CN111614254B - 供电电路 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种供电电路和控制电路的控制方法，该供电电路包括电压升降调整电路和控制电路，控制电路与电压升降调整电路耦连；其中，控制电路用于在电压升降调整电路的第一使能信号大于或等于第一预定值的情况下，控制电压升降调整电路的输出电压为第一输出电压，并且用于在电压升降调整电路的第一使能信号小于或等于第二预定值的情况下，控制电压升降调整电路的输出电压为第二输出电压或者零电压，其中第一预定值高于第二预定值并且第一输出电压高于第二输出电压。根据本申请的各个实施方式，在无需使用额外的升压电路的情况下，也可以为高压驱动模块提供工作所需的输入电压，进而可以为电子设备释放升压电路所占用的电路面积。

Description

供电电路
技术领域
本申请的一个或多个实施例通常涉及电子设备的供电电路领域，具体涉及一种可调节电压的供电电路。
背景技术
目前，在现有电子设备(手机、平板，TV，PC、音箱、手表，等)的供电电路中已广泛地包括电压升降转换器(降压升压转换器，Buck-Boost Converter)。简而言之，电压升降转换器用于向电子设备提供稳定的输出电压。通常，从既保证电子设备正常工作又兼顾降低电子设备能耗这两方面考虑，电压升降转换器的输出电压一般不会设置得较高。因此，在电子设备中，需要为采用较高电压供电的模块额外提供升压(Boost)电路。这样即占用电路面积，又提高了制造成本。
发明内容
本申请的一些实施方式提供了一种供电电路。以下从多个方面介绍本申请，以下多个方面的实施方式和有益效果可互相参考。
第一方面，本申请的实施方式提供了一种供电电路，供电电路包括电压升降调整电路和控制电路，电压升降调整电路可以在升压(boost)和降压(buck)模式之间进行切换，对输入电压进行升压或降压从而获得所需的输出电压；控制电路与电压升降调整电路耦连；其中，控制电路用于控制电压升降调整电路的输出电压在第一输出电压和第二输出电压之间切换，其中，第一输出电压高于第二输出电压，第一输出电压可以驱动需要高电压驱动的模块，第二输出电压可以驱动其他非高电压驱动的模块；具体而言，控制电路在电压升降调整电路的第一使能信号的电压值大于或等于第一预定值的情况下，控制电压升降调整电路的输出电压为第一输出电压，并且用于在电压升降调整电路的第一使能信号的电压值小于或等于第二预定值的情况下，控制电压升降调整电路的输出电压为第二输出电压或者零电压，其中第一预定值高于第二预定值。
从上述第一方面的实施方式中可以看出，本申请的实施方式的供电电路可以提供高、低输出电压，这样省略现有技术中的升压电路。由于现有技术需要在电子设备中为采用较高电压供电的模块额外地提供升压(Boost)电路，而升压电路的电路结构相对复杂且电路中所采用的器件相对较多，因此，现有技术即占用电路面积，又提高了制造成本，不能满足更高的集成化要求。本申请的实施方式的供电电路在无需使用额外的升压电路的情况下，也可以为诸如NFC模块等的需要高电压驱动的模块提供工作所需的输入电压，进而可以为电子设备释放升压电路所占用的电路面积。
结合第一方面，在一些实施方式中，控制电路包括第一开关电路和第一电阻，其中第一开关电路与第一电阻耦连；其中，第一开关电路可以在第一使能信号的电压值大于或等于第一预定值的情况下导通，在第一使能信号的电压值小于或等于第二预定值的情况下截止。
结合第一方面，在一些实施方式中，供电电路还包括电压升降调整电路的反馈电压调整电路和反馈电压端口，反馈电压调整电路用于根据反馈电压端口输出的反馈电压对电压升降调整电路的输出电压进行调整，第一电阻通过第一开关电路与反馈电压调整电路耦连，其中，在第一开关电路导通的情况下，控制电路的第一电阻与反馈电压调整电路的耦接会被导通，在第一开关电路截止的情况下，第一电阻与反馈电压调整电路的耦接会被截止。
结合第一方面，在一些实施方式中，控制电路的第一电阻可以用于在第一使能信号的电压值大于或等于第一预定值的情况下，增大反馈电压调整电路的总电流。
从上述结合第一方面的实施方式中可以看出，控制电路通过增大反馈电压调整电路的总电流，从而调整电压升降调整电路的输出电压为高电压，为诸如NFC模块等的需要高电压驱动的模块提供工作所需的输入电压。
结合第一方面，在一些实施方式中，第一开关电路可以包括三个端口，其中第一开关电路的第一端口接收第一使能信号，第二端口与反馈电压调整电路的一端耦连并接地，并且第三端口与第一电阻的一端耦连，第一电阻的另一端与反馈电压端口耦连。
结合第一方面，在一些实施方式中，供电电路还包括第二开关电路，第二开关电路可以用于在第一使能信号的电压值大于电压升降调整电路的第二使能信号的电压值的情况下，导通第一使能信号输入电压升降调整电路的使能端口，并且在第一使能信号的电压值小于第二使能信号的电压值的情况下，截止第二使能信号输入控制电路；以及供电电路还包括第三开关电路，用于在电压升降调整电路的第二使能信号的电压值大于第一使能信号的电压值的情况下，导通第二使能信号输入电压升降调整电路的使能端口，并且在第二使能信号的电压值小于第一使能信号的电压值的情况下，截止第一使能信号输入第二使能信号的产生模块。该第二使能信号的产生模块可以是电池模块和/或电源管理单元或电源管理电路(Power Management Unit或Power Management Integrated Circuit，简称PMU或PMIC)，电池模块和PMU向使能端口(EN)供应的第二使能信号可以相同或不同。
结合第一方面，在一些实施方式中，控制电路还用于在第一使能信号的电压值小于或等于第二预定值且电压升降调整电路的第二使能信号大于零的情况下，控制电压升降调整电路的输出电压为第二输出电压。
结合第一方面，在一些实施方式中，在第一使能信号的电压值小于或等于第二预定值且电压升降调整电路的第二使能信号等于零的情况下，电压升降调整电路的输出电压为零电压。
