CN101326718B - 使用低压晶体管的高压电源开关 - Google Patents

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Abstract

一种具有第一和第二电源开关的开关调节器。第一电源开关具有至少两个串联晶体管，晶体管的端子之间具有小于调节器的输入电压的第一最大电压。晶体管在连接晶体管的位置处至少具有第一节点，第一控制电路控制第一节点处的电压，使第一电源开关的晶体管的端子之间的电压不超过第一最大电压。第二电源开关也具有至少两个串联晶体管，晶体管端子之间具有小于输入电压的最大电压。晶体管在连接晶体管的位置处至少具有第二节点，第二控制电路控制第二节点处的电压，使第二电源开关的晶体管的端子之间的电压不超过第二最大电压。

Description

使用低压晶体管的高压电源开关
技术领域
本发明涉及一种使用低压晶体管构造的高压电源开关。具体地，本发明涉及一种开关调节器，所述开关调节器具有第一和第二电源开关，每一个电源开关具有至少两个串联晶体管。
背景技术
数字电路，如微控制器、数字信号处理器、存储器等，驱动了半导体制造技术的发展。使用这些电路的系统越来越精密和复杂，其性能不断加强，更多的功能被加入，要求在芯片上集成更多的晶体管和更高的计算功率。为适应这些要求，同时降低成本，半导体设备制造商在其半导体工艺中引入了更小的几何尺寸，以降低晶体管体积，并在单个硅晶片上放入更多的晶体管。
更小的几何尺寸要求这些电路中的电源电压相应降低。然而，可充电电池的电压仍然基本没有变化。例如，当前可用的90nm和65nm标准CMOS工艺的电源电压降至1.2V，而充满电的锂离子电池组的电压仍高达5.0V。电源电压的不兼容性引起了系统设计上的问题，妨碍了微控制器由电池直接供电。克服这个困难的方法是使用专用开关或电压调节器将电池电压转换为微控制器要求的电源电压。
电源开关是设计开关调节器的关键组件。当电源开关接通和断开时，DC-DC转换可以高能效地进行。图1A示出了基本降压开关调节器(10)的电路图。该电路包括高压侧电源开关(HSPS)、低压侧电源开关(LSPS)，电感器(L)、电容器(C)、以及控制器和驱动器电路(12)。高压侧电源开关可以是p型晶体管，低压侧电源开关可以是n型晶体管。
一个转换循环由两种模式的操作构成。首先，接通HSPS并断开LSPS，使电池电压(Vbat)施加在电感器的左端子，且通过电感器的电流增大。然后断开HSPS。同时接通LSPS，以便为正在减小的电感器电流提供通路。电感器和电容器组成低通滤波器，使负载上的转换的低压(Vload)除了小的脉动电压外基本保持恒定。这个过程循环往复地重复。连接两个电源开关HSPS和LSPS的中点处的电压(VM)也在图1A中示出。图1B示出了多个循环中开关调节器的中点电压(VM)的变化。两个电源开关均必须能够承受高至开关调节器的输入电压的电压，即电池电压(Vbat)。
目前，对于便携式或手持电子设备，如蜂窝电话和MP3播放器，最广泛使用的电池的类型是锂离子电池。典型地，充满电的锂离子电池组的电压仍高达5V。随着电池放电，电压下降，其最低允许电压为约3.0V。显然，图1A的开关调节器中的两个电源开关必须承受5V。然而，目前最新的65nm工艺技术的CMOS晶体管允许的最大电压只有2.5V。
