CN114518485B - 稳压器压差检测 - Google Patents

Abstract

本公开涉及稳压器压差检测。本公开公开了一种用于LDO稳压器的压差检测电路。LDO稳压器包括功率晶体管，该功率晶体管具有耦接到输出电压节点的漏极端子和耦接到误差放大器的输出端的栅极端子。该功率晶体管的源极端子耦接到输入电压节点。该电路还包括检测电路，该检测电路具有耦接到栅极端子的第一输入端和耦接到漏极端子的第二输入端。该检测电路被配置为响应于检测到该LDO稳压器已进入在低于最小压差下的操作而生成指示。

Description

稳压器压差检测

背景技术

技术领域

本公开涉及稳压器电路，并且更具体地讲，涉及用于检测和控制稳压器电路的参数的电路。

相关技术描述

低压差(LDO)稳压器广泛用于电子系统中。此类系统可包括便携式设备(例如，智能电话、平板电脑)，其中LDO稳压器的输入电压源为电池。并且LDO稳压器可提供优于开关式稳压器的各种优点。这些优点包括不存在开关噪声、尺寸较小(例如，由于不含电感器)以及相对简单。

LDO稳压器是接收DC输入电压并提供经调节的DC输出电压的线性稳压器。LDO稳压器通常包括参考电压源、误差放大器和功率晶体管。由LDO稳压器提供的经调节的输出电压通常比输入电压小至少一定量。该电压量可被称为压差电压，该压差电压是LDO稳压器需要接收的高于其额定输出电压以便能够调节输出电压的电压量。该电压量还可由功率晶体管的操作区域限定。当功率晶体管在饱和区中操作时，LDO稳压器可被视为高于最小压差。当功率晶体管进入线性/欧姆区时，LDO稳压器可被视为在低于最小压差下操作。

发明内容

公开了一种用于LDO稳压器的压差检测电路。在一个实施方案中，LDO稳压器包括功率晶体管，该功率晶体管具有耦接到输出电压节点的漏极端子和耦接到误差放大器的输出端的栅极端子。该功率晶体管的源极端子耦接到输入电压节点。该电路还包括检测电路，该检测电路具有耦接到栅极端子的第一输入端和耦接到漏极端子的第二输入端。该检测电路被配置为响应于检测到该LDO稳压器已进入在低于最小压差下的操作而生成指示。

在一个实施方案中，该检测电路耦接到功率管理电路。响应于该检测电路对指示的断言，该功率管理电路可开始断电程序以使功能电路块断电，该功能电路块被耦接以从稳压器接收经调节的供电电压。

附图说明

下面的详细描述参照附图，现在对这些附图进行简要说明。

图1是耦接到检测电路的稳压器的一个实施方案的示意图。

图2是示出耦接到稳压器的检测电路的一个实施方案的细节的示意图。

图3是阈值感测电路的一个实施方案的示意图。

图4是跨导电路的一个实施方案的示意图。

图5是集成电路的一个实施方案的框图。

图6是用于操作检测电路以检测进入压差状态的LDO稳压器的方法的一个实施方案的流程图。

图7是用于操作检测电路以检测进入压差状态的LDO稳压器的方法的另一个实施方案的流程图。

图8是示例性系统的一个实施方案的框图。

具体实施方式

LDO稳压器广泛用于电子系统中，包括便携式系统。在一些系统(例如，便携式系统诸如智能电话)中，LDO稳压器的输入电压源是电池。LDO稳压器的功率晶体管两端的电压(输入电压和输出电压之间)被称为压差电压，或者更简单地称为压差。当LDO稳压器在高于其最小压差下操作时，功率晶体管可在饱和区中操作。随着电池电压下降，LDO稳压器的功率晶体管进入欧姆/线性区。当这种情况发生时，LDO稳压器被称为在低于最小压差下操作。由于功率晶体管的阈值电压可随操作条件(例如，温度)而变化，因此压差电压可具有一些可变性。然而，一旦功率晶体管开始在线性/欧姆区中持续操作，就可被视为在低于最小压差下操作。

当功率晶体管在线性区中操作时，LDO稳压器开始失去其调节其输出电压的能力。当功率晶体管在线性区中操作时，LDO稳压器可被称为在低于最小压差下操作，该最小压差是输出电压可被调节高于其的压差值。因此，当在低于最小压差下操作时，增益将下降，并且输出电压可能最终崩溃。这可导致依靠LDO稳压器供电的电路的突然关断。出于各种原因，诸如各种受影响电路的内部状态的潜在损失以及对构成这些电路的各种器件的额外压力，这种类型的关断通常是不期望的。

本公开利用这样的见解：如果功率晶体管正进入线性/欧姆区，并且因此LDO稳压器正降至低于最小压差，则可生成指示并将其提供给例如功率管理电路。然后，功率管理电路可开始有序地关断从LDO稳压器接收经调节的供电电压的电路。

因此，本公开实现了LDO压差检测电路，该LDO压差检测电路检测对应耦接的LDO稳压器何时进入在低于最小压差下的操作的区域。在一个实施方案中，检测电路生成第一电流和第二电流。可基于功率晶体管的栅极电压和漏极电压之间的差值来生成第一电流。可基于功率晶体管的阈值电压来生成第二电流。比较器可比较这两个电流，并且基于结果，确定LDO稳压器是否开始在低于最小压差下的操作。如果检测到这种压差状态，则生成指示。然后该指示可用于触发例如功率管理电路作为关断程序，以提供充当LDO稳压器的负载的电路的有序断电。

