CN110545036A - 电子电源 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及电子电源。一种电子电路，包括经由第一线性电压调节器为第一负载供电的开关模式电源。第一调节器包括晶体管。晶体管的衬底和栅极能够耦合到电源电压的施加节点。还公开了一种操作电路的方法。

Description

电子电源
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年5月29日提交的法国专利申请No.1870616的优先权，该申请通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及电子电路，并且更具体地涉及包括开关模式电源的电路。
背景技术
开关模式电源是包含一个或多个开关元件的DC/DC转换器。与其他类型的电源一样，开关模式电源将由DC源供应的功率传送到负载，从而修改电流和/或电压特性。
发明内容
一个实施例提供了一种电子电路，包括经由第一线性电压调节器为第一负载供电的开关模式电源。第一调节器包括晶体管。晶体管的衬底和栅极能够耦合到电源电压的施加节点。
根据一个实施例，第一负载包括逻辑电路。
根据一个实施例，开关模式电源直接为第二负载供电。
根据一个实施例，第二负载包括射频信号发射和/或接收电路。
根据一个实施例，晶体管通过源极和漏极而连接在开关模式电源的输出与第一负载的输入之间。晶体管由运算放大器控制，该运算放大器接收基准电压和第一负载的输入电压作为输入。
根据一个实施例，晶体管的衬底能够连接到电源电压的施加节点或开关模式电源的输出。
根据一个实施例，电路包括如下的操作状态：在该操作状态中，晶体管的衬底连接到开关模式电源的输出，晶体管的栅极不连接到电源电压的施加节点，并且第二负载正在操作。
根据一个实施例，电路包括其中晶体管的衬底和栅极连接到电源电压的施加节点并且第二负载关断的操作状态。
根据一个实施例，电路包括与开关串联的第二线性电压调节器，其耦合在电源电压的施加节点与第一负载的输入之间。
在结合附图的特定实施例的以下非限制性描述中将详细讨论前述和其他特征和优点。
附图说明
图1是电子电路的一个实施例的简化表示；以及
图2是图1的电路的元件的更详细的简化表示。
具体实施方式
在不同附图中，相同的元件用相同的附图标记指定。特别地，不同实施例共有的结构和/或功能元件可以用相同的附图标记指定，并且可以具有相同的结构、尺寸和材料性质。
为清楚起见，仅示出了并且详细描述了对理解所描述的实施例有用的那些步骤和元件。
除非另有说明，否则贯穿本公开，术语“连接”用于指定电路元件之间的直接电连接，而术语“耦合”用于指定电路元件之间可以是直接的、或者可以经由一个或多个其他元件的电连接。
在以下描述中，当提及限定绝对位置的术语(诸如术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等)，或相对位置(诸如术语“上方”、“下方”、“上”、“下”等)，或者限定方向的术语(诸如术语“水平”、“垂直”等)时，它指的是附图的取向。
除非另有说明，否则术语“约”、“基本上”和“在…..的量级”在本文中用于指定所讨论的值的正负10％、优选正负5％的容差。
图1是电子电路100的一个实施例的简化表示。
电路100包括第一负载，例如电路102(CORE(核))。电路102例如包括例如微处理器和存储器的逻辑元件。
电路100还包括开关模式电源104(DC-DC转换器)。开关模式电源104在其输入处连接到电源电压VDD的施加节点103，并且在其输出处连接到电感106(L)的第一端子。电感106的第二端子连接到节点108。节点108上的电压是由开关模式电源104供应的电压VDCDC。节点108通过电容器110(C)耦合到地。
电路100还可以包括第二负载，例如射频(RF)信号发射/接收电路112(即，可以发射RF信号、接收RF信号或者既发射又接收RF信号的电路)。电路112连接在节点108与地之间，并由开关模式电源104供电。
电路100还包括线性电压调节器114(LDO)。调节器114在其输入处连接到节点108(电压VDCDC)和电压VDD的施加节点103，并且在其输出处连接到节点116。结合图2进一步详细描述调节器114的一个实施例。