目前，调节器可用作独立的集成电路且其制造需要高压半导体工艺。这种工艺包括双极和双极CMOS(BiCMOS)工艺。此外，各种其它高压CMOS工艺已经被开发出来，但其使用一般都比标准CMOS工艺昂贵许多，且没有用于微处理器或DSP。另一种传统解决方法是使用带有扩展漏极的MOS半导体。然而，这种带有扩展漏极的的设备必须在其能够使用之前确定特征。另一个缺点是，扩展漏极仅允许漏极对源极的电压加大，而栅极对源极和栅极对漏极的最大电压不受影响，这是一个问题。
本发明试图通过提供一种方法，使用由标准65nmCMOS工艺制作的晶体管，实现高压电源开关。提出的开关也可以用于D类音频功率放大器。
发明内容
根据本发明，提供了一种具有第一和第二电源开关的开关调节器。第一电源开关具有至少两个串联晶体管，两个晶体管在连接所述两个晶体管的位置处至少具有第一节点。同时提供了第一控制电路，用于在第一电源开关断开时设置第一节点处的电压为第一中间电压。第二电源开关也具有至少两个串联晶体管，两个晶体管在所述两个晶体管的连接处至少具有第二节点。第二控制电路用于在第二电源开关断开时设置第二节点处的电压为第二中间电压。
第一电源开关可以连接在开关调节器的输入和第三节点之间，第二电源开关连接在公共电压和第三节点之间。第一控制电路可以包括连接第一电源开关的串联晶体管之一的栅极端子和源极端子的开关。
当第一电源开关的串联晶体管在其端子之间具有小于开关调节器输入电压的第一最大允许电压时，第一中间电压优选地大于或等于输入电压减去第一最大允许电压。类似地，当第二电源开关的串联晶体管在其端子之间具有小于开关调节器输入电压的第二最大允许电压时，第二中间电压优选地小于或等于第二最大允许电压。第一中间电压可以等于输入电压减去第二中间电压。
第一电源开关的串联晶体管之一可以具有切换的栅极端子，而第一电源开关的串联晶体管中的另一个具有不切换的栅极端子。第一控制电路可以包括开关，用于将第一电源开关的串联晶体管中不切换的晶体管的栅极端子与源极端子相连。
第一电源开关可以包括两个串联晶体管，第一晶体管的栅极端子在输入电压和第一中间电压之间进行切换，第二晶体管的栅极端子被固定为第一中间电压，第一控制电路可以包括将第一节点电连接到第一中间电压的晶体管。
本发明同时提供了一种电源电路或音频功率放大电路，其包括开关调节器和控制信号发生器，控制信号发生器用于提供信号，以便切换开关调节器的每个电源开关的至少一个晶体管；以及用于提供第一和第二中间电压的内部电源。
进一步，本发明包括一种操作具有输入电压的开关调节器的方法，开关调节器包括第一和第二电源开关，每一个电源开关具有至少两个串联晶体管，晶体管在其端子之间具有小于开关调节器输入电压的最大允许电压，第一电源开关的两个晶体管在所述两个晶体管的连接位置处具有第一节点，第二电源开关的两个晶体管在所述两个晶体管的连接位置处具有第二节点。该方法包括步骤：在第一电源开关断开时，设置第一节点处的电压为第一中间电压，以使第一电源开关的晶体管的端子之间的电压不超过最大允许电压。该方法还包括步骤：在第二电源开关断开时，设置第二节点处的电压为第二中间电压，以使第二电源开关的晶体管的端子之间的电压不超过最大允许电压。
第一中间电压优选地大于或等于输入电压减去第一最大允许电压，第二中间电压优选地小于或等于第二最大允许电压。第一中间电压可以等于输入电压减去第二中间电压。
开关调节器及操作该开关调节器的方法均通过控制电源开关的串联晶体管端子之间的电压的操作实现。这样，晶体管两端的电压可以保持在低于晶体管最大允许电压的水平上，能够安全地使用具有低于开关调节器输入电压的最大允许电压的晶体管。本发明因此控制了晶体管两端的电压，并可在变化的电池电压下高效操作。
附图说明
参考附图，本发明的各种实施例的其它方面、特征和优势通过下面仅作为示例给出的本发明优选实施例的描述而变得显而易见，其中：
