电压切换电路制造技术

本发明专利技术揭示了一种电压切换电路，其包括比较电路，控制电路以及由ＭＯＳ管构成的开关电路；所述比较电路对两个不同的输入电源电压即第一电源电压（ＶＩＮ）和第二电源电压（ＶＯＵＴ）进行比较后得到一数字信号，该数字信号传输到控制电路中控制处理后，得到控制所述开关电路导通状态的控制信号，而开关电路的导通状态进而决定切换后的电源电压（ＶＤＤ）是由第一电源电压（ＶＩＮ）还是第二电源电压（ＶＯＵＴ）切换而来；本发明专利技术电压切换电路使升降压（Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ）ＤＣ－ＤＣ芯片中的不同子模块供电电源选择更灵活、更可靠，且节省了芯片面积，也降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路
，尤其涉及升降压(Buck-Boost)直流转换器 (DC-DC)中某些子电路模块不同阶段采用不同电压供电的电压切换电路。
技术介绍
目前，随着便携式电子产品的巨量使用，使得人类生活更精彩、通信更便捷。DC-DC 变换器是便携式电子产品的能量供给中心，一个高品质的电源管理模块，可以使便携式电 子产品待机时间更长、使用年限更久。Buck-Boost (升降压)DC-DC (直流转换器)根据输入 电压VIN与输出电压VOUT之间的关系划分不同的工作模式，当VIN大于VOUT时，系统处于 Buck(降压)模式；当VIN约等于VOUT时，系统工作在Buck-Boost (升降压)模式；当VIN 小于VOUT时，系统工作在Boost (升压)模式下。这样就出现了芯片里面的某些子模块用 输入电压VIN供电还是用输出电压VOUT供电的问题。如果一个子模块是由两个不同的电源电压供电，那么就需要电平转换电路(Level Shift Circuit)作为两个电源电压的接口。如图1所示，当子模块中需要两次电源电压交 叉时，那么就需要两个Level Siift (电平转换)电路。Buck-Boost (升降压)DC-DC (直流 转换器)中有很多这样的两个电源供电的子模块电路，这样就需要用到很多Level Shift 电路，浪费很多面积，增加芯片成本。所以当系统处于不同的工作模式下时，最好能有一个 电源供电切换电路统一子模块电路的供电，以克服子模块电路中需要多个电平转换电路而 带来的一系列技术缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决以上技术问题，提出一种在集成电路中非常容易实现的电 压切换电路，使得升降压(Buck-B00St)DC-DC芯片中的不同子模块供电电路得以简化，电 源的选择更加灵活、可靠。为实现上述目的，本专利技术提出如下技术方案一种电压切换电路，具有两个不同的 输入电源电压和切换后的电源电压(VDD)，所述两个不同的输入电源电压为第一电源电压 (VIN)和第二电源电压(VOUT)；所述电压切换电路包括比较电路，控制电路以及由MOS管构 成的开关电路；所述比较电路对所述第一电源电压(VIN)和第二电源电压(VOUT)进行比较 后得到一数字信号，该数字信号传输到控制电路中控制处理后，得到控制所述开关电路导 通状态的控制信号，而开关电路的导通状态进而决定输出电源电压(VDD)是由第一电源电 压(VIN)还是第二电源电压(VOUT)切换而来。其中，所述开关电路由大尺寸PMOS管构成。所述PMOS管包括相匹配的第一 PMOS管(Pl)和第二 PMOS管(P》，且该第一 PMOS 管(Pl)和第二 PMOS管(P》的一端分别接第一电源电压(VIN)和第二电源电压(VOUT)，另 一端和第四端一同接切换后的电源电压(VDD)，栅端分别接控制信号。所述比较电路包括第四PMOS管(P4)、第五PMOS管(P5)以及分别与这两个PMOS管相接的电流源(II、12)。所述第四PMOS管和第五PMOS管的源端和第四衬底一起分别接第一电源电压 (VIN)和第二电源电压(VOUT)，漏端分别与所述的电流源(II、12)相接，且第四PMOS管和 第五PMOS管接成电流镜像电路。所述控制电路包括第一反向器(INVl)、第二反向器(INV2)、第三反向器(INV3)、 第四反向器(INV4)、第五反向器(INV5)、第六反向器(INV6)，以及第三PMOS管(P3)和第六 PMOS管(P6)，所述控制信号包括第一控制信号(Controll)与第一控制信号(Controll)相 反的第二控制信号(Control〗)。