电路102连接在节点116与地之间。因此，电路102由与调节器114串联的开关模式电源104供电。
电路100可以包括旨在用于低功率操作模式的另一线性电压调节器118(低功率LDO)。调节器118耦合在电压VDD的施加节点103与开关120的第一端子之间。开关120的第二端子连接到节点116。
在第一操作模式中，开关模式电源104正在操作。开关模式电源104直接为电路112供电并且经由调节器114为电路102供电。另外，开关120关断。因此，可以操作或不操作的调节器118对电路100没有影响。
在所谓“低功率”的第二操作模式中，开关模式电源104和调节器114不操作，以及未被供电的电路112不操作。开关120导通并且调节器118正在操作，这使得电路102的元件的至少一部分能够被供电。
在所谓“待机”的第三操作模式中，缺少电路112或电路112关断并且开关120关断。开关模式电源104和调节器114不操作。电路102不被供电。
调节器118被配置成供应与由调节器114供应的功率相比相对较低的功率，例如，足以通常在待机模式中为电路102的元件的一部分供电的功率。调节器118例如被配置成能够为被包括在电路102内的易失性存储器供电。
图2是线性调节器114的一个实施例的更详细的简化表示。如图1中一样，调节器114包括连接到电源电压VDD的施加节点103和节点108的两个输入。调节器114还包括连接到节点116的输出。
调节器包括连接在端子116与端子108之间的晶体管202。晶体管202(例如PMOS型晶体管)由运算放大器204控制。运算放大器204通过电压VDD和电压VDCDC被供电。运算放大器的正(+)输入和负(-)输入分别连接到节点116和基准电压VREF(例如，低于VDCDC)的施加节点。
调节器114包括将晶体管的栅极(运算放大器204的输出)耦合到电压VDD的施加节点103的开关206。因此，晶体管202的栅极可以连接到或不连接到电压VDD的施加节点103，并且可以将电压VDD施加或不施加到晶体管202的栅极。
调节器114还可以包括开关208，开关208将晶体管202的衬底耦合到电压VDD的施加节点103，或者耦合到节点108。因此，施加到晶体管202的衬底的电压可以是电压VDCDC、或者电压VDD。
可以选择将线性电压调节器114与开关模式电源104并联连接，即，在电压VDD的施加节点103与形成开关模式电源的输出的节点108之间。然后，电路102将与节点108和地之间的电路112并联连接。
然而，此时，由开关模式电源104生成的噪声将有经由电路112和电路102共用的衬底而传输到电路112的风险。实际上，电路112被配置成仅拒绝从节点108直接到达它的噪声，并且因此对由电路102传输的噪声敏感。
在其中电路102和电路112由开关模式电源104和调节器114供电的之前描述的第一操作模式期间，开关206关断，并且开关208(如果存在的话)将晶体管202的衬底耦合到节点108。因此，由开关模式电源104生成的噪声不被传输到节点116，并且因此该噪声不被传输到电路112和电路102的共用衬底。
在所谓“低功率”的第二操作模式期间，开关206导通，并且开关208将晶体管的衬底耦合到电压VDD的施加节点103。因此，电压VDD被施加到晶体管202的衬底和栅极。这使得节点108与节点116之间的电流泄漏能够避免。这因此使得能够避免在该操作模式期间使电容器110放电。实际上，晶体管202关断并且晶体管202的栅极/源极和栅极/漏极电压为负，因此漏极与源极之间的泄漏是可忽略的。
已经描述了各种实施例和变型。可以组合这些各种实施例和变型，并且本领域技术人员将想到其他变型。
最后，基于上文给出的功能指示，所描述的实施例和变型的实际实现在本领域技术人员的能力范围内。
这样的改变、修改和改进旨在是本公开的一部分，并且旨在落入本发明的精神和范围内。因此，前面的描述仅作为示例，而不旨在限制。本发明仅受以下权利要求及其等价物限定。

Claims (20)

1.一种电子电路，包括：
开关模式电源；
第一负载；以及
第一线性电压调节器，其中所述开关模式电源被配置成经由所述第一线性电压调节器为所述第一负载供电，所述第一线性电压调节器包括具有衬底和栅极的晶体管，所述衬底和所述栅极选择性地耦合到电源电压节点。
