CN113852042B - 过电流保护电路、存储器存储装置及过电流保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种过电流保护电路、存储器存储装置及过电流保护方法。过电流保护电路包括负载开关、第一镜像电路、第二镜像电路及控制电路。第一镜像电路用以在负载开关两端的电压差落于第一电压区间的状态下产生第一节点电压。第二镜像电路用以在负载开关两端的电压差落于第二电压区间的状态下产生第二节点电压。控制电路用以根据第一节点电压与第二节点电压的其中之一断开所述负载开关，以执行过电流保护。第一电压区间不同于第二电压区间。藉此，可提高对电气设备的过电流保护效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种过电流保护技术，且尤其涉及一种过电流保护电路、存储器存储装置及过电流保护方法。
背景技术
一般来说，过电流保护机制是由监测电流的通过路径上的寄生金属两端的电压差来达成。当寄生金属两端的电压差高于预设值时，表示此时流经特定电气设备的电流过大。过大的电流(即过电流)可能会使电气设备发热、着火或引起零件损耗。然而，上述通过监测寄生金属两端的电压差的方式容易受到多种外在因素影响，例如寄生金属的工艺变异、环境温度变化和/或检测到的信号微弱，从而产生较大的检测误差。此外，为了克服检测到的信号微弱此一缺陷，也往往需要使用到更复杂且更精准的检测电路，导致电路布局面积与成本上升。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种过电流保护电路、存储器存储装置及过电流保护方法，可提高对电气设备的过电流保护效率。
本发明的范例实施例提供一种过电流保护电路，其包括负载开关、第一镜像电路、第二镜像电路及控制电路。所述负载开关两端分别连接第一电压与第二电压。所述第一镜像电路连接至所述负载开关。所述第二镜像电路连接至所述负载开关。所述控制电路连接至所述负载开关、所述第一镜像电路及所述第二镜像电路。所述第一镜像电路用以在所述负载开关两端的电压差落于第一电压区间的状态下产生第一节点电压。所述第二镜像电路用以在所述负载开关两端的所述电压差落于第二电压区间的状态下产生第二节点电压。所述控制电路用以根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的其中之一断开所述负载开关，以执行过电流保护。所述第一电压区间不同于所述第二电压区间。
在本发明的一范例实施例中，所述控制电路根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一断开所述负载开关的操作包括：响应于所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一与参考电压之间的电压差大于临界值，发送控制信号至所述负载开关，以通过所述控制信号断开所述负载开关。
在本发明的一范例实施例中，所述第一镜像电路用以在所述负载开关两端的所述电压差落于所述第一电压区间的状态下，产生流经第一检测点的第一镜像电流。所述第二镜像电路用以在所述负载开关两侧的所述电压差落于所述第二电压区间的状态下，产生流经第二检测点的第二镜像电流。所述第一检测点用以检测所述第一节点电压。所述第二检测点用以检测所述第二节点电压。
在本发明的一范例实施例中，所述第一检测点连接于所述第一电压与参考接地电压之间。所述第二检测点连接于所述第一电压与所述第二电压之间。
在本发明的一范例实施例中，所述第一镜像电路包括第一阻抗元件。所述第二镜像电路包括第二阻抗元件。所述第一阻抗元件连接至所述第一检测点并用以根据所述第一镜像电流产生所述第一节点电压。所述第二阻抗元件连接至所述第二检测点并用以根据所述第二镜像电流产生所述第二节点电压。
在本发明的一范例实施例中，所述控制电路包括第一比较器与第二比较器。所述第一比较器连接至所述第一镜像电路并用以将所述第一节点电压与所述参考电压进行比较。所述第二比较器连接至所述第二镜像电路并用以将所述第二节点电压与所述参考电压进行比较。
在本发明的一范例实施例中，所述控制电路还包括第一开关元件与第二开关元件。所述第一开关元件连接至所述第一比较器与所述负载开关并用以响应于所述第一节点电压与所述参考电压之间的第一电压差大于第一临界值而产生控制信号，其中所述控制信号用以断开所述负载开关。所述第二开关元件连接至所述第二比较器与所述负载开关并用以响应于所述第二节点电压与所述参考电压之间的第二电压差大于第二临界值而产生所述控制信号。
在本发明的一范例实施例中，所述控制电路还包括使能电路。所述使能电路连接至所述第一比较器与所述第二比较器。所述使能电路用以响应于流经所述负载开关的电流高于启动值，发送使能信号至所述第一比较器与所述第二比较器。