结合第一方面，在一些实施方式中，反馈电压调整电路可以包括第二电阻和第三电阻；其中，第二电阻的一端与第一开关电路的第二端口耦连并接地，第二电阻的另一端与第三电阻的一端耦连，并且与反馈电压端口耦连，第三电阻的另一端与电压升降调整电路的输出电压的输出端口耦连。
结合第一方面，在一些实施方式中，第一开关电路是晶体三极管。
结合第一方面，在一些实施方式中，第一开关电路包括绝缘型场效应管。
结合第一方面，在一些实施方式中，第二开关电路为二极管，第二开关电路的正极接收第一使能信号，第二开关电路的负极与使能端口耦连；以及第三开关电路为二极管，第三开关电路的正极接收第二使能信号，第三开关电路的负极与使能端口耦连。
结合第一方面，在一些实施方式中，第一使能信号为来自于NFC模块的电压信号。
结合第一方面，在一些实施方式中，第二使能信号为来自于电源管理单元的电压信号。
结合第一方面，在一些实施方式中，第一输出电压的信号和/或第二输出电压的信号用于驱动NFC模块。
第二方面，本申请的实施方式提供了一种用于控制电压升降调整电路的控制电路的控制方法，该控制方法可以使得电压升降调整电路的输出电压为第一输出电压和第二输出电压，并且第一输出电压高于第二输出电压，该方法包括：控制电路在电压升降调整电路的第一使能信号的电压值大于或等于第一预定值的情况下，控制电压升降调整电路的输出电压为第一输出电压；并且在电压升降调整电路的第一使能信号的电压值小于或等于第二预定值的情况下，控制电压升降调整电路的输出电压为第二输出电压或者零电压，其中第一预定值高于第二预定值。
从上述第二方面的实施方式中可以看出，本申请的实施方式的供电电路可以提供高、低输出电压，这样省略现有技术中的升压电路。由于现有技术需要在电子设备中为采用较高电压供电的模块额外地提供升压(Boost)电路，而升压电路的电路结构相对复杂且电路中所采用的器件相对较多，因此，现有技术即占用电路面积，又提高了制造成本，不能满足更高的集成化要求。本申请的实施方式的供电电路在无需使用额外的升压电路的情况下，也可以为诸如NFC模块等的需要高电压驱动的模块提供工作所需的输入电压，进而可以为电子设备释放升压电路所占用的电路面积。
结合第二方面，在一些实施方式中，控制电路在第一使能信号的电压值小于或等于第二预定值且电压升降调整电路的第二使能信号的电压值大于零的情况下，控制电压升降调整电路的输出电压为第二输出电压。
结合第二方面，在一些实施方式中，控制电路在第一使能信号的电压值小于或等于第二预定值且电压升降调整电路的第二使能信号的电压值等于零的情况下，控制电压升降调整电路的输出电压为零电压。
结合第二方面，在一些实施方式中，第一使能信号为来自于NFC模块的电压信号。
结合第二方面，在一些实施方式中，第二使能信号为来自于电源管理单元的电压信号。
结合第二方面，在一些实施方式中，第一输出电压的信号和/或第二输出电压的信号用于驱动NFC模块。
附图说明
图1a示出了现有技术的电子设备的部分供电电路的简化模块图。
图1b示出了图1a所示的电压升降转换器的供电电路的简要电路示意图。
图2示出了根据本申请示意性的实施方式的电子设备的部分供电电路的简化模块示意图。
图3示出了图2所示的部分供电电路的简要电路示意图。
图4示出了在电子设备上电情况下本申请的供电电路的输出电压变化的示意图。
图5示出了根据本申请实施方式的可用于控制电子设备的部分供电电路的控制电路的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本申请做进一步说明。可以理解的是，此处描述的具体实施例仅仅是为了解释本申请，而非对本申请的限定。此外，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部的结构或过程。
以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。虽然本申请的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本申请的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本申请的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本申请也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本申请的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
如本文所使用的，术语“模块或单元”可以指或者包括专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或组)和/或存储器(共享的、专用的或组)、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能的其他合适的组件，或者可以是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或组)和/或存储器(共享的、专用的或组)、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能的其他合适的组件的一部分。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
图1a示出了现有技术中的电子设备的部分模块的简化模块图。如图1a所示，电源分别向电压升降转换器(Buck-Boost Converter)和升压(Boost)电路提供电力。图1b示出了图1a所示的电压升降转换器的供电电路的简要电路示意图。
