CN111082638B - 一种电压切换器与其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电压切换器与其控制方法，该电压切换器包括多个电压输入端口、电压切换电路和电压输出端口；通过多个电压输入端口用于接收多个不同电位模式的输入电压；电压切换电路与多个电压输入端口连接，可以根据多个不同电位模式的输入电压输出待输出电压；电压输出端口与电压切换电路连接，电压输出端口用于连接电子装置，将待输出电压输入至电子装置，如此该电压切换器可以灵活地提供不同的电位模式的输出电压。

Description

一种电压切换器与其控制方法

技术领域

本申请涉及电子电路领域，特别涉及一种电压切换器与其控制方法。

背景技术

近年来，芯片电路发展迅速，芯片电路可以根据接收到的输入电压输入一定的输出电压，但是在现有技术中，一个芯片电路往往只有一种电位模式的输出电压，若需要输出不同的电位模式的输出电压,需要额外的电平转换电路，如此，芯片电路不能灵活地提供不同的电位模式的输出电压。

发明内容

本申请实施例要解决的是芯片电路不能灵活地提供不同的电位模式的输出电压的技术问题。

为解决上述技术问题，一方面本申请实施例提供了一种电压切换器，该电压切换器包括多个电压输入端口、电压切换电路和电压输出端口；

多个电压输入端口用于接收多个不同电位模式的输入电压；

电压切换电路与多个电压输入端口连接，用于根据多个不同电位模式的输入电压输出待输出电压；

电压输出端口与电压切换电路连接，电压输出端口用于连接电子装置，将待输出电压输入至电子装置。

另一方面提供了一种控制方法，用于控制电压切换器，其中电压切换器包括电压输入端口、电压切换电路和电压输出端口，该方法包括：

接收多个不同电位模式的输入电压；

根据多个不同电位模式的输入电压输出待输出电压，向电子装置输入待输出电压。

采用上述技术方案，本申请实施例提供的一种电压切换器与其控制方法

具有如下有益效果：

一种电压切换器，该电压切换器包括多个电压输入端口、电压切换电路和电压输出端口；通过多个电压输入端口用于接收多个不同电位模式的输入电压；电压切换电路与多个电压输入端口连接，可以根据多个不同电位模式的输入电压输出待输出电压；电压输出端口与电压切换电路连接，电压输出端口用于连接电子装置，将待输出电压输入至电子装置，如此该电压切换器可以灵活地提供不同的电位模式的输出电压。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种电压切换器的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种电压切换器的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种电压切换器的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种电压切换器的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种控制方法的流程示意图；

图6是本申请实施例提供的一种控制方法的流程示意图；

图7是本申请实施例提供的一种控制方法的流程示意图；

以下对附图作补充说明：

1-电压切换器；11-电压输入端口；111-第一电压输入端口；112-第二电压输入端口；113-第三电压输入端口；114-第四电压输入端口；115-第五电压输入端口；12-电压切换电路；13-电压输出端口；14-反向器；15-第一公共端口。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种电压切换器的结构示意图；如图1所示，该电压切换器1包括多个电压输入端口11、电压切换电路12和电压输出端口13；

多个电压输入端口11用于接收多个不同电位模式的输入电压；本申请实施例中，不同电位模式可以为与参考电压相比的正电压模式和负电压模式，参考电压可以为接地零电位电压。

电压切换电路12与多个电压输入端口11连接，用于根据多个不同电位模式的输入电压输出待输出电压；

电压输出端口13与电压切换电路12连接，电压输出端口13用于连接电子装置，将待输出电压输入至电子装置。本申请实施例中，电子装置可以为个人电脑、笔记型电脑、平板电脑、智能手机等电子产品，但不限于此。

于一实施例中，请参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种电压切换器的结构示意图；电压输入端口11包括第一电压输入端口111、第二电压输入端口112、第三电压输入端口113、第四电压输入端口114和第五电压输入端口115；该电压切换电路12包括第一PMOS管Q1、第一电阻R1、第一NMOS管、单向导通管、第二PMOS管、第三电阻、第四电阻和第二NMOS管；第一PMOS管Q1的栅极与第五电压输入端口115连接；第一PMOS管Q1的源极与第三电压输入端口113连接；第一PMOS管Q1的漏极与第一电阻R1的一端连接；第一电阻R1的另一端与第二电压输入端口112连接；第一PMOS管Q1的漏极与第一NMOS管Q2的栅极连接；第一NMOS管Q2的源极与第二电压输入端口112连接；第一NMOS管Q2的漏极与电压输出端口13连接；单向导通管Q3的一端与第一NMOS管Q2的漏极连接；单向导通管Q3的另一端与第二PMOS管Q4的漏极连接；第二PMOS管Q4的源极与第一电压输入端口111连接；第一电压输入端口111与第三电阻R3的一端连接；第二PMOS管Q4的栅极与第三电阻R3的另一端连接；第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的一端连接；第四电阻R4的另外一端与第二NMOS管Q5的漏极连接；第二NMOS管Q5的栅极与第四电压输入端口114连接；第二NMOS管Q5的源极与第二电压输入端口112连接。