本发明的范例实施例另提供一种存储器存储装置，其包括连接接口单元、可复写式非易失性存储器模块、存储器控制电路单元及过电流保护电路。所述连接接口单元用以连接至主机系统。所述存储器控制电路单元连接至所述连接接口单元与所述可复写式非易失性存储器模块。所述过电流保护电路设置于所述连接接口单元、所述可复写式非易失性存储器模块或所述存储器控制电路单元中。所述过电流保护电路用以：在负载开关两端的电压差落于第一电压区间的状态下产生第一节点电压，其中所述负载开关的两端分别连接第一电压与第二电压；在所述负载开关两端的所述电压差落于第二电压区间的状态下产生第二节点电压；以及根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的其中之一断开所述负载开关，以执行过电流保护。所述第一电压区间不同于所述第二电压区间。
在本发明的一范例实施例中，所述过电流保护电路根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一断开所述负载开关的操作包括：响应于所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一与参考电压之间的电压差大于一临界值，发送控制信号至所述负载开关，以通过所述控制信号断开所述负载开关。
本发明的范例实施例另提供一种过电流保护方法，其用于控制负载开关。所述过电流保护方法包括：在所述负载开关两端的电压差落于第一电压区间的状态下产生第一节点电压，其中所述负载开关的两端分别连接第一电压与第二电压；在所述负载开关两端的所述电压差落于第二电压区间的状态下产生第二节点电压；以及根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的其中之一断开所述负载开关，以执行过电流保护。所述第一电压区间不同于所述第二电压区间。
在本发明的一范例实施例中，根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一断开所述负载开关的步骤包括：响应于所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一与参考电压之间的电压差大于一临界值，发送控制信号至所述负载开关，以通过所述控制信号断开所述负载开关。
在本发明的一范例实施例中，在所述负载开关两端的所述电压差落于所述第一电压区间的状态下产生所述第一节点电压的步骤包括：由第一镜像电路在所述负载开关两端的所述电压差落于所述第一电压区间的状态下，产生流经第一检测点的第一镜像电流。在所述负载开关两端的所述电压差落于所述第二电压区间的状态下产生所述第二节点电压的步骤包括：由第二电流镜电路根据所述第二电流产生流经第二检测点的所述第二镜像电流。所述第一检测点用以检测所述第一节点电压。所述第二检测点用以检测所述第二节点电压。
在本发明的一范例实施例中，在所述负载开关两端的所述电压差落于所述第一电压区间的状态下产生所述第一节点电压的步骤还包括：由第一阻抗元件根据所述第一镜像电流产生所述第一节点电压。在所述负载开关两端的所述电压差落于所述第二电压区间的状态下产生所述第二节点电压的步骤还包括：由第二阻抗元件根据所述第二镜像电流产生所述第二节点电压。
在本发明的一范例实施例中，根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一断开所述负载开关，以执行所述过电流保护的步骤包括：由第一比较器将所述第一节点电压与所述参考电压进行比较；以及由第二比较器将所述第二节点电压与所述参考电压进行比较。
在本发明的一范例实施例中，根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一断开所述负载开关，以执行所述过电流保护的步骤还包括：由第一开关元件响应于所述第一节点电压与所述参考电压之间的第一电压差大于第一临界值而产生控制信号，其中所述控制信号用以断开所述负载开关；以及由第二开关元件响应于所述第二节点电压与所述参考电压之间的第二电压差大于第二临界值而产生所述控制信号。
在本发明的一范例实施例中，所述的过电流保护方法还包括：由使能电路响应于流经所述负载开关的电流高于启动值，发送使能信号至所述第一比较器与所述第二比较器。
基于上述，第一镜像电路可在负载开关两端的电压差落于第一电压区间的状态下产生第一节点电压。第二镜像电路可在所述负载开关两端的电压差落于第二电压区间的状态下产生第二节点电压。第一电压区间不同于所述第二电压区间。控制电路可根据第一节点电压与第二节点电压的其中之一断开所述负载开关，以执行过电流保护。藉此，相较于传统通过监测电流的通过路径上的寄生金属两端的电压差，对电气设备的过电流保护效率可被提升。
附图说明
图1是根据本发明的范例实施例所示出的过电流保护电路的示意图；
图2是根据本发明的范例实施例所示出的过电流保护电路的示意图；
