CN111010032A - 一种适应不同输入电压的四管脚负载开关 - Google Patents

Abstract

一种适应不同输入电压的四管脚负载开关，所述四管脚是指管脚IN，管脚EN，管脚OUT，和管脚GND，通过设置最大选择电路以在输入电压和负载开关使能电压之间选择最大电压作为内部电路电源，从而实现负载开关自动适应不同输入电压，其特征在于，包括功率开关管，所述功率开关管包括栅极、电压接入端和电压输出端，所述栅极连接电荷泵，所述电荷泵连接振荡器，所述振荡器连接偏置电路，所述偏置电路连接负载开关使能端，所述负载开关使能端和所述电压接入端分别连接最大选择电路，所述最大选择电路将从负载开关使能电压和所述电压接入端的输入电压中选择的最大电压分别传输给所述电荷泵、所述振荡器和所述偏置电路。

Description

一种适应不同输入电压的四管脚负载开关

技术领域

本发明涉及负载开关的内部电压配置技术，特别是一种适应不同输入电压的四管脚负载开关，所述四管脚是指管脚IN，管脚EN，管脚OUT，和管脚GND，通过设置最大选择电路以在输入电压和负载开关使能电压之间选择最大电压作为内部电路电源，从而实现负载开关自动适应不同输入电压。

背景技术

现有技术中的负载开关通常由以下电路组成：偏置电路，振荡器电路，电荷泵电路，限流保护电路和输出器件Mnpower(又称功率开关管)。功率开关管采用NMOS管，NMOS管的栅极分别连接电荷泵，电荷泵连接振荡器，振荡器连接偏置电路，偏置电路连接-负载开关使能端，NMOS管的源极连接电压输出端，NMOS管的漏极连接电压输入端，偏置电路、振荡器和电荷泵均连接电压输入端。偏置电路为其他模块提供偏置电流和电压，振荡器为电荷泵提供时钟，电荷泵为Mnpower提供栅极电压，Mnpower为芯片中的输出器件，为输出负载提供电流或电压，所有模块供电电压都是Vin。本发明人发现，一般负载开关的最小输入电压为1.6V，有些应用要求负载开关传导0.8V的电压，这使得传统负载开关没法做到。本发明人认为，如果在负载开关电路中设置最大选择电路，在输入电压Vin和负载开关使能电压EN之间选择最大电压作为内部电路电源，则能够实现负载开关自动适应不同输入电压。例如，负载开关的EN是由外部逻辑I/O提供，当芯片正常工作时，EN的最小电压为1.6V。当Vin＝0.8V时，EN＝1.6V使芯片开启，Vin和EN通过最大选择电路使得Vcc＝EN＝1.6V，从而满足偏置电路，振荡器和电荷泵正常工作，而Mnpower可以将Vin＝0.8V传递给Vout。当Vin大于1.6V时，偏置电路，振荡器和电荷泵的供电电源Vcc＝Vin。因此，负载开关在其输入电压Vin降低到0.8V，甚至更低时，均能正常工作。有鉴于此，本发明人完成了本发明。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种适应不同输入电压的四管脚负载开关，所述四管脚是指管脚IN，管脚EN，管脚OUT，和管脚GND，通过设置最大选择电路以在输入电压和负载开关使能电压之间选择最大电压作为内部电路电源，从而实现负载开关自动适应不同输入电压。

本发明技术方案如下：

一种适应不同输入电压的四管脚负载开关，其特征在于，包括功率开关管，所述功率开关管包括栅极、电压接入端和电压输出端，所述栅极连接电荷泵，所述电荷泵连接振荡器，所述振荡器连接偏置电路，所述偏置电路连接负载开关使能端，所述负载开关使能端和所述电压接入端分别连接最大选择电路，所述最大选择电路将从负载开关使能电压和所述电压接入端的输入电压中选择的最大电压分别传输给所述电荷泵、所述振荡器和所述偏置电路。

所述功率开关管为NMOS管，所述NMOS管的漏极即为电压接入端，所述NMOS管的漏极连接输入电压端Vin，所述NMOS管的源极即为电压输出端，所述NMOS管的源极连接输出电压端Vout。

所述负载开关使能端的使能电压EN≥1.6V。

所述负载开关使能端的使能电压EN由外部逻辑I/O提供。

当Vin＜EN时，EN使芯片开启，Vin和EN通过最大选择电路输出内部供电电源Vcc＝EN，从而满足偏置电路，振荡器和电荷泵正常工作，而所述功率开关管将Vin传递给Vout。

当Vin≥EN时，偏置电路，振荡器和电荷泵的内部供电电源Vcc＝Vin。

例如，当Vin＝0.8V时，EN＝1.6V使芯片开启，Vin和EN通过最大选择电路使得Vcc＝EN＝1.6V，从而满足偏置电路，振荡器和电荷泵正常工作，而所述功率开关管将Vin＝0.8V传递给Vout。

