CN113972907A - 针对电池电压的分压器电路及具备分压器电路的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了针对电池电压的分压器电路及相关的电子装置。分压器电路包含第一及第二准位移位器电路以及受控分压器。第一准位移位器电路依据多个控制信号的各自的电压准位选择性地对原始启用信号进行第一准位移位操作以产生第一启用信号。第二准位移位器电路依据第一启用信号的电压准位选择性地对第一启用信号进行第二准位移位操作以产生第二启用信号。受控分压器依据第二启用信号的电压准位选择性地对电池电压进行分压操作以产生电池电压的分压电压，作为分压器电路的输出。相较于传统架构，本发明的分压器电路对微控制器的各种工作模式都是强健的，且于实施成集成的分压器电路时不需要外部MOSFET以及外部电阻器，且可达到低成本、低漏电流等目标。

Description

针对电池电压的分压器电路及具备分压器电路的电子装置

技术领域

本发明涉及电压控制，尤其涉及一种针对一电池电压(battery voltage)的分压器(voltage divider)电路以及具备所述分压器电路的电子装置。

背景技术

相关技术中提出了针对可携式电子装置中的电池电压的多种分压器电路，但有某些问题。例如，一第一分压器电路具有位于一芯片以外的至少一外部金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，可简称为“MOSFET”)以及至少一外部电阻器，且增加至少一额外的电流路径，其中上述至少一外部MOSFET以及上述至少一外部电阻器会增加相关成本，且上述至少一额外的电流路径所导致的电流泄漏(current leakage)会增加功耗。又例如，一第二分压器电路具有已集成到一芯片中的组件，但对微控制器(microcontroller)的复杂的工作模式而言并不强健(robust)。因此，需要一种对微控制器的各种工作模式而言都强健的集成的分压器电路，以增强可携式电子装置的整体效能。

发明内容

本发明的一目的在于公开一种针对一电池电压的分压器电路以及具备所述分压器电路的电子装置，以解决上述问题。

本发明的另一目的在于公开一种针对一电池电压的分压器电路以及具备所述分压器电路的电子装置，以在没有副作用或较不可能带来副作用的状况下达到电子装置的优化(optimal)效能。

本发明的至少一实施例公开一种针对一电池电压的分压器电路，其中所述分压器电路位于一电子装置中，且所述电池电压是所述电子装置的一电池的电压。所述分压器电路可包含基于所述电子装置的一第一电源电压来操作的一第一准位移位器(levelshifter)电路，且包含基于所述电池电压来操作的一第二准位移位器电路以及一受控(controlled)分压器。所述第二准位移位器电路耦接至所述第一准位移位器电路，且所述受控分压器耦接至所述第二准位移位器电路。例如，所述第一准位移位器电路可用来接收在所述电子装置中所产生的多个控制信号，且依据所述多个控制信号的各自的电压准位(voltage level)选择性地对一分压器启用(enabling)信号进行一第一准位移位(levelshifting)操作以产生在所述第一电源电压的电压域(voltage domain)中的一第一启用信号，以供为所述分压器电路进行启用控制。另外，所述第二准位移位器电路可用来接收所述第一启用信号，且依据所述第一启用信号的电压准位选择性地对所述第一启用信号进行一第二准位移位操作以产生在所述电池电压的电压域中的一第二启用信号，以供为所述分压器电路进行启用控制。此外，所述受控分压器可用来接收所述第二启用信号，且依据所述第二启用信号的电压准位选择性地对所述电池电压进行一分压(voltage dividing)操作以产生所述电池电压的分压电压(divided voltage)，作为所述分压器电路的输出。

本发明的至少一实施例公开一种具备上述分压器电路的电子装置。所述电子装置可还包含：一微控制器，用来控制所述电子装置的操作；至少一控制信号产生器，用来产生所述多个控制信号；以及至少一电源供应电路，用来产生至少所述第一电源电压。

相较于传统架构，本发明的分压器电路对微控制器的各种工作模式而言都是强健的，并且于实施成集成的分压器电路时不需要外部MOSFET以及外部电阻器。另外，依据本发明的实施例来实施可达到低成本、低漏电流等目标。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的一种针对一电池电压的分压器电路的示意图。