如图1b所示，在电子设备工作时，电源向电压升降转换器提供输入电压，其中，电源的输入电压的范围一般在3.4V–4.4V左右，但是该输入电压存在波动较大的情况，例如，当电子设备在低电情况下大功率工作时，电源提供的输入电压会存在严重的跌落，例如，跌落至2.8V–2.9V左右，在这种情况下，电压升降转换器也可以提供稳定的输出电压。在一些示例中，可以设置电压升降转换器的输出电压端VOUT生成不可调整的固定的输出电压。在另一些示例中，可以在电压升降转换器的输出电压端和电压升降转换器的反馈电压输出端之间可选地耦连反馈电压调整电路，使得根据反馈电压调整电路的不同的配置，电压升降转换器可以相应地输出不同大小的输出电压。通常，电压升降转换器会为电子设备的诸多模块提供电力，因此从既保证电子设备正常工作又兼顾降低电子设备能耗这两方面考虑，在图1所示的示例中，电压升降转换器的输出电压可以设置在3.4V左右，该电压可以用于驱动诸如，电源管理单元或电源管理电路(Power Management Unit或Power ManagementIntegrated Circuit，简称PMU或PMIC)、线性稳压器、鉴相器、发射模块、功率放大器、低噪放大器、WiFi前端模块、5G前端模块等电子设备的诸多模块。
可以理解，3.4V的输出电压值仅作为示例，通过配置反馈电压调整电路，输出电压可以是电压升降转换器的设计规范中所允许的其他电压值，本申请对此不作限制。
但是，对于电子设备的一个或多个其他模块，它们在某些或特定场景下需要采用高于3.4V的高电压来驱动，如果直接采用电源或电压升降转换器为这些模块供电，会导致这些模块无法实现部分或全部功能，这些模块可以包括例如，图1a中所示的NFC模块。其中，NFC模块可以实现近场通信(Near Field Communication)，该技术又称为近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间在距离(例如，在十厘米内)进行非接触式点对点数据传输的交换数据。NFC技术为所有消费性电子产品提供了一个极为便利的通信方式，使电子设备成为一种安全、便捷、快速的非接触式支付和票务工具。可以理解的是，NFC模块仅是在一些情况下需要采用高电压驱动的模块中的一个示例，而非具体地限定。
对于NFC模块而言，在进行无线通信时，NFC模块的天线需要采用高压供电，以便发送和/或接收NFC射频信号，通常，如图1a所示，可以采用诸如5V左右的高电压为NFC模块提供电力。
由于电压升降转换器通常不会提供5V的电压，因此为了驱动NFC模块，如图1a所示，可以在电源和NFC模块的输入电压端之间耦连可以提供高输出电压的升压电路。升压电路的输入电压端与电源耦连，升压电路的使能端口(EN)耦连NFC模块，用于接收来自NFC模块的NFC使能信号，升压电路的输出电压端耦连NFC模块的输入电压端。通常，使能端口(EN)是控制信号输入端，又叫使能输入端(Enable)，它可以是芯片的一个输入引脚，或者电路的一个输入端口，只有该引脚激活，芯片或电路才能工作，通常情况下为高电平有效。
当NFC模块需要工作时，NFC模块输出NFC使能信号，NFC使能信号可以采用诸如为1.8V的高电平，并输入升压电路的使能端口，使得升压电路工作，并对来自电源的电压进行升压后输出高电压，从而为NFC模块提供其工作所需的诸如5V的工作电压。当NFC模块不工作时，NFC使能信号为诸如0V的低电平，这时升压电路未使能，从而不会向NFC模块提供电压。
图1a中所示的现有技术的可能缺陷在于：需要在电子设备中为采用较高电压供电的模块额外地提供升压(Boost)电路，由于升压电路的电路结构相对复杂且电路中所采用的器件相对较多，因此，现有方案即占用电路面积，又提高了制造成本。当前由于5G技术对电子设备的集成化水平提出了更高的要求，显而易见，现有方案已不能满足更高的集成化要求。
如下所述，本申请利用对现有方案的电路设计进行改进，来解决上述这些或其他相关的技术问题。
图2是根据本申请实施方式的电子设备1的部分供电电路的简化模块示意图。示例性的电子设备1包括但不局限于，膝上型设备、台式机、手持PC、个人数字助理、嵌入式处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、视频游戏设备、机顶盒、微控制器、蜂窝电话、便携式媒体播放器、手持设备、可穿戴设备(例如，显示眼镜或护目镜，头戴式显示器(Head-Mounted Display，简称HMD)，手表，头戴设备，臂带，珠宝等)，虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)和/或增强现实(Augment Reality，简称AR)设备，物联网(Internet of Things，IoT)设备，智能音响系统，流媒体客户端设备，电子书阅读设备，以及各种其他电子设备。
如图2所示，电子设备1可以包括电源10、电压升降调整电路12、控制电路14和NFC模块16。电源10可以包括但不限于电池模块、诸如电源管理单元或电源管理电路的供电模块等中的至少一种。电源10可以提供一个或多个供应电压，该供应电压用于向电子设备1的其他电子构件提供电力。在所示实施方式中，仅示例性地示出电源10向电压升降调整电路12提供电力。
电压升降调整电路12可以包括电压升降转换器122、反馈电压调整电路124和开关电路126a和开关电路126b。其中，引用编号之后的字母，例如“126a”，表示对具有该特定引用编号的元素的引用。文本中没有后续字母的引用编号，例如“126”，表示对带有该引用编号的元素的实施方式的总体引用。