可选的，单向导通管可以为第三PMOS管；第三PMOS管的栅极与第一NMOS管的漏极连接，第三PMOS管的漏极与第三PMOS管的漏极连接。单向导通管还可以为二极管；二极管的正极与第二PMOS管的栅极连接；二极管的负极与第一NMOS管的漏极连接。

简述上述电压切换器1的工作原理：

当第一电压输入端口111接收5V电压，该5V电压是以零接地电压为参考，下同，不赘述；第二电压输入端口112接收负5V电压,该负5V电压是以零接地电压为参考，下同，不赘述；第三电压输入端口113接收负5V电压；第四电压输入端口114接收第二NMOS管Q5的导通电压；第五电压输入端口115接收第一PMOS管Q1的截止电压；第一PMOS管Q1为截止状态，相当于断路，第一NMOS管Q2的栅极和源极电压相等，第一NMOS管Q2为截止状态，相当于断路；第二电压输入接口112、第二NMOS管Q5、第四电阻R4、第三电阻R3、第一电压输入接口111、第二PMOS管Q4、单向导通管和电压输出端口13形成通路，电压输出端口13可以输出第一电压输入端口111接收的5V电压。

当第一电压输入端口111接收负5V电压；第二电压输入端口112接收负5V电压；第三电压输入端口113接收5V电压；第四电压输入端口114接收第二NMOS管Q5的截止电压；第二NMOS管Q5的为截止状态，相当于断路，第二PMOS管Q4的栅极和源极电压相等，第二PMOS管Q4处于截止状态，相当于断路，第五电压输入端口115接收第一PMOS管Q1的导通电压；第三电压输入端口113、第一PMOS管Q1、第一电阻R1、第二电压输入端口112、第一NMOS管Q2和电压输出端口13形成通路，电压输出端口13可以输出第二电压输入端口112接收的负5V电压。

在不需要该电压切换器1工作的情况下，为保证整体电路安全，要使第一PMOS管Q1和第二NMOS管Q5同时截止，第一PMOS管Q1是低压驱动，要使第一PMOS管Q1截止，第一PMOS管Q1的栅极需要加高压；第二NMOS管Q5是高压驱动，要使第二NMOS管Q5截止，第二NMOS管Q5的栅极需要加低压，为此，提供如下两个实施例实现上述功能；

第一种实施例，请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种电压切换器1的结构示意图；电压切换器1还包括反向器14；如图3所示，第四电压输入端口114与反向器14的输出端连接，反向器14的输入端与第五电压输入端共用第一公共端口15，当第一公共端口15接收第一预设电压，第一PMOS管和第二NMOS管为截止状态；

当第一公共输入端111接收第一PMOS管Q1的截止反向电压的时侯，截止反向电压为低压，截止反向电压通过反向器14向第五电压输入端口115输入第一PMOS管Q1的截止电压，第一PMOS管Q1为高压驱动截止，第一PMOS管Q1为截止状态，由于第二NMOS管Q5为低压驱动截止，第二NMOS管Q5在截止反向电压驱动的状态下为截止状态，这样就可以保证第一PMOS管Q1和第二NMOS管Q5同时截止。

第二种实施例，请参阅图4，图4是本申请实施例提供的一种电压切换器1的结构示意图；第五电压输入端口115与反向器14的输出端连接，反向器14的输入端与第四电压输入端共用第二公共端口，当第二公共端口接收第二预设电压，第一PMOS管和第二NMOS管为截止状态。

当第一公共输入端接收第二NMOS管Q5的截止反向电压的时侯，截止反向电压为高压，截止反向电压通过反向器14向第四电压输入端口114输入第二NMOS管Q5的截止电压，第二NMOS管Q5为低压驱动截止，第二NMOS管Q5为截止状态，由于第一PMOS管Q1为高压驱动截止，第一PMOS管Q1在截止反向电压驱动的状态下为截止状态，这样就可以保证第一PMOS管Q1和第二NMOS管Q5同时截止。

