CN102609022A - 双界面卡的电源管理电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双界面卡的电源管理电路及方法，其中电源电压选择电路选择接触式电源和非接触式电源中电压高的一个，作为输出的电压；切换开关选择所述接触式控制电路和非接触式控制电路其中的一个连接到所述PMOS功率管的栅极，只有在接触式电源电压为0，且非接触式电源电压不为0时，所述切换开关将非接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极，其它情况下，所述切换开关都将接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极。本发明采用PMOS功率管，大大降低了电路的复杂度，并且极大地减小了面积。并且与非接触电源管理电路复用了功率管电路，减小了面积，同时也节约了功耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源管理电路，尤其是一种双界面卡的电源管理电路。本发明还涉及一种电源管理方法，尤其是一种双界面卡的电源管理方法。
背景技术
随着双界面卡技术的不断的成熟，以其一张卡片同时可进行接触界面及非接触界面两种操作的特性，双界面卡逐渐投入到了更多领域的大规模的商业应用当中，主要为交通领域，但逐步扩展到了金融、电子商务、通信等多领域的应用。
在双界面卡中一个困难的问题是如何提供CPU系统一个可靠的系统时钟和电源。因为两个界面都会产生时钟和电源，所以系统需要能正确相互切换，而不产生冲突。
双界面电源管理电路应该在只有接触供电、只有非接触供电、既有接触供电又有非接触供电这三种情况下都能正确提供出内部所需要的电压、以及负载电流。 并且在不同工作模式之间切换时不能影响双界面卡的通讯，接触式电源与非接触式电源之间不能有馈通电路。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种双界面卡的电源管理电路，以及采用这种双界面卡的电源管理电路实现的双界面卡的电源管理方法，能够减少电源管理电路的功耗和面积开销，并提高模块工作可靠性。
为解决上述技术问题，本发明双界面卡的电源管理电路的技术方案是，包括：
接触式电源和非接触式电源；
分别与所述接触式电源和非接触式电源连接的电源电压选择电路，所述电源电压选择电路选择接触式电源和非接触式电源中电压高的一个，作为输出的电压；
PMOS功率管，衬底端和源极连接所述电源电压选择电路输出的电压，漏极作为电压输出端，栅极连接一个切换开关；
电压检测电路，连接到所述PMOS功率管的漏极，并且根据所述PMOS功率管的漏极电压输出至少一个相应的反馈电压；
接触式控制电路，连接到所述切换开关和所述电压检测电路的反馈电压，根据所述反馈电压的大小控制所述PMOS功率管栅极电压的大小，保证所述PMOS功率管漏极电压的稳定；
非接触式控制电路，连接到所述切换开关和所述电压检测电路的反馈电压，根据所述反馈电压的大小控制所述PMOS功率管栅极电压的大小，保证所述PMOS功率管漏极电压的稳定；
所述切换开关选择所述接触式控制电路和非接触式控制电路其中的一个连接到所述PMOS功率管的栅极，只有在接触式电源电压为0，且非接触式电源电压不为0时，所述切换开关将非接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极，其它情况下，所述切换开关都将接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极。
本发明还提供了一种采用上述双界面卡的电源管理电路实现的双界面卡的电源管理方法，其技术方案是，所述电源电压选择电路选择接触式电源和非接触式电源中电压高的一个，作为输出的电压；所述切换开关选择所述接触式控制电路和非接触式控制电路其中的一个连接到所述PMOS功率管的栅极，只有在接触式电源电压为0，且非接触式电源电压不为0时，所述切换开关将非接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极，其它情况下，所述切换开关都将接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极。
本发明采用PMOS功率管，相对传统的NMOS功率管结构大大降低了电路的复杂度，并且极大地减小了面积。并且与非接触电源管理电路复用了功率管电路，减小了面积，同时也节约了功耗。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细的描述。
图1为本发明双界面卡的电源管理电路的结构示意图。
图2为本发明双界面卡的电源管理电路一个实施例中电压检测电路的示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种双界面卡的电源管理电路，如图1所示，包括：
接触式电源AVDDVCC和非接触式电源AVDDRF；
分别与所述接触式电源和非接触式电源连接的电源电压选择电路，所述电源电压选择电路选择接触式电源和非接触式电源中电压高的一个，作为输出的电压；
PMOS功率管PM1，衬底端和源极连接所述电源电压选择电路输出的电压，漏极作为电压输出端VDD，栅极连接一个切换开关；
电压检测电路，连接到所述PMOS功率管的漏极，并且根据所述PMOS功率管的漏极电压输出至少一个相应的反馈电压；
接触式控制电路，连接到所述切换开关和所述电压检测电路的反馈电压，根据所述反馈电压的大小控制所述PMOS功率管栅极电压的大小，保证所述PMOS功率管漏极电压的稳定；
非接触式控制电路，连接到所述切换开关和所述电压检测电路的反馈电压，根据所述反馈电压的大小控制所述PMOS功率管栅极电压的大小，保证所述PMOS功率管漏极电压的稳定；
所述切换开关选择所述接触式控制电路和非接触式控制电路其中的一个连接到所述PMOS功率管的栅极，只有在接触式电源电压为0，且非接触式电源电压不为0时，所述切换开关将非接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极，其它情况下，所述切换开关都将接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极。