图2依据本发明一实施例绘示于图1所示的分压器电路中的一第一准位移位器电路的实施细节。

图3依据本发明一实施例绘示于图1所示的分压器电路中的一第二准位移位器电路的实施细节。

图4依据本发明一实施例绘示于图1所示的分压器电路中的一受控分压器的实施细节。

图5依据本发明一实施例绘示于图1所示的分压器电路中的相关信号。

图6依据本发明另一实施例绘示于图1所示的分压器电路中的相关信号。

图7依据本发明另一实施例绘示于图1所示的分压器电路中的相关信号。

图8为依据本发明一实施例的一种具备图1所示的分压器电路的电子装置的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100 分压器电路

LVST1 第一准位移位器电路

LVST2 第二准位移位器电路

DIV 受控分压器

VCC1、VCCK 电源电压

VBAT 电池电压

POR_N_HV 上电复位信号

ISO_N_HV 隔离信号

EN_LV 原始启用信号

EN_HV 第一启用信号

ENB_VBAT 第二启用信号

VBAT_DIV 分压电压

GND 接地电压

INV1、INV2、INV3、INV4、INV7、122 反相器

112 逻辑电路

112N 与非门

114 开关

116 第一准位移位器

126 第二准位移位器

MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7、MN8 晶体管

R1、R2、R3、R4、R5、R6 电阻器

O1、O2、O3、O4 节点

ENB 反相信号

RESET、RESET_N 复位信号

I_add 漏电流

Current_LVST2、Current_DIV 电流

10 电子装置

12 微控制器

14 控制信号产生器

16 电源供应电路

18 电池

具体实施方式

图1为依据本发明一实施例的一种针对一电池电压VBAT的分压器电路100的示意图，其中分压器电路100可位于一电子装置中，且电池电压VBAT可以是所述电子装置的一电池的电压。如图1所示，分压器电路100可包含基于所述电子装置的一电源电压VCC1来操作的一第一准位移位器电路LVST1，且包含基于电池电压VBAT来操作的一第二准位移位器电路LVST2以及一受控(controlled)分压器DIV。第二准位移位器电路LVST2可耦接至第一准位移位器电路LVST1，且受控分压器DIV可耦接至第二准位移位器电路LVST2。

依据本实施例，第一准位移位器电路LVST1可接收在所述电子装置中所产生的多个控制信号，诸如所述电子装置的一上电复位(power-on reset,POR)信号POR_N_HV以及所述电子装置的一微控制器(未显示于图1)的一隔离(isolation)信号ISO_N_HV，其中上电复位信号POR_N_HV可被组态成控制所述电子装置的上电复位，且隔离信号ISO_N_HV可被组态成控制所述微控制器的电源隔离。第一准位移位器电路LVST1可依据所述多个控制信号的各自的电压准位选择性地对在一电源电压VCCK(未显示于图1)的电压域DOMAIN_VCCK中的一原始启用信号EN_LV进行一第一准位移位操作以产生在电源电压VCC1的电压域DOMAIN_VCC1中的一第一启用信号EN_HV，以供为分压器电路100进行启用控制。例如，第一启用信号EN_HV的电压准位可受限于电源电压VCC1的电压准位，尤其，第一启用信号EN_HV的高电压准位可等于或略小于电源电压VCC1的电压准位。另外，第二准位移位器电路LVST2可接收第一启用信号EN_HV，且依据第一启用信号EN_HV的电压准位选择性地对第一启用信号EN_HV进行一第二准位移位操作以产生在电池电压VBAT的电压域DOMAIN_VBAT中的一第二启用信号ENB_VBAT，以供为分压器电路100进行启用控制。例如，第二启用信号ENB_VBAT的电压准位可受限于电池电压VBAT的电压准位，尤其，第二启用信号ENB_VBAT的高电压准位可等于或略小于电池电压VBAT的电压准位。此外，受控分压器DIV可接收第二启用信号ENB_VBAT，且依据第二启用信号ENB_VBAT的电压准位选择性地对电池电压VBAT进行一分压操作以产生电池电压VBAT的分压电压VBAT_DIV，作为分压器电路100的输出。

