为纯阻电路。
2.根据权利要求1所述的滤波电路，其特征在于，所述第一分流电路包括至少一个二极管，所述二极管的正极接收第一电源信号，负极为输出端；
所述第二分流电路包括至少一个电阻，所述电阻的一端接收第一电源信号，另一端为输出端。
3.根据权利要求2所述的滤波电路，其特征在于，所述第一分流电路包括两个以上二极管时，各二极管并联连接；
所述第二分流电路包括两个以上电阻时，各电阻采用并联连接。
4.根据权利要求2所述的滤波电路，其特征在于，所述二极管为肖特基二极管。
5.根据权利要求1所述的滤波电路，其特征在于，该电路还包括限流元件，所述限流元件连接在所述第一分流电路与所述第二分流电路之间，配置为限制第一分流电路所能提供的电流大小。
6.根据权利要求5所述的滤波电路，其特征在于，该电路还包括滤波元件，所述滤波元件连接在第二电源信号与电源地之间，配置为对第二电源信号进行滤波。
7.一种ESD的滤波方法，其特征在于，该方法包括：
通过第一分流电路与第二分流电路分担第一电源信号的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号，所述第一分流电路的电压降恒定，所述第二分流电路为纯阻电路；
当ESD使第一电源信号的电压瞬间降低时，第二分流电路在所述瞬间对分担的电流进行限流。
8.根据权利要求7所述的滤波方法，其特征在于，所述第一分流电路由至少一个二极管构成，所述二极管的正极接收第一电源信号，负极为输出端；
所述第二分流电路由至少一个电阻构成，所述电阻的一端接收第一电源信号，另一端为输出端。
9.根据权利要求8所述的滤波方法，其特征在于，所述第一分流电路由两个以上二极管构成时，各二极管并联连接；
所述第二分流电路由两个以上电阻构成时，各电阻采用并联连接。
10.根据权利要求9所述的滤波方法，其特征在于，所述二极管为肖特基二极管。
11.根据权利要求7所述的滤波方法，其特征在于，该方法还包括：在所述第一分流电路与所述第二分流电路之间连接限流元件，限制第一分流电路所能提供的电流大小。
12.根据权利要求11所述的滤波方法，其特征在于，该方法还包括：在所述第二电源信号与电源地之间连接滤波元件，对第二电源信号进行滤波。
13.一种复位电路，其特征在于，该电路包括：ESD的滤波电路、复位信号发生电路；其中，
所述ESD的滤波电路包括：第一分流电路、第二分流电路；其中，
所述第一分流电路与第二分流电路配置为：分别分担第一电源信号的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号提供给复位信号发生电路，其中，所述第一分流电路的电压降恒定，所述第二分流电路为纯阻电路；
所述复位信号发生电路，配置为接收第二电源信号为工作电源，在收到复位触发信号时，产生复位信号。
14.根据权利要求13所述的复位电路，其特征在于，所述第一分流电路包括至少一个二极管，所述二极管的正极接收第一电源信号，负极为输出端；
所述第二分流电路包括至少一个电阻，所述电阻的一端接收第一电源信号，另一端为输出端。
15.根据权利要求14所述的复位电路，其特征在于，所述第一分流电路包括两个以上二极管时，各二极管并联连接；
所述第二分流电路包括两个以上电阻时，各电阻采用并联连接。
16.根据权利要求14所述的复位电路，其特征在于，所述二极管为肖特基二极管。
17.根据权利要求13所述的复位电路，其特征在于，所述ESD的滤波电路还包括限流元件，所述限流元件连接在所述第一分流电路与所述第二分流电路之间，配置为限制第一分流电路所能提供的电流大小。
18.根据权利要求17所述的复位电路，其特征在于，所述ESD的滤波电路还包括滤波元件，所述滤波元件连接在第二电源信号与电源地之间，配置为对第二电源信号进行滤波。
19.根据权利要求13所述的复位电路，其特征在于，所述复位信号发生电路，还配置为在自身的复位充电电容与第二电源信号之间串联延时电阻。
20.一种电子设备，其特征在于，该电子设备包括：复位电路、至少一个功能电路；其中，
所述复位电路包括：ESD的滤波电路、复位信号发生电路；其中，
所述ESD的滤波电路包括：第一分流电路、第二分流电路；其中，
所述第一分流电路与第二分流电路配置为：分别分担第一电源信号的电流，并将分担的电流汇总形成滤波后的第二电源信号提供给复位信号发生电路，其中，所述第一分流电路的电压降恒定，所述第二分流电路为纯阻电路；
所述复位信号发生电路，配置为接收第二电源信号为工作电源，在收到复位触发信号时，产生复位信号给功能电路；
所述功能电路，配置为执行信号处理，并在接收到复位信号发生电路的复位信号后，对自身电路进行复位。
21.根据权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述第一分流电路包括至少一个二极管，所述二极管的正极接收第一电源信号，负极为输出端；
所述第二分流电路包括至少一个电阻，所述电阻的一端接收第一电源信号，另一端为输出端。
22.根据权利要求21所述的电子设备，其特征在于，所述第一分流电路包括两个以上二极管时，各二极管并联连接；
所述第二分流电路包括两个以上电阻时，各电阻采用并联连接。
23.根据权利要求21所述的电子设备，其特征在于，所述二极管为肖特基二极管。
24.根据权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述ESD的滤波电路还包括限流元件，所述限流元件连接在所述第一分流电路与所述第二分流电路之间，配置为限制第一分流电路所能提供的电流大小。
25.根据权利要求24所述的电子设备，其特征在于，所述ESD的滤波电路还包括滤波元件，所述滤波元件连接在第二电源信号与电源地之间，配置为对第二电源信号进行滤波。
26.根据权利要求20所述的电子设备，其特征在于，所述复位信号发生电路，还配置为在自身的复位充电电容与第二电源信号之间串联延时电阻。
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