电压升降转换器122的输入端口(VIN)耦连电源10，其中输入端口(VIN)也可以看作为电压升降调整电路12的输入端口，即，电压升降调整电路12的输入端口(VIN)，以下将不再强调。电压升降转换器122的使能端口(EN)经由开关电路126b与NFC模块耦连，用于接收来自NFC模块的NFC使能信号，并且经由开关电路126a与电源10耦连，在一个或多个可选示例中，向使能端口(EN)供应输入电压的电源10可以是电池模块和/或PMU，电池模块和PMU向使能端口(EN)供应的用于使能电压升降转换器122的输入电压可以相同或不同，例如，在一些情况下，可以选择电池模块向使能端口(EN)供应诸如3.6V的输入电压，在另一些情况下，可以选择PMU向使能端口(EN)供应诸如1.8V的输入电压，本申请在此不作限制。在以下描述的实施方式中，电源10包括电池模块和PMU，并且在电子设备1上电后，可以利用PMU向使能端口(EN)提供输入电压，即PMU使能信号，PMU使能信号可以在电子设备1上电后对电压升降转换器122进行使能。此外，电池模块可以在电子设备1上电或下电的情况下，向电压升降转换器122的输入端口(VIN)提供输入电压。
电压升降转换器122的输出电压端口(VOUT)和反馈电压输出端口(FB)分别耦连反馈电压调整电路124。其中，电压升降转换器122的输出电压端口(VOUT)也可以看作为电压升降调整电路12的输出端口，即，电压升降调整电路12的输出电压端口(VOUT)，以下将不再强调。电压升降转换器122与图1a中所示的电压升降转换器类似，用于至少部分地基于电源10提供的输入电压，在升压(boost)和降压(buck)模式之间进行切换以调制输出电压，并将该输出电压提供给电子设备的其他模块，为了便于说明，图2中仅示例性地示出电压升降调整电路12向NFC模块16供应电压，图1a所示的其他模块在此省略。
此外，在另一些实施方式中，电压升降调整电路12可选地或替代地例如使用升压直通(Boost-Bypass)电路等其他电压调整电路来实现电压升降转换器122在本申请中的部分功能。本申请中的电压升降转换器仅是举例，而非对本申请的具体限定。
反馈电压调整电路124用于对电压升降转换器122的反馈电压输出端口(FB)输出的反馈电压进行调整，使得输出电压达到预定的电压值。
开关电路126b的输入端口耦连NFC使能信号和控制电路14，开关电路126b的输出端口耦连电压升降转换器122的使能端口(EN)。图2中示出的NFC使能信号与图1a中所示的NFC使能信号相同，在此不在赘述。开关电路126a的输入端口耦连电源10所包含的PMU，从而接收PMU使能信号，开关电路126a的输出端口耦连电压升降转换器122的使能端口(EN)。其中，开关电路126总体而言是一种保护电路，作为一个示例，开关电路126b用于在PMU使能信号为高电平输入使能端口(EN)时保持开路，以阻止PMU使能信号输入控制电路14和NFC模块16，并阻止NFC使能信号输入使能端口(EN)；开关电路126a用于在NFC使能信号为高电平输入使能端口(EN)时保持开路，以阻止NFC使能信号输入电源10。在一些实施方式中，开关电路126可以是双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)、绝缘栅极双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)或类似晶体管等，在这种情况下，开关电路126可以基于NFC使能信号和PMU使能信号各自电压值的大小来开路或闭合，例如，开关电路126b用于在NFC使能信号的电压值大于PMU使能信号的电压值的情况下导通，使得NFC使能信号输入电压升降转换器122的使能端口(EN)，从而使能电压升降转换器122，并且开关电路126b还用于在PMU使能信号的电压值大于NFC使能信号的电压值的情况下截止，使得PMU使能信号无法输入控制电路14。开关电路126a用于在PMU使能信号的电压值大于NFC使能信号的电压值的情况下导通，使得PMU使能信号输入电压升降转换器122的使能端口(EN)，从而使能电压升降转换器122，并且开关电路126a还用于在PMU使能信号小于NFC使能信号的情况下截止，使得NFC使能信号无法输入到PMU中。
控制电路14接收NFC使能信号，并且与电压升降调整电路12耦连。控制电路14耦连反馈电压输出端口(FB)，并通过调节控制电路14自身所在支路的电流，来控制电压升降调整电路12的输出电压端口(VOUT)的输出电压。作为一个示例，在NFC使能信号为高电平的情况下，控制电路14使反馈电压输出端口(FB)与控制电路14之间闭路，使反馈电压输出端口(FB)的输出电压可以加载到控制电路14所在的支路，进而在控制电路14所在支路产生流过控制电路14并流向地的支路电流，由此调整流过反馈电压调整电路124的电流的大小，从而控制电压升降调整电路12的输出电压端口(VOUT)输出第一电压，该第一电压可以满足诸如NFC模块16的需要高电压驱动的模块的输入电压的要求，使得NFC模块16可以进行NFC功能。其中，NFC模块16与图1a中所示NFC模块类似，在此不再赘述。在所示实施方式中，NFC模块16仅示例性地代表在电子设备1中的需要在某些场景下采用较高电压驱动的电子构件的示例。
作为另一个示例，在NFC使能信号为低电平的情况下，控制电路14使反馈电压输出端口(FB)与控制电路14之间开路，使控制电路14自身所在支路不产生流过控制电路14并流向地的支路电流，由此不改变流过反馈电压调整电路124的电流的大小，从而控制电压升降调整电路12的输出电压端口(VOUT)输出第二电压或者零电压。例如，在NFC使能信号为低电平，并且PMU使能信号为高电平的情况下，输出电压端口(VOUT)输出第二电压；在NFC使能信号为低电平，并且PMU使能信号也为低电平的情况下，即，电压升降转换器122的使能端口(EN)没有接收到高电平的使能信号，电压升降转换器122不工作，输出电压端口(VOUT)输出零电压。以下将结合附图3和场景对本实施方式进一步描述。
