电源开关电路的制作方法

本发明涉及电源开关电路。此外，本发明涉及操作电源开关电路的对应方法。

背景技术：

某些装置(例如nfc或rfid标签)可具有两个或更多个接口。具体地说，除了rfid接口的nfc(即，非接触接口)以外，这些装置可具有接触接口。这种装置的例子是符合nfc论坛标准的双接口nfc标签。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供电源开关电路，该电源开关电路包括：带隙参考电路(bandgapreferencecircui，bgr)，该带隙参考电路被配置成接收输入电压并响应于接收所述输入电压而产生参考电压；供电选择电路，该供电选择电路被配置成接收至少两个供电电压，以选择所述供电电压中的最高电压并将所述最高电压提供给带隙参考电路。

在一个或多个实施例中，第一供电电压是从所述电源开关电路的rf输入导出。

在一个或多个实施例中，第二供电电压是从所述电源开关电路的接触接口输入导出。

在一个或多个实施例中，电源开关电路另外包括电压阻断电路，该电压阻断电路被配置成在所述第二供电电压低于阈值的情况下阻断第二供电电压。

在一个或多个实施例中，电源开关电路另外包括多个电源开关以促进在供电电压之间的切换，且电压阻断电路被配置成在所述第二供电电压低于阈值的情况下防止所述电源开关接收第二供电电压。

在一个或多个实施例中，电压阻断电路是上电复位电路(power-onreset，por)。

在一个或多个实施例中，供电选择电路包括第一级和第二级，第一级被配置成从由供电电压感应的输入电流产生差分电压，且第二级被配置成放大所述差分电压并将供电电压的最大值切换成输出电压。

在一个或多个实施例中，nfc/rfid标签电路包括所阐述类别的电源开关电路、非接触接口和接触接口，且非接触接口和接触接口被配置成将供电电压提供给电源开关电路。

在一个或多个实施例中，nfc/rfid标签电路另外包括输出接口，且电源开关电路被配置成通过所述输出接口将输出电压提供给外部装置。

在一个或多个实施例中，输出接口是i²c接口。

根据本发明的第二方面，构想操作电源开关电路的方法，该方法包括：所述电源开关电路的带隙参考电路接收输入电压并响应于接收所述输入电压而产生参考电压；所述电源开关电路的供电选择电路接收至少两个供电电压，选择所述供电电压中的最高电压并将所述最高电压提供给带隙参考电路。

在一个或多个实施例中，第一供电电压是从所述电源开关电路的rf输入导出。

在一个或多个实施例中，第二供电电压是从所述电源开关电路的接触接口输入导出。

在一个或多个实施例中，如果所述第二供电电压低于阈值，那么所述电源开关电路的电压阻断电路阻断第二供电电压。

在一个或多个实施例中，如果所述第二供电电压低于阈值，那么电压阻断电路防止所述电源开关电路的电源开关接收第二供电电压。

附图说明

将参考附图更详细地描述实施例，在附图中：

图1示出电源开关电路的例子；

图2示出图1的电源开关电路的示例波形；

图3示出电源开关电路的说明性实施例；

图4示出图3的电源开关电路的示例波形；

图5示出供电选择电路的说明性实施例；

图6示出电压阻断电路的说明性实施例。

具体实施方式

图1示出电源开关电路100的例子。电源开关电路100包括电源开关电路100、vcc引脚102、vout引脚104、整流器106、线圈限压器108、vdda并联调节器110、带隙参考电路112、i²c调节器114、fd比较器120、电源开关122和电源开关122的控制栅116、118。这种类别的电源开关电路100常常用于双接口nfc或rfid标签电路。具体地说，双接口nfc或rfid标签可通过两个接口供电，且电源开关电路可被配置成在不同电源之间切换。

具有双电源供应器(即非接触(rf)电源供应器和基于接触的电源供应器(vcc))的标签电路可包含用于为系统挑选这些供应器中的一个供应器的复合电源开关机制。这种类别的标签电路可通过输出接口(例如，i²c接口)将从非接触或基于接触的电源供应器所接收的能量提供给外部装置(例如，微控制器)。这些标签电路的例子是由nxp半导体制造的“ntagi²c”和“ntagi²cplus”装置。ntag装置可以所谓的能量收集模式操作，其中vcc引脚可由rf场供电，如图1中所示出。