图3是根据本发明的范例实施例所示出的使能电路的示意图；
图4是根据本发明的范例实施例所示出的参考电压产生电路的示意图；
图5是根据本发明的范例实施例所示出的存储器存储装置的示意图；
图6是根据本发明的范例实施例所示出的过电流保护方法的流程图。
具体实施方式
现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
以下提出多个范例实施例来说明本发明，然而本发明不仅限于所例示的多个范例实施例。又范例实施例之间也允许有适当的结合。在本案说明书全文(包括申请专利范围)中所使用的“连接”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置连接于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。此外，“信号”一词可指至少一电流、电压、电荷、温度、数据、或任何其他一或多个信号。
图1是根据本发明的范例实施例所示出的过电流保护电路的示意图。请参照图1，过电流保护电路10包括负载开关11、镜像电路(亦称为第一镜像电路)12、镜像电路(亦称为第二镜像电路)13及控制电路14。负载开关11的一端连接至驱动电压(亦称为第一电压)VDD。负载开关11的另一端连接至输出电压(亦称为第二电压)Vout。负载开关11可用以切断或导通负载开关11的两端(即驱动电压VDD与输出电压Vout)之间的电流路径。
在一范例实施例中，在未检测到流经负载开关11的电流中存在过电流(例如电流值未大于一预设值的电流)时，过电流保护电路10可控制负载开关11将负载开关11的两端之间的电流路径维持于导通状态，使电流顺利通过负载开关11。在一范例实施例中，当检测到流经负载开关11的电流中存在过电流(例如电流值大于预设值的电流)时，过电流保护电路10可启动过电流保护。在启动过电流保护后，过电流保护电路10可控制负载开关11切断负载开关11的两端之间的电流路径，以阻止电流通过负载开关11。
镜像电路12与13皆连接至负载开关11。镜像电路12用以执行负载开关11于特定电压区间(亦称为第一电压区间)的过电流保护。镜像电路13用以执行负载开关11于另一电压区间(亦称为第二电压区间)的过电流保护。第一电压区间不同于第二电压区间。
在一范例实施例中，第一电压区间可涵盖驱动电压VDD与参考接地电压之间的一部分电压范围。第二电压区间可涵盖驱动电压VDD与参考接地电压之间的另一部分电压范围。第一电压区间与第二电压区间可至少部分不重叠。例如，假设一个基准电压(亦称为第三电压)为k伏特，且k介于0至VDD之间，则第一电压区间涵盖的电压范围可为驱动电压VDD至k伏特之间，而第二电压区间涵盖的电压范围可为(驱动电压VDD-k)至参考接地电压(例如零伏特)之间。参考接地电压亦称为参考接地点(grounding)。例如，假设驱动电压VDD为5伏特、k为1且参考接地电压为0伏特，则第一电压区间可为5伏特至1伏特，而第二电压区间可为4(即5-1＝4)伏特至0伏特。
在一范例实施例中，镜像电路12可在负载开关11两端的电压差ΔV(ΔV＝VDD-Vout)落于第一电压区间的状态下产生节点电压(亦称为第一节点电压)Vm1。镜像电路13可在负载开关11两端的电压差ΔV落于第二电压区间的状态下产生节点电压(亦称为第二节点电压)Vm2。控制电路14连接至负载开关11、镜像电路12及镜像电路13。控制电路14用以根据节点电压Vm1与Vm2的至少其中之一断开负载开关11，以执行过电流保护。
在一范例实施例中，控制电路14可判断节点电压Vm1与Vm2的其中之一与一个参考电压之间的电压差是否大于一个临界值。响应于节点电压Vm1与Vm2的至少其中之一与参考电压之间的电压差大于所述临界值，控制电路14可发送控制信号Sctrl至负载开关11，以通过控制信号Sctrl断开负载开关11。例如，响应于控制信号Sctrl，负载开关11可切断负载开关11的两端之间的电流路径，以执行所述过电流保护。此外，响应于节点电压Vm1与Vm2中的任一者与参考电压之间的电压差皆未大于所述临界值，则控制电路14可不发送控制信号Sctrl至负载开关11。
在一范例实施例中，镜像电路12连接于驱动电压VDD与参考接地电压之间。控制电路14可从镜像电路12中的一个检测点(亦称为第一检测点)检测节点电压Vm1。
在一范例实施例中，镜像电路13连接于驱动电压VDD与输出电压Vout之间。控制电路14可从镜像电路13中的一个检测点(亦称为第二检测点)检测节点电压Vm2。
在一范例实施例中，镜像电路12可用以在负载开关11两端的电压差ΔV落于第一电压区间的状态下检测流经负载开关11的电流中是否存在过电流。另一方面，镜像电路13可用以在负载开关11两端的电压差ΔV落于第二电压区间的状态下检测流经负载开关11的电流中是否存在过电流。当镜像电路12与13的至少其中之一检测到过电流时，控制电路14可控制负载开关11启动断电保护机制，以执行过电流保护。