其中，第二电压低于第一电压，第二电压可以是上述图1a中描述的电压升降转换器的输出电压，即，第二电压可以用于驱动诸如，电源管理单元或电源管理电路、线性稳压器、鉴相器、发射模块、功率放大器、低噪放大器、WiFi前端模块、5G前端模块等电子设备的诸多模块。
可以理解，在本申请的实施方式中，高电平和低电平被设定使得图2中所示的一个或多个电路执行预期功能，因此，高电平和低电平可以是预先设定的电压值，例如，高电平为1.8V，低电平为接地或0V，此外，高电平还可以是等于或高于预定阈值的电压值，低电平可以是等于或低于预定阈值的电压值，高电平的预定阈值大于低电平的预定阈值，例如，高电平的预定阈值可以是1.5V，低电平的预定阈值可以是0.5V。
根据图2所示的实施方式，在电子设备1上电的情况下，电源10向电压升降调整电路12提供输入电压，PMU使能信号为高电平进而使能电压升降转换器122，使得电压升降转换器122工作。
基于上述情况，在NFC模块16不工作的场景下，例如，在NFC模块关闭轮询(Polling)或监听(Listening)功能时，即，NFC模块既没有向外发射电磁波来发起NFC通信，也没有接收电磁波来响应其他设备发起的NFC通信时，NFC使能信号为低电平，使得控制电路14控制电压升降调整电路12的输出电压端口(VOUT)的输出电压为诸如3.4V的第二电压。相对地，在NFC模块16需要工作的场景下，例如，如上所述，在NFC模块16发起轮询或处于监听的情况下，NFC模块16需要向外发送用于NFC通信的电磁波或接收其他设备发送的用于NFC通信的电磁波，这时NFC使能信号为高电平，使得控制电路14控制电压升降调整电路12的输出电压端口(VOUT)的输出电压为用于驱动该NFC模块16的第一电压，NFC模块16接收到第一电压后进行NFC功能。
在一些实施方式中，NFC模块16可以在电子设备1下电时工作，因此在电子设备1下电的情况下，电源10可以在电压升降调整电路12被使能时向电压升降调整电路12提供输入电压，但是由于PMU下电，PMU使能信号的电压为0V，因此电压升降转换器122不工作，电压升降调整电路12的输出电压端口(VOUT)的输出电压为0V。基于上述情况，在NFC模块16不工作的场景下，NFC使能信号为低电平，因此，电压升降转换器122不工作，电压升降调整电路12的输出电压端口(VOUT)的输出电压为0V。相对地，在NFC模块16需要工作的场景下，NFC使能信号为高电平，电压升降转换器122被使能，并且控制电路14控制电压升降调整电路12的输出电压端口(VOUT)的输出电压为用于驱动该NFC模块16的第一电压，NFC模块16接收到第一电压后进行NFC功能。
此外，由于NFC模块16的轮询操作一般仅在电子设备被用户唤醒的情况下进行，例如用户解锁电子设备的屏幕操作与NFC功能有关的应用时，NFC模块16可以是响应于用户对电子设备的NFC应用的某些动作而执行轮询操作，并且NFC模块16的工作方式可以是每隔一定时间间隔工作一定时间，例如，NFC模块16可以每隔500ms对电压升降调整电路12进行一次60ms的使能，因此，本申请的供电电路对电子设备1的整体功耗影响较小。
由此，对于参考图2所描述的实施方式，现有技术中的升压电路被省略，因此在无需使用额外的升压电路的情况下，也可以为诸如NFC模块等的需要高电压驱动的模块提供工作所需的输入电压，进而可以为电子设备释放升压电路所占用的电路面积。
图3示出了图1b所示的部分供电电路的简要电路示意图，其可被利用以实施本申请的一些实施方式。图3所示的供电电路以简化形式示出，其中省略了与完全理解本发明无关的许多细节。
图3中仅示意地示出电压升降转换器204中的部分端口，并且对于功能类似的多个端口仅作简要地标记，例如，电压升降转换器204可以包括电压输入端口VIN、电压输出端口VOUT、电感输入端口LX1、电感输出端口LX2、模式端口MODE、使能端口EN、反馈电压输出端口FB以及接地端口GND，该接地端口GND用于接地。电压升降转换器204可以是本领域技术人员可获得现有的任何电压升降转换器，例如，瑞萨电子的ISL91110系列电压升降转换器等。
具体来说，通过电源10和电压升降转换器204之间的输入线，来自电源10的输入电压VI 201a加载到电压升降转换器204的电压输入端口VIN，并且在该输入线上耦连一接地的输入电容器202，该输入电容器202用于稳定加载到电压升降转换器204的电压输入端口VIN的输入电压VI 201a。电压升降转换器204的电感输入端口LX1和电感输出端口LX2之间耦连一电感器203，电感器203用于在电压升降转换器204工作时为电压升降转换器204储能，并向电压升降转换器204提供相对恒定的电感电流。电压升降转换器204的输出端口VOUT生成电压升降转换器204的输出电压VO。电压升降转换器204的模式端口MODE为逻辑输入端口，通过对MODE端口输入高低电压电平信号可以使电压升降转换器204工作在脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)模式、脉冲频率调制(Pulse FrequencyModulation，PFM)模式等不同模式，在本申请中，电压升降转换器204可以工作在任一模式下，在此不作具体的限定。
电压升降转换器204的使能端口EN分别接收NFC使能信号205和PMU使能信号PMU_VI 201b。更具体地，NFC模块16输出NFC使能信号205的端口(未示出)耦连二极管207的正极，二极管207的负极分别耦连电压升降转换器204的使能端口EN和模式端口MODE。此外，PMU输出PMU使能信号PMU_VI 201b的端口(未示出)耦连二极管206的正极，二极管206的负极分别耦连电压升降转换器204的使能端口EN和模式端口MODE。可以理解，二极管206和207的反向击穿电压大于PMU使能信号PMU_VI 201b和NFC使能信号205能够输出的电压值，使得二极管206和207起到对电路保护的作用。
