专利名称：具有扩展的最小电压输出的电源的制作方法
技术领域：
本文中公开的多个示例性实施例通常涉及稳压的电源。
背景技术：
稳压器是设计为自动将恒定电压电平输出至负载的电部件。稳压器能够在输入至稳压器的电压高于最小阈值时输出恒定电压电平。该最小阈值通常比该稳压器被设计输出的恒定电压电平大得多。在低压差(LDO)稳压器中，输入电压的最小阈值接近输出电压的电压电平，但保持高于输出电压的一些量。当输入电压下降低于稳压器的最小阈值时，稳压器可能不再像设计的那样起作用。
发明内容
介绍了多个示例性实施例的简要概述。在接下来的概述中可以进行一些简化和省略，其意图是强调和引入多个示例性实施例的一些方面，但不是限制本发明的范围。在随后的段落中是优选示例性实施例的足以允许本领域技术人员实现和利用创造性概念的详细描述。多个示例性实施例涉及一种用于供电的系统，包括:输出源电压的电源；连接至所述电源的第一稳压器，其中所述第一稳压器在所述源电压高于最小阈值时输出第一电压；以及连接至所述电源的扩展模块，其中所述扩展模块在所述源电压下降低于所述最小阈值时输出第二电压。多个示例性实施例还涉及一种用于供电的方法，包括:从电源输出源电压；将第一稳压器连接至所述电源，其中在所述源电压高于最小阈值时，所述第一稳压器输出第一电压；以及将扩展模块连接至所述电源，其中在所述源电压下降低于所述最小阈值时，所述扩展模块输出第二电压。在一些实施例中，所述第一稳压器是低压差稳压器。在一些实施例中，所述扩展模块与低压差稳压器共用电路部件。在一些实施例中，所述共用的电路部件是形成电流镜的晶体管。在一些实施例中，用于供电的系统还包括:具有存储器和处理器核的微控制器，其中所述第二电压低于所述处理器核的最小电压要求且高于所述存储器的最小电压要求。在一些实施例中，在所述源电压下降低于最小阈值时禁用所述第一稳压器，并且其中在源电压高于最小阈值时禁用所述扩展模块。在一些实施例中，用于供电的系统还包括:用于将信号供给至所述第一稳压器和所述扩展模块的第二稳压器，其中所述信号在所述源电压下降低于最小阈值时禁用所述第一稳压器并启用所述扩展模块。在一些实施例中，所述第一稳压器、所述第二稳压器和所述扩展模块集成在系统芯片上。在一些实施例中，所述电源是车用蓄电池。在一些实施例中，所述源电压在车辆发动机启动时下降低于所述最小阈值。
为了更好地理解多个示例性实施例，参考附图，其中:
图1图示常规的用于供电的系统的实施例。图2图示常规的低压差稳压器的实施例。图3图示用于供电的系统的实施例。图4图示扩展模块的实施例。图5图示低压差稳压器的替代实施例。
具体实施例方式现在参照附图，其中相同的数字涉及相同的部件或步骤，公开了多个示例性实施例的宽的方面。本领域技术人员应当理解,本文中的任何框图表示实施本发明实施例原理的说明性电路的概念图。根据上文，多个示例性实施例提供用于具有扩展的最小电压输出的电源的系统和方法。图1图示用于向微控制器102供电的常规系统100的实施例。电源104可以连接至系统芯片106。系统芯片106可以包括用于调整供给到微控制器102的功率的内部电源稳压器108和低压差(LDO)稳压器110。微控制器102可以包括存储器112和处理器核114。电源104可以是电池或用于供给直流电压Vin的其它电源。在一些实施例中，电源104例如可以是12V车用蓄电池。二极管Dl可以串联连接在电源104和系统芯片106之间。电容器Cin可以连接在地与二极管Dl和系统芯片106之间的节点之间。电容器Cdd可以连接在地与系统芯片106和微控制器102之间的节点之间。由电源104供给的电压(Vin)可以被发送至系统芯片106中的内部电源稳压器108和LDO稳压器110。内部电源稳压器108可以用来将稳压的功率和信号分配至系统芯片106的其它部件。当Vin高于最小阈值时，内部电源稳压器108可以输出通电复位(POR)信号和内部源电压(Vint)至LDO稳压器110。POR信号可以用来启用或禁用LDO稳压器110。