用于在动态功率崩溃期间保存旁路电容器中所储存的能量的方法和设备的制作方法

文档序号:7423173
专利名称:用于在动态功率崩溃期间保存旁路电容器中所储存的能量的方法和设备的制作方法
技术领域
本发明大体上涉及集成电路和处理系统中的功率控制领域,且更具体地说,涉及 在动态功率崩溃期间保存旁路电容器中所储存的能量。
背景技术
许多便携式产品(例如手机、膝上型计算机、个人数据助理(PDA)等)利用处理器 执行程序,例如通信和多媒体程序。用于此些产品的处理系统可包含用于处理指令和数据 的处理器复合体。此些便携式产品、其它个人计算机等的功能复杂性要求高性能处理器和 存储器。同时,便携式产品具有呈电池形式的有限能量源,且通常被要求以减小的功率电平 提供高处理性能,以满足功能要求且增加电池寿命。还正在开发许多个人计算机,以便以低 功率耗用提供高性能,以减少总体能量消耗。在电子复合体内部的是可仅针对特定功能而操作的电路和子系统,例如用于图像 和视频处理、音频处理、通信信号处理和不要求连续操作的功能的子系统。通过将电子复合 体划分成多个起作用功率域,各种电路和子系统可被分开供电,且当目前不需要特定功率 域的功能操作时,可使电源电压崩溃。每一起作用功率域可使用旁路电容器,以便减少电源电压上的噪声。使电源电压 崩溃的一个结果是当功率域被向上带回到操作电压电平时,旁路电容被放电,进而要求额 外的功率使用以对这些旁路电容器进行充电。

发明内容
本发明认识到,降低处理器复合体中的功率要求对便携式应用来说且通常对减少 处理系统中的功率使用来说是重要的。还认识到,在电源电压崩溃时保存旁路电容器中所 储存的能量减少了对旁路电容器进行再充电的需要,进而节省电力。为了此些目的,本发明 的实施例解决一种用以节省便携式装置中的电力的设备。所述设备包含旁路电容器;电 源,其具有可切换的输出电源电压;所述便携式装置的负载电路,其耦合到所述输出电源电 压,且使所述旁路电容器可操作以对所述输出电源电压进行滤波。晶体管开关可操作以在 所述晶体管开关被停用时使所述旁路电容器的经由所述负载电路的放电路径去耦。另外, 控制器可操作以断开输出电源电压和晶体管开关,以便保存旁路电容器中所储存的能量。另一实施例解决一种保存便携式装置中的负载电路的旁路电容器中所储存的能 量的方法。断言去往负载电路的第一信号,以使负载电路保持在复位状态。在第一信号的 断言后的第一时间周期之后,停用用以向负载电路供应电压的电压源。在第一信号的断言 后的第二时间周期之后,使旁路电容器从负载电路去耦,以使旁路电容器的经由负载电路 的放电减到最少。通过此过程,旁路电容器中所储存的能量得以保存。又一实施例解决一种用于保存与便携式装置中的电路的多个功率域相关联的多 个旁路电容器中所储存的能量的方法。针对一个或一个以上功率域单独地产生一个或一个以上掉电事件。响应于掉电事件而使待掉电的所述一个或一个以上功率域保持在受控非起 作用状态。使与待掉电的所述一个或一个以上功率域相关联的旁路电容器从其相关联的负 载去耦,且停用去往待掉电的所述一个或一个以上功率域的电源电压。应理解,所属领域的技术人员从以下具体实施方式
中将容易明白本发明的其它实 施例,在具体实施方式
中仅以说明方式展示并描述本发明的各种实施例。如将认识到,本发 明能够具有其它和不同实施例,且其若干细节能够在各个其它方面进行修改,所有这些都 不脱离本发明。因此,附图和具体实施方式
将被视为本质上是说明性的而不是限制性的。


图1说明无线通信系统;图2是可用于移动装置(例如移动电话)中的旁路电荷节省(BCS)电路的示范性 第一实施例;图3说明图2的BCS电路的信号操作的第一时序图;图4说明图2的BCS电路的信号操作的第二时序图;图5是BCS电路的示范性第二实施例;图6说明图5的BCS电路的信号操作的时序图;图7是BCS电路的示范性第三实施例;图8是BCS电路的示范性第四实施例;图9A是控制器子系统的示范性第一实施例;图9B是控制器子系统的示范性第二实施例;图9C说明图9A的控制器子系统的信号操作的示范性时序图;图10是多BCS电路的示范性实施例;图11是控制器子系统的示范性第三实施例;以及图12是BCS电路的操作的流程图。
具体实施例方式下文结合附图而陈述的具体实施方式
既定作为对本发明的各种示范性实施例的 描述,而不希望表示可实践本发明的仅有实施例。
具体实施方式
