本发明关于一种工作电压切换装置；特别关于一种可选择电源区块以降低功耗的工作电压切换装置。
背景技术：
图1显示一习知电流侦测的电路，电流侦测电路100是用电晶体101串联电阻102在电源路径上，再侦测电阻102两端的电压值以达到电流检测的目的。
图2显示另一习知电流侦测的电路，以电流侦测的nmos做为电流镜。在本习知技术中，nmos电流镜感应出的电流是由电流区块流向接地端，但是电流侦测的nmos的汲极端的电压范围可由工作电压到接地，但一般低压的工作电压无法提供全电压范围的应用，倘若都由高压的工作电压输入电压供电，在重载的情况，会造成相当巨大的功耗(其中p＝i/n*vin)。
技术实现要素：
本发明的目的之一在提供一种工作电压切换装置，其目的在于可选择电源区块以降低功耗的工作电压切换装置。
本发明提供一种工作电压切换装置，装置包含：一第一电流镜电路，依据一输入电流产生出相对应的一感应电流；一比较器，比较一参考电压与该第一电流镜电路的一节点的一电压值，以产生一比较讯号；一第一电源区块，依据该感应电流提供一第一输出电流至一内部电路；一第二电源区块，依据该感应电流提供一第二输出电流至该内部电路；以及一电源区块选择单元，耦接至该比较器、该第一电源区块与该第二电源区块，并依据该比较讯号选择致能该第一电源区块或该第二电源区块；其中，该感应电流不大于该输入电流。
附图说明
图1显示习知电流侦测的电路示意图。
图2显示习知电流侦测的电路示意图。
图3显示本发明一实施例工作电压切换装置的示意图。
符号说明
300工作电压切换装置
301电流镜电路
301a电压调整电路
301b电压调整电路
302比较器
303电源区块选择单元
hvd、lvd电源区块
i1、i2、iport、isense电流
n1、n2节点
vth、vdd1、vdd2、cv电压
cs比较讯号
portn_x接脚
gnd接地端
101、m1～m9电晶体
op运算放大器
102电阻
具体实施方式
图3显示本发明一实施例的工作电压切换装置300的示意图，工作电压切换装置300包含电流镜电路301、比较器302、电源区块(powerdomain)hvd与电源区块lvd，电源区块选择单元303；其中电源区块hvd与lvd可分别输出输出电流i1与i2至内部电路(图未示)，内部电路可为类比电路或数字电路，在此不另赘述。在一实施例中，输出电流i1与i2实质上相等，且电源区块选择单元303选择不同电源区块hvd或lvd运作，可以降低电流侦测电路整体的功耗。
在本发明一实施例中，电源区块hvd的工作电压大于电源区块lvd。
在本发明另一实施例中，电流镜电路301包含电压调整电路301a，电流镜电路301藉由控制电压cv使电流镜电路301的输入电流iport产生出感应电流isense；电压调整电路301a耦接至电流镜电路301中的节点n1与n2，且输入电流iport与感应电流isense分别流经节点n1与n2，而电压调整电路301a用以调整节点n1与n2的电压值，使两节点的电压值实质上相等。
比较器302用以比较参考电压vth与节点n1或n2的电压值，用以产生一比较讯号cs。电源区块hvd与lvd，分别依据感应电流isense产生输出电流i1与i2至内部电路。实施例中，比较器302可将节点n1或n2的电压值与一参考电压vth进行比较，但本发明不以此为限。此技术领域人员若采用其他种架构的电流镜电路301，比较器302可依据电流镜电路301架构决定进行比较的节点。
电源区块选择单元303耦接至比较器302、电源区块hvd与lvd，并依据比较讯号cs选择致能电源区块hvd或lvd。
