自持式耐高压电力供应制造技术

本申请案涉及一种自持式耐高压电力供应。本发明专利技术提供一种电力供应系统，其提供电压箝位能力以提供对电路元件及电路系统的过电压保护。所述电力供应包含产生与输入电源无关的经调整电力供应的隔离机制。可利用电压叠加/倍增技术从所述经调整电力供应产生参考电压，所述参考电压能够设定经箝位电力供应上的最大电压。所述电力供应系统可在没有来自与集成电路相关联的其它电路/系统的输入的情况下操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力供应，且更明确地说，涉及一种自持式耐高压电力供应。
技术介绍

技术实现思路
本申请案的一个方面提供一种电力供应系统。所述电力供应系统包括箝位电路，其经配置以在总线电力供应的斜升周期期间接收总线电力供应，所述箝位电路经配置以产生具有基于所述总线电力供应的电压的电压的经箝位电力供应，所述箝位电路进一步经配置以箝位所述总线电力供应上存在的过电压；电荷泵电路，其经配置以产生与所述总线电力供应无关的电压设定点信号，所述电压设定点信号指示所述经箝位电力供应上的预定电压电平；及开关电路，其耦合在所述总线电力供应与所述经箝位电力供应之间，所述开关电路经配置以由所述电压设定点信号控制，且进一步经配置以在所述经箝位电力供应上产生小于所述电压设定点信号的电压电平。本申请案的另一个方面提供一种方法。所述方法包括在总线电力供应的斜升周期期间基于所述总线电力供应产生经箝位电力供应；产生与所述总线电力供应无关的电压设定点信号，其中所述电压设定点信号指示所述经箝位电力供应上的预定电压电平；使用所述电压设定点信号控制耦合在所述总线电力供应与经箝位电力供应之间的开关；及使用开关在所述经箝位电力供应上产生小于所述电压设定点信号的电压电平。附图说明所主张的标的物的特点及优势从以下与之一致的实施例的详细描述中将会变得显而易见，应参考附图考虑所述描述，其中图I说明与本专利技术的各种实施例一致的电力供应系统；图2说明与本专利技术的一个实施例一致的总线电力供应及经箝位电力供应的信号曲线图；图3说明与本专利技术的一个实施例一致的电力供应系统的各种信号的信号曲线图4说明与本专利技术的一个实施例一致的箝位电路的电路实例；图5说明与本专利技术的一个实施例一致的调整器电路的电路实例，图6说明与本专利技术的一个实施例一致的总线检测电路的电路实例；图7说明与本专利技术的一个实施例一致的电荷泵电路的电路实例；及图8说明根据本专利技术的一个实施例的操作的流程图。尽管以下具体实施方式将参考说明性实施例而继续，但其许多替代、修改及变化对于所属领域的技术人员来说将是显而易见的。具体实施方式 通常，本专利技术提供产生经箝位电力供应且提供过电压保护的电力供应系统。所述电力供应接收输入电源(例如，总线电力供应等)，且产生能够将电力供应到多个电路元件(例如，与集成电路(IC)相关联的电路元件)的受控的经箝位电力供应。本专利技术的过电压保护包含箝位电路，随着输入电源斜升到最大值，所述箝位电路产生经箝位电力供应。在输入电源斜变到最大值之后，利用电荷泵机制产生设定点控制电压，其又控制高电压开关装置，使得经箝位电力供应仍在选定容限范围内，而使经箝位电力供应(及因此耦合到其的装置)免受在输入电源上的电压尖峰及浪涌。本专利技术的电力供应可作为集成电路(IC)的输入电力调节级而包含在内。在某些实施例中，有利地是，本专利技术的电力供应系统是自持式，意味着所述电力供应可在没有来自与IC相关联的其它来源(例如，过电压保护电路，数字核心电路等)的输入的情况下操作。图I说明与本专利技术的各种实施例一致的电力供应系统100。图I中描绘的电力供应系统100可包含结合例如半导体集成电路芯片、芯片上系统(SoC)等通用或定制集成电路(IC)而包含，或组成其一部分。作为一般概述，电力供应系统100包含耐高压电路102，其经配置以产生来自输入总线电力供应103的经箝位电力供应电压111。在某些实施例中，经箝位电力供应111可用作为耦合到经箝位电力供应111的一个或一个以上装置116的内部电力供应。耦合到经箝位电力供应111的装置116可包含(例如)与IC相关联的一个或一个以上电路及/或电路系统。因此，经箝位电力供应111至少部分地可用作向IC的内部电力供应。输入总线电力供应103可包含(例如)输入总线电力供应，例如VBUS电力供应(如可与通用串行总线(USB)，迷你通用串行总线(MUS)等相关联)。