所述第一反向器(INVl)和第二反向器(INV2)由其中一输入电源电压供电，并输 出第一控制信号(Control 1)，第三反向器(INV3)由切换后的电源电压(VDD)供电，并将第 一控制信号(Control 1)取反得到第二控制信号(Control〗)；所述第四反向器(INV4)、第五反向器(INV5)和第六反向器(INV6)由输出电源电 压(VDD)供电，且第四反向器(INV4)和第六反向器(INV6)构成一锁存器以锁存前一个信 号；所述第五反向器(INV5)和第三PMOS管(P3)及第六PMOS管(P6)构成反馈控制 回路。所述控制电路还包括第一电容(Cl)、第二电容(C2)、第三电容(O)和第一电阻 (Rl)、第二电阻(R2)。与现有技术相比，本专利技术所揭示的电压切换电路使升降压(Buck-B00St)DC-DC芯 片中的不同子模块供电电路得以简化，电源选择更灵活、更可靠，且节省了芯片面积，也降 低了成本。附图说明图1为一现有的对子电路模块供电的框图2为本专利技术电压切换电路的电路框架图3为本专利技术电压切换电路最佳实施方式的电路示意图4为本专利技术电压切换电路对子电路模块供电的框图。具体实施方式在集成电路的升降压(Buck-B00St)DC-DC芯片中，某些子模块需要在Buck(降 压)、Buck-B00St (升降压)或Boost(升压)不同模式下的供电，而本专利技术揭示的电压切换 电路则适用这种子模块的供电，以减少大量的电平转换电路的使用。如图2所示，本专利技术电 压切换电路主要由电压比较电路、控制电路和大尺寸P型金属氧化物半导体晶体管P1、P2 构成。电压比较电路比较两个不同电压即第一电源电压VIN(亦即芯片系统的输入电压)和 第二电源电压VOUT (亦即芯片系统的输出电压)，得到一个数字信号，该数字信号送到控制 电路中处理，得到信号Controll和Control〗去分别控制PMOS晶体管Pl、P2的导通状态， 从而实现VDD输出的电压是VIN还是V0UT。其中，控制信号Control 1和控制信号Control2 是互为反向的。 图3是本专利技术电压切换电路最佳实施方式的电路示意图。如图3示，第四P型MOS晶体管P4、第五P型MOS晶体管P5与电流源II、12构成电压比较电路，比较两个不同的电 源电压VIN和V0UT。控制电路由第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3、第一反向器INV1、 第二反向器INV2、第三反向器INV3、第四反向器INV4、第五反向器INV5、第六反向器INV6、 和第一电阻Rl、第二电阻R2，以及第三PMOS管P3和第六PMOS管P6构成。第一 PMOS管Pl 和第二 PMOS管P2作为开关管使得第一电源电压VIN和第二电源电压VOUT与切换后的电 源电压VDD间有一个良好的电压、电流通道，以便给众多子模块电路提供电源。所述电压比较电路中，第四PMOS管P4的源端(Source)和第四端衬底 (Substrate)接在第二电源电压VOUT上；漏端(Drain)与第一电流源Il相接，同时连接到 第一反向器INVl的输入端上，此结点还接有第一电容Cl到地(Ground)。第四PMOS管P4 的栅端(Gate)与第五PMOS管P5的栅端(Gate)连接，第五PMOS管P5的栅端(Gate)与漏 端(Drain)接在一起构成二极管连接，这样第四PMOS管P4与二极管连接的第五PMOS管 P5构成一定的电流镜像关系；第五PMOS管P5的源端(Source)和第四端衬底(Substrat本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压切换电路，其特征在于：该电压切换电路具有两个不同的输入电源电压和切换后的电源电压（ＶＤＤ），所述两个不同的输入电源电压为第一电源电压（ＶＩＮ）和第二电源电压（ＶＯＵＴ）；所述电压切换电路包括比较电路，控制电路以及由ＭＯＳ管构成的开关电路；所述比较电路对所述第一电源电压（ＶＩＮ）和第二电源电压（ＶＯＵＴ）进行比较后得到一数字信号，该数字信号传输到控制电路中控制处理后，得到控制所述开关电路导通状态的控制信号，而开关电路的导通状态进而决定切换后的电源电压（ＶＤＤ）是由第一电源电压（ＶＩＮ）还是第二电源电压（ＶＯＵＴ）切换而来。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志明，杜坦，江石根，石万文，雷红军，黄君山，徐君怡，王金吉，
申请(专利权)人：苏州华芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]