出于提供对本发明的全面 理解的目的而包含具体细节。然而,所属领域的技术人员将明白,本发明可在没有这些具体 细节的情况下实践。在一些例子中,为了避免模糊本发明的概念而以框图形式展示众所周 知的结构和组件。图1说明可有利地使用本发明的实施例的示范性无线通信系统100。出于说明的 目的,图1展示三个远程单元120、130和150以及两个基站140。将认识到,常见的无线通 信系统可具有更多的远程单元和基站。远程单元120、130和150包含硬件组件、软件组合 或两者,如分别由组件125A、125C和125B表示,其已适合于如下文进一步论述那样体现本 发明。图1展示从基站140到远程单元120、130和150的前向链路信号180,以及从远程单 元120、130和150到基站140的反向链路信号190。在图1中,将远程单元120展示为移动电话,将远程单元130展示为便携式计算 机,且将远程单元150展示为无线本地回路系统中的固定位置远程单元。举例来说,远程单
5元可替代地为手机、寻呼机、步话机、手持式个人通信系统(PCS)单元、便携式数据单元(例 如个人数据助理)或固定位置数据单元(例如读表设备)。尽管图1说明根据本发明教示 的远程单元,但本发明不限于这些示范性所说明单元。本发明的实施例可合适地用于具有 可切换电压源以及带有一个或一个以上旁路电容器的负载电路的任何装置中,例如可用以 将电力供应到处理器及其支持的外围装置。图2是可用于远程单元120 (例如移动电话)中的旁路电荷节省(BCS)电路200 的示范性第一实施例。BCS电路200包括电源(例如电池204)、电压调节器206、晶体管开 关208、负载电路210 (例如处理器复合体)、一个或一个以上旁路电容器(例如旁路电容 器212和214)以及控制器216。电池204将电压220供应到电压调节器206,其产生可切 换地控制且调节的电源电压222,所述电源电压222通过晶体管开关208耦合到负载电路 210。旁路电容器212和214对电源电压222进行滤波,以使对负载电路210的噪声干扰 减到最少。举例来说,旁路电容器212和214可具有46微法(yF)的组合电容。在另一实 例中,可使用两个以上旁路电容器,例如使用四个旁路电容器,其具有电容值22 yFdZiiF、 4. 7 ii F和4. 7 ii F。控制器216向负载电路210提供功率复位信号224,向电压调节器206 提供电压调节器(Vreg)启用信号226,且向晶体管开关208提供旁路信号230。晶体管开 关208用以在功率可能崩溃时保存旁路电容器212和214上所储存的能量,以在可能不需 要负载电路210操作时节省电力。通过控制功率复位信号224、电压调节器启用信号226和 旁路信号230之间的时序,控制器216能够控制旁路电容器212和214中所贮存的能量的 量。还请注意,电压调节器206可控制电源电压222,以限制去往负载电路210以及旁路电 容器212和214的浪涌电流。控制器216被单独地供应独立于电源电压222的电力,且使负载电路210保持复 位,直到负载电源电压232已达到足够的电压电平以适当地操作负载电路210为止。电池 204可具有不同类型,例如可再充电电池。请进一步注意,电压调节器206可从在便携式 装置外部的电压供应接收输入电压,其中所述输入电压具有与经再充电电池相同的电压电平。图3说明图2的BCS电路200的信号操作的第一时序图300。第一时序图300说 明(例如)接通去往负载210的电压;操作所述负载达一时间周期;且接着断开去往负载 210的电压。在图3中所描绘的实例情形中,当接通去往负载210的电压时,旁路电容器212 和214被充电,且当断开去往负载210的电压时,旁路电容器212和214被允许放电。在使去往负载电路210的电源电压232升高之前,控制器216断言功率复位信号 224 (以高电压电平且以相对时间零展示),以使负载电路210保持在复位状态,直到负载电 源电压232达到正常操作电压电平为止。控制器216接着断言电压调节器(Vreg)启用信 号226,其致使电压调节器使其输出电压斜坡上升到所要电压。一般来说,电压调节器206 如受外部信号(例如Vreg启用信号226)控制而接通或断开。在一种实例情形下,控制器 还在与Vreg启用信号226同时使旁路信号230升高。在负载电源电压232已达到正常操 作电压电平之后,控制器216断开复位信号,进而启用负载电路210的操作。