电压升降转换器204的反馈电压输出端口FB输出反馈电压VFB。反馈电压输出端口FB分别与控制电路14和反馈电压调整电路124耦连。具体而言，控制电路14包括电阻器208和电子开关209，在图3中，电子开关209被示出为N增强型MOS-FET的一种变型，例如，在栅极和源极之间反向串联两个齐纳二极管的大功率N增强型MOS-FET。可以理解，本电子开关209可以包括MOS(Metal-Oxide Semiconductor，金属-氧化物半导体)或FET(Field EffectTransistor，场效应管)类型晶体管，诸如P型MOS(PMOS)或P型FET(PFET)晶体管、N型MOS(NMOS)或P型FET(PFET)晶体管，或MOS-FET晶体管等等。还预期了替代的电力开关装置或电子控制开关，诸如双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)等等、绝缘栅极双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)和类似晶体管等。开关电路的大小和配置被设定来执行预期功能。
反馈电压输出端口FB耦连电阻器208的一端，电阻器208的另一端耦连电子开关209的漏极端口，电子开关209的栅极端口与NFC模块16输出NFC使能信号205的端口耦连，电子开关209的源极端口与反馈电压调整电路124共同接地。反馈电压调整电路124包括电阻器210、电阻器211和电容器212，其中电阻器210和电容器212各自的一端共同地耦连电压升降转换器204的输出端口VOUT，电阻器210和电容器212各自的另一端共同地耦连反馈电压输出端口FB以及电阻器211的一端，电阻器211的另一端与电子开关209的源极端口共同地接地。换言之，电阻器210和电容器212并联在输出端口VOUT和反馈电压输出端口FB之间，电容器212用于吸收电阻器210两端尖峰状态的过电压，电阻器210和电阻器211并联地耦连反馈电压输出端口FB，以及电阻器208串联电子开关209后与电阻器211在反馈电压输出端口FB和接地之间并联。
电容器213和214在输出端口VOUT和接地之间并联，电容器213和214用于对经过反馈电压调整电路124的输出电压进行稳压。
以下结合图3所示的电路结构，详细描述本申请的技术方案。
在一些示例中，在电子设备1上电的情况下，电源10可以为电压升降转换器204提供2.5V到4.5V左右的输入电压VI 201a，PMU可以提供1.8V的PMU使能信号PMU_VI 201b，二极管206正向导通，进而使能电压升降转换器204，使得电压升降转换器204工作。
基于上述情况，在NFC模块16不工作的场景下，NFC使能信号为低电平，例如为零电压值，此时，二极管207的正极的电压为零，二极管207的负极的电压为1.8V，二极管207反向截止，使得PMU使能信号不会经过二极管207驱动电子开关209，对控制电路14起到保护作用，防止PMU使能信号驱动控制电路14。因此，电子开关209的栅极端口的输入电压为零，电子开关209的栅极未驱动，电子开关209断开，使得反馈电压输出端口FB的反馈电压VFB未施加于电阻器208。
在这种情况下，电压升降转换器204的输出端口VOUT的输出电压VO的电压值大小可以由反馈电压输出端口FB的反馈电压VFB和电阻器210和电阻器211的电阻值来确定，并且通过调节电阻器210和电阻器211的电阻值可以调节输出端口VOUT的输出电压VO的电压值大小。例如，假设电阻器210的电阻值为R1，电阻器211的电阻值为R2，则输出电压VO为：
Figure BDA0002473590050000101
其中，反馈电压输出端口FB的反馈输出电压VFB一般可以设置为0.8V，因此，通过调整电阻器210和电阻器211的电阻值的比例，就可以获得需要的输出电压VO。作为一个示例，当电阻器210的电阻值R1为121千欧姆，电阻器211的电阻值R2为37.4千欧姆时，R1/R2的比值为3.2，输出电压VO的近似值为3.38V。
图4示出了在电子设备1上电的情况下上述供电电路的输出电压变化的示意图。如图4所示，在NFC使能信号为低电平的情况下，通过采用示波器测量，电压升降转换器204的输出端口VOUT的输出电压VO基本稳定地保持在3.4V左右。
返回图3，相对地，在NFC模块16需要工作的场景下，NFC模块16输出的NFC使能信号205为高电平，例如，1.8V。由于在电子设备1上电后PMU可以提供PMU使能信号PMU_VI 201b使能电压升降转换器204，使得电压升降转换器204工作，在这种情况下，PMU使能信号已输入二极管207的负极端口。这时，NFC使能信号205同时输入二极管207的正极端口和电子开关209的栅极端口。在NFC使能信号输入二极管207的正极端口后，根据先于NFC使能信号输入二极管207的负极端口的PMU使能信号PMU_VI 201b的电压值大小，二极管207可以导通或截止。例如，假设PMU_VI 201b的电压值如上所述为1.8V，则二极管207正负极之间的电压差为零，小于二极管207的死区电压，因此二极管207正向不导通，电压升降转换器204由PMU使能信号PMU_VI 201b使能。假设与NFC使能信号205的电压值与PMU_VI 201b的电压值之差大于二极管207的死区电压值，则二极管207正向导通，二极管206反向截止，进而电压升降转换器204由NFC使能信号205使能。
在NFC使能信号输入电子开关209的栅极端口后，可以驱动电子开关209，电子开关209导通，其中NFC使能信号可保持高电平，以保持电子开关209导通。在电子开关209导通的情况下，由于反馈电压输出端口FB的反馈输出电压VFB加载在电阻器208的一端，电子开关209的源极端口接地，电流可以从反馈电压输出端口FB流过电阻器208，然后从电子开关209的漏极端口流入，从源极端口流出到地。这时，由于电阻器208与电子开关209两者串联后并联电阻器211，流过反馈电压调整电路124的电流增大，从而提升了电压升降转换器204的输出端口VOUT的输出电压VO。