图1A是传统降压开关调节器的电路图；
图1B是示出了图1A中调节器在VM节点的波形图；
图2示出了根据本发明一个实施例的开关调节器使用的两个电源开关的设置；
图3是示出了图2的开关调节器的栅极电压的变化的图；
图4是示出了采用图2的电源开关设置的开关调节器的电路图；
图5是示出了用于图4的开关调节器的控制信号发生器的电路图；
图6是示出了图4的开关调节器的栅极电压的变化的图；
图7是示出了图4的开关调节器的简化版的电路图；
图8是示出了图7的开关调节器的栅极电压的变化的图；
图9是示出了用于图4或图7中的开关调节器的两个分压器的电路图；以及
图10是示出了用于电源或音频功率放大应用的、图4中的开关调节器的电路图。
具体实施方式
本发明探究了电路技术，并提出了使用标准的低压CMOS晶体管来实现高压电源开关的电路设置。其思想是将高压分配到连接成共射共基放大器(cascoding)的两个或更多晶体管。按照这种方式，可以通过将两个各使用2.5V晶体管的开关连接为共射共基放大器，来实现例如5V电源开关。在设计共射共基放大器电源开关时，一些关键技术问题必须解决。
仅通过共射共基放大器并不解决该问题。例如，通过将两个MOS晶体管连接为共射共基放大器，两个晶体管的漏极对源极电压可以减半，这与扩展漏极MOSFET类似。然而，栅极对源极和栅极对漏极电压需要慎重设计以避免过压，且需要驱动电源开关接通和/或断开。此外，设计应避免仅仅将高压问题由电源开关转移至其它地方，例如转移至开关驱动电路。另一个关心点是开关转换过程中的过压。
图2示出了开关调节器使用的两个电源开关的设置。每个电源开关使用3个MOS晶体管构成。电源开关HSPS由两个串联设置(共射共基放大器)连接的pMOS晶体管MP1和MP2、以及nMOS晶体管mn3构成。电源开关LSPS由两个串联设置(共射共基放大器)连接的nMOS晶体管MN1和MN2、以及pMOS晶体管mp3构成。晶体管MP1、MP2、MN1、MN2传导大电流并具有大体积以容纳该电流。相反地，晶体管mp3和mn3是小体积晶体管。晶体管体积的差异在图2中通过晶体管符号的体积进行突出显示。
p型晶体管MP2的栅极端子Gp2连接到DC电压Vpl，而n型晶体管MN2的栅极端子Gn2连接到另一个DC电压Vnh。另一个晶体管的栅极端子在两个慎重选择的电平之间切换。参照图3的晶体管控制电压来解释电源开关HSPS、LSPS的操作。
在图3所示的时间Ton期间，电源开关HSPS接通而电源开关LSPS断开。在此期间，中间电压Vpl被施加于p型晶体管MP1的栅极Gp1，其中|VTp|＜Vbat-Vpl＜VGSpmax，且|VTp|是晶体管阈值电压的绝对值，VGSpmax是晶体管的最大栅-源电压。这使MP1导通。在此期间电压Vpl也被施加于p型晶体管MP2和n型晶体管mn3的栅极Gp2和Gn3，以使MP2导通，而mn3截止。这样，在时间段Ton期间，MP1和MP2导通，而电源开关HSPS接通。同时，LSPS断开。n型晶体管MN1的栅极Gn1电压为零，使MN1截止。p型小晶体管mp3的栅极Gp3的电压为零，使mp3导通。这设置了节点B处的电压为Vnh，并且使n型晶体管MN2截止。假定电源开关MP1和MP2的导通电阻为零，则节点VM处的电压达到了Vbat。