为了便于理解，原始启用信号EN_LV与第一启用信号EN_HV可为高电位活跃(active high)，而这些信号中的每一信号的高逻辑准位“1”与低逻辑准位“0”(例如其高电压准位与低电压准位)分别代表启用与停用这个信号所控制的功能，其中第一准位移位器电路LVST1可将原始启用信号EN_LV的于电压域DOMAIN_VCCK中的高逻辑准位“1”与低逻辑准位“0”分别转换为第一启用信号EN_HV的于电压域DOMAIN_VCC1中的高逻辑准位“1”与低逻辑准位“0”，但本发明不限于此。另外，第二启用信号ENB_VBAT可为低电位活跃(activelow)，而第二启用信号ENB_VBAT的低逻辑准位“0”与高逻辑准位“1”(例如其低电压准位与高电压准位)分别代表启用与停用这个信号所控制的功能，其中第二准位移位器电路LVST2可将第一启用信号EN_HV的于电压域DOMAIN_VCC1中的高逻辑准位“1”与低逻辑准位“0”分别转换为第二启用信号ENB_VBAT的于电压域DOMAIN_VBAT的低逻辑准位“0”与高逻辑准位“1”，但本发明不限于此。依据某些实施例，原始启用信号EN_LV、第一启用信号EN_HV与第二启用信号ENB_VBAT可予以变化。例如，原始启用信号EN_LV与第一启用信号EN_HV中的任一信号可实施成低电位活跃。又例如，第二启用信号ENB_VBAT可实施成高电位活跃。

依据某些实施例，分压器电路100可依据一第一参考电压诸如接地电压GND以及多个第二参考电压诸如电池电压VBAT与电源电压VCC1、VCCK等来操作。例如，电源电压VCC1与VCCK可分别代表所述微控制器的主电源(main power)与核心电源(core power)，且电源电压VCC1与VCCK的各自的电压域DOMAIN_VCC1与DOMAIN_VCCK可分别称为主电压域与核心电压域，其中电源电压VCC1典型地大于电源电压VCCK，且所述电子装置可利用其内的一电压调节器(regulator)诸如一低压降(low dropout，LDO)调节器来调节电源电压VCC1以产生电源电压VCCK作为所述核心电源，以供驱动所述微控制器的数字域。另外，原始启用信号EN_LV、第一启用信号EN_HV以及第二启用信号ENB_VBAT可视为分压器启用信号，尤其，可分别为对应于不同电压域DOMAIN_VCCK、DOMAIN_VCC1与DOMAIN_VBAT的分压器启用信号。例如，原始启用信号EN_LV可以是接收自所述微控制器的一软件指令信号。

依据某些实施例，分压器电路100可包含不同类型的通道的晶体管，诸如分别属于第一类型与第二类型的晶体管。例如，后续实施例指出图1所示架构可采用某些类型的金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field EffectTransistor，简称为“MOSFET”)，诸如P型(P-type)与N型(N-type)MOSFET，但本发明不限于此。

图2依据本发明一实施例绘示于图1所示的分压器电路100中的第一准位移位器电路LVST1的实施细节。第一准位移位器电路LVST1可包含：至少一逻辑电路(例如一或多个逻辑电路)，其可统称为逻辑电路112；耦接至逻辑电路112的至少一开关(例如一或多个开关)，其可统称为开关114；以及耦接至开关114的第一准位移位器116。例如，逻辑电路112可包含一与非门(NAND gate)112N以及耦接至与非门112N的一反相器(inverter)INV3，开关114可包含晶体管MN1与MN2，并且第一准位移位器116可包含晶体管MP1、MP2、MN3与MN4以及一反相器INV2，其中晶体管MP2与MP1的各自的控制端子诸如栅极端子分别耦接至晶体管MP1与MP2下方的节点O1与O2，且晶体管MN4与MN3的各自的控制端子诸如栅极端子分别耦接至反相器INV2的输入端子与输出端子。第一准位移位器电路LVST1可还包含分别耦接至反相器INV1与原始启用信号EN_LV的反相器INV1与INV4、另一开关诸如晶体管MN5以及一电阻器R1。第一准位移位器116的输入端子，诸如反相器INV2的输入端子，耦接至反相器INV1的输出端子，晶体管MN5以及电阻器R1的各自的第一端子耦接至第一准位移位器116的输出端子，诸如位于节点O2或其附近的端子，且晶体管MN5控制端子诸如栅极端子耦接至反相器INV4的输出端子。