可通过测量(例如)标记为232的点处的电压或通过分配通常解决使电源电压升 高的时间302来确定负载电源电压232处于正常操作电压电平。负载电路210可接着操作 达时间周期304,直到确定应断开去往负载电路210的电力为止,例如直到不需要负载电路210的功能时为止。为了断开负载电源电压232,首先断言功率复位信号224,且在时间周期 306之后,断开Vreg启用信号226。响应于Vreg信号226被断开,电压调节器206断开,且 保持在旁路电容器212和214中的电压经由负载电路210耗散。耗散曲线308类似于指数 放电曲线,但所述放电曲线可依据负载电路210中所使用的电路而变化。另外,控制信号电 压224和230可能因与控制信号一起使用(例如在信号与电压域交叉时使用)的箝位电路 或其它电路而随负载电源电压232而衰减。当负载电路210重新接通时,旁路电容器212 和214将再充电,且请注意,旁路电容器的充电可占BCS电路200中所利用的电力的百分之 一或更多。图4说明图2的BCS电路200的信号操作的第二时序图400。第二时序图400说 明(例如)依据负载电路的利用率而接通和断开去往负载210的电压,以便在不需要负载 电路210的操作时保存电力。举例来说,如果负载电路210是组成装置的多个处理器复合 体中的一者,例如图1的远程单元120,且负载电路210支持特定功能,例如来自远程单元 120上的相机的图像处理,那么(例如)电力可在相机快拍之间循环到负载电路210。在 使电源电压222升高且启用到达负载电路210的耦合之前,控制器216激活功率复位信号 224,以使负载电路210保持在复位状态,直到负载电源电压232达到正常操作电压电平为 止。控制器216接着断言电压调节器(Vreg)启用信号226,以接通电源电压222并将电源 电压222带到线上。控制器216还激活旁路信号230,以接通晶体管开关208,从而使负载 电源电压232升高。在负载电源电压232已达到正常操作电压电平之后,控制器216断开 功率复位信号224,进而启用负载电路210的操作。可通过测量(例如)标记为232的负载电源电压点处的电压或通过分配通常解决 使电源电压升高的时间周期402来确定负载电源电压232处于正常操作电压电平。负载电 路210接着可操作达时间周期404,直到负载电路210或替代电路(未图示)确定应断开去 往负载电路210的电力为止。举例来说,在替代实施例中,负载电路210可断言去往控制器 216的掉电请求信号236,以指示可断开去往负载电路210的电力。在此替代实施例中,负 载电路210可由处理器复合体组成,当所述处理器复合体处于闲置操作状态时,所述处理 器复合体断言掉电请求信号236。为了断开负载电源电压232,断言功率复位信号224,且在第一时间周期406后,断 开旁路信号230,且在第二时间周期408之后,还断开Vreg启用信号226。此时,晶体管开 关208和电压调节器206两者均已断开,且旁路电容器212和214中所储存的能量得以保 存。通过控制功率复位信号224、电压调节器启用信号226和旁路信号230之间的时序,控 制器216能够控制旁路电容器中所贮存的能量的量。举例来说,如果Vreg启用信号226在 旁路信号230被断开之前被断开,那么旁路电容器212和214可开始放电。如果断开Vreg 启用信号226与旁路信号230之间的时间保持较短,那么甚至在此情形下也可能丢失旁路 电容器中所储存的仅最少能量,且仍提供能量保存的优点。在晶体管开关208断开之后,负载电源电压232经由负载电路210而耗散,如由耗 散曲线412所示。电源电压222的耗散曲线414随晶体管开关208和电压调节器206的内 部电路的非理想特性、旁路电容器212和214的总电容以及电容器的自耗散而变。不具有 放电路径的旁路电容器可使电压值保持接近正常操作电压达2秒或2秒以上,进而保存其 中所储存的能量。负载电路210的操作特性可使得其在小于2秒的时间周期(例如时间周期416)中被接通和断开。通过节省旁路电容器上所储存的能量,可节省BCS电路200中所 利用的功率的百分之一或更多。图5是BCS电路500的示范性第二实施例。BCS电路500类似于图2的BCS电路 200,不同点之一是用以中断旁路电容器的放电路径的晶体管开关的放置。在BCS电路200 中,放置晶体管开关208以通过使电源电压222与负载电路210去耦来可控制地使旁路电 容器的放电路径去耦。