在图3所示的时间Toff期间，电源开关HSPS被断开而电源开关LSPS被接通。电压Vbat被施加于p型晶体管MP1的栅极端Gp1，使MP1截止。电压Vbat还被施加于n型小晶体管mn3的栅极Gn3，导通mn3并将节点A处的电压设为Vpl。晶体管MP1和MP2处于截止状态，这是由于两个晶体管的栅极对源极电压现在均为0V。这样，HSPS在时间段Toff期间断开。中间电压Vnh被施加于n型晶体管MN1的栅极Gn1，其中VTn＜Vnh＜VGSnmax，VTn是晶体管的阈值电压，VGSnmax是晶体管最大栅-源电压。这使MN1导通。在此期间，电压Vnh也被施加于n型晶体管MN2和p型晶体管mp3的栅极Gn2和Gp3，导通MN2，截止mp3。在时间段Toff期间，MN1和MN2均导通，且电源开关LSPS接通。由此，节点VM处的电压降至0V。
在不具有小晶体管mn3和mp3的情况下，当HSPS或LSPS断开时，节点处A和B的电压可能浮动。为避免击穿电流，必须在mn3导通之前截止MP1，必须在mp3导通之前截止MN1。同样地，必须在MP1导通之前截止mn3，必须在MN1导通之间截止mp3。从图3中还可以看出，直到LSPS断开之前不能接通HSPS。类似地，直到HSPS断开之前不能接通LSPS。可以通过结合图3中标明的寂静时间(dead time)来达到所有这些要求，以防止在开关过渡期间击穿电流通过电源开关。
在上述设置中，由于在节点处控制连结节点电压，共射共基放大器晶体管不会遭受过压。如果正确地控制共射共基放大器晶体管的栅极以及共射共基放大器晶体管之间的连结节点A和B，仅共射共基放大器晶体管的端子电压被控制在安全限制之内。例如，若输入电压Vbat高达5.0V，且对于90nm和65nm CMOS工艺有Vmax＝2.5V，则两个晶体管可以构成共射共基放大器。对电源开关LSPS而言，这是晶体管MN1和MN2。2.5V的恒定DC电压Vnh可施加于MN2的栅极，而MN1的栅极在0V和2.5V之间切换。当MN1的栅极为2.5V时，电源开关LSPS接通。同时，电源开关HSPS断开，且VM＝0V。MN1与MN2之间的连结节点B也是0V。MN1和MN2的所有端子之间的电压都保持在2.5V之内，即晶体管端子之间最大允许电压。为了断开LSPS，MN1的栅极切换到0V。同时，HSPS接通，将VM拉高至5.0V。MN1与MN2之间的连结节点B处的电压现在由小体积晶体管mp3固定为2.5V(Vnh)，且MN1和MN2的所有端子之间的电压再次被保持在2.5V之内。由于每个晶体管的栅极和源极被短路，MN1和MN2被切断。该控制方法确保了所有晶体管的安全，并且过压压力不会发生。电源开关HSPS的晶体管MP1和MP2之间的节点A处电压的控制也由小体积晶体管mn3提供，确保MP1和MP2的所有端子之间的电压再次被保持在2.5V之内。
应注意，在图2的设置中，外部MOS晶体管(MP1和MN1)由开关选通电压导通或截止。没有切换内部MOS晶体管(MP2和MN2)，而是以恒定DC进行偏置，这是由于转换内部MOS晶体管效率较低。这样的设置减少了功率消耗，改进了电源效率。
图4示出了采用图2的电源开关的开关调节器的实现。控制信号发生器40由电压Vbat、Vpl和Vnh供电，并产生控制信号Gp1、Gn3、Gp3和Gn1。电压Vbat由电池41得到。通过电路42由电压Vbat得到中间电压Vpl，电路42包括具有参考电压44的缓冲器43和滤波电容器45。类似地，中间电压Vnh由电路46得到，包括具有参考电压48的缓冲器47和滤波电容器49。控制信号Gp1连接到晶体管MP1的栅极，控制信号Gn3连接到晶体管mn3的栅极，控制信号Gp3连接到晶体管mp3的栅极，控制信号Gn1连接到晶体管MN1的栅极。晶体管MP2和MN2的栅极分别设置为电压Vpl和Vnh。晶体管MP1、MP2和mn3组成电源开关HSPS，晶体管MN1、MN2和mp3组成电源开关LSPS，如图2所示。
