用于减少电流消耗的分层电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于集成电路(1C)的电源。
【背景技术】
[0002]集成电路可具有不同的模拟和/或数字功能，而这需要提供可能具有不同电压的电能。为不同的模拟和/或数字功能提供电能的可行方法为使用专用电源转换器，该专用电源转换器用于为不同的模拟和/或数字功能提供具有不同电压的电能。然而电源转换器的使用导致了集成电路的空间需求的增加。此外，电源转换器的使用导致了集成电路的能量消耗的增加。
[0003]本发明解决了提供一种电源效率高且成本效率高的集成电路的技术问题，该集成电路根据不同的能量需求，包括多种不同的模拟和/或数字功能。
【发明内容】
[0004]根据本发明的一方面，描述了一种电路布局(例如电源和多个能量消耗电路)。该电路布局可以是集成电路。例如，该电路布局包括用于发光二极管的驱动电路。该电路布局包括第一电容和第二电容，该第一电容和该第二电容在高电位(例如供电电压Vcc)与低电位(例如接地电压)之间串联连接。此外，该电路布局包括第一能量消耗电路(例如数字电路)，该第一能量消耗电路与该第一电容并联连接。该第一能量消耗电路以第一电压消耗电能。该第一能量消耗电路包括一个或多个电子组件，举例说明，如逻辑门的数字组件，其中该一个或多个电子组件以第一电压操作。
[0005]此外，该电路布局包括第二能量消耗电路(例如模拟电路)，该第二能量消耗电路与该第二电容并联连接。该第二能量消耗电路以第二电压消耗电能。该第二能量消耗电路包括一个或多个电子组件，举例说明，如模拟运算放大器或比较器的模拟组件，其中该一个或多个电子组件以第二电压操作。
[0006]该第一和第二电压满足:该第一电压和该第二电压的和的大小小于或等于该高电位与该低电压的绝对差。
[0007]此外，该电路布局包括电压设定装置，该电压设定装置用于根据第一电压设定第一电容处的电压，并根据第二电压设定第二电容处的电压。因此，可以高电源效率和高成本效率的方式为第一和第二能量消耗电路提供电能。
[0008]该电压设定装置包括与该第一电容并联的第一限压元件和/或与该第二电容并联的第二限压元件。该第一限压元件具有对应于第一电压的第一击穿电压，并且/或者该第二限压元件具有对应于第二电压的第二击穿电压。这些限压元件可分别包括一个或多个稳压二极管。
[0009]该电路布局还可包括用于生成经过第一和/或第二限压元件的电流的电流源。替换性或者附加性地，该电流源可用于控制提供到第一能量消耗电路和第二能量消耗电路的电流。电流源可与串联连接的第一限压元件(与第一能量消耗电路并联)以及第二限压元件(与第二能量消耗电路并联)串联连接。因此，电流源可用于控制流入电路布局的总电流。
[0010]电路布局可包括用于测量经过第一和/或第二限压元件的电流的装置(例如在第一和/或第二限压元件上使用分流电阻)。电流源可用于根据测得的通过第一和/或第二限压元件的电流，控制电流源提供的电流。特别地，对总电流的控制满足测得的通过第一和/或第二限压元件的电流基本为零。因此，可以以有效地方式为第一和第二能量消耗电路提供电源。
[0011]电压设定装置可包括用于设定第一电容上端处的第一输出电压的第一稳压器。替换性或者附加性地，该电压设定装置可包括用于设定第二电容上端处的第二输出电压的第二稳压器，其中第一电容的下端连接到第二电容的上端。因此，可利用一个或多个稳压器设定第一和/或第二能量消耗电路处的电压电平。
[0012]第二电容的下端可连接到第二电位，而第一稳压器和第二稳压器分别位于高电位和低电位之间。第一输出电压(由第一稳压器提供)大于或等于第一电压和第二电压的和。第二输出电压(由第二稳压器提供)大于或等于第二电压。