逻辑电路112可用来依据上电复位信号POR_N_HV与隔离信号ISO_N_HV进行逻辑控制以产生至少一逻辑信号诸如复位信号RESET，上述至少一开关诸如晶体管MN1与MN2可用来依据上述至少一逻辑信号诸如复位信号RESET来操作以选择性地导通至少一信号路径诸如晶体管MP1与MN3之间的第一信号路径以及晶体管MP2与MN4之间的第二信号路径，并且第一准位移位器116可用来在开关114的控制下选择性地对原始启用信号EN_LV进行所述第一准位移位操作以产生第一启用信号EN_HV，其中第一准位移位器116是否对原始启用信号EN_LV进行所述第一准位移位操作对应于开关114是否导通上述至少一信号路径诸如所述第一信号路径以及所述第二信号路径。当开关114导通上述至少一信号路径，第一准位移位器116对原始启用信号EN_LV进行所述第一准位移位操作以产生第一启用信号EN_HV，诸如带有高逻辑准位“1”的第一启用信号EN_HV。举例来说，当上电复位信号POR_N_HV指出所述电子装置的一上电复位阶段，逻辑电路112可通过上述至少一逻辑信号诸如复位信号RESET来控制开关114避免导通上述至少一信号路径。当隔离信号ISO_N_HV指出所述电子装置的一待机(standby)模式，逻辑电路112可通过上述至少一逻辑信号诸如复位信号RESET来控制开关114避免导通上述至少一信号路径。

尤其，在逻辑电路112中，与非门112N可依据上电复位信号POR_N_HV与隔离信号ISO_N_HV产生一第一逻辑信号，且反相器INV3可依据所述第一逻辑信号产生所述第一逻辑信号的反相信号，作为上述至少一逻辑信号诸如复位信号RESET。这样，如果上电复位信号POR_N_HV指出所述电子装置的所述上电复位阶段、或隔离信号ISO_N_HV指出所述电子装置的所述待机模式，逻辑电路112可通过上述至少一逻辑信号诸如复位信号RESET来控制开关114避免导通上述至少一信号路径，以复位第一准位移位器116；否则，逻辑电路112可通过上述至少一逻辑信号诸如复位信号RESET来控制开关114导通上述至少一信号路径，以容许第一准位移位器电路LVST1对原始启用信号EN_LV进行所述第一准位移位操作以产生第一启用信号EN_HV。例如，上电复位信号POR_N_HV、隔离信号ISO_N_HV以及复位信号RESET可为低电位活跃，而这些信号中的每一信号的低逻辑准位“0”与高逻辑准位“1”(例如其低电压准位与高电压准位)分别代表启用与停用这个信号所控制的功能；并且复位信号RESET_N(诸如复位信号RESET的反相信号)可为高电位活跃，而复位信号RESET_N的高逻辑准位“1”与低逻辑准位“0”(例如其高电压准位与低电压准位)分别代表启用与停用这个信号所控制的功能。当上电复位信号POR_N_HV带有低逻辑准位“0”(这指出所述电子装置正在所述上电复位阶段中)及/或隔离信号ISO_N_HV带有低逻辑准位“0”(这指出所述微控制器的电源隔离，例如所述电子装置正在所述待机模式中)，复位信号RESET与RESET_N分别带有低逻辑准位“0”与高逻辑准位“1”以复位第一准位移位器116，否则，在晶体管MN1与MN2都开启以使晶体管MP1与MP2的各自的下方端子(或节点O1与O2)分别被导通至晶体管MN3与MN4的各自的上方端子的情况下，第一准位移位器116可正常操作以容许第一准位移位器电路LVST1对原始启用信号EN_LV进行所述第一准位移位操作以产生在电源电压VCC1的电压域DOMAIN_VCC1中的第一启用信号EN_HV。

图3依据本发明一实施例绘示于图1所示的分压器电路100中的第二准位移位器电路LVST2的实施细节。第二准位移位器电路LVST2可包含耦接至第一准位移位器电路LVST1的一第二准位移位器126，以及设置在第二准位移位器126上的一电阻器R2，且包含耦接至第二准位移位器126的一反相器INV7。第二准位移位器126可包含晶体管MP4、MP5、MN7与MN8，且包含彼此耦接且耦接在电池电压VBAT与接地电压GND之间的一组晶体管MP3与MN6，以形成第二准位移位器126中的一反相器122，其中晶体管MP5与MP4的各自的控制端子诸如栅极端子分别耦接至晶体管MP4与MP5下方的节点O3与O4，且晶体管MN7与MN8的各自的控制端子诸如栅极端子分别耦接至反相器122的输入端子与输出端子，以分别接收第一启用信号EN_HV及其反相信号ENB。第二准位移位器电路LVST2可利用第二准位移位器126依据第一启用信号EN_HV的所述电压准位选择性地对第一启用信号EN_HV进行所述第二准位移位操作以产生节点O4上的一中间启用信号，且利用反相器INV7对这个中间启用信号进行反相操作以产生所述中间启用信号的反相信号作为第二启用信号ENB_VBAT。另外，电阻器R2设置在通过所述组晶体管MP3与MN6且位于电池电压VBAT与接地电压GND之间的一电流路径上。电阻器R2可用来针对所述电子装置的多个操作模式中的至少一操作模式限制这个电流路径上的任何可能的漏电流(leakage current)I_add。电阻器R2与晶体管MP3的参数(例如：大小)可被妥善地设计，以阻挡任何可能的漏电流I_add，尤其，在VCC1<VBAT的情况下。例如，漏电流I_add可用下列方程式来表示：