当LDO稳压器110启用时，它可以输出电压Vdd至微控制器102。电压Vdd可以被发送至微控制器102的存储器112和处理器核114。在一些实施例中，系统100可以包括车辆的部件。电源104例如可以是12V车用蓄电池。系统芯片106可以用来将来自12V车用蓄电池的电压调整至对于车辆中的其它部件来说(如对于微控制器102来说)安全的低电压电平。由12V车用蓄电池供给的电压在该电池用于车辆的其它部件时可以变化。例如，在车辆发动机的启动期间，由12V车用蓄电池供给的电压可以降低低于3V。微控制器102中的存储器112可以按照比处理器核114低的电压操作(例如，2V用于存储器，3V用于处理器核)。存储器112的低电压要求可以允许存储器在功率降低期间(例如，在车辆发动机启动时间)保持存储的内容有效。然而，在常规系统100中，LDO稳压器110可能在由电源104供给的电压(Vin)减小到低于最小阈值时不能输出电压Vdd。例如，内部电源稳压器108可以具有3V的最小Vin电压要求。如果由电源104供给2V的低Vin电压，则内部电源稳压器108可能停止输出POR信号。当POR信号为低时，LDO稳压器可能禁用，并且没有电压Vdd可以供给至微控制器102。可替换地，LDO稳压器110本身可以具有最小Vin电压要求并且在Vin降低低于该最小要求时可能不再输出电压Vdd。当电压Vdd不再供给至微控制器时，可能将存储器112复位。图2图示常规LDO稳压器110的实施例。LDO稳压器110可以包括成负反馈配置的高压电流镜(T1，T2)、驱动器晶体管(Τ3)和跨导放大器(Al)。两个电阻器(R1，R2)可以用来偏置放大器(Al)。可以通过POR信号使LDO稳压器110掉电，POR信号可以控制将低压Vint信号连接至放大器(Al)的开关(SWl)。图3图示根据本发明实施例的用于向微控制器302供电的系统300。电源304可以连接至系统芯片306。系统芯片306可以包括用于调整供给至微控制器302的功率的内部电源稳压器308、低压差(LDO)稳压器310和扩展模块311。扩展模块311可以为单独的部件或集成在LDO稳压器310中。微控制器302可以包括存储器312和处理器核314。电源304可以为电池或用于供给直流电压Vin的其它电源。在一些实施例中，电源304例如可以为12V车用蓄电池。二极管Dl可以串联连接在电源304和系统芯片306之间。电容器Cin可以连接在地与二极管Dl和系统芯片306之间的节点之间。电容器Cdd可以连接在地与系统芯片306和微控制器302之间的节点之间。由电源304供给的电压(Vin)可以被发送至系统芯片306中的内部电源稳压器308、LDO稳压器310和扩展模块311。内部电源稳压器308可以用来将稳压功率和信号分配至系统芯片306的其它部件。当Vin高于最小阈值时，内部电源稳压器308可以输出通电复位(POR)信号至LDO稳压器310和扩展模块311。内部电源稳压器还可以输出内部供给电压(Vint)至LDO稳压器310。POR信号可以用来启用或禁用LDO稳压器310和扩展模块311。LDO稳压器310和扩展模块311可以输出电压Vdd至微控制器302。电压Vdd可以被发送至微控制器302的存储器312和处理器核314。类似于常规系统100，在一些实施例中，图3中图示的系统300可以包括车辆的部件。电源304例如可以为12V车用蓄电池。系统芯片306可以用来将来自12V车用蓄电池的电压调整至对于车辆中的其它部件来说(如对于微控制器302来说)安全的低电压电平。由12V车用蓄电池供给的电压在该电池用于车辆的其它部件时可以变化。例如，在车辆发动机的启动期间，由12V车用蓄电池供给的电压可以降低低于3V。与常规系统100不同，图3中图示的系统300在由电源304供给的Vin电压低于内部电源稳压器308和LDO稳压器310的最小电压要求时可以继续将电压Vdd供给至微控制器302。例如，内部电源稳压器308可以具有3V的最小Vin电压要求，如上所述。