2.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一负载包括逻辑电路。
3.根据权利要求1所述的电路，还包括第二负载，其中所述开关模式电源被耦合成直接为所述第二负载供电。
4.根据权利要求3所述的电路，其中所述第二负载包括射频信号发射/接收电路。
5.根据权利要求3所述的电路，其中所述电路被配置成在第一操作状态下操作，在所述第一操作状态下，所述晶体管的所述衬底连接到所述开关模式电源的输出，所述晶体管的所述栅极不连接到所述电源电压节点，并且所述第二负载正在操作。
6.根据权利要求5所述的电路，其中所述电路被配置成在第二操作状态下操作，在所述第二操作状态下，所述晶体管的所述衬底和所述栅极连接到所述电源电压节点，并且所述第二负载关断。
7.根据权利要求3所述的电路，其中所述电路被配置成在操作状态下操作，在所述操作状态下，所述晶体管的所述衬底和所述栅极连接到所述电源电压节点，并且所述第二负载关断。
8.根据权利要求1所述的电路，其中所述晶体管具有耦合在所述开关模式电源的输出与所述第一负载之间的电流路径。
9.根据权利要求8所述的电路，还包括运算放大器，所述运算放大器具有耦合到所述晶体管的所述栅极的输出。
10.根据权利要求9所述的电路，其中所述运算放大器具有耦合到基准电压节点的第一输入、以及耦合到所述第一负载的第二输入。
11.根据权利要求1所述的电路，其中所述晶体管的所述衬底在所述电源电压节点与所述开关模式电源的输出之间可切换。
12.根据权利要求1所述的电路，包括与开关串联的第二线性电压调节器，所述第二线性电压调节器和所述开关耦合在所述电源电压节点与所述第一负载之间。
13.根据权利要求12所述的电路，其中所述第二线性电压调节器包括低功率线性电压调节器。
14.一种电子电路，包括：
电源电压节点；
开关模式电源；
第一负载；
第二负载，在开关模式电源节点处耦合到所述开关模式电源的输出；以及
第一线性电压调节器，具有耦合到所述第一负载的输出，其中所述第一线性电压调节器包括：
运算放大器；
晶体管，具有耦合到所述运算放大器的输出的栅极；
第一开关，具有耦合在所述电源电压节点与所述晶体管的所述栅极之间的电流路径；以及
第二开关，具有耦合到所述晶体管的本体的第一端子，所述第二开关具有在所述电源电压节点与所述开关模式电源的输出之间可切换的第二端子。
15.根据权利要求14所述的电路，其中所述开关模式电源被配置成经由所述第一线性电压调节器为所述第一负载供电，并且其中所述开关模式电源被耦合成直接为所述第二负载供电。
16.根据权利要求14所述的电路，其中：
所述电路被配置成在第一操作状态下操作，在所述第一操作状态下，所述晶体管的所述本体连接到所述开关模式电源的所述输出，所述晶体管的所述栅极不连接到所述电源电压节点，并且所述第二负载正在操作；并且
所述电路被配置成在第二操作状态下操作，在所述第二操作状态下，所述晶体管的所述本体和所述栅极连接到所述电源电压节点，并且所述第二负载关断。
17.根据权利要求14所述的电路，其中所述运算放大器具有耦合到基准电压节点的第一输入、以及耦合到所述第一负载的第二输入。
18.根据权利要求14所述的电路，还包括与第三开关串联的第二线性电压调节器，所述第二线性电压调节器和所述第三开关耦合在所述电源电压节点与所述第一负载之间。
19.一种操作电路的方法，所述电路包括开关模式电源、第一负载、耦合到所述开关模式电源的第二负载、以及耦合在所述开关模式电源与所述第一负载之间的第一线性电压调节器，所述第一线性电压调节器包括具有衬底和控制端子的晶体管，所述衬底和所述控制端子选择性地耦合到电源电压节点，所述方法包括：
在第一操作状态下操作所述电路，在所述第一操作状态下，所述晶体管的所述衬底连接到所述开关模式电源的输出，所述晶体管的所述控制端子不连接到所述电源电压节点，并且所述第二负载正在操作；以及
在第二操作状态下操作所述电路，在所述第二操作状态下，所述晶体管的所述衬底和所述控制端子连接到所述电源电压节点，并且所述第二负载关断。
20.根据权利要求19所述的方法，其中在所述第一操作状态下，所述晶体管的所述控制端子由运算放大器驱动。
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