I_add＝(VBAT-VCC1-Vthp)/R2；

其中Vthp代表晶体管MP3的阈值电压，诸如0.5伏特(Volt，V)，但本发明不限于此。依据某些实施例，所述阈值电压可予以变化。

图4依据本发明一实施例绘示于图1所示的分压器电路100中的受控分压器DIV的实施细节。受控分压器DIV可包含耦接于电池电压VBAT与接地电压GND之间的串联的一组电阻器，诸如电阻器{R3,R4,R5,R6}，且包含设置在通过所述组电阻器且位于电池电压VBAT与接地电压GND之间的一电流路径上的一开关，诸如晶体管MP6，其中电阻器{R3,R4,R5,R6}的各自的电阻值可以彼此相等，但本发明不限于此。例如，所述开关(诸如晶体管MP6)的类型、所述组电阻器中的电阻器的数量、所述组电阻器中的电阻器的电阻值、及/或这个开关在这个电流路径上的位置可予以变化。另外，所述组电阻器诸如电阻器{R3,R4,R5,R6}可用来选择性地对电池电压VBAT进行所述分压操作以产生电池电压VBAT的分压电压VBAT_DIV，作为分压器电路100的输出。这个开关诸如晶体管MP6可用来依据第二启用信号ENB_VBAT操作以选择性地导通这个电流路径。

依据图2至图4所示架构，当上电复位信号POR_N_HV与隔离信号ISO_N_HV中的任一信号带有低逻辑准位“0”，则复位信号RESET带有低逻辑准位“0”以关闭晶体管MN1与MN2，复位信号RESET_N带有高逻辑准位“1”以开启晶体管MN5，使第一启用信号EN_HV带有低逻辑准位“0”(例如，等于或略大于接地电压GND)以开启晶体管MP3且关闭晶体管MN6与MN7，其中第一启用信号EN_HV的反相信号ENB带有高逻辑准位“1”以开启晶体管MN8。在这个情况下，节点O3与O4的各自的电压准位分别是高逻辑准位“1”与低逻辑准位“0”。由于节点O4上的所述中间启用信号带有低逻辑准位“0”，第二启用信号ENB_VBAT带有高逻辑准位“1”以关闭晶体管MP6，且因此关闭受控分压器DIV。另外，当上电复位信号POR_N_HV与隔离信号ISO_N_HV中的每一信号带有高逻辑准位“1”，则复位信号RESET带有高逻辑准位“1”以开启晶体管MN1与MN2，复位信号RESET_N带有低逻辑准位“0”以关闭晶体管MN5，使第一启用信号EN_HV的逻辑准位对应于原始启用信号EN_LV的逻辑准位。例如，在原始启用信号EN_LV带有高逻辑准位“1”的情况下，第一启用信号EN_HV也带有高逻辑准位“1”(例如，等于或略小于电源电压VCC1)以关闭晶体管MP3且开启晶体管MN6与MN7，其中第一启用信号EN_HV的反相信号ENB带有低逻辑准位“0”以关闭晶体管MN8。在这个情况下，节点O3与O4的各自的电压准位分别是低逻辑准位“0”与高逻辑准位“1”。由于节点O4上的所述中间启用信号带有高逻辑准位“1”，第二启用信号ENB_VBAT带有低逻辑准位“0”以开启晶体管MP6，且因此开启受控分压器DIV。又例如，在原始启用信号EN_LV带有低逻辑准位“0”的情况下，第一启用信号EN_HV也带有低逻辑准位“0”(例如，等于或略大于接地电压GND)以开启晶体管MP3且关闭晶体管MN6与MN7，其中第一启用信号EN_HV的反相信号ENB带有高逻辑准位“1”以开启晶体管MN8。在这个情况下，节点O3与O4的各自的电压准位分别是高逻辑准位“1”与低逻辑准位“0”。由于节点O4上的所述中间启用信号带有低逻辑准位“0”，第二启用信号ENB_VBAT带有高逻辑准位“1”以关闭晶体管MP6，且因此关闭受控分压器DIV。