在操作中，vout引脚104从自rf输入导出的调节后的供电电压获得恒定电流。在能量收集模式中，将vcc引脚102短接到vout引脚104。i²c调节器114和vdda并联调节器110两者具有基于阈值电压(vth)的粗制预调节器，一旦相应的输入电源接通，该预调节器可使其输出电压达到带隙参考电路112可操作的值。一旦参考电压构建，调节器中的主回路使电源开关电路的输出电压(vddao)达到最终稳定电压。应注意，vdda是从rf输入导出的调节后的供电电压且vddi是从基于接触的电源供应器导出的调节后的供电电压。

此外，如果bg_ok为高且vdda上升到高于某一阈值电压电平，那么信号fd(场检测)将为高。fd高指示rf场是开启的且vdda准备好为负载供电。如果bg_ok为高且vddi上升到高于某一阈值电压电平，那么信号vddi_ok将为高。vddi_ok高指示vcc是开启的且vddi准备好为负载供电。如果fd为低(即，不存在rf场)，那么栅极sw1116将接通且栅极sw2118将断开。vddi穿过将净g1拉至低的栅极sw1116。因此，开关sw_vddi将接通，使得vddao＝vddi。如果fd为高，那么栅极sw1116将断开且栅极sw2118将接通。因此，vddi_ok传递到净g2。取决于vddi_ok的状态，现将信号vddao如下定义：如果vddi_ok为高，那么净g1将为低，使得vddao＝vddi，否则如果vddi_ok为低，那么净g2将较低，使得vddao＝vdda。

在短路rf复位期间，取决于rf复位持续时间和流经vcc的电流，vcc(vout)可放电到任何值。当不存在rf输入且在更低vcc电压下时，电路条件可如下：

●vdda～0v

●fd～0v

●vddi～vcc

●g1～0v

●g2～vddi

●vddao～vddi

在以上vddao电压下，带隙参考电路112可能无法恰当地工作且bg_ok信号可能为低。当系统处于以上条件且rf接通时，vdda如由预调节器所限定而部分地上升。由vddi(净g2)阻断电压vdda以便不传递给vddao。电压vdda中的另一增加需要参考电压上升，其实际上需要电压vddao上升。最终，系统可无限地保持在这种状态下。

图2示出图1的电源开关电路的示例波形。具体地说，图2示出在短路rf复位之后，vddao不上升且遵循vddi。此外，fd和bg_ok保持在逻辑低状态下。此外，vdda部分地上升并保持在那里。因此，如上文所提及，系统可无限地保持在某一状态下。

因此，根据本发明的第一方面，提供电源开关电路，该电源开关电路包括：带隙参考电路，该带隙参考电路被配置成接收输入电压并响应于接收所述输入电压而产生参考电压；和供电选择电路，该供电选择电路被配置成接收至少两个供电电压，选择所述供电电压中的最高电压并将所述最高电压提供给带隙参考电路。以此方式，可防止系统被滞留在某一状态下。具体地说，该电源开关电路使得带隙参考电路立即启动，在这种意义上，供电电压中的任一者迅速可用于该带隙参考电路。具体地说，第一供电电压可从所述电源开关电路的rf输入导出。此外，第二供电电压可从所述电源开关电路的接触接口输入导出。因此，可实现用于双接口标签的电源开关电路的切实可行且有效的实施方案，同时避免电源开关电路被滞留在某一状态下。此外，在一个或多个实施例中，电源开关电路包括电压阻断电路，该电压阻断电路被配置成在所述第二供电电压低于阈值的情况下阻断第二供电电压。这也可促成防止电源开关电路被滞留在某一状态下。在切实可行且有效的实施方案中，电压阻断电路是上电复位(power-onreset，por)电路。

图3示出电源开关电路300的说明性实施例。除了图1中所示的组件以外，电源开关电路300还包括最大供电选择器302(即，供电选择电路)和vcc-por电路304(即，实施为上电复位电路的电压阻断电路)。最大供电选择器302可操作地耦合到带隙参考电路112上。在操作中，最大供电选择器302接收vddi和vdda、选择vddi和vdda的最大值并将所述最大值提供给带隙参考电路112。因此，带隙参考电路112由供电电压vddi和vdda的最大值有效地供电，因此使得带隙参考电路112立即启动，在这种意义上，供电电压vddi和vdda中的任一者迅速可用于该带隙参考电路112。此外，如果vcc低于预定的阈值，那么vcc-por电路304阻断电压vcc。举例来说，1.2v是合适的阈值。在切实可行且有效的实施方案中，如果vcc低于所述阈值，那么vcc-por电路304防止电源开关122接收vcc。因此，vcc-por电路304有效地阻断更低的vcc电压，以使得vcc电压不进入到电源开关122中，因此使净g2在更低的vcc电压下为低。这允许vdda在卡进入到rf场中后传送到vddao。

