CN1138921A - 电源电压供给电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电源电压供给电路，其中电压源的正电位侧的输出端子6与第1电路的正电位侧相连，电压源的接地侧输出经端子8与第1电路的接地侧相连。另外，电压源的正电位侧输出由肖特基势垒二极管2进行一定的降压后经端子7连接至第2电路的正电位侧，而负电位侧输出则经肖特基势垒二极管4进行一定的升压后经端子9接至第2电路的接地侧。这样，就可在降低消耗电流和电磁干扰(EMI)的同时，避免出现锁死现象。

Description

电源电压供给电路
本发明涉及给工作电压各不相同的至少二个电路供给电源电压的电源电压供给电路，更具体地说，涉及能在降低消耗电流和电磁干扰(EMI)的条件下避免锁死(latch-up)的电源电压供给电路。
作为公知的给工作电压各不相同的二个电路提供电源电压的电源电压供给电路，有如图4所示的电路。
在如图4所示的电源电压供给电路中，由电压源32对工作电源为V38的第1电路38和工作电压为V39的第2电路39供给电压V38和V39(V38＞V39)。在这种已有的电源电压供给电路中，向第1电路38和第2电路39供电的电压源的接地电位(负电位)通过端子37共同地供给第1电路38和第2电路39的负电位一侧，电压源32的正电位通过端子35直接供给第1电路的正电位一侧，同时经肖特基势垒二极管33进行一定的降压以后供给第2电路的正电位一侧。
这里，如假定端子35的电位为V35，端子36的电位为V36，端子37的电位为V37。则V35＝V38，V36＝V39，V37＝0。
另外还设定，第1电路38和第2电路39可以分别看做不同的LSI芯片，第1电路38和第2电路39的工作电压分别假定为4V和3.2V。
这样，肖特基势垒二级管33应该产生4-3.2＝0.8(V)的电位差。
另外，肖特基势垒二极管34为起保护作用的二极管。
另外，连线40为连接第1电路38和第2电路39的级间连接线。
但是，在上述的现有电源电压供给电路中，由于第1电路38的工作电压V38与第2电路39的工作电压V39不同，且第1电路38的工作电压V38要比第2电路39的工作电压V39要高，从第1电路38通过级间连接线40会向第2电路39输入高电位信号，第2电路39中由此会产生锁死等不利现象。
图5用于说明上述的锁死现象。图5中，电路48与图4中所示的第2电路39相对应。
在电路48中，工作电压Vcc由端子41供给，输入信号IN通过端子42提供。
另外，电路48还在LSI芯片47的端子41与端子42之间接有保护二极管45，在端子42与接地点之间接有保护二极管46。
这样，当输入信号IN的电位VIN与工作电压Vcc之间的差值超过保护二极管45的阈值Vs时，亦即VIN-Vcc＞Vs时，输入信号IN的电流会通过保护二极管45如箭头43所示流动，发生锁死现象。
由于以上原因，在图4所示的现有电源电压供给电路中，当V38-V39＞Vs时会发生锁死现象。
作为防止这种锁死现象发生的一种办法，可以如图6中所示的那样在连接第1电路38和第2电路39的级间连接线40上设置电平变换缓冲器50，其构成可以考虑制成能通过该电平变换缓冲器50吸收第1电路38的工作电压V38与第2电路39的工作电压V39之间的电位差，但采用这一构成后，电平变换缓冲器50必不可省，电路的成本上升了。
另外，在图4的构成中，也可以考虑把端子36的电位V36设定成比第2电路39的工作电压V39还高的方法。但采用这种方法的话，就会产生第2电路39的损耗电流及电磁干扰(EMI)增大等其它问题。
图7中示出了图4中所示的工作电压较高的第1电路38的输入波形53与工作电压较低的第2电路39的输入波形54。其中，振幅51表示波形53的峰值V51，振幅52表示波形54的峰值V52。
图8以频谱形式示出了与图7中的输入波形53及54相对应的发射能量。图中，频谱55与输出波形53相对应，而频谱56则与输出波形54相对应。