基于图1至图4所示实施例，第一准位移位器电路LVST1、第二准位移位器电路LVST2以及受控分压器DIV所形成的多级架构容许分压器电路100的整体被实施在一芯片中，而不需要位于所述芯片以外的任何外部组件。相较于传统架构，本发明的分压器电路对微控制器的各种工作模式都是强健的，且于实施成集成的分压器电路时不需要外部MOSFET以及外部电阻器，且可达到低成本、低漏电流等目标。

图5依据本发明一实施例绘示于图1所示的分压器电路中的相关信号，其中横轴t代表时间，其单位是毫秒(millisecond，ms)。于本实施例中，电池电压VBAT与原始启用信号EN_LV分别以伏特(V)为单位来绘示，且分压电压VBAT_DIV、第二准位移位器电路LVST2所消耗的电流Current_LVST2以及受控分压器DIV所消耗的电流Current_DIV分别以毫伏特(millivolt，mV)、微微安培(picoampere，pA)以及微安培(microampere，μA)为单位来绘示。例如，VBAT＝1.8V且VCC1＝3.6V。在原始启用信号EN_LV于t＝1.0ms从0.0V开始被拉高以后，电池电压VBAT、原始启用信号EN_LV、分压电压VBAT_DIV、电流Current_LVST2以及电流Current_DIV于t＝1.00080142ms的大小可以分别是1.8V、1.2V、449.747mV、-14.0367pA以及44.6961μA。

图6依据本发明另一实施例绘示于图1所示的分压器电路中的相关信号，其中横轴t代表时间，其单位是毫秒(ms)。于本实施例中，电池电压VBAT与原始启用信号EN_LV分别以伏特(V)为单位来绘示，且分压电压VBAT_DIV、电流Current_LVST2以及电流Current_DIV分别以毫伏特(mV)、微微安培(pA)以及微安培(μA)为单位来绘示。例如，VBAT＝3.3V且VCC1＝3.3V。在原始启用信号EN_LV于t＝1.0ms从0.0V开始被拉高以后，电池电压VBAT、原始启用信号EN_LV、分压电压VBAT_DIV、电流Current_LVST2以及电流Current_DIV于t＝1.00081697ms的大小可以分别是3.3V、1.2V、824.759mV、134.282pA以及81.9766μA。

图7依据本发明另一实施例绘示于图1所示的分压器电路中的相关信号，其中横轴t代表时间，其单位是毫秒(ms)。于本实施例中，电池电压VBAT与原始启用信号EN_LV分别以伏特(V)为单位来绘示，分压电压VBAT_DIV以毫伏特(mV)为单位来绘示，且电流Current_LVST2以及Current_DIV分别以微安培(μA)为单位来绘示。例如，VBAT＝3.6V且VCC1＝1.8V。在原始启用信号EN_LV于t＝1.0ms从0.0V开始被拉高以后，电池电压VBAT、原始启用信号EN_LV、分压电压VBAT_DIV、电流Current_LVST2以及电流Current_DIV于t＝1.00080142ms的大小可以分别是3.6V、1.2V、899.652mV、1.1281μA以及89.4375μA。

依据某些实施例，电流Current_LVST2可代表漏电流I_add，其中图5中的VBAT<VCC1的情况以及图6中的VBAT＝VCC1的情况的漏电流I_add可被忽略而且可视为零，且只有图7中的VBAT>VCC1的情况下有轻微的漏电流I_add(例如，I_add＝Current_LVST2＝1.1281μA)。即使在VBAT>VCC1的情况下，漏电流I_add可轻易地被具有比传统架构更小电阻值的电阻器R2所限制。例如，电阻器R2的电阻值可以只有100kΩ(kilo-ohm；千欧姆)。然而，在传统架构中，若要在采用相同的电池电压VBAT＝3.6V的情况下达到这么小的漏电流诸如I＝1.1281μA，则传统架构所需要的电阻器的电阻值可表示如下：

VBAT/I＝((3.6V)/(1.1281μA))≈3.2MΩ(mega-ohm；百万欧姆)；

其中这个电阻值很大，这表示需要外部电阻器。此外，传统架构在VBAT≤VCC1的情况下仍然有显着的漏电流。因此，本发明的分压器电路100比传统架构好很多，尤其，具有低成本、低漏电流等优点。