在一范例实施例中，通过包含镜像电路12与13的双回路过电流保护机制，流经负载开关11的电流所对应的电压范围可被完整覆盖。此外，相较于传统上直接通过监测负载开关的11的寄生金属两端的电压差的方式来检测过电流，本发明的范例实施例提出的双回路过电流保护机制也可采用简单的电路架构来有效提高过电流的检测与保护效率。
图2是根据本发明的范例实施例所示出的过电流保护电路的示意图。请参照图2，负载开关11可包含至少一个开关元件。例如，所述开关元件可包括金属氧化物半导体场效晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)或双极性接面型晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)等半导体元件，但本发明不限于此。所述至少一开关元件可响应于控制电压Vctrl而切断负载开关11的两端(即驱动电压VDD与输出电压Vout)之间的电流路径。
镜像电路12包括电流镜电路(亦称为第一电流镜电路)。第一电流镜电路连接至负载开关11并用以根据流经负载开关11的电流产生镜像电流(亦称为第一镜像电流)Im1。例如，第一电流镜电路可包括差分放大器OP1与晶体管SW1～SW4。差分放大器OP1与晶体管SW1～SW4的连接方式可参考图2，但本发明不限于此。第一电流镜电路可将流经负载开关11的电流反映至镜像电路12中以产生镜像电流Im1。须注意的是，检测点201可用以检测镜像电流Im1和/或节点电压Vm1。例如，检测点201可位于或连接于驱动电压VDD与参考接地电压之间，如图2所示。
镜像电路13也包括电流镜电路(亦称为第二电流镜电路)。第二电流镜电路的电路结构可相同或不同于第一电流镜电路的电路结构。第二电流镜电路连接至负载开关11并用以根据流经负载开关11的电流产生镜像电流Im2。例如，第二电流镜电路可包括晶体管SW5。例如，晶体管SW5可连接于驱动电压VDD与输出电压Vout之间。第二电流镜电路可将流经负载开关11的电流反映至镜像电路13中以产生镜像电流Im2。须注意的是，检测点202可用以检测镜像电流Im2和/或节点电压Vm2。例如，检测点202可位于或连接于电压VDD与电压Vout之间，如图2所示。
在一范例实施例中，镜像电路12还包括阻抗元件R1。阻抗元件R1可连接至驱动电压VDD与第一电流镜电路(或晶体管SW4)之间，如图2所示。阻抗元件R1可响应于镜像电流Im1而于检测点201产生节点电压Vm1。
在一范例实施例中，镜像电路13还包括阻抗元件R2。阻抗元件R2可连接至电压VDD与第二电流镜电路(或晶体管SW5)之间，如图2所示。电阻R2可响应于镜像电流Im2而于检测点202产生节点电压Vm2。
控制电路14可包括比较器(亦称为第一比较器)211比较器(亦称为第二比较器)212、开关元件(亦称为第一开关元件)221及开关元件(亦称为第二开关元件)222。比较器211可连接至第一电流镜电路(例如检测点201)并用以将节点电压Vm1与参考电压Vref进行比较。比较器211可输出反映节点电压Vm1与参考电压Vref之间的电压差(亦称为第一电压差)的信号。开关元件221可连接至比较器211的输出端与负载开关11。响应于节点电压Vm1与参考电压Vref之间的电压差大于一临界值(亦称为第一临界值)，开关元件221可被导通并输出控制电压Vctrl至负载开关11。换言之，第一临界值可用以控制开关元件221的导通与否。控制电压Vctrl可控制负载开关11切断负载开关11的两端之间的电流路径。
另一方面，比较器212可连接至第二电流镜电路(或检测点202)并用以将节点电压Vm2与参考电压Vref进行比较。比较器212可输出反映节点电压Vm2与参考电压Vref之间的电压差(亦称为第二电压差)的信号。开关元件222可连接至比较器212的输出端与负载开关11。响应于节点电压Vm2与参考电压Vref之间的电压差大于一临界值(亦称为第二临界值)，开关元件222可被导通并输出控制电压Vctrl至负载开关11。换言之，第二临界值可用以控制开关元件222的导通与否。
在一范例实施例中，比较器211和/或212可接收使能信号EN。使能信号EN可用以使能比较器211和/或212。例如，在未接收到使能信号EN的状态下，比较器211和/或212可处于关闭状态，以节省电力消耗。当接收到使能信号EN时，比较器211可响应于使能信号EN而被启动并开始比较节点电压Vm1与参考电压Vref。同理，当接收到使能信号EN时，比较器212可响应于使能信号EN而被启动并开始比较节点电压Vm2与参考电压Vref。