于一实施例中，该电路还包括第四电阻；第一PMOS管的栅极与第四电阻的一端连接；第四电阻的另一端与第三电压输入端口113连接。

本申请实施例还提供了一种控制方法，图5是本申请实施例提供的一种控制方法的流程示意图，用于控制电压切换器1，其中电压切换器1包括电压输入端口11、电压切换电路12和电压输出端口13，如图5所示，该方法包括：

S501:接收多个不同电位模式的输入电压；

S502:根据多个不同电位模式的输入电压输出待输出电压，向电子装置输入待输出电压。不同电位模式可以为与参考电压相比的正电压模式和负电压模式，参考电压可以为接地零电位电压。

为实现上述功能，现提供两个具体的实施方法。

第一种实施例，图6是本申请实施例提供的一种控制方法的流程示意图，如图6所示，该方法包括：

S601:通过第一电压输入端口111接收第一输入电压，第一输入电压大于参考电压；通过第二电压输入端口112接收第二输入电压，第二输入电压小于参考电压；通过第三电压输入端口113接收第三输入电压，第三输入电压小于参考电压，第三输入电压与第二输入电压相等；通过第四电压输入端口114接收第四输入电压，第四输入电压的为预设导通电压；通过第五电压输入端口115接收第五输入电压，第五输入电压为预设截止电压；

S602:通过电压输出端口13向电子装置输出待输出电压，待输出电压包括第一输入电压。第一输入电压可以为大于接地零电位电压的正电压。

第二种实施例，图7是本申请实施例提供的一种控制方法的流程示意图，如图7所示，该方法包括：

S701:通过第一电压输入端口111接收第一输入电压，第一输入电压小于等于参考电压；通过第二电压输入端口112接收第二输入电压，第二输入电压小于等于参考电压，第二输入电压与第一输入电压相等；通过第三电压输入端口113接收第三输入电压，第三输入电压大于参考电压；通过第四电压输入端口114接收第四输入电压，第四输入电压的为预设截止电压；通过第五电压输入端口115接收第五输入电压，第五输入电压为预设导通电压；

S702:通过电压输出端口13向电子装置输出待输出电压，待输出电压包括第二输入电压。第二输入电压可以为小于接地零电位电压的负电压。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电压切换器，其特征在于，应用于芯片，所述电压切换器包括多个电压输入端口、电压切换电路和电压输出端口；

所述多个电压输入端口用于接收多个不同电位模式的输入电压；

所述电压切换电路与所述多个电压输入端口连接，用于根据多个不同电位模式的输入电压输出待输出电压；

所述电压输出端口与所述电压切换电路连接，所述电压输出端口用于连接电子装置，将所述待输出电压输入至所述电子装置；

所述电压输入端口包括第一电压输入端口、第二电压输入端口、第三电压输入端口、第四电压输入端口和第五电压输入端口；

所述电压切换电路包括第一PMOS管、第一电阻、第一NMOS管、单向导通管、第二PMOS管、第三电阻、第四电阻和第二NMOS管；

所述第一PMOS管的栅极与所述第五电压输入端口连接；

所述第一PMOS管的源极与所述第三电压输入端口连接；

所述第一PMOS管的漏极与所述第一电阻的一端连接；

所述第一电阻的另一端与所述第二电压输入端口连接；

所述第一PMOS管的漏极与所述第一NMOS管的栅极连接；

所述第一NMOS管的源极与所述第二电压输入端口连接；

所述第一NMOS管的漏极与所述电压输出端口连接；

所述单向导通管的一端与所述第一NMOS管的漏极连接；

所述单向导通管的另一端与所述第二PMOS管的漏极连接；

所述第二PMOS管的源极与所述第一电压输入端口连接；

所述第一电压输入端口与所述第三电阻的一端连接；

所述第二PMOS管的栅极与所述第三电阻的另一端连接；

所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端连接；

所述第四电阻的另外一端与所述第二NMOS管的漏极连接；

所述第二NMOS管的栅极与所述第四电压输入端口连接；

所述第二NMOS管的源极与所述第二电压输入端口连接；

所述电压切换器还包括反向器；

所述第四电压输入端口与所述反向器的输出端连接，所述反向器的输入端口与第五电压输入端口共用第一公共端口；

所述电压切换器包括第一状态、第二状态和第三状态；

所述第一状态为当所述第一公共端口接收第一预设电压，所述第一PMOS管和第二NMOS管为截止状态；

所述第二状态为所述第一电压输入端口的第一输入电压大于参考电压，所述第二电压输入端口的第二输入电压小于所述参考电压；所述第三电压输入端口的第三输入电压小于所述参考电压，所述第三输入电压与所述第二输入电压相等；所述第四电压输入端口接收所述第二NMOS管的导通电压；所述第五电压输入端口接收所述第一PMOS管的截止电压；所述待输出电压包括所述第一输入电压；