在BCS电路500中,放置晶体管开关508以通过使耦合到电源电压 522的旁路电容器去耦来可控制地使旁路电容器的放电路径去耦。一般来说,BCS电路500 可具有电压源(例如电池504)、电压调节器506、负载电路510、控制器516以及晶体管开关 508,如对于BCS电路500的实施方案来说为适当的。图6说明图5的BCS电路500的信号操作的时序图600,其展示电源电压522和 旁路电压532与控制器516所提供的时序信号之间的关系。在图5中,功率复位信号524、 Vreg启用信号526和旁路信号530的时序类似于图4的时序图400中所说明的时序。如图 6中所说明,电源电压522通常遵循指数曲线(例如耗散曲线602)而放电,而旁路电压532 在时间周期614期间保持接近于原始电源电压,如用耗散曲线612所说明。旁路电压532 的耗散曲线612主要随晶体管开关508的非理想特性、旁路电容器512和514的总电容以 及电容器的自耗散而变。图7是示范性第三实施例BCS电路700。BCS电路700类似于图2的BCS电路200, 不同点之一是用以中断旁路电容器的放电路径的晶体管开关的放置。举例来说,一些晶体 管开关在与较低电压相对的较高电压下更高效地操作。对于此晶体管开关,可使用BCS电 路200。对于在较低电压下更高效地操作的晶体管,可使用BCS电路700。将晶体管开关 708放置在负载电路710的“底部”,以可控制地使接地连接与负载电路710去耦。通过使 接地连接与负载电路710去耦,晶体管开关708还针对旁路电容器712和714中所储存的 能量使旁路电容器的放电路径去耦。在图7中,功率复位信号724、Vreg启用信号726和旁 路信号730的时序仍类似于图4的时序图中所说明的对应信号时序。电源电压722如图4 中所说明以类似方式遵循图2的电源电压222的时序。一般来说,BCS电路700可具有电 压源(例如电池704)、电压调节器706、负载电路710、控制器716以及晶体管开关708,如 对于BCS电路700的实施方案来说为适当的。图8是BCS电路800的示范性第四实施例。BCS电路800类似于图2的BCS电路 200,不同点之一是用以中断旁路电容器的放电路径的晶体管开关的放置。在BCS电路800 中,放置晶体管开关808,以通过使接地连接与电容器去耦来可控制地使旁路电容器的放电 路径去耦。在图8中,功率复位信号824、Vreg启用信号826和旁路信号830的时序类似于 图4中所示的对应信号的时序图。电源电压822如图4中所示以类似方式遵循图2的电源 电压222的时序。当晶体管开关808断开时,信号点834转变为负电压,其在量值上与在将 电力供应到负载电路810时的电源电压822相当。一般来说,BCS电路800可具有电压源 (例如电池804)、电压调节器806、负载电路810、控制器816以及晶体管开关808,如对于 BCS电路800的实施方案来说为适当的。控制器216、516、716和816中的每一者提供时间信号序列,其控制去往负载的复 位信号、电压调节器的启用以及旁路电容的耦合。所涉及的控制信号之间的时间延迟的值 取决于电压调节器、负载电路和旁路电容的细节。控制器的目的之一是在适当的时间序列中提供一组控制信号,以用于控制去往负载电路的电源电压的加电和掉电转变以保存电 力。可以许多种方式来实施控制器的控制功能。举例来说,可将所述控制功能实施为在单 独处理器上运行的软件控制器算法,所述处理器保持被加电以控制特定负载电路的电力排 序。或者,可使用非可编程电路元件(例如比较器、电感器、电阻器、电容器和逻辑门)来实 施控制器。而且,控制器可由与用于每一负载电路的控制器分开的电压调节器供电。控制 器可替代地直接靠电池供电,且由可靠典型的电池电压(例如3. 4伏到4. 4伏)操作的模 拟和数字电路组成。图9A是控制器子系统900的示范性第一实施例。第一控制器子系统900由电压 调节器902和控制器电路904(例如控制器216、516、716和816)组成。控制器电路进一步 包括三个循序耦合的延迟元件(延迟T1906、延迟T2908以及延迟T3910)和逻辑门(“与 非”门912、“或”门914和“与”门916)。为了操作控制器电路904,源电压918由电池提供,例如如用于电压调节器902的 电源,其向控制器电路904提供电源电压920。