图8为依据本发明一实施例的一种具备图1所示的分压器电路100的电子装置10的示意图。电子装置10可包含一微控制器12、至少一控制信号产生器诸如控制信号产生器14、至少一电源供应电路诸如电源供应电路16、电池18以及分压器电路100，其中电子装置10、微控制器12以及电池18可分别作为上述电子装置、上述微控制器以及上述电池的例子。微控制器12可用来控制电子装置10的操作，控制信号产生器14可用来产生所述多个控制信号诸如上电复位信号POR_N_HV以及隔离信号ISO_N_HV，以及电源供应电路16可用来产生电源电压VCC1、VCCK等。例如，在微控制器12启用分压器电路100的分压功能的情况下，分压器电路100输出电池电压VBAT的分压电压VBAT_DIV，以容许电子装置10利用其内的一模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)来接收及监控分压电压VBAT_DIV以监控电池电压VBAT，而不会有任何输入讯号饱和的问题，但本发明不限于此。此外，分压器电路100以及微控制器12可集成于同一个芯片(或管芯(die))中，而不需要为分压器电路100实施位于这个芯片(或管芯)以外的任何外部MOSFET或任何外部电阻器。为了简明起见，于本实施例中类似的内容在此不重复赘述。

本发明的分压器电路能在各种情况避免如相关技术中常见的任何显着的漏电流。不论是在上述电子装置的多个情况的哪一种情况，诸如开机/上电/上电复位(例如，当上电复位信号POR_N_HV带有低逻辑准位“0”，第一启用信号EN_HV带有低逻辑准位“0”)、待机模式(例如，当隔离信号ISO_N_HV带有低逻辑准位“0”，第一启用信号EN_HV带有低逻辑准位“0”)、电池电压(battery voltage，VBAT)模式(例如，当电源电压VCC1被关闭或尚未备妥，电阻器R1拉低第一启用信号EN_HV到接地电压GND，如同带有低逻辑准位“0”)等情况，分压器电路100能够安全地将其输出设定为零，而不会有任何显着的漏电流。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种针对一电池电压的分压器电路，其特征在于，所述分压器电路位于一电子装置中，所述电池电压是所述电子装置的一电池的电压，所述分压器电路包含：

基于所述电子装置的一第一电源电压来操作的一第一准位移位器电路，用来接收在所述电子装置中所产生的多个控制信号，且依据所述多个控制信号的各自的电压准位选择性地对一原始启用信号进行一第一准位移位操作以产生在所述第一电源电压的电压域中的一第一启用信号，以供为所述分压器电路进行启用控制；

基于所述电池电压来操作的一第二准位移位器电路，耦接至所述第一准位移位器电路，用来接收所述第一启用信号，且依据所述第一启用信号的电压准位选择性地对所述第一启用信号进行一第二准位移位操作以产生在所述电池电压的电压域中的一第二启用信号，以供为所述分压器电路进行启用控制；以及

基于所述电池电压来操作的一受控分压器，耦接至所述第二准位移位器电路，用来接收所述第二启用信号，且依据所述第二启用信号的电压准位选择性地对所述电池电压进行一分压操作以产生所述电池电压的分压电压，作为所述分压器电路的输出。

2.如权利要求1所述的分压器电路，其特征在于，所述第一电源电压代表所述电子装置的一微控制器的主电源。

3.如权利要求1所述的分压器电路，其特征在于，所述多个控制信号包含所述电子装置的一上电复位信号以及所述电子装置的一微控制器的一隔离信号，其中所述上电复位信号被组态成控制所述电子装置的上电复位，以及所述隔离信号被组态成控制所述微控制器的电源隔离。

4.如权利要求3所述的分压器电路，其特征在于，所述第一准位移位器电路包含：

至少一逻辑电路，用来依据所述上电复位信号与所述隔离信号进行逻辑控制以产生至少一逻辑信号；

至少一开关，耦接至所述至少一逻辑电路，用来依据所述至少一逻辑信号操作以选择性地导通至少一信号路径；以及

一第一准位移位器，耦接至所述至少一开关，用来在所述至少一开关的控制下选择性地对所述原始启用信号进行所述第一准位移位操作以产生所述第一启用信号，其中所述第一准位移位器是否对所述原始启用信号进行所述第一准位移位操作对应于所述至少一开关是否导通所述至少一信号路径。