所述第三状态为所述第一输入电压小于等于所述参考电压，所述第二输入电压小于等于所述参考电压，所述第二输入电压与所述第一输入电压相等，所述第三输入电压大于所述参考电压；所述第四电压输入端口接收所述第二NMOS管的截止电压；所述第五电压输入端口接收所述第一PMOS管的导通电压；所述待输出电压包括所述第二输入电压。

2.根据权利要求1所述的电压切换器，其特征在于，所述单向导通管为第三PMOS管；第三PMOS管的栅极与第一NMOS管的漏极连接，第三PMOS管的漏极与第三PMOS管的漏极连接。

3.根据权利要求1所述的电压切换器，其特征在于，所述单向导通管为二极管；

所述二极管的正极与第二PMOS管的栅极连接；

所述二极管的负极与第一NMOS管的漏极连接。

4.根据权利要求2所述的电压切换器，其特征在于，所述电路还包括第四电阻；

第一PMOS管的栅极与第四电阻的一端连接；

所述第四电阻的另一端与第三电压输入端口连接。

5.一种电压切换器的控制方法，用于控制芯片中的电压切换器，其中电压切换器包括电压输入端口、电压切换电路和电压输出端口，其特征在于，所述方法包括：

接收多个不同电位模式的输入电压；

根据多个不同电位模式的输入电压输出待输出电压，向电子装置输入待输出电压；

所述电压输入端口包括第一电压输入端口、第二电压输入端口、第三电压输入端口、第四电压输入端口和第五电压输入端口；

通过所述第一电压输入端口接收第一输入电压；

通过所述第二电压输入端口接收第二输入电压；

通过所述第三电压输入端口接收第三输入电压

通过所述第四电压输入端口接收第四输入电压；

通过所述第五电压输入端口接收第五输入电压；

所述电压切换电路包括第一PMOS管、第一电阻、第一NMOS管、单向导通管、第二PMOS管、第三电阻、第四电阻和第二NMOS管；所述第一PMOS管的栅极与所述第五电压输入端口连接；所述第一PMOS管的源极与所述第三电压输入端口连接；所述第一PMOS管的漏极与所述第一电阻的一端连接；

所述第一电阻的另一端与所述第二电压输入端口连接；所述第一PMOS管的漏极与所述第一NMOS管的栅极连接；所述第一NMOS管的源极与所述第二电压输入端口连接；所述第一NMOS管的漏极与所述电压输出端口连接；所述单向导通管的一端与所述第一NMOS管的漏极连接；所述单向导通管的另一端与所述第二PMOS管的漏极连接；所述第二PMOS管的源极与所述第一电压输入端口连接；所述第一电压输入端口与所述第三电阻的一端连接；所述第二PMOS管的栅极与所述第三电阻的另一端连接；所述第三电阻的另一端与所述第四电阻的一端连接；所述第四电阻的另外一端与所述第二NMOS管的漏极连接；所述第二NMOS管的栅极与所述第四电压输入端口连接；

所述第二NMOS管的源极与所述第二电压输入端口连接；所述电压切换器还包括反向器；所述第四电压输入端口与所述反向器的输出端连接，所述反向器的输入端口与第五电压输入端口共用第一公共端口；

所述电压切换器包括第一状态、第二状态和第三状态；

所述第一状态为若所述第一公共端口接收的电压为第一预设电压，则所述第一PMOS管和第二NMOS管为截止状态；

所述第二状态为所述第一输入电压大于参考电压，所述第二输入电压小于所述参考电压；所述第三输入电压小于所述参考电压，所述第三输入电压与所述第二输入电压相等；所述第四输入电压为所述第二NMOS管的导通电压；所述第五输入电压为所述第一PMOS管的截止电压；所述待输出电压包括所述第一输入电压；

所述第三状态为所述第一输入电压小于等于所述参考电压，所述第二输入电压小于等于所述参考电压，所述第二输入电压与所述第一输入电压相等，所述第三输入电压大于所述参考电压；所述第四输入电压为所述第二NMOS管的截止电压；所述第五输入电压为所述第一PMOS管的导通电压；所述待输出电压包括所述第二输入电压。

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