请注意，在本实施例中感应电流isense不大于输入电流iport，且输入电流iport是由晶片外部电路传输至本装置300。在另一实施例中，电源区块选择单元303亦可同时禁能电源区块hvd与lvd。
在本实施例中，电流镜电路301至少包含：电晶体m1与m2。电晶体m1的汲极端耦接至节点n1，且源极端耦接至接地端gnd；又，电晶体m2的汲极端耦接至节点n2，且源极端耦接至接地端gnd。其中，电晶体m2的闸极端与电晶体m1的闸极端耦接。电晶体m1与电晶体m2的闸极端依据控制电压cv导通，并让电晶体m2依据输入至电晶体m1的输入电流iport以产生感应电流isense；而输入电流iport是流经节点n1，而感应电流isense是流经节点n2。
由于在本实施例中，电晶体m1的宽长比(aspectratio)设计为电晶体m2的n倍时，则感应电流isense实质上等同于1/n倍的输入电流iport，故利用此电流镜电路301的架构使感应电流isense小于iport以降低感应电流isense的电路路径功耗。
在本发明一实施例中，电压调整电路301a包含：运算放大器op与电晶体m3。运算放大器op具有一反向输入端、一非反向输入端与一输出端；以及电晶体m3的闸极端耦接输出端，汲极端耦接至电源区块选择单元303，源极端耦接至节点n2。
其中，运算放大器op的非反向输入端耦接至节点n1，反向输入端耦接至节点n2；以及，运算放大器op依据节点n1的电压值使电晶体m3调整节点n2的电压值，使节点n1的电压值实质上节点n2的电压值相等；本实施例的电晶体m3的源极端用负回授方式耦接至运算放大器op的反向输入端，以控制节点n1与n2的电压值能趋近相等，故能提高电流镜电路301所能感应出感应电流isense的电流值的精准度。
又电源区块hvd包含电晶体m4与m5，在本实施例中电晶体m4与m5的耦接方式为一电流镜的结构。电晶体m4的源极端耦接至一工作电压vdd1，且汲极端耦接至闸极端；以及电晶体m5的源极端耦接至工作电压vdd1，且闸极端与电晶体m4的闸极端耦接；其中，当电源区块选择单元303选择电源区块hvd运作时，则电晶体m5的汲极端依据感应电流isense产生输出电流i1至内部电路。
同理，电源区块lvd则包含电晶体m6与m7，在本实施例中电晶体m6与m7的耦接方式亦为一电流镜的结构。电晶体m6的源极端耦接至一工作电压vdd2，且汲极端耦接至闸极端；以及电晶体m7的源极端耦接至工作电压vdd2，且闸极端与电晶体m6的闸极端耦接；其中，当电源区块选择单元303选择电源区块lvd运作时，则电晶体m7的汲极端依据感应电流isense产生输出电流i2至内部电路。
请注意，在本实施例中，输出电流i1与i2实质上为一倍数关系，该倍数关系可为1或大于1的关系。电晶体m4与m5为高压元件，电晶体m6与m7为低压元件，即电源区块hvd与lvd采用不同的耐压元件。在另一实施例中，工作电压vdd2小于工作电压vdd1。
另外，在本实施例中，电源区块选择单元303包含电晶体m8与m9，电晶体m8与m9接收来自比较器302的比较讯号cs决定选择电源区块hvd被致能或是电源区块lvd被致能。
承上所述，当节点n1的电压值大于参考电压vth时，则比较讯号cs致能电晶体m8，使得采用高压元件的电源区块hvd运作，以输出输出电流i1；当节点n1的电压值小于参考电压vth时，则比较讯号cs致能电晶体m9，使得采用低压元件的电源区块lvd运作，以输出输出电流i2。
本发明利用电源区块选择单元303选择不同工作电压的电源区块hvd或lvd进行运作，避免所有的操作都由高压的工作电压输入电压供电，以降低整体装置负载，进而降低功耗。
以上虽以实施例说明本发明，但并不因此限定本发明的范围，只要不脱离本发明的要旨，该行业者进行的各种变形或变更均落入本发明的申请专利范围。