控制器电路904从单独电路接收功率控制 信号922,所述单独电路在控制器电路904的控制下起始特定负载电路的加电和掉电序列。 功率控制信号922前进通过三个延迟元件,从而产生延迟T1信号924、延迟T2信号926和 延迟T3信号928。“与非”门912接收功率控制信号922和延迟T3信号928作为输入,以 产生功率复位信号930,例如图2的功率复位信号224。“或”门914接收延迟T1信号924 和延迟T2信号926作为输入,以产生电压调节器(Vreg)启用信号932,例如图2的Vreg启 用信号226。“与”门916接收延迟T1信号924和延迟T2信号926作为输入,以产生旁路 信号934,例如图2的旁路信号230。图9B是控制器子系统940的示范性第二实施例。第二控制器子系统940由电压 调节器942和控制器电路944组成。控制器电路944进一步包括三个并联延迟元件(延迟 T1 946、延迟T2 948以及延迟T3 950)和逻辑门(“与非”门952、“或”门954和“与”门 956)。为了操作控制器电路944,源电压958由电池提供,例如如用于电压调节器942的 电源,其向控制器电路944提供电源电压960。控制器电路944从单独电路接收功率控制 信号962,所述单独电路在控制器电路944的控制下起始特定负载电路的加电和掉电序列。 功率控制信号962前进通过三个延迟元件,从而产生延迟T1信号964、延迟T2信号966和 延迟T3信号968。“与非”门952接收功率控制信号962和延迟T3信号968作为输入,以 产生功率复位信号970,例如图2的功率复位信号224。“或”门954接收延迟T1信号964 和延迟T2信号966作为输入,以产生电压调节器(Vreg)启用信号972,例如图2的Vreg启 用信号226。“与”门956接收延迟T1信号964和延迟T2信号966作为输入,以产生旁路 信号974,例如图2的旁路信号230。图9C说明图9B的控制器子系统940的信号操作的示范性时序图975。在此实例 中,控制器电路944在负载电路(例如负载电路210)被通电或使功率崩溃之前、期间和之 后加电。示范性时序图975说明在负载电路的加电期间且在负载电路的动态功率崩溃期间 的控制信号操作。在时序点976处断言功率控制信号962。在时间延迟T1 978之后,断言延迟T1信 号964。在时间延迟T2 980之后,断言延迟T2信号966,且在时间延迟T3 982之后,断言延迟T3信号968。响应于延迟T1信号964而断言Vreg启用信号972,如由关系线984指 示。响应于延迟T2信号966而断言旁路信号974,如由关系线986指示。响应于延迟T3信 号968而使功率复位信号970无效,如由关系线988指示。在此示范性时序图975中,首先 断言Vreg启用信号972,接着断言旁路信号974,且接着使功率复位信号970无效。时间延 迟周期Tl、T2和T3上存在许多变化,其将允许负载电路的正确操作。举例来说,时间延迟 T1 978和时间延迟T2 980两者可接近或等于零,且时间延迟T3 982可被设置为等于负载 电源电压(例如图2的负载电源电压232)到达负载电路210的正常操作电压所花费的时 间。在关机情形期间,在时序点990处使功率控制信号962无效。在功率控制信号962 的无效之后,延迟T1信号964、延迟T2信号966和延迟T3信号968各自分别延迟了时间延 迟T1 978、时间延迟T2 980和时间延迟T3 982。首先如由关系线992指示,激活功率复位 信号970。接下来如由关系线994指示,使旁路信号974无效,且接下来如由关系线996指 示,使Vreg启用信号972无效。在此示范性序列中,负载电路进入复位状态,如受控非起作 用状态,旁路电容器从其放电路径去耦,且电源电压掉电。时间延迟周期Tl、T2和T3上存 在许多变化,其将允许负载电路的正确操作以及保存旁路电容器中所储存的能量。举例来 说,延迟T2 948可被设置为小于或等于延迟T1 946所提供的时间延迟,而仍保存旁路电容 器中的电力。还请注意,首先将负载电路置于复位状态,且在此之后,可产生Vreg启用信号 972和旁路信号974。在此替代情形下,可使用在功率复位信号970的断言之后的Vreg启用 时间延迟。以类似方式,还可使用在功率复位信号970的断言之后的旁路时间延迟。Vreg 启用时间延迟和旁路时间延迟分别与时间延迟T1978和时间延迟T2980有关,但因图9B的 “与非”门952或图9A的“与非”门912而具有增加的持续时间。