如果电源304供给2V的低Vin电压，则内部电源稳压器308可以停止输出POR信号。当POR信号为低时可以禁用LDO稳压器，并且可以启用扩展模块311。扩展模块311随后可以继续将Vdd电压供给至微控制器302。扩展模块311可以将比由LDO稳压器310通常输出的Vdd电压低的电压Vdd供给至微控制器302。由扩展模块311供给的Vdd电压虽然低于LDO稳压器310的正常输出，但能够防止复位存储器312。例如，可以在Vin降低至2.5V时禁用LDO稳压器310，但扩展模块311可以继续将大于2V的Vdd电压供给至微控制器302。如果存储器具有2V的最小电压要求，则可以保留存储器中存储的数据。图4图示扩展模块311的实施例。当电源电压Vin高于内部电源稳压器308和LDO稳压器310的最小供给电压(例如，Vin > 3V)时，内部电源稳压器308可以输出高的POR信号。高的POR信号通过激活晶体管T3可以启用LDO稳压器310并且可以禁用扩展模块311，如图4所示。当电源电压Vin降低低于内部电源稳压器308和LDO稳压器310的最小供给电压(例如，Vin < 3V)时，可以通过低的POR信号禁用LDO稳压器310，并且可以通过去激活晶体管T3而启用扩展模块311。电阻器Rl可以激活晶体管T4和T5以及电阻器R2周围建立的参考电流电路。晶体管T4的漏电流可以被由晶体管Tl和T2形成的电流镜放大，使得最小输出电流可以高于微控制器302中的存储器312要求的电流。采用这种拓扑，可以形成常通电流源。参考电流晶体管T4可以仅在系统芯片306的Vdd输出端处存在某个最小电压时有效，因为晶体管T5的漏电流可以经由电阻器Rl送出Vdd输出管脚。这会导致扩展模块311在由电源304供给的电压Vin从OV开始增加时不起作用。然而，扩展模块311可以在由电源304供给的电压Vin正降低低于内部电源稳压器308和LDO稳压器310的最小电压要求时起作用。通过在Vin下降时激活扩展模块311，只要电压Vdd大于存储器312的最小电压要求，就可以保留存储器312存储的数据。图5图示具有集成的扩展模块502的LDO稳压器500的替代实施例。如图2所示的常规的LDO稳压器110的一些部件可以重新用作扩展模块502的部件，即输出电流镜(Tl，T2)和反馈电阻器(Rl，R2)。晶体管Tl和T2可以在由扩展模块502使用时形成电流源。扩展模块502还可以包括由晶体管T4和T5以及电阻器R3形成的参考电流，以及由晶体管T6形成的开关。该电路可以类似于上述独立扩展模块311那样操作。当电源电压Vin高于内部电源稳压器308和LDO稳压器310的最小供给电压(例如，Vin > 3V)时，内部电源稳压器308可以输出高的POR信号。高的POR信号通过激活晶体管T6可以启用LDO稳压器310并且可以禁用扩展模块502，如图5所示。当电源电压Vin降低低于内部电源稳压器308和LDO稳压器310的最小供给电压(例如，Vin<3V)时，可以通过低的POR信号禁用LDO稳压器500，并且可以通过去激活晶体管T6而启用扩展模块502。电阻器Rl和R2可以激活晶体管T4和T5以及电阻器R3周围建立的参考电流电路。晶体管T4的漏电流可以被由晶体管Tl和T2形成的电流镜放大，使得最小输出电压可以高于微控制器302中的存储器312要求的电流。采用这种拓扑，可以形成常通电流源。参考电流晶体管T4可以仅在系统芯片306的Vdd输出端处存在某个最小电压时有效，因为晶体管T5的漏电流可以经由电阻器Rl和R2送出Vdd输出管脚。这会导致扩展模块502在由电源304供给的电压Vin从OV开始增加时不起作用。然而，扩展模块502可以在由电源304供给的电压Vin正降低低于内部电源稳压器308和LDO稳压器310的最小电压要求时起作用。通过在Vin下降时激活扩展模块502，只要电压Vdd大于存储器312的最小电压要求，就可以保留存储器312存储的数据。虽然已经特别参照多个示例性实施例的一些示例性方面详细描述了多个示例性实施例，但应当理解，本发明能够具有其它实施例并且它的细节在多个明显的方面能够进行修改。如本领域技术人员容易明白的那样，可以实现多种变化和修改，同时保持在本发明的精神和范围内。因此，前述公开内容、描述和附图仅是用于说明目的，且决不限制本发明，本发明仅由权利要求限定。