所述电压检测电路为至少两个串联连接在所述PMOS功率管和地之间的电阻，所述两个串联的电阻之间的节点电压被引出作为所述反馈电压。
或者，如图1和图2所示，所述反馈电压为两个，即图1中的N1和N2，所述电压检测电路为三个串联连接在所述PMOS功率管和地之间的电阻R1、R2和R3，所述三个串联的电阻之间的两个节点电压被引出作为所述两个反馈电压，在图2所示的实施例中，R1与R2的节点引出作为N1，R2与R3的节点引出作为N2。相对于R1和R3的阻值，R2的阻值可以相对小很多，使得N1和N2的电压虽然不同但相差不大，从而适应接触式控制电路和非接触式控制电路的工作和调试。
本发明还公开了一种采用上述双界面卡的电源管理电路实现的双界面卡的电源管理方法，所述电源电压选择电路选择接触式电源和非接触式电源中电压高的一个，作为输出的电压；所述切换开关选择所述接触式控制电路和非接触式控制电路其中的一个连接到所述PMOS功率管的栅极，只有在接触式电源电压为0，且非接触式电源电压不为0时，所述切换开关将非接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极，其它情况下，所述切换开关都将接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极。
根据本发明双界面卡的电源管理电路包含两套独立的电压调节电路，这两个独立的电压调节电路有自己独立的反馈环路，分别工作在接触式模式与非接触式模式。并且支持接触式与非接触同时存在的条件下，电源管理电路可以给内部提够电源电压及负载电流。
结合图1和图2所示，当只有接触式电源AVDDVCC时，因为AVDDRF为零，电源选择电路会将AVDDVCC电压选择出来加入PMOS器件PM1的源端，由AVDDVCC给其余下的电路供电。
此时接触式控制电路工作，与电压检测电路、PM1功率管一起形成接触式电源管理回路，非接触式控制电路不工作，被关掉，不会浪费功耗，输出电压值由式(4)决定：
当只有非接触式电源AVDDRF供电，而AVDDVCC为零，电源选择电路会将AVDDRF选择出来加入到PMOS器件PM1的源端，由AVDDRF给余下的电路供电。
此时非接触式控制电路工作，与电压检测电路、PM1功率管一起形成非接触式电源管理回路，输出电压值由式(8)决定：
其中VREF1与VREF2分别为BANDGAP电路产生的基准电压，精度很高，所以产生的VDD电压精度也比较高。
当既有非接触式电源AVDDRF供电，且AVDDVCC也不为零时，电源选择电路会将直接判断AVDDRF与AVDDVCC的高低，选择两者之中较高的电压加入到PMOS器件PM1的源端，来给余下的电路供电，之后的工作过程与只有接触式电源AVDDVCC供电时的情况相同。因为AVDDRF，AVDDVCC都是比VDD高的电压值，所以不会存在VDD向AVDDRF或AVDDVCC倒灌的现象。并且电源电压选择电路中所有的PMOS器件的衬底都是接到AVDDRF与AVDDVCC之中较高的电压域上，所以AVDDRF与AVDDVCC之间也不会产生互灌的现象。
此时非接触式控制电路工作不工作，被关掉，不消耗功耗，接触式控制电路工作，与电压检测电路、PM1功率管一起形成电源管理电路回路，输出电压值由式(4)决定。
本发明双界面卡的电源管理电路及方法中，PMOS功率管PM1与接触式控制电路，电压检测电路构成接触式电源管理环路，PMOS功率管PM1与非接触式控制电路，电压检测电路构成非接触式电源管理环路。并且在接触与非接触都有的情况下也可用接触式环路产生内部电路所需的稳定电压。本发明能减少电源管理电路的功耗和面积开销，提高模块工作可靠性。
Claims (4)
1.一种双界面卡的电源管理电路，其特征在于，包括：
接触式电源和非接触式电源；
分别与所述接触式电源和非接触式电源连接的电源电压选择电路，所述电源电压选择电路选择接触式电源和非接触式电源中电压高的一个，作为输出的电压；
PMOS功率管，衬底端和源极连接所述电源电压选择电路输出的电压，漏极作为电压输出端，栅极连接一个切换开关；
电压检测电路，连接到所述PMOS功率管的漏极，并且根据所述PMOS功率管的漏极电压输出至少一个相应的反馈电压；
接触式控制电路，连接到所述切换开关和所述电压检测电路的反馈电压，根据所述反馈电压的大小控制所述PMOS功率管栅极电压的大小，保证所述PMOS功率管漏极电压的稳定；
非接触式控制电路，连接到所述切换开关和所述电压检测电路的反馈电压，根据所述反馈电压的大小控制所述PMOS功率管栅极电压的大小，保证所述PMOS功率管漏极电压的稳定；
所述切换开关选择所述接触式控制电路和非接触式控制电路其中的一个连接到所述PMOS功率管的栅极，只有在接触式电源电压为0，且非接触式电源电压不为0时，所述切换开关将非接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极，其它情况下，所述切换开关都将接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极。
2.根据权利要求1所述的双界面卡的电源管理电路，其特征在于，所述电压检测电路为至少两个串联连接在所述PMOS功率管和地之间的电阻，所述两个串联的电阻之间的节点电压被引出作为所述反馈电压。
3.根据权利要求1所述的双界面卡的电源管理电路，其特征在于，所述反馈电压为两个，所述电压检测电路为三个串联连接在所述PMOS功率管和地之间的电阻，所述三个串联的电阻之间的两个节点电压被引出作为所述两个反馈电压。
4.一种采用如权利要求1-3中任意一项所述的双界面卡的电源管理电路实现的双界面卡的电源管理方法，其特征在于，所述电源电压选择电路选择接触式电源和非接触式电源中电压高的一个，作为输出的电压；所述切换开关选择所述接触式控制电路和非接触式控制电路其中的一个连接到所述PMOS功率管的栅极，只有在接触式电源电压为0，且非接触式电源电压不为0时，所述切换开关将非接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极，其它情况下，所述切换开关都将接触式控制电路连接到所述PMOS功率管的栅极。
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