图3是根据本发明的范例实施例所示出的使能电路的示意图。请参照图3，使能电路31可包含于图1或图2的过电流保护电路10中。例如，使能电路31可连接至图2的比较器211及比较器212。使能电路31可响应于流经负载开关11的电流高于一个启动值，而发送使能信号EN至比较器211和/或比较器212。例如，使能电路31可比较驱动电压VDD与输出电压Vout(即负载开关11两端的电压)并获得负载开关11的两端之间的电压差。若此电压差大于一预设值，表示流经负载开关11的电流高于所述启动值。此时，使能电路31可发送使能信号EN至比较器211和/或比较器212。在一范例实施例中，使能电路31可包括差分放大器。
在一范例实施例中，参考电压Vref可根据驱动电压VDD产生。例如，参考电压Vref可正相关于驱动电压VDD。
图4是根据本发明的范例实施例所示出的参考电压产生电路的示意图。请参照图4，参考电压产生电路41可包含于图1或图2的过电流保护电路10中。参考电压产生电路41可用以根据驱动电压VDD产生参考电压Vref。例如，参考电压产生电路41可包括阻抗元件R3。阻抗元件R3可连接至驱动电压VDD与参考接地电压之间。阻抗元件R3可根据流经阻抗元件R3的参考电流Iref产生参考电压Vref。参考电压Vref可被提供至图2的比较器211与212。
须注意的是，前述范例实施例所提及的过电流保护电路10中所有电路模块的设置与连接方式仅为范例，而非用以限制本发明。在部分范例实施例中，过电流保护电路10中所有电路模块的设置与连接方式皆可以根据实务需求调整。此外，在部分范例实施例中，更多有用的电路模块和/或电子元件皆可以被加入至过电流保护电路10中或者用以取代过电流保护电路10中特定的电路模块和/或电子元件，视实务需求而定。
在一范例实施例中，前述范例实施例所提及的过电流保护电路10可设置在存储器存储装置中。然而，在另一范例实施例中，过电流保护电路10亦可设置于其他类型的电子装置中，而不限于存储器存储装置。
在一范例实施例中，存储器存储装置(亦称，存储器存储系统)包括可复写式非易失性存储器模块(rewritable non-volatile memory module)与控制器(亦称，控制电路)。通常存储器存储装置是与主机系统一起使用，以使主机系统可将数据写入至存储器存储装置或从存储器存储装置中读取数据。
图5是根据本发明的范例实施例所示出的存储器存储装置的示意图。请参照图5，存储器存储装置50包括连接接口单元51、存储器控制电路单元52与可复写式非易失性存储器模块53。前述范例实施例所提及的过电流保护电路10可设置在连接接口单元51、存储器控制电路单元52和/或可复写式非易失性存储器模块53中。
连接接口单元51用以将存储器存储装置50连接至主机系统。存储器存储装置50可通过连接接口单元51与主机系统通讯。在一范例实施例中，连接接口单元51是相容于高速周边零件连接接口(Peripheral Component Interconnect Express,PCI Express)标准。然而，必须了解的是，本发明不限于此，连接接口单元51亦可以是符合串行高级技术附件(Serial Advanced Technology Attachment,SATA)标准、并行高级技术附件(ParallelAdvanced Technology Attachment,PATA)标准、电气和电子工程师协会(Institute ofElectrical and Electronic Engineers,IEEE)1394标准、通用串行总线(UniversalSerial Bus,USB)标准、SD接口标准、超高速一代(Ultra High Speed-I,UHS-I)接口标准、超高速二代(Ultra High Speed-II,UHS-II)接口标准、存储棒(Memory Stick,MS)接口标准、MCP接口标准、MMC接口标准、eMMC接口标准、通用快闪存储器(Universal FlashStorage,UFS)接口标准、eMCP接口标准、CF接口标准、整合式驱动电子接口(IntegratedDevice Electronics,IDE)标准或其他适合的标准。连接接口单元51可与存储器控制电路单元52封装在一个芯片中，或者连接接口单元51是布设于一包含存储器控制电路单元52的芯片外。
存储器控制电路单元52用以执行以硬件型式或固件型式实作的多个逻辑门或控制指令并且根据主机系统的指令在可复写式非易失性存储器模块53中进行数据的写入、读取与抹除等运作。
可复写式非易失性存储器模块53是连接至存储器控制电路单元52并且用以存储主机系统所写入的数据。可复写式非易失性存储器模块53可包括单阶存储单元(SingleLevel Cell,SLC)NAND型快闪存储器模块(即，一个存储单元中可存储1个位元的快闪存储器模块)、二阶存储单元(Multi Level Cell,MLC)NAND型快闪存储器模块(即，一个存储单元中可存储2个位元的快闪存储器模块)、三阶存储单元(Triple Level Cell,TLC)NAND型快闪存储器模块(即，一个存储单元中可存储3个位元的快闪存储器模块)、四阶存储单元(Quad Level Cell,QLC)NAND型快闪存储器模块(即，一个存储单元中可存储4个位元的快闪存储器模块)、其他快闪存储器模块或其他具有相同特性的存储器模块。