例如，用于控制信号发生器40的CTRL信号可由脉冲宽度调制(PWM)控制器(图中未示出)得到。PWM控制器输出具有变化脉冲宽度的控制信号。PWM是在DC-DC开关调节器中使用的一种传统技术，在DC-DC开关调节器中，驱动主电源开关的控制信号的工作循环随负载而改变，以保持恒定输出电压。该技术也被用于发动机控制应用中以改变发动机RPM，并应用于通信中调制脉冲信号。PWM控制器的输出被施加到或门50的一个输入，电源开启/关闭的控制信号Pon被施加到另一个输入。当Pon＝1时，开关调节器处于正常操作模式，当Pon＝0，调节器关闭。在该关闭模式中，或门50的输出总是1，这样CTRL＝1，与PWM控制器的输出状态无关。
Pon控制信号可以用于减少某些设备的待机电流。由于仅当设备在正常工作模式下才需要设备的核心组件，如CPU核心、闪存、时钟发生器或通用外部设备，对于不使用的每个域，可切断其电源，将该组件的待机电流减小为零。这要求开关调节器在微控制器的正常操作期间有效，而当不使用微控制器时，可以被关闭，如此降低了整个系统的功率消耗。
控制信号发生器40的一种可能实现如图5所示。电路包括反相器61、63、64、65和67；与非门62；以及输出驱动器66，用于产生控制信号Gp1并经由电平移位器82产生控制信号Gp3。反相器72和73、与非门71及输出驱动器74用于产生控制信号Gn1并经由电平移位器83产生控制信号Gn3。需要电平移位器81、82、83来处理所需的不同逻辑电平。
当输入CTRL＝0时，输出Gn1＝0，且经由电平移位器83的Gn3＝Vpl。经过延迟之后，输出Gp1＝Vpl且输出Gp3＝0。该延迟是从Gn1经由电平移位器83、反相器67、与非门62、三个反相器63、64、65及输出驱动器66至Gp1，再经由电平移位器82至Gp3的传播延迟。这导致接通HSPS并断开PSPS。类似地，当CTRL＝1时，输出Gp1＝Vbat，Gp3＝Vnh。经过另一个延迟之后，输出Gn1＝Vnh且输出Gn3＝Vbat。该第二个延迟是从Gp1经由电平移位器82、与非门71、两个反相器72、73及输出驱动器74至Gn1，再经由电平移位器83至Gn3的传播延迟。这导致接通LSPS并断开HSPS。此处可以看到，寂静时间是由两个传播延迟决定的。
对于电源开关LSPS中的每一个MOS晶体管，任意两个端子的电压现在被限制在0至Vnh之间，其中Vnh≤VMAX，而VMAX是给定工艺的最大允许电压。类似地，对于电源开关HSPS中的每一个MOS晶体管，任意两个端子的电压现在位于从Vpl至Vbat-Vpl的范围间，其中Vbat-Vpl≤VMAX，即Vpl≥Vbat-VMAX。作为选择，Vpl可视为参照Vbat的DC电压。按照这种方式，与Vnh类似，电压Vpl可以是一个独立于Vbat的恒定电压。优选地，Vpl不那么高而Vnh不那么低，以造成相关晶体管过低的栅极对源极电压。这要求使用更大的晶体管以达到合适的导通状态电阻。优选将电压Vpl和Vnh近似设置为满足关系Vpl＝Vbat-Vnh，例如，Vnh＝2.5V，Vpl＝Vbat-2.5V。
图6示出了图4中开关调节器的栅极电压Gp1和Gn1的波形。此处电池电压Vbat不被视为常数，而电池电压随电池放电而降低。在图4中的开关调节器中，控制电压Vpl随Vbat以相同速率降低，以保持电压差Vbat-Vpl为常数，电压Vnh也相同。