输入总线电力供应103可通常具有两个截然不同的周期期间总线电力供应斜升到最大值期间的斜升周期，及期间总线电力供应能够按预期供应电力的全通周期。耐高压电路102包含箝位电路104及高压开关电路106。箝位电路104经配置以接收输入总线电力供应103。对于电力供应103(例如，在总线的初始化、通电复位等期间)的斜升周期的选定电压范围，箝位电路104经配置以产生经箝位电力供应111。箝位电路104同样经配置以将经箝位电力供应111的电压限制为预先定义的值，因此在斜升周期的选定电压范围期间，为耦合到经箝位电力供应111的一个或一个以上装置116提供过电压保护。一旦输入总线电源103已斜变超过预定阈值，高压开关电路106就在经箝位电力供应111上提供预定电压，且也为经箝位电力供应111提供高电压保护，如将会在下文更详细地描述。图I的电力供应系统还可包含调整器电路108、总线检测电路110、电荷泵电路114及变换器电路112。调整器电路108经配置以基于经箝位电力供应111产生经调整电力供应113。经调整电力供应113可用于供电及/或启用总线检测电路110、电荷泵电路114及/或变换器电路112，如将在下文更详细地描述。在至少一个实施例中，调整器电路108经配置以在经调整电力供应113上产生比经箝位电力供应111上的电压电平小的电压电平。有利地是，调整器电路108经配置以产生与总线电力供应103无关的经调整电力供应113，因此使经调整电力供应113与总线电力供应103上的过电压情况隔离。图I的电力供应系统还可包含分压器电路，表示为Rl及R2。R1/R2的比率可经选择以产生指示总线电力供应103或与总线电源供应103成比例但通常小于总线电力供应103的经划分电压信号105。经划分电压信号105可在总线电力供应103的斜升周期期间斜升，且接着在总线电力供应103全通时仍全通，但通常具有比总线电力供应103的电压低的电压。总线检测电路110经配置以接收经划分的电压信号105，且产生指示总线电力供应103的状态的控制信号107，例如产生指示总线电力供应103是在斜升周期内还是在全通周期内的控制信号107。总线检测电路110可由经调整电力供应113供电。在一个实施例中，如果经划分的电压信号105在总线电力供应103的斜升周期期 间低于预定阈值，那么总线检测电路110经配置以产生具有第一(低)值的控制信号107，且当经划分的电压信号105超过所述预定阈值时，控制信号107具有第二(高)值。在一个实施例中，由于经调整电力供应113向总线检测电路110供应电力，所以控制信号107的第一值可近似为零伏，而控制信号107的第二值可近似等于经调整电力供应113的电压。电荷泵电路114可包含对增大的阈值电流(Icct)敏感的逻辑电路。举例来说，电荷泵电路114可包含晶体管(例如，反相器电路，“与非”(NAND)/ “或非” (NOR) / “与” (AND) / “或”(OR)、门电路，PM0S/NM0S成对电路等)，如果用于此些晶体管的栅极电压小于供应电压，那么所述晶体管可汲取增加的Icct，或遭受逻辑门的同时传导。因此，电力供应系统100的一个实施例还可包含变换器电路112，其经配置以将控制信号107变换为经变换控制信号109。举例来说，可向上变换控制信号107的电压，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力供应系统，其包括：箝位电路，其经配置以在总线电力供应的斜升周期期间接收总线电力供应，所述箝位电路经配置以产生具有基于所述总线电力供应的电压的电压的经箝位电力供应，所述箝位电路进一步经配置以箝位所述总线电力供应上存在的过电压；电荷泵电路，其经配置以产生与所述总线电力供应无关的电压设定点信号，所述电压设定点信号指示所述经箝位电力供应上的预定电压电平；及开关电路，其耦合在所述总线电力供应与所述经箝位电力供应之间，所述开关电路经配置以由所述电压设定点信号控制，且进一步经配置以在所述经箝位电力供应上产生小于所述电压设定点信号的电压电平。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尼科尔·加涅，格雷戈里·马赫，
申请(专利权)人：快捷半导体苏州有限公司，飞兆半导体公司，
类型：发明
国别省市：