可复写式非易失性存储器模块53中的每一个存储单元是以电压(以下亦称为临界电压)的改变来存储一或多个位元。具体来说，每一个存储单元的控制门(control gate)与通道之间有一个电荷捕捉层。通过施予写入电压至控制门极，可以改变电荷补捉层的电子量，进而改变存储单元的临界电压。此改变存储单元的临界电压的操作亦称为“把数据写入至存储单元”或“程序化(programming)存储单元”。随着临界电压的改变，可复写式非易失性存储器模块53中的每一个存储单元具有多个存储状态。通过施予读取电压可以判断一个存储单元是属于哪一个存储状态，藉此取得此存储单元所存储的一或多个位元。
在本范例实施例中，可复写式非易失性存储器模块53的存储单元会构成多个实体程序化单元，并且此些实体程序化单元会构成多个实体抹除单元。具体来说，同一条字线上的存储单元会组成一或多个实体程序化单元。若每一个存储单元可存储2个以上的位元，则同一条字线上的实体程序化单元至少可被分类为下实体程序化单元与上实体程序化单元。例如，一存储单元的最低有效位元(Least Significant Bit，LSB)是属于下实体程序化单元，并且一存储单元的最高有效位元(Most Significant Bit，MSB)是属于上实体程序化单元。一般来说，在MLC NAND型快闪存储器中，下实体程序化单元的写入速度会大于上实体程序化单元的写入速度，和/或下实体程序化单元的可靠度是高于上实体程序化单元的可靠度。
在本范例实施例中，实体程序化单元为程序化的最小单元。即，实体程序化单元为写入数据的最小单元。例如，实体程序化单元为实体页(page)或是实体扇(sector)。若实体程序化单元为实体页，则此些实体程序化单元通常包括数据位元区与冗余(redundancy)位元区。数据位元区包含多个实体扇，用以存储使用者数据，而冗余位元区用以存储系统数据(例如，错误更正码等管理数据)。在本范例实施例中，数据位元区包含32个实体扇，且一个实体扇的大小为512位元组(byte,B)。然而，在其他范例实施例中，数据位元区中也可包含8个、16个或数目更多或更少的实体扇，并且每一个实体扇的大小也可以是更大或更小。另一方面，实体抹除单元为抹除的最小单位。亦即，每一实体抹除单元含有最小数目的一并被抹除的存储单元。例如，实体抹除单元为实体块(block)。
图6是根据本发明的范例实施例所示出的过电流保护方法的流程图。请参照图6，在步骤S601中，在负载开关两端的电压差落于第一电压区间的状态下产生第一节点电压。在步骤S602中，在所述负载开关两端的电压差落于第二电压区间的状态下产生第二节点电压，且所述第一电压区间不同于所述第二电压区间。在步骤S603中，根据第一节点电压与第二节点电压的其中之一断开负载开关，以执行过电流保护。
需注意的是，图6中各步骤已详细说明如上，在此便不再赘述。图6中各步骤可以实作为多个程序码或是电路，本发明不加以限制。此外，图6的方法可以搭配以上范例实施例使用，也可以单独使用，本发明不加以限制。
综上所述，本发明的范例实施例提出了包含第一镜像电路与第二镜像电路的双回路过电流保护机制，使得流经负载开关的电流所对应的电压范围可被完整覆盖。此外，相较于传统上通过监测寄生金属两端的电压差的方式来检测过电流，所述双回路过电流保护机制也可采用简单的电路架构来有效提高过电流的检测与保护效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (27)
1.一种过电流保护电路，其特征在于，包括：
负载开关，其两端分别连接第一电压与第二电压；
第一镜像电路，连接至所述负载开关；
第二镜像电路，连接至所述负载开关；
控制电路，连接至所述负载开关、所述第一镜像电路及所述第二镜像电路，
其中所述第一镜像电路用以在所述负载开关两端的电压差落于第一电压区间的状态下产生第一节点电压，
所述第二镜像电路用以在所述负载开关两端的所述电压差落于第二电压区间的状态下产生第二节点电压，
所述控制电路用以根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的其中之一断开所述负载开关，以执行过电流保护，并且
所述第一电压区间包括驱动电压与参考接地电压之间的一部分电压范围，所述第二电压区间包括所述驱动电压与所述参考接地电压之间的另一部分电压范围，且所述第一电压区间与所述第二电压区间至少部分重叠。
2.根据权利要求1所述的过电流保护电路，其中所述第一电压区间与所述第二电压区间至少部分不重叠。