作为一个示例，在电阻器208的电阻值R3足够大的情况下，电子开关209可以视为理想状态的开关装置，由此，电压升降转换器204的输出端口VOUT的输出电压VO为：
Figure BDA0002473590050000111
假设，反馈电压输出端口FB的反馈输出电压VFB设置为0.8V，当电阻器210的电阻值R1为121千欧姆，电阻器211的电阻值R2为37.4千欧姆，电阻器208的电阻值R3为90.9千欧姆时，R1/(R2||R3)的比值为4.5，输出端口VOUT的输出电压VO的近似值为4.4V，该输出电压VO大于NFC模块16的最小驱动电压，因此输出电压VO可以驱动NFC模块16工作。在另一些实施方式中，输出端口VOUT的输出电压VO的电压值可以是大于NFC模块16的最小驱动电压4V的其他任意电压值，例如，4.5V、5V等，本申请在此仅是举例，而非对输出电压VO作具体限定。
参考图4，在NFC模块16输出的NFC使能信号205为高电平的情况下，电压升降转换器204的输出端口VOUT的输出电压VO提升到4.4V左右，由于NFC模块16可以以固定周期对电压升降调整电路12进行一次短暂(例如，60ms)的使能，因此输出端口VOUT的输出电压VO保持在4.4V左右的时间相对于输出电压VO保持在3.4V左右的时间是短暂的，因此，本申请的供电电路对电子设备1的整体功耗影响较小。继续参考图3，上述电阻器208、210和211所采用的电阻值仅是一种示例取值，可以理解，在一种可能的情况下，可以通过调整电阻器208、210和211各自的电阻值，使得R1/(R2||R3)的比值为4.5，以便获得4.4V的输出电压VO；在另一些可能的情况下，还可以通过调整电阻器208、210和211各自的电阻值，获得所需的特定比例值，最终获得特定的输出端口VOUT的输出电压VO。
在另一些实施方式中，在电子设备1下电的情况下，电源10仍然可以为电压升降转换器204提供2.5V到4.5V左右的输入电压VI 201a，但是由于PMU下电，PMU使能信号PMU_VI201b的电压为0V，因此电压升降转换器204不工作，电压升降转换器204的输出电压端口VOUT的输出电压VO为0V。
基于上述情况，在NFC模块16不工作的场景下，NFC模块16不输出NFC使能信号205，因此电压升降转换器204的使能端口EN没有输入电平，电压升降转换器204不工作，电压升降转换器204的输出电压端口VOUT的输出电压VO保持0V。相对地，在NFC模块16需要工作的场景下，NFC模块16即便在电子设备1下电的情况下也能够输出高电平的NFC使能信号205，例如，1.8V。在这种情况下，由于PMU使能信号PMU_VI 201b的电压为0V，二极管207正向导通，二极管206反向截止，NFC使能信号205使能电压升降转换器204，电压升降转换器204工作，参见前述的具体描述可知，在NFC使能信号205为高电平电压的情况下，电压升降转换器204的输出电压VO为4.4V，该输出电压VO驱动NFC模块16工作。
根据本申请的各个实施方式，现有技术中的升压电路被省略，因此在无需使用额外的升压电路的情况下，也可以为诸如NFC模块等的需要高电压驱动的模块提供工作所需的输入电压，进而可以为电子设备释放升压电路所占用的电路面积。
图5示出根据本申请实施方式的用于控制电子设备1的部分供电电路中的控制电路14的方法300的流程图。
在一些实施方式中，方法300可用于实施图2和图3中描述的电压升降调整电路12的输出电压的转变。对于上述电路实施方式中未描述的内容，可以参见下述方法实施方式；同样地，对于方法实施方式中未描述的内容，可参见上述电路实施方式。
具体地，在302，控制电路14在电压升降调整电路12的第一使能信号的电压值大于或等于第一预定值的情况下，控制电压升降调整电路12的输出电压为第一输出电压。
在304，控制电路14在电压升降调整电路12的第一使能信号的电压值小于或等于第二预定值的情况下，控制电压升降调整电路12的输出电压为第二输出电压或者零电压。其中，上述第一预定值高于第二预定值并且第一输出电压高于第二输出电压。
在一些实施方式中，可选地或附加地，在304，控制电路14还可以在第一使能信号的电压值小于或等于第二预定值且电压升降调整电路12的第二使能信号的电压值大于零的情况下，控制电压升降调整电路12的输出电压为第二输出电压。
在另一些实施方式中，可选地或附件地，在304，控制电路14还可以在第一使能信号的电压值小于或等于第二预定值且电压升降调整电路12的第二使能信号的电压值等于零的情况下，控制电压升降调整电路的输出电压为零电压。
进一步地，第一使能信号为来自于NFC模块16的电压信号，并且第一使能信号还用于对电压升降调整电路12的使能端口进行使能。
进一步地，第二使能信号为来自于电源管理单元(PMU)的电压信号，并且第二使能信号用于对电压升降调整电路12的使能端口进行使能。
在一些实施方式中，第一输出电压和/或第二输出电压用于向NFC模块16供电。
根据本申请的各个实施方式，在无需使用额外的升压电路的情况下，也可以为诸如NFC模块等的需要高电压驱动的模块提供工作所需的输入电压，进而可以为电子设备释放升压电路所占用的电路面积。
除非上下文另有规定，否则术语“包含”，“具有”和“包括”是同义词。短语“A/B”表示“A或B”。短语“A和/或B”表示“(A和B)或者(A或B)”。
在附图中，以特定布置和/或顺序示出一些结构或方法特征。然而，应该理解，可以不需要这样的特定布置和/或排序。在一些实施例中，这些特征可以以不同于说明性附图中所示的方式和/或顺序来布置。另外，在特定图中包含结构或方法特征并不意味着暗示在所有实施例中都需要这样的特征，并且在一些实施例中，可以不包括这些特征或者可以与其他特征组合。