由于“与非”门延迟可大 约为50微微秒,因此出于功率排序时序的目的,此延迟增加可被视为可忽略的。图10是多BCS电路1000的示范性实施例。多BCS电路1000包括电源,例如电池 1002 ;多电压调节器电路1004,其经分割以支持多个BCS电路,例如处理器BCS电路1006、 通信BCS电路1008和视频BCS电路1010。处理器BCS电路1006包括处理器负载(P负载) 电压调节器1012、处理器旁路(P旁路)晶体管1014、P负载1016、旁路电容器1017和1018, 以及处理器控制器(P-Ctl) 1019,其为多控制器(MC) 1020的一部分。通信BCS电路1008包 括通信负载(C负载)电压调节器1022、通信旁路(C旁路)晶体管1024、C负载1026、旁路 电容器1027和1028,以及通信控制器(C-Ctl) 1029,其为MC 1020的一部分。视频BCS电 路1010包括视频负载(V负载)电压调节器1032、视频旁路(V旁路)晶体管1034、V负载 1036、旁路电容器1037和1038,以及视频控制器(V_Ctl) 1039,其为MC 1020的一部分。多 控制器电压调节器(MC Vreg) 1040与分别为MC 1020供电的P负载电压调节器1012、C负 载电压调节器1022和V负载电压调节器1032分开。虽然用类似于图2的第一 BCS电路 200的BCS电路来说明处理器BCS电路1006、通信BCS电路1008和视频BCS电路1010,但 请注意,图10的三个所说明BCS电路共享共用电池1002,且可代替于所示实施例或除所示 实施例之外使用BCS电路的不同实施例。在操作中,P-Ctl 1019以类似于图9C的时序图975中所示的信号时序的方式产 生处理器复位(P复位)信号1044、处理器旁路(P旁路)信号1045以及P负载电压调节器 启用(P启用)信号1046。C-Ctl 1029以类似于图9C的时序图975中所示的信号时序的
10方式产生通信复位(C复位)信号1048、通信旁路(C旁路)信号1049以及C负载电压调节 器启用(C启用)信号1050。而且,V-Ctl 1039以类似于图9C的时序图975中所示的信号 时序的方式产生视频复位(V复位)信号1052、视频旁路(V旁路)信号1053以及V负载电 压调节器启用(V启用)信号1054。使用与BCS电路分开的监视控制器(W) 1042来监视各种负载,且基于如在系统中 或在各种负载内产生的反馈信号,针对每一负载而产生功率控制信号。举例来说,可能要求 视频BCS电路1010在将装置(例如图1的在组件125A中具有视频BCS电路的远程单元 120)置于视频操作模式后加电。视频BCS电路1010还可产生单独的信号来指示其处于闲 置模式操作,或(例如)视频模式已在远程单元120上停用,且掉电对节省电力来说可能是 适当的。基于此输入,监视控制器1042可向V-Ctl 1039发布功率控制信号,例如图9B的 功率控制信号962,从而起始所需的加电或掉电排序。请注意,监视控制器1042靠MC Vreg 1040供电,从而允许对每一负载的功率排序的单独控制。图11是控制器子系统1100的示范性第三实施例。第三控制器子系统1100由电压 调节器1102和控制器电路1104组成。第三控制器子系统1100用于以下系统中,其中负载 电路能够容许功率复位信号1130、Vreg启用信号1132和旁路信号1134大约同时转变。电 压调节器1102接收源电压118,且提供电源电压1120。控制器电路1104包括反相器1108, 以使功率控制信号1110反相以产生功率复位信号1130。而且,功率控制信号1110可耦 合到向负载电路供应电力的电压调节器上的Vreg启用信号输入端口,例如Vreg启用信号 1132。功率控制信号1110还可耦合到将旁路电容器耦合到负载电路的开关的旁路信号输 入端口,例如旁路信号1134。Vreg启用信号1132和旁路信号1134可进而与功率复位信号 1130在彼此的一个或一个以上门延迟内大约同时转变。进一步认识到,对于能够指定功率 复位信号具有与如(例如)对于图9C的功率复位970所示相反的极性的负载电路,那么反 相器1108将是不必要的。可通过缓冲和反相负载电路内的功率控制信号1110且接着在内 部将其用作功率复位信号来获得对功率复位信号的此指定。