亦即，电路消耗的电流由电路的工作频率f、寄生电容容量C以及工作电压V的乘积f·e·V确定，工作电压越高，消耗的电流与之成比例地增高。
另外，电磁干扰(EMI)的程度也与电路的工作电压有关。从图8中可以清楚地看出，工作电压的高低特别是对高频波段的电磁干扰(EMI)幅度具有很大的影响。
综上所述，在现有的电源电压供给电路中，在降低消耗电流及电磁干扰(EMI)时不能避免锁死现象。
而本发明的目的在于提供一种既能压低消耗电流和电磁干扰(EMI)，又能避免锁死现象的电源电压提供电路。
为实现上述目的，本发明提供了一种电源电压供给电路，该电路对于以第1工作电压进行工作的第1电路和通过级间连接线与上述第1电路相连、并且以比上述第1工作电压低的第2工作电压进行工作的第2电路分别供给第1工作电压和第2工作电压，其特征在于包括：
产生与上述的第1工作电压相当的电压的电源电路；将上述电源电路产生的电压供给上述的第1电路的第1电源电压供给电路；以及第2电源电压供给电路，该电路将上述电源电路产生的电压的正电位通过降压元件只进行一定的降压，同时对上述电源电路产生的电压的负电位通过升压元件只进行一定的升压，形成上述的第2工作电压，再将该第2工作电压供给第2电路。
另外，本发明还提供了一种电源电压供给电路，该电路给以各不相同的工作电压进行工作的、相互间通过级间连接成连接起来的多个电路提供工作电压，其特征在于上述电路依次具备：
给上述的多个电路中工作电压为从最高开始数为第n位的第n工作电压的第n电路供给第n工作电压的第n电源电压供给电路，以及
第(n+1)电源电压供给电路，该电路将上述第n电源电压供给电路的电压的正电位通过降压元件只进行一定的降压，同时将上述第n电源电压供给电路的电压的负电位通过升压元件只进行一定的升压以后，形成第(n+1)工作电压，并且将该第(n+1)工作电压供给以从最高的工作电压开始数为第(n+1)位的工作电压工作的第(n+1)电路。
这里的降压元件和升压元件分别由第1和第2二极管构成，该第1二极管和第2二极管由肖特基势垒二极管构成。
另外，第1电路、第2电路、第n电路、第n+1电路均可由CMOS电路构成。
图1是表示本发明的电源供给电路的一个实施例的电路图。
图2是表示本发明的电源供给电路的其他实施例的电路图。
图3是表示使用了本发明的电源供给电路的移动电话子机的实施例的电路图。
图4是现有的电源电压供给电路的电路图。
图5是用于说明现有的电源电压供给电路中的“锁死”现象的示意图。
图6是表示现有的能防止锁死现象的电源电压供给电路的电路图。
图7是表示现有的电源电压供给电路中的输出波形的示意图。
图8是以频谱形式表示的与图7中的输出波形相对应的发射能量的频谱图。
下面根据附图详细说明本发明的电源电压供给电路的实施例。
图1是表示本发明的电源电压供给电路的一个实施例的电路图。在该实施例的电源电压供给电路中，由电压源对工作电压为V10的第1电路10和工作电压为V11的第2电路11分别供给电压V10和电压V11。
这里，第1电路10的工作电压V10设定为大于第2电路11的工作电压V11，即V10＞V11。
另外，第1电路10和第2电路11通过级间连接线12相连接。
电压源1的正电位一侧的输出通过端子6连接至第1电路10的正电位一侧，而电压源的接地侧(负电位侧)输出则通过端子8与第1电路10的接地侧(负电位侧)相连接。
另外，电压源1的正电位一侧的输出经肖特基势垒二极管2降下一定电压ΔV后经端子7连接至第2电路11的正电位一侧，而电压源1的接地侧(负电位)输出则由肖特基势垒二极管4提升一定电压ΔV后经端子9连接至第2电路11的接地侧(负电位侧)。
这里，如假定端子6的电位为V6，端子7的电位为V7，端子8的电位为V8，端子9的电位为V9，则V6＝V10，V8＝0，V7＝V10-ΔV，V9＝ΔV，V7-V9＝V11。
另外还假定，第1电路10和第2电路11各自由不同的CMOS LSI芯片构成，而第1电路10及第2电路11的工作电压比方说分别为4V和3.2V。
肖特基势垒二级管2产生(4-3.2)/2＝0.4(V)的电位差，而肖特基势垒二极管4也产生(4-3.2)/2＝0.4(V)的电位差。