例如，当Vin大于1.6V时，偏置电路，振荡器和电荷泵的供电电源Vcc＝Vin。

本发明技术效果如下：本发明一种适应不同输入电压的四管脚负载开关，通过在负载开关电路中设置最大选择电路，在输入电压Vin和负载开关使能电压EN之间选择最大电压作为内部电路电源，则能够实现负载开关自动适应不同输入电压。负载开关的EN是由外部逻辑I/O提供，当芯片正常工作时，EN的最小电压为1.6V。当Vin＝0.8V时，EN＝1.6V使芯片开启，Vin和EN通过最大选择电路使得Vcc＝EN＝1.6V，可以满足偏置电路，振荡器和电荷泵正常工作，功率开关管Mnpower可以将Vin传递给Vout。传统负载开关的最小输入电压为1.6V，有些应用要求负载开关传导0.8V的电压，传统负载开关没法做到，本发明解决了这个问题。

本发明的特点如下：在不增加额外面积和额外管脚的前提下，只增加一个最大选择电路，可以使负载开关最低输入电压降为0.8V，甚至更低，方法非常巧妙简便，成本低廉。

附图说明

图1是实施本发明一种适应不同输入电压的四管脚负载开关结构示意图。

附图标记列示如下：1-最大选择电路；2-偏置电路；3-振荡器；4-电荷泵；Vin-输入电压或输入电压值或输入电压端；Vout-输出电压或输出电压值或输出电压端；Mnpower-功率开关管；Vcc-内部电路电源或电路接入电压端或电路接入电压值或内部电路电源端或内部供电电源；EN-负载开关使能端或负载开关使能电压。

具体实施方式

下面结合附图(图1)对本发明进行说明。

图1是实施本发明一种适应不同输入电压的四管脚负载开关结构示意图。如图1所示，一种适应不同输入电压的四管脚负载开关，包括功率开关管Mnpower，所述功率开关管Mnpower包括栅极、电压接入端和电压输出端，所述栅极连接电荷泵4，所述电荷泵4连接振荡器3，所述振荡器3连接偏置电路2，所述偏置电路2连接负载开关使能端EN，所述负载开关使能端EN和所述电压接入端分别连接最大选择电路1，所述最大选择电路1将从负载开关使能电压EN和所述电压接入端的输入电压Vin中选择的最大电压分别传输给所述电荷泵4、所述振荡器3和所述偏置电路2。所述功率开关管Mnpower为NMOS管，所述NMOS管的漏极即为电压接入端，所述NMOS管的漏极连接输入电压端Vin，所述NMOS管的源极即为电压输出端，所述NMOS管的源极连接输出电压端Vout。所述负载开关使能端的使能电压EN≥1.6V。所述负载开关使能端的使能电压EN由外部逻辑I/O提供。当Vin＜EN时，EN使芯片开启，Vin和EN通过最大选择电路输出内部供电电源Vcc＝EN，从而满足偏置电路，振荡器和电荷泵正常工作，而所述功率开关管将Vin传递给Vout。当Vin≥EN时，偏置电路，振荡器和电荷泵的内部供电电源Vcc＝Vin。例如，当Vin＝0.8V时，EN＝1.6V使芯片开启，Vin和EN通过最大选择电路1使得Vcc＝EN＝1.6V，从而满足偏置电路，振荡器和电荷泵正常工作，而所述功率开关管将Vin＝0.8V传递给Vout。例如，当Vin大于1.6V时，偏置电路，振荡器和电荷泵的供电电源Vcc＝Vin。因此，本发明能够使传统的负载开关的最低工作电压降到0.8V，甚至更低。本发明不需要在芯片中增加额外面积，只增加一个最大选择电路，就可以使负载开关具备适应不同输入电压的性能。

在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。

Claims (5)

1.一种适应不同输入电压的四管脚负载开关，其特征在于，包括功率开关管，所述功率开关管包括栅极、电压接入端和电压输出端，所述栅极连接电荷泵，所述电荷泵连接振荡器，所述振荡器连接偏置电路，所述偏置电路连接负载开关使能端，所述负载开关使能端和所述电压接入端分别连接最大选择电路，所述最大选择电路将从负载开关使能电压和所述电压接入端的输入电压中选择的最大电压分别传输给所述电荷泵、所述振荡器和所述偏置电路。

2.根据权利要求1所述的适应不同输入电压的四管脚负载开关，其特征在于，所述功率开关管为NMOS管，所述NMOS管的漏极即为电压接入端，所述NMOS管的漏极连接输入电压端Vin，所述NMOS管的源极即为电压输出端，所述NMOS管的源极连接输出电压端Vout。

3.根据权利要求2所述的适应不同输入电压的四管脚负载开关，其特征在于，所述负载开关使能端的使能电压EN≥1.6V。

4.根据权利要求3所述的适应不同输入电压的四管脚负载开关，其特征在于，当Vin＜EN时，EN使芯片开启，Vin和EN通过最大选择电路输出内部供电电源Vcc＝EN，从而满足偏置电路，振荡器和电荷泵正常工作，而所述功率开关管将Vin传递给Vout。

5.根据权利要求4所述的适应不同输入电压的四管脚负载开关，其特征在于，当Vin≥EN时，偏置电路，振荡器和电荷泵的内部供电电源Vcc＝Vin。

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