在另一实例中,如图10所示, 系统可由多个负载电路和BCS电路组成。在此多负载和BCS电路系统中,可指定负载中的 一者使用第三控制器子系统1100,或替代地,使用功率控制信号代替功率复位信号1130、 Vreg启用信号1132和旁路信号1134。图12是BCS电路(例如图2的BCS电路200)的操作的流程图1200。在描述BCS 电路200的操作的示范性序列的过程中参看图2的组件和图4的时序图400中的时间周期。 在框1201处,当按下远程单元120上的电力开关时,装置(例如含有BCS电路200的图1 的远程单元120)接通。在决策框1202处,控制器216确定是否接通去往负载电路210的 负载电源电压232。如果所述电压没有准备好接通,那么控制器216等待,直到确定负载电 源电压232可接通为止。在框1204处,断言功率复位信号224,从而使负载电路210保持复 位,直到负载电源电压232达到正常操作电平为止。在框1206处,断言Vreg启用信号226 和旁路信号230。在框1208处且在指定时间(例如图4的时间周期402)之后,断开功率复 位信号224。此时,负载电路210是操作的。在框1210处,控制器216确定是否断开负载电源电压232。举例来说,可在完成任 务且对于负载电路210无任何进一步待决工作后循环断开电力。如果电压将不断开,那么 控制器216等待,直到确定负载电源电压232应断开为止。在框1212处,断言功率复位信号224,以使负载电路210保持在复位状态,而负载电源电压232断开。在框1214处且在 指定时间(例如时间周期406)之后,断开旁路信号230。此时,负载电路210已从旁路电 容器212和214去耦,从而使旁路电容器的放电路径去耦,且有利地保存旁路电容器中所储 存的能量。在框1216处且在指定时间(例如第二时间周期408)之后,断开Vreg启用信号 226。此时,电源电压222已从电压调节器206去耦。返回框1202,当确定接通去往负载电 路210的电源电压时,旁路电容器中所保存的能量可用。结合本文所揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路、元件和/或组 件可用以下各项来实施或执行经设计以执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号 处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑组件、离 散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合。通用处理器可为微处理器,但在替代方案 中,处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算组件 的组合,例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一个或一个以上微处理器结合DSP核 心或对所要应用来说适当的任何其它此类配置。结合本文所揭示的实施例而描述的方法可直接以硬件、以由处理器执行的软件模 块或以上述两者的组合来体现。软件模块可驻存在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、 EPR0M存储器、EEPR0M存储器、寄存器、硬盘、可装卸盘、⑶-ROM或此项技术中已知的任何其 它形式的存储媒体中。存储媒体可耦合到处理器,使得处理器可从存储媒体读取信息和将 信息写入到存储媒体。在替代方案中,存储媒体可与处理器成一体式。虽然在具有电池电源的便携式单元的上下文中揭示本发明,但将认识到,所属领 域的技术人员可使用本发明的技术来使用与以上论述和所附权利要求书一致的许多种实 施方案,例如保存电子装置上的旁路电容器能量。
1权利要求
一种用以节省便携式装置中的电力的设备,其包括旁路电容器;电源,其具有可切换的输出电源电压;所述便携式装置的负载电路,其耦合到所述输出电源电压,且所述旁路电容器可操作以对所述输出电源电压进行滤波;晶体管开关,其可操作以在所述晶体管开关被停用时使所述旁路电容器的经由所述负载电路的放电路径去耦;以及控制器,其可操作以断开所述输出电源电压和所述晶体管开关,以便保存所述旁路电容器中所储存的能量。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述晶体管开关耦合在所述负载电路与来自所述 电源的所述输出电源电压之间,且可控制地耦合到所述控制器。