电压Vpl和Vnh可以通过使用两个线性调节器由Vbat得到，或使用两个缓冲器加上两个参考电压(如图4所示)，其中一个线性调节器或缓冲器参考地而另一个参考Vbat。还需要两个电容器用于滤波目的。该设置可以简化，一个简化的示例如图7的实施例所示。在该实施例中，Vpl＝Vnh＝Vmid＝Vbat/2。在这个实现中，只需要一个线性调节器或缓冲器来产生电压Vmid。
图8示出了图7中简化的开关调节器的栅极电压Gp1和Gn1的波形。随着电池放电引起的Vbat降低，Vpl和Vnh也相应降低。控制电压的降低导致了电源效率的略微下降。然而，对图7的简化电路的研究表明，使用简化实现引起的电源效率的最大损失只有3.7％。使用较小的电路，占用较少的硅区域，更少的控制电路功率消耗，这些优点可以弥补效率的损失。也可由跟随有缓冲器的阻性分压器来产生电压Vmid。两个简单的分压器92和94如图9所示。
图10示出了集成到电源电路或音频功率放大器电路的图4的开关调节器，包括电感器L、电容器C和控制信号发生器40。内部电源102产生中间电压Vpl和Vnh(或选择性地产生的单一中间电压，如图7和图8的实施例所示)。PWM控制器104、输出传感器106、或门50为控制信号发生器40提供控制信号。
虽然上述实施例中每个电源开关只有两个串联晶体管，但其技术原则上可以扩展至使用三个或更多串联晶体管。若电池电压过高，或若MOS晶体管的最大允许电压过低时，这可能是必要的。例如，如果Vbat高于共射共基放大器(串联)晶体管的最大允许电压的两倍，则可能要求使用多于两个的共射共基放大器晶体管。
在一个开关使用多于两个的共射共基放大器晶体管的情况下，DC电压可施加于距节点VM最近的共射共基放大器晶体管的栅极端子，而由PWM控制器得到的开关信号可施加于距节点VM最远的外部共射共基放大器晶体管的栅极端子。中间的共射共基放大器晶体管可以由DC电压或PWM信号施加于其栅极端。
应注意，在本文中，“包括”一词并不排除出现所列之外的其它元件或步骤，在元件之前的“一个”一词不排除出现多个这样的元件；任何参考符号并不限制权利要求的范围；可以同时利用软件和硬件来来实现本发明，以及可以利用硬件或软件的相同项目来表示数个“装置”或“单元”。进一步，本发明的范围不局限于实施例，本发明依靠上述所有每一个新颖特征或其结合。更进一步，在不脱离由所附权利要求书所限定的本发明的范围的前提下，还可以采用上面未描述的对等物和修改。

Claims (17)

1.一种具有输入电压(Vbat)的开关调节器，包括：
第一电源开关(HSPS)，包括：
-至少两个串联晶体管(MP1、MP2)，所述两个晶体管在其连接处至少具有第一节点(A)；以及
-至少第一控制电路(mn3)，用于在第一电源开关断开时设置第一节点处的电压为第一中间电压(Vp1)；以及
第二电源开关(LSPS)，包括：
-至少两个串联晶体管(MN1、MN2)，所述两个晶体管在其连接处至少具有第二节点(B)；以及
-至少第二控制电路(mp3)，用于在第二电源开关断开时设置第二节点处的电压为第二中间电压(Vnh)。
2.如权利要求1所述的开关调节器，其特征是，第一电源开关连接在开关调节器的输入和第三节点(VM)之间，第二电源开关连接在公共电压和第三节点之间。
3.如权利要求1或2所述的开关调节器，其特征是，第一控制电路(mn3)包括用于连接第一电源开关的串联晶体管之一的栅极端子和源极端子的开关。
4.如权利要求3所述的开关调节器，其特征是，第二控制电路(mp3)包括用于连接第二电源开关的串联晶体管之一的栅极端子和源极端子的开关。
5.如权利要求1所述的开关调节器，其特征是，第一电源开关(HSPS)的串联晶体管(MP1、MP2)在其端子之间具有小于开关调节器输入电压(Vbat)的第一最大允许电压，以及第一中间电压(Vpl)大于或等于输入电压(Vbat)减去第一最大允许电压。