肖特基势垒二极管3、5为起保护作用的二极管。
如果第2电路中的保护二极管(图中未示出)的阈值设为Vs11，则端子6的电位V6与端子7的电位V7之间成立V6-V7＜Vs11的关系，或者，上述的V7-V9＝V11的关系成立。
如果采用上述构成，第2电路11将在电压V11的作用下工作，而消耗电流及电磁干扰(EMI)则能控制得很低。
另外，由于V6-V7＜Vs11的关系成立，第2电路11中也不会发生锁死规定。
图2是本发明的电源电压供给电路的其他实施例的电路图。在该实施例的电源电压供给电路中，对于工作电压为Vn的第n电路13，由电源电压供给电路正电位一侧的导线18与负电位一侧的导线19供给电源电压Vn。
亦即，如导线18的电位为V18，导线19的电位为V19，则V18-V9＝Vn。
接着，正侧导线18上的电位经肖特基势垒二极管20进行一定的降压ΔVn之后，与工作电压为V(n+1)的第(n+1)电路14的正电位一侧的连线24相连，而负侧导线19的电位经肖特基势垒二极管22进行一定的升压ΔVn之后，与第n+1电路14的负电位一侧的连线25相连接。
如设连线24的电位为V24，连线25的电位为V25，则V24-V25＝V(n+1)，V24＝V18-ΔVn，V25＝V19+ΔVn，Vn-V(n+1)＝2ΔVn。
如第n+1电路14的图中未示出的保护二极管的阈值为Vs(n+1)，则可以使Vn-V(n+1)＜Vs(n+1)，就可以防止第n+1电路14中发生锁死现象，可以把消耗的电流和电磁干扰(EMI)控制得很低。
不用说，以上的关系对于第n+1电路14和第n+2电路15也是成立的。
另外，21、23、27、29为保护二极管，16为第n电路13与第n+1电路14之间的级间连接线，而17则是第n+1电路14与第n+2电路15之间的级间连接线。
这样，在本发明中设有产生与第1电路的第1工作电压相当的电压的电源电路，第1电源电压供给电路将电源电路产生的电压供给第1电路，而第2电源电压供给电路则将电源电路产生的电压的正电位通过降压元件只降下一定电压而且将电源电路产生的电压的负电位通过升压元件只进行一定的升压之后，形成第2电路的第2工作电压，再将该第2工作电压供给第2电路。由于采用了这样的构成，从而可以在把消耗电流和电磁干扰(EMI)控制得很低的同时，避免锁死现象的出现。
另外，在本发明中，第n电源电压供给电路的电压供给第n电路，而第n+1电源电压供给电路则把第n电源电压供给电路产生的电压的正电位经降压元件只降下一定的电压同时把第n电源电压供给电路产生的电压的负电位经升压元件只进行一定的升压之后，形成第n+1电路的第n+1工作电压，再将该第n+1工作电压供给第n+1电路。由于采用了这样的构成，从而在压低消耗电流和电磁干扰(EMI)的同时，避免锁死现象的出现。
图3是表示把本发明应用于数字式移动电话的子机的信号处理部分中的具体构成例的方框图。
图中，数字移动电话的子机由无线部分100、编码解码部分110、通话部分120以及控制部分130构成。
由无线部分100的无线103接收到的信号在无线发送接收部分101中被接收、放大，并在调制解调部102中被解调。然后，在编码解码部110的A/D·D/A转换部分111中进行A/D变换，再生出数字信号。接着，在信号处理部112分解成收信数字信号，在信号压缩展宽处理部113进行声音编码的展宽处理，再在通话部分120的PCM编码译码部分121中进行译码，再经D/A变换，在音频电路部分122中进行放大，由扬声器124再生出声音。
另一方面，声音信号由话筒125变换成电气信号，经过音频电路部分122后由PCM编码译码部121变换成PCM信号，再由信号压缩扩展处理部分113进行压缩处理，再由信号处理部112合成为发送的数字信号，在A/D·D/A变换部分111中作为发送信号进行D/A变换和合成，在调制解调部102中进行调制后，在无线发射接收部101中进行放大，最后由天线103发送出去。