权利要求
1.一种用于供电的系统，包括: 输出源电压的电源； 连接至所述电源的第一稳压器，其中所述第一稳压器在所述源电压高于最小阈值时输出第一电压；以及 连接至所述电源的扩展模块，其中所述扩展模块在所述源电压下降低于最小阈值时输出第二电压。
2.根据权利要求1所述的用于供电的系统，其中所述第一稳压器是低压差稳压器。
3.根据权利要求2所述的用于供电的系统，其中所述扩展模块与所述低压差稳压器共用电路部件。
4.根据权利要求3所述的用于供电的系统，其中所述共用的电路部件是形成电流镜的晶体管。
5.根据权利要求1所述的用于供电的系统，其中所述系统向具有存储器和处理器核的微控制器供电，并且其中所述第二电压低于所述处理器核的最小电压要求且高于所述存储器的最小电压要求。
6.根据权利要求1所述的用于供电的系统，其中在所述源电压下降低于所述最小阈值时禁用所述第一稳压器，并且其中在源电压高于所述最小阈值时禁用所述扩展模块。
7.根据权利要求1所述的用于供电的系统，还包括: 用于将信号供给至所述第一稳压`器和所述扩展模块的第二稳压器，其中所述信号在所述源电压下降低于所述最小阈值时禁用所述第一稳压器并启用所述扩展模块。
8.根据权利要求7所述的用于供电的系统，其中所述第一稳压器、所述第二稳压器和所述扩展模块集成在系统芯片上。
9.根据权利要求1所述的用于供电的系统，其中所述电源为车用蓄电池。
10.根据权利要求9所述的用于供电的系统，其中所述源电压在车辆发动机启动时下降低于所述最小阈值。
11.一种用于供电的方法，包括: 从电源输出源电压； 在所述源电压高于最小阈值时，通过连接至所述电源的第一稳压器输出第一电压；以及 在所述源电压下降低于所述最小阈值时，通过连接至所述电源的扩展模块输出第二电压。
12.根据权利要求11所述的用于供电的方法，其中所述第一稳压器是低压差稳压器。
13.根据权利要求12所述的用于供电的方法，其中所述扩展模块与所述低压差稳压器共用电路部件。
14.根据权利要求13所述的用于供电的方法，其中所述共用的电路部件是形成电流镜的晶体管。
15.根据权利要求11所述的用于供电的方法，还包括: 将所述第二电压输出至具有存储器和处理器核的微控制器，其中所述第二电压低于所述处理器核的最小电压要求且高于所述存储器的最小电压要求。
16.根据权利要求11所述的用于供电的方法，还包括:在所述源电压下降低于所述最小阈值时禁用所述第一稳压器；以及 在所述源电压高于所述最小阈值时禁用所述扩展模块。
17.根据权利要求11所述的用于供电的方法，还包括: 从第二稳压器将信号供给至所述第一稳压器和所述扩展模块，其中所述信号在所述源电压下降低于所述最小阈值时禁用所述第一稳压器并启用所述扩展模块。
18.根据权利要求17所述的用于供电的方法，其中所述第一稳压器、所述第二稳压器和所述扩展模块集成在系统芯片上。
19.根据权利要求11所述的用于供电的方法，其中所述电源是车用蓄电池。
20.根据权利要求19所述的用于供电的方法，其中所述源电压在车辆发动机启动时下降低于所述最小阈值。
全文摘要
多个示例性实施例涉及用于供电的系统。该系统可以包括输出源电压的电源、连接至电源的稳压器和连接至电源的扩展模块。稳压器可以在源电压高于最小阈值时输出第一电压，并且扩展模块可以在源电压下降低于最小阈值时输出第二电压。
文档编号G05F1/56GK103105881SQ20121044120
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月7日 优先权日2011年11月9日
发明者克莱门斯·G·J·德哈斯 申请人:Nxp股份有限公司