6.如权利要求5所述的开关调节器，其特征是，第二电源开关(LSPS)的串联晶体管(MN1、MN2)在其端子之间具有小于开关调节器的输入电压(Vbat)的第二最大允许电压，以及第二中间电压(Vnh)小于或等于第二最大允许电压。
7.如权利要求6所述的开关调节器，其特征是，第一中间电压(Vpl)等于输入电压(Vbat)减去第二中间电压(Vnh)。
8.如权利要求1所述的开关调节器，其特征是，第一电源开关(HSPS)的串联晶体管中之一(MP1)具有切换的栅极端子，第一电源开关(HSPS)的串联晶体管中的另一个(MP2)具有不切换的栅极端子。
9.如权利要求8所述的开关调节器，其特征是，第一控制电路(mn3)包括开关，用于将第一电源开关(HSPS)的非切换串联晶体管(MP2)的栅极端子与源极端子相连。
10.如权利要求8所述的开关调节器，其特征是：
第一电源开关(HSPS)包括两个串联晶体管(MP1、MP2)，第一晶体管(MP1)的栅极端子在输入电压(Vbat)和第一中间电压(Vpl)之间进行切换，第二晶体管(MP2)的栅极端子被固定为第一中间电压(Vpl)；以及
第一控制电路(mn3)包括将第一节点(A)电连接到第一中间电压(Vpl)的晶体管。
11.如权利要求10所述的开关调节器，其特征是：
第二电源开关(LSPS)包括两个串联晶体管(MN1、MN2)，第一晶体管(MN1)的栅极端子在地和第二中间电压(Vnh)之间进行切换，第二晶体管(MN2)的栅极端子被固定为第二中间电压(Vnh)；以及
第二控制电路(mp3)包括将第二节点(B)电连接到第二中间电压(Vnh)的晶体管。
12.一种电源电路，包括：
如权利要求1-10之一所述的开关调节器；
控制信号发生器(40)，用于提供信号，以便切换开关调节器的每一个电源开关的至少一个晶体管；以及
用于提供第一和第二中间电压(Vpl，Vnh)的内部电源(102)。
13.一种音频功率放大电路，包括：
如权利要求1-10之一所述的开关调节器；
控制信号发生器(40)，用于提供信号，以便切换开关调节器的每一个电源开关的至少一个晶体管；以及
用于提供第一和第二中间电压(Vpl和Vnh)的内部电源(102)。
14.一种用于操作具有输入电压(Vbat)的开关调节器的方法，所述开关调节器包括第一和第二电源开关(HSPS，LSPS)，每一个电源开关具有至少两个串联晶体管(MP1、MP2；MN1、MN2)，晶体管在其端子之间具有小于输入电压的最大允许电压，第一电源开关的两个晶体管在连接所述两个晶体管的位置处具有第一节点(A)，第二电源开关的两个晶体管在连接所述两个晶体管的位置处具有第二节点(B)；
所述方法包括以下步骤：
在第一电源开关断开时，设置第一节点(A)处的电压为第一中间电压(Vpl)，以使第一电源开关的晶体管的端子之间的电压不超过最大允许电压；以及
在第二电源开关断开时，设置第二节点(B)处的电压为第二中间电压(Vnh)，以使第二电源开关的晶体管的端子之间的电压不超过最大允许电压。
15.如权利要求14所述的方法，其特征是，第一中间电压(Vpl)大于或等于输入电压(Vbat)减去第一最大允许电压。
16.如权利要求15所述的方法，其特征是，第二中间电压(Vnh)小于或等于第二最大允许电压。
17.如权利要求14-16之一所述的方法，其特征是，第一中间电压(Vpl)等于输入电压(Vbat)减去第二中间电压(Vnh)。
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