5.如权利要求4所述的分压器电路，其特征在于，当所述上电复位信号指出所述电子装置的一上电复位阶段，所述至少一逻辑电路通过所述至少一逻辑信号控制所述至少一开关避免导通所述至少一信号路径。

6.如权利要求4所述的分压器电路，其特征在于，当所述隔离信号指出所述电子装置的一待机模式，所述至少一逻辑电路通过所述至少一逻辑信号控制所述至少一开关避免导通所述至少一信号路径。

7.如权利要求4所述的分压器电路，其特征在于，如果所述上电复位信号指出所述电子装置的一上电复位阶段、或所述隔离信号指出所述电子装置的一待机模式，所述至少一逻辑电路通过所述至少一逻辑信号控制所述至少一开关避免导通所述至少一信号路径，否则，所述至少一逻辑电路通过所述至少一逻辑信号控制所述至少一开关导通所述至少一信号路径。

8.如权利要求4所述的分压器电路，其特征在于，所述至少一逻辑电路包含：

一与非门，用来依据所述上电复位信号与所述隔离信号产生一第一逻辑信号；以及

一反相器，耦接至所述与非门，用来依据所述第一逻辑信号产生所述至少一逻辑信号。

9.如权利要求4所述的分压器电路，其特征在于，所述第一准位移位器电路还包含：

一反相器，耦接至所述至少一逻辑电路，用来依据所述至少一逻辑信号产生另一逻辑信号；以及

另一开关，耦接至所述反相器，用来依据所述另一逻辑信号操作以选择性地导通在所述第一准位移位器电路的输出与一接地电压之间的一信号路径。

10.如权利要求4所述的分压器电路，其特征在于，当所述至少一开关导通所述至少一信号路径，所述第一准位移位器对所述原始启用信号进行所述第一准位移位操作以产生所述第一启用信号。

11.如权利要求1所述的分压器电路，其特征在于，所述第二准位移位器电路包含：

一第二准位移位器，耦接至所述第一准位移位器电路，用来依据所述第一启用信号的所述电压准位选择性地对所述第一启用信号进行所述第二准位移位操作以产生所述第二启用信号，其中所述第二准位移位器包含彼此耦接且耦接在所述电池电压与一接地电压之间的一组晶体管，以形成所述第二准位移位器中的一反相器；以及

一电阻器，设置在通过所述组晶体管且位于所述电池电压与所述接地电压之间的一电流路径上，用来针对所述电子装置的多个操作模式中的至少一操作模式限制所述电流路径上的任何可能的漏电流。

12.如权利要求11所述的分压器电路，其特征在于，所述多个控制信号包含所述电子装置的一上电复位信号以及所述电子装置的一微控制器的一隔离信号，其中所述上电复位信号被组态成控制所述电子装置的上电复位，以及所述隔离信号被组态成控制所述微控制器的电源隔离；以及所述第一准位移位器电路包含：

至少一逻辑电路，用来依据所述上电复位信号与所述隔离信号进行逻辑控制以产生至少一逻辑信号；

至少一开关，耦接至所述至少一逻辑电路，用来依据所述至少一逻辑信号操作以选择性地导通至少一信号路径；以及

一第一准位移位器，耦接至所述至少一开关，用来在所述至少一开关的控制下选择性地对所述原始启用信号进行所述第一准位移位操作以产生所述第一启用信号；

其中所述第一准位移位器电路、所述第二准位移位器电路以及所述受控分压器所形成的多级架构容许所述分压器电路的整体被实施在一芯片中，而不需要位于所述芯片以外的任何外部组件。

13.如权利要求1所述的分压器电路，其特征在于，所述受控分压器包含：

串联的一组电阻器，耦接于所述电池电压与一接地电压之间，用来选择性地对所述电池电压进行所述分压操作以产生所述电池电压的所述分压电压，作为所述分压器电路的输出；以及

一开关，设置在通过所述组电阻器且位于所述电池电压与所述接地电压之间的一电流路径上，用来依据所述第二启用信号操作以选择性地导通所述电流路径。

14.具备如权利要求1所述的分压器电路的所述电子装置，其特征在于，所述电子装置还包含：

一微控制器，用来控制所述电子装置的操作；

至少一控制信号产生器，用来产生所述多个控制信号；以及

至少一电源供应电路，用来产生至少所述第一电源电压。

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