3.根据权利要求1所述的过电流保护电路，其中所述控制电路根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一断开所述负载开关的操作包括：
响应于所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一与参考电压之间的电压差大于一临界值，发送控制信号至所述负载开关，以通过所述控制信号断开所述负载开关。
4.根据权利要求1所述的过电流保护电路，其中所述第一镜像电路用以在所述负载开关两端的所述电压差落于所述第一电压区间的状态下，产生流经第一检测点的第一镜像电流，
所述第二镜像电路用以在所述负载开关两侧的所述电压差落于所述第二电压区间的状态下，产生流经第二检测点的第二镜像电流，
所述第一检测点用以检测所述第一节点电压，并且
所述第二检测点用以检测所述第二节点电压。
5.根据权利要求4所述的过电流保护电路，其中所述第一检测点连接于所述第一电压与参考接地电压之间，并且
所述第二检测点连接于所述第一电压与所述第二电压之间。
6.根据权利要求4所述的过电流保护电路，其中所述第一镜像电路包括第一阻抗元件，所述第二镜像电路包括第二阻抗元件，
所述第一阻抗元件连接至所述第一检测点并用以根据所述第一镜像电流产生所述第一节点电压；以及
所述第二阻抗元件连接至所述第二检测点并用以根据所述第二镜像电流产生所述第二节点电压。
7.根据权利要求4所述的过电流保护电路，其中所述控制电路包括：
第一比较器，连接至所述第一镜像电路并用以将所述第一节点电压与参考电压进行比较；以及
第二比较器，连接至所述第二镜像电路并用以将所述第二节点电压与所述参考电压进行比较。
8.根据权利要求7所述的过电流保护电路，其中所述控制电路还包括：
第一开关元件，连接至所述第一比较器与所述负载开关并用以响应于所述第一节点电压与所述参考电压之间的第一电压差大于第一临界值而产生控制信号，其中所述控制信号用以断开所述负载开关；以及
第二开关元件，连接至所述第二比较器与所述负载开关并用以响应于所述第二节点电压与所述参考电压之间的第二电压差大于第二临界值而产生所述控制信号。
9.根据权利要求7所述的过电流保护电路，其中所述控制电路还包括：
使能电路，连接至所述第一比较器与所述第二比较器，
其中所述使能电路用以响应于流经所述负载开关的电流高于启动值，发送使能信号至所述第一比较器与所述第二比较器。
10.一种存储器存储装置，其特征在于，包括：
连接接口单元，用以连接至主机系统；
可复写式非易失性存储器模块；
存储器控制电路单元，连接至所述连接接口单元与所述可复写式非易失性存储器模块；以及
过电流保护电路，设置于所述连接接口单元、所述可复写式非易失性存储器模块或所述存储器控制电路单元中，
其中所述过电流保护电路用以：
在负载开关两端的电压差落于第一电压区间的状态下产生第一节点电压，其中所述负载开关的两端分别连接第一电压与第二电压；
在所述负载开关两端的所述电压差落于第二电压区间的状态下产生第二节点电压；以及
根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的其中之一断开所述负载开关，以执行过电流保护，
其中所述第一电压区间包括驱动电压与参考接地电压之间的一部分电压范围，所述第二电压区间包括所述驱动电压与所述参考接地电压之间的另一部分电压范围，且所述第一电压区间与所述第二电压区间至少部分重叠。
11.根据权利要求10所述的存储器存储装置，其中所述第一电压区间与所述第二电压区间至少部分不重叠。
12.根据权利要求10所述的存储器存储装置，其中所述过电流保护电路根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一断开所述负载开关的操作包括：
响应于所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一与参考电压之间的电压差大于一临界值，发送控制信号至所述负载开关，以通过所述控制信号断开所述负载开关。
13.根据权利要求10所述的存储器存储装置，其中所述过电流保护电路包括：
第一镜像电路，连接至所述负载开关并用以在所述负载开关两端的所述电压差落于所述第一电压区间的状态下，产生流经第一检测点的第一镜像电流；以及
第二镜像电路，连接至所述负载开关并用以在所述负载开关两侧的所述电压差落于所述第二电压区间的状态下，产生流经第二检测点的第二镜像电流，
其中所述第一检测点用以检测所述第一节点电压，并且
所述第二检测点用以检测所述第二节点电压。
14.根据权利要求13所述的存储器存储装置，其中所述第一检测点连接于所述第一电压与参考接地电压之间，并且
所述第二检测点连接于所述第一电压与所述第二电压之间。
15.根据权利要求13所述的存储器存储装置，其中所述第一镜像电路包括第一阻抗元件，所述第二镜像电路包括第二阻抗元件，