图4示出图3的电源开关电路的示例波形。如所示出，一旦rf在复位之后接通，vdda开始通过预调节器上升。一旦vdda上升到高于vddi电压，最大供电选择器从vddi切换到vdda。随着对带隙参考电路的供电上升，bg_ok确证为高(意味着已启动带隙参考电路且由带隙参考电路产生的参考电压是稳定的)，使得vdda达到最终稳定电压的状态。还示出如果vcc电压为低，那么vcc_ok将为低，使得在净g2下电压为低。这允许vdda传送到vddao。

图5示出供电选择电路500的说明性实施例。供电选择电路500包括第一级502(即，输入级或比较器)和第二级504。可恰当地选择比较器502的输入晶体管的尺寸，以便限制由电压vdda感应的电流。同样，为了确保恰当操作，以足够增益操作的比较器502需要的最小电压可以是vov[输入晶体管的过驱动电压，minp]+vth[负载晶体管的阈值，mload]～0.8v。输入级502是感测电压vddi和vdda并将vddi和vdda转化成成比例的电流的共栅级。第一级负载是产生来自输入电流的差分电压的滞后作用产生交叉耦合架构。这种差分电压与电源供应器之间的电压差成比例。第二级504放大这种差分电压并将两个输入电压的最大值切换成vout。可在第二级504中实施先断后合配置以便在切换时避免直通电流。

图6示出电压阻断电路600的说明性实施例。电压阻断电路600包括比较器602。电阻r1和r2针对晶体管mn1和电阻器r4的给定尺寸限定电压阻断电路600的跳闸电压。可谨慎地选择电阻器r4的类型以抵制晶体管mn1随温度的vt变化。晶体管mn2和电阻器r3引起滞后作用。为了增加电路的安全性，输出可电平移位到vmax。

本发明所公开的电源开关电路可有利地用于nfc或rfid标签电路中，特别是用于双接口nfc或rfid标签电路中。在这种情况下，可由所谓的非接触接口提供第一供电电压，(例如)如标准iso/iec14443中所限定，且可由所谓的接触接口提供第二供电电压，(例如)如标准iso/正c7816中所限定。此外，标签电路可包括输出接口，例如用于将标签电路耦合到外部装置(例如，微控制器)的i²c接口。在这种情况下，本发明所公开的电源开关电路可被配置成通过所述输出接口将输出电压提供给这种外部装置。

应注意，已经参考不同标的物描述了以上实施例。具体地说，一些实施例可能是已参考方法类的权利要求来描述的，而其它实施例可能是已参考设备类的权利要求来描述的。然而，本领域的技术人员将从上述内容了解到，除非另外指明，否则除属于一种类型的标的物的特征的任何组合外，与不同标的物相关的特征的任何组合，具体来说方法类的权利要求的特征与设备类的权利要求的特征的组合，也视为与此文档一起公开。

此外，应注意，图式是示意性的。在不同图式中，用相同的附图标记表示类似或相同元件。此外，应注意，为了提供对说明性实施例的简洁描述，可能并未描述属于技术人员的习惯做法的实施细节。应了解，在任何此类实施方案的研发中，如在任何工程或设计项目中，必须制定大量实施方案特定的决策以便实现研发者的特定目标，例如遵守系统相关的和业务相关的约束条件，这些约束条件在不同的实施方案中可能是不同的。此外，应了解，这种研发工作可能是复杂的且耗时的，但不过是本领域的技术人员进行设计、制造和生产的例行任务。

最后，应注意，技术人员将能够在不脱离所附权利要求书的范围的情况下设计许多替代实施例。在权利要求书中，置于圆括号之间的任何附图标记不应解释为限制权利要求。单词“包括”不排除在权利要求中列出那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。在元件之前的单词“一(a)”或“一(an)”不排除多个此类元件的存在。权利要求书中所叙述的措施可以借助于包括若干不同元件的硬件和/或借助于适当编程设计的处理器来实施。在列出若干装置的装置权利要求中，可以通过硬件中的同一个物件实施若干这些装置。单凭在彼此不同的从属权利要求中叙述某些措施这一事实，并不表示不能使用这些措施的组合来获得优势。

附图标记列表

100电源开关电路

102vcc引脚

104vout引脚

106整流器

108线圈限压器

110vdda并联调节器

112带隙参考电路

114i²c调节器

116控制栅

118控制栅

120fd比较器

122电源开关

300电源开关电路

302最大供电选择器

304vcc-por电路

500最大供电选择器

502第一级(比较器)

504第二级

600vcc-por电路

602比较器