[0013]电压设定装置包括用于将第二电容的电压设定和/或限制为第二电压的并联调整器。
[0014]替换性或附加性地，电压设定装置包括串联连接的第一电压源和第二电压源。该第一电压源可用于以第一电压提供电能，并且/或者第二电压源用于以第二电压提供电能。另外，电压设定装置可包括连接到第一电压源的高侧端口(位于该电流镜的一侧)并且连接到第一能量消耗电路的高侧端口(位于该电流镜的另一侧)的第一电流镜。此外，电压设定装置可包括连接到第二电压源的高侧端口(位于该电流镜的一侧)并且连接到第二能量消耗电路的高侧端口(位于该电流镜的另一侧)的第二电流镜。
[0015]电路布局还包括用于在第一能量消耗电路的第一参考电平和第二能量消耗电路的第二参考电平之间提供双向电平转移的电路。可相对于第一参考电平提供第一电压，并且/或者相对于第二参考电平提供第二电压。
[0016]根据另一方面，描述了向第一能量消耗电路和第二能量消耗电路提供电能的方法。该第一能量消耗电路以第一电压消耗电能，而第二能量消耗电路以第二电压消耗电能。该方法包括:在高电位和低电位之间串联连接第一电容和第二电容，其中该第一电压和第二电压的和的大小小于或等于高电位和低电位之间的绝对差。此外，该方法包括:第一能量消耗电路与第一电容并联连接;第二能量消耗电路与第二电容并联连接。另外，该方法包括:根据第一电压设定第一电容的电压;并且根据第二电压设定第二电容的电压。
[0017]应该说明，本文中描述的方法和系统及其优选实施例可单独应用，或者与文中公开的其他方法和系统结合应用。此外，对系统中描述的特征同样适用于对应的方法。此外，文中描述的方法和系统中的所有方面都可以任意组合。具体地，权利要求的特征可以以任何方式互相结合。
[0018]在本文中，术语“连接”或“被连接”表示元件彼此电气连通，包括直接连接，例如通过电线，或者其他方式的连接。
【附图说明】
[0019]下文结合附图对本发明进行解释，其中:
[0020]图1描述了一种示例性的集成电路的方块图；
[0021 ]图2描述了另一种示例性的集成电路的方块图；
[0022]图3描述了一种包括并联调整器的示例性的集成电路的方块图；
[0023]图4描述了另一种包括并联调整器的示例性的集成电路的方块图；
[0024]图5显示了用于为第一和第二能量消耗电路提供电能的示例性的方法的流程图；以及
[0025]图6显示了用于为多个能量消耗电路提供能量的示例性的电源串/分层电源。
【具体实施方式】
[0026]如上文指出，本发明解决了以高电源效率的方式为集成电路中的不同功能或电路提供电能的技术问题。在本说明书中，图1显示了集成电路100的方块图，该集成电路100包括数字功能或数字电路113，以及模拟功能或模拟电路123。该数字电路113以第一电压114消耗电能，而模拟电路123以第二电压124消耗电能。该数字电路113可包括一个或多个逻辑组件(例如逻辑门)，而模拟电路123可包括一个或多个模拟组件(例如运算放大器或比较器)。
[0027]电路100包括电源串，该电源串位于高电位131(例如供电电压Vcc，如Vcc = 12V)和低电位132(如接地电压)之间。本文所指的高电位131也被称为第一电位，而低电位132也被称为第二电位。该电源串包括电流源101，该电流源101用于控制经过该电源串的电流104。该电源串还包括与数字电路113并联连接的第一稳压二极管112，以及与模拟电路123并联连接的第二稳压二极管122。稳压二极管112、122呈现出的击穿电压分别对应于第一电压114和第二电压124。因此，可以确保以有效的方式为各个电路113、123设定正确的供电电压。
[0028]第一电容111可与数字电路113并联连接，而第二电容121可与模拟电路123并联