所述第一阻抗元件连接至所述第一检测点并用以根据所述第一镜像电流产生所述第一节点电压；以及
所述第二阻抗元件连接至所述第二检测点并用以根据所述第二镜像电流产生所述第二节点电压。
16.根据权利要求13所述的存储器存储装置，其中所述过电流保护电路还包括：
第一比较器，连接至所述第一镜像电路并用以将所述第一节点电压与参考电压进行比较；以及
第二比较器，连接至所述第二镜像电路并用以将所述第二节点电压与所述参考电压进行比较。
17.根据权利要求16所述的存储器存储装置，其中所述过电流保护电路还包括：
第一开关元件，连接至所述第一比较器与所述负载开关并用以响应于所述第一节点电压与所述参考电压之间的第一电压差大于第一临界值而产生控制信号，其中所述控制信号用以断开所述负载开关；以及
第二开关元件，连接至所述第二比较器与所述负载开关并用以响应于所述第二节点电压与所述参考电压之间的第二电压差大于第二临界值而产生所述控制信号。
18.根据权利要求16所述的存储器存储装置，其中所述过电流保护电路还包括：
使能电路，连接至所述第一比较器与所述第二比较器，
其中所述使能电路用以响应于流经所述负载开关的电流高于启动值，发送使能信号至所述第一比较器与所述第二比较器。
19.一种过电流保护方法，其特征在于，用于控制负载开关，所述过电流保护方法包括：
在所述负载开关两端的电压差落于第一电压区间的状态下产生第一节点电压，其中所述负载开关的两端分别连接第一电压与第二电压；
在所述负载开关两端的所述电压差落于第二电压区间的状态下产生第二节点电压；以及
根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的其中之一断开所述负载开关，以执行过电流保护，
其中所述第一电压区间包括驱动电压与参考接地电压之间的一部分电压范围，所述第二电压区间包括所述驱动电压与所述参考接地电压之间的另一部分电压范围，且所述第一电压区间与所述第二电压区间至少部分重叠。
20.根据权利要求19所述的过电流保护方法，其中所述第一电压区间与所述第二电压区间至少部分不重叠。
21.根据权利要求19所述的过电流保护方法，其中根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一断开所述负载开关的步骤包括：
响应于所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一与参考电压之间的电压差大于一临界值，发送控制信号至所述负载开关，以通过所述控制信号断开所述负载开关。
22.根据权利要求19所述的过电流保护方法，其中在所述负载开关两端的所述电压差落于所述第一电压区间的状态下产生所述第一节点电压的步骤包括：
由第一镜像电路在所述负载开关两端的所述电压差落于所述第一电压区间的状态下，产生流经第一检测点的第一镜像电流，并且
在所述负载开关两端的所述电压差落于所述第二电压区间的状态下产生所述第二节点电压的步骤包括：
由第二电流镜电路根据第二电流产生流经第二检测点的第二镜像电流，
其中所述第一检测点用以检测所述第一节点电压，并且
所述第二检测点用以检测所述第二节点电压。
23.根据权利要求22所述的过电流保护方法，其中所述第一检测点连接于所述第一电压与参考接地电压之间，并且
所述第二检测点连接于所述第一电压与所述第二电压之间。
24.根据权利要求22所述的过电流保护方法，其中在所述负载开关两端的所述电压差落于所述第一电压区间的状态下产生所述第一节点电压的步骤还包括：
由第一阻抗元件根据所述第一镜像电流产生所述第一节点电压，并且
在所述负载开关两端的所述电压差落于所述第二电压区间的状态下产生所述第二节点电压的步骤还包括：
由第二阻抗元件根据所述第二镜像电流产生所述第二节点电压。
25.根据权利要求22所述的过电流保护方法，其中根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一断开所述负载开关，以执行所述过电流保护的步骤包括：
由第一比较器将所述第一节点电压与参考电压进行比较；以及
由第二比较器将所述第二节点电压与所述参考电压进行比较。
26.根据权利要求25所述的过电流保护方法，其中根据所述第一节点电压与所述第二节点电压的所述其中之一断开所述负载开关，以执行所述过电流保护的步骤还包括：
由第一开关元件响应于所述第一节点电压与所述参考电压之间的第一电压差大于第一临界值而产生控制信号，其中所述控制信号用以断开所述负载开关；以及
由第二开关元件响应于所述第二节点电压与所述参考电压之间的第二电压差大于第二临界值而产生所述控制信号。
27.根据权利要求25所述的过电流保护方法，还包括：
由使能电路响应于流经所述负载开关的电流高于启动值，发送使能信号至所述第一比较器与所述第二比较器。
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