3.根据权利要求1所述的设备,其中所述晶体管开关耦合在所述旁路电容器与所述输 出电源电压之间,且可控制地耦合到所述控制器。
4.根据权利要求1所述的设备,其中所述晶体管开关耦合在所述负载电路与接地之 间,且可控制地耦合到所述控制器。
5.根据权利要求1所述的设备,其中所述晶体管开关耦合在所述旁路电容器与接地之 间,且可控制地耦合到所述控制器。
6.根据权利要求1所述的设备,其中所述电源控制所述输出电源电压,以限制去往所 述负载电路和旁路电容器的浪涌电流。
7.根据权利要求1所述的设备,其中所述控制器靠与所述输出电源电压分开的电压源 {共 ο
8.根据权利要求1所述的设备,其中所述电源是电压调节器,其从在所述便携式装置 外部的电池或电压供应接收输入电压,其中所述输入电压处于与经再充电电池相同的电压 电平。
9.一种保存电子装置中的负载电路的旁路电容器中所储存的能量的方法,所述方法包括断言去往所述负载电路的第一信号,以使所述负载电路保持在复位状态; 在所述第一信号的所述断言后的第一时间周期之后,停用用以向所述负载电路供应电 压的电压源;以及在所述第一信号的所述断言后的第二时间周期之后,使所述旁路电容器从所述负载电 路去耦,以使所述旁路电容器的经由所述负载电路的放电减到最少,其中所述旁路电容器 中所储存的能量得以保存。
10.根据权利要求9所述的方法,其中基于控制器所产生的旁路信号来停用所述旁路 电容器与所述负载电路之间的耦合。
11.根据权利要求10所述的方法,其中基于所述控制器所产生的电压调节器启用信号 来断开所述电压源。
12.根据权利要求9所述的方法,其中所述第一时间周期大于或等于所述第二时间周期。
13.根据权利要求9所述的方法,其中所述第一时间周期和所述第二时间周期两者在彼此的一个或一个以上门延迟内大约等于零。
14.根据权利要求9所述的方法,其中所述第一时间周期小于或等于所述第二时间周期。
15.根据权利要求9所述的方法,其进一步包括启用用以向所述负载电路供应所述电压的所述电压源;以及接通所述旁路电容器与所述负载电路之间的所述耦合,其中所述旁路电容器基于所述 旁路电容器中所保存的能量而需要最少再充电。
16.根据权利要求11所述的方法,其中在启用所述电压源的同时,启用所述旁路电容 器与所述负载电路之间的所述耦合。
17.一种用于保存与便携式装置中的电路的多个功率域相关联的多个旁路电容器中所 储存的能量的方法,其包括针对一个或一个以上功率域单独地产生一个或一个以上掉电事件;响应于掉电事件而使待掉电的所述一个或一个以上功率域保持在受控非起作用状态;使与待掉电的所述一个或一个以上功率域相关联的旁路电容器从其相关联负载去耦;以及停用去往待掉电的所述一个或一个以上功率域的电源电压。
18.根据权利要求17所述的方法,其进一步包括在所述掉电事件之后等待第一时间周期,以使所述旁路电容器去耦;以及 在所述掉电事件之后等待第二时间周期,以停用所述电源电压。
19.根据权利要求18所述的方法,其中所述第一时间周期小于或等于所述第二时间周期。
20.根据权利要求17所述的方法,其进一步包括监视所述便携式装置的状态以查看指示功率域的掉电可发生的经断言掉电指示符;以及响应于经断言掉电指示符而产生掉电事件以起始功率域的所述掉电。
全文摘要
可在电源电压崩溃时保存便携式装置中的旁路电容器中所储存的能量,从而减少对所述旁路电容器进行再充电的需要且进而节省电力。旁路电荷节省电路包含旁路电容器;电源,其具有可切换的输出电源电压;所述便携式装置的负载电路,其耦合到所述输出电源电压,且所述旁路电容器可操作以对所述输出电源电压进行滤波。而且,晶体管开关可操作以在所述晶体管开关被停用时使所述旁路电容器的经由所述负载电路的放电路径去耦。另外,控制器可操作以断开所述输出电源电压和所述晶体管开关,以便保存所述旁路电容器中所储存的能量。
文档编号H02J9/00GK101816114SQ200880110214
公开日2010年8月25日 申请日期2008年10月2日 优先权日2007年10月3日
发明者杰拉尔德·保罗·米夏拉克 申请人:高通股份有限公司
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