但是，该数字式移动电话子机的编码解码部110的A/D·D/A变换部分111、信号处理部112、信号压缩扩展处理部113以及通话部120中的PCM编码解码部121都分别由一块集成电路构成。该数字式移动电话子机从7.2V的电池组得到电源，但以上这些集成电路的工作电压各不相同，A/D·D/A变换部分为4.0V，信号处理部分112为3.3V，信号压缩扩展处理部分113为3.65V，PCM编码译码部分121为5.0V。
因此，A/D·D/A变换部分111的输出会使信号112有锁死的危险，而PCM编码译码部分121的输出会使信号压缩展宽处理部分113有锁死的危险。在这样场合下，应用本发明就可收到效果(其他部分的工作电压与这里的说明无直接关系，故在此省略)。
在本实施例中，电池组140的电压由4.0V调节器114降压至4.0V后供给A/D·D/A变换部分111。信号压缩扩展处理部分113对于上述的4.0V电压由肖特基势垒二级管116将接地电位提升0.35V，由肖特基势垒二极管115对4.0V电压电平降低0.35V后，形成3.3V电源，进行电源供给。
这样一来，A/D·D/A变换部分111的输出高电平与信号处理部分112的电源高电平相差0.35V，就不会有产生锁死的危险。
另外，在信号压缩扩宽处理部分113中，由肖特基势垒二极管115进行0.35降压后的电压送入正侧，接地电位接入负侧，得到3.65V的电压。
另外，PCM编码译码部121与信号压缩扩展处理部113之间可设置集电极开路、漏极开路的晶体管等的缓冲元件126，将其输出由电阻127提升至希望的电压，故没有必要应用本发明。
这样，通过使用本发明可同时实现电源处理和防锁死处理，元件数也能大为减少。
综上所述，本发明能适用于给具有工作电压各不相同的至少二个电路的如数字式移动电话的子机中信号处理部分等提供电源电压的电源电压供给电路。采用本发明的话，可以提供在压低消耗电流和电磁干扰(EMI)的同时避免锁死现象的电源电压供给电路。

Claims (8)

1.一种电源电压供给电路，该电路对于以第1工作电压进行工作的第1电路和通过级间连接线与上述第1电路相连、并且以比上述第1工作电压低的第2工作电压进行工作的第2电路分别供给第1工作电压和第2工作电压，其特征在于包括：
产生与上述的第1工作电压相当的电压的电源电路，
将上述电源电路产生的电压供给上述的第1电路的第1电源电压供给电路，以及
第2电源电压供给电路，该电路将上述电源电路产生的电压的正电位通过降压元件只进行一定的降压，同时对上述电源电路产生的电压的负电位通过升压元件只进行一定的升压，形成上述的第2工作电压，再将该第2工作电压供给第2电路。
2.如权利要求1所述的电源电压供给电路，其中上述的降压元件由第1二极管构成，上述升压元件由第2二极管构成。
3.如权利要求2所述的电源电压供给电路，其中所述的第1二极管和第2二极管为肖特基势垒二极管。
4.如权利要求1所述的电源电压供给电路，其中所述的第1电路和第2电路是CMOS电路。
5.一种电源电压供给电路，该电路给以各不相同的工作电压进行工作的、相互间通过级间连接线连接起来的多个电路提供工作电压，其特征在于上述电路依次具备：
给上述的多个电路中工作电压为从最高开始数为第n位的第n工作电压的第n电路供给第n工作电压的第n电源电压供给电路，以及
第(n+1)电源电压供给电路，该电路将上述第n电源电压供给电路的电压的正电位通过降压元件只进行一定的降压，同时将上述第n电源电压供给电路的电压的负电位通过升压元件只进行一定的升压以后，形成第(n+1)工作电压，并且将该第(n+1)工作电压供给以从最高的工作电压开始数为第(n+1)位的工作电压工作的第(n+1)电路。
6.如权利要求5所述的电源电压供给电路，其中，所述降压元件由第1二极管构成，而上述升压元件由第2二极管构成。
7.如权利要求5所述的电源电压供给电路，其中所述的第1二极管和第2二极管为肖特基势垒二极管。
8.如权利要求5所述的电源电压供给电路，其中所述的第n电路和第(n+1)电路为CMOS电路。
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