应当理解的是，虽然在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元或是数据，但是这些单元或数据不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个特征与另一个特征进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一特征可以被称为第二特征，并且类似地第二特征可以被称为第一特征。

Claims (11)

1.一种供电电路，其特征在于，包括：
电压升降调整电路，用于至少部分地根据输入电压，在升压（boost）和降压（buck）模式之间进行切换以调整输出电压；
控制电路，所述控制电路与所述电压升降调整电路耦连；其中，所述控制电路用于在所述电压升降调整电路的第一使能信号的电压值大于或等于第一预定值的情况下，控制所述电压升降调整电路的所述输出电压为第一输出电压，并且用于在所述电压升降调整电路的所述第一使能信号的电压值小于或等于第二预定值的情况下，控制所述电压升降调整电路的所述输出电压为第二输出电压或者零电压，其中所述第一预定值高于所述第二预定值并且所述第一输出电压高于第二输出电压；
第二开关电路，用于在所述第一使能信号的电压值大于所述电压升降调整电路的第二使能信号的电压值的情况下，导通所述第一使能信号输入所述电压升降调整电路的使能端口，并且在所述第一使能信号的电压值小于所述第二使能信号的电压值的情况下，截止所述第二使能信号输入所述控制电路；以及
第三开关电路，用于在所述电压升降调整电路的第二使能信号的电压值大于所述第一使能信号的电压值的情况下，导通所述第二使能信号输入所述电压升降调整电路的使能端口，并且在所述第二使能信号的电压值小于所述第一使能信号的电压值的情况下，截止所述第一使能信号输入所述第二使能信号的产生模块；
其中，所述第二开关电路为二极管，所述第二开关电路的正极接收所述第一使能信号，所述第二开关电路的负极与所述使能端口耦连，
所述第三开关电路为二极管，所述第三开关电路的正极接收所述第二使能信号，所述第三开关电路的负极与所述使能端口耦连，
所述第一使能信号为来自于NFC模块的电压信号，所述第二使能信号为来自于电源管理单元的电压信号。
2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述控制电路包括第一开关电路和第一电阻，其中所述第一开关电路与所述第一电阻耦连；其中，所述第一开关电路用于：
在所述第一使能信号的电压值大于或等于所述第一预定值的情况下，所述第一开关电路导通；以及
在所述第一使能信号的电压值小于或等于所述第二预定值的情况下，所述第一开关电路截止。
3.如权利要求2所述的供电电路，其特征在于，还包括所述电压升降调整电路的反馈电压调整电路和反馈电压端口，所述反馈电压调整电路用于根据所述反馈电压端口输出的反馈电压对所述电压升降调整电路的所述输出电压进行调整，所述控制电路的所述第一电阻通过所述第一开关电路与所述反馈电压调整电路耦连，其中
在所述第一开关电路导通的情况下，所述第一电阻与所述反馈电压调整电路的耦连被导通，
在所述第一开关电路截止的情况下，所述第一电阻与所述反馈电压调整电路的耦连被截止。
4.如权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述第一电阻用于在所述第一使能信号的电压值大于或等于所述第一预定值的情况下，增大所述反馈电压调整电路的总电流。
5.如权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述第一开关电路的第一端口接收所述第一使能信号，所述第一开关电路的第二端口与所述反馈电压调整电路的一端耦连并接地，并且所述第一开关电路的第三端口与所述第一电阻的一端耦连，所述第一电阻的另一端与所述反馈电压端口耦连。
6.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，
所述控制电路还用于在第一使能信号的电压值小于或等于所述第二预定值且所述电压升降调整电路的第二使能信号大于零的情况下，控制所述电压升降调整电路的所述输出电压为所述第二输出电压。
7.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，在第一使能信号的电压值小于或等于所述第二预定值且所述电压升降调整电路的第二使能信号等于零的情况下，所述电压升降调整电路的所述输出电压为所述零电压。
8.如权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述反馈电压调整电路包括第二电阻和第三电阻；
其中，所述反馈电压调整电路的所述第二电阻的一端与所述第一开关电路的第二端口耦连并接地，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端耦连，并且与所述反馈电压端口耦连，所述第三电阻的另一端与所述电压升降调整电路的所述输出电压的输出端口耦连。
9.如权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述第一开关电路是晶体三极管。
10.如权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述第一开关电路包括绝缘型场效应管。
11.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一输出电压的信号和/或所述第二输出电压的信号用于驱动NFC模块。
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