有序关断可例如包括在特定点处的暂停操作以及保存电路的内部状态。这可允许电路在电力返回到该点时恢复操作。另外，以这种方式使电路断电的能力(相比于在LDO稳压器失去调节输出电压的能力的情况下，突然断电)可减小对受影响电路的压力，从而延长其操作寿命并改善其长期可靠性。另一个潜在优点是防止可能影响跨域(电压域)电平移位器的动态泄漏电流和故障。

在本公开内，可参考进入在低于最小压差下的操作的稳压器。还可参考进入线性区或进入欧姆区的LDO稳压器的功率晶体管。这些术语可互换使用。具体地讲，每当功率晶体管在可被称为线性区或欧姆区的区域中操作时，本公开中的LDO稳压器可被视为在低于最小压差下操作。

以下讨论包括耦接到示例性LDO稳压器的检测的一个实施方案的概述和示意性示例。此后，提供对检测电路的实施方案内部的电路的讨论。然后讨论示例性集成电路，之后是示出检测电路的各种实施方案的操作的流程图。然后讨论示例性系统图。

用于LDO稳压器的检测电路：

图1是耦接到检测电路的稳压器的一个实施方案的示意图。在所示的实施方案中，LDO稳压器102包括误差放大器103，该误差放大器被耦接以接收第一输入端上的参考电压和第二输入端上的反馈电压。参考电压Vref可由带隙电路或能够生成持续电压的其他电路生成。反馈电压Vfb可基于输出电压Vout来生成，该输出电压是由LDO稳压器102产生的经调节的供电电压。基于参考电压和反馈电压之间的差值，误差放大器103可在其输出端上生成误差信号。

所示实施方案中的LDO稳压器102包括功率晶体管M1，该功率晶体管在该特定实施方案中为PMOS晶体管。M1的源极端子被耦接以接收输入电压Vin。M1的栅极端子被耦接以接收误差信号，而漏极端子被耦接到输出节点Vout，从该输出节点提供由LDO稳压器生成的经调节的供电电压。需注意，LDO稳压器102的配置在此以举例的方式示出，但并非旨在进行限制。相反，根据本公开，可实现各种不同配置的LDO稳压器。

在一个实施方案中，Vin源可为电池，但本公开并不限于这种类型的电压源。在其中Vin由电池产生的实施方案中，该电池可为可再充电的。在两次充电之间，由电池产生的电压，从而Vin，可随时间推移而下降。随着电池电压下降，其可能达到晶体管M1中断在饱和区中的操作并且进入欧姆或线性操作区的点。这也可被称为稳压器102降至低于最小压差。当这种情况发生时，LDO稳压器102可能失去其调节其输出电压的能力。这可导致非期望的影响，包括被配置为从LDO稳压器102接收经调节的供电电压的负载电路中的各种电路的故障，以及突然关断。

为了确定LDO稳压器102何时已降至低于最小压差，提供检测电路105。在该特定实施方案中，检测电路105包括两个输入端，其中第一输入端耦接到输出电压节点(“Vout”)，并且第二输入端耦接到功率晶体管M1的栅极端子。基于这些输入，检测电路105可确定晶体管M1是否已开始在线性区中的操作，并且因此LDO稳压器102低于最小压差。当这种情况发生时，检测电路105可断言在此被标记为“压差”的指示。该指示可由其他电路诸如功率管理电路接收，然后该电路可采取适当动作。例如，功率管理电路的适当动作可以包括开始断电程序(在断电程序中，保存关键数据，保存各种电路的内部状态)，并且更一般地，开始以有序方式使电路断电而不是突然的意外关断的过程。

图2示出LDO稳压器和检测电路的一个实施方案的进一步细节。在所示的实施方案中，LDO稳压器102被配置为类似于图1的LDO稳压器，其中提供了关于反馈电压的生成的附加细节。在该特定示例中，输出电压节点耦接到分压器电路，该分压器电路包括电阻器R1和R2。反馈电压在R1和R2的结点处生成，并且提供给误差放大器103的对应输入。

所示实施方案中的检测电路105包括一对低通滤波器211和212、跨导电路213、阈值感测电路208和比较器215。所示实施方案中的跨导电路213被布置为生成第一电流I1，而阈值感测电路208被配置为生成第二电流I2(下文讨论了阈值感测电路208和跨导电路213的实施方案的细节)。两个电流I1和I2被提供给比较器215，其中它们的相应值可相互比较以确定晶体管M1是否已进入在线性区中的操作，从而确定LDO稳压器102是否在低于其最小压差下操作。如果确定LDO稳压器102在低于最小压差下操作，则所示实施方案中的比较器215断言“压差”指示。

所示实施方案中的低通滤波器211耦接在LDO稳压器102的输出节点(“Vout”)与跨导电路213的输入端之间。低通滤波器211包括电阻器R3和电容器C1，并且可滤除输出电压中的瞬变，诸如由于负载电路所需的电流快速增加而造成的暂时性下降。因此，低通滤波器211的输出Vout_LPF可以是输入到跨导电路213中的相对稳定的输出电压。所示实施方案中的低通滤波器212被类似地布置，具有耦接到功率晶体管M1的栅极端子的输入端。由误差放大器103产生的误差信号中的瞬变可被低通滤波器212滤除，该低通滤波器可因此提供输入到跨导电路213中的相对稳定的电压VGate_LPF。使用两个输入电压Vout_LPF和VGate_LPF，跨导电路213可生成第一电流I1，该第一电流用于确定LDO稳压器102是否在低于最小压差下操作。

所示实施方案中的阈值感测电路208被配置为生成第二电流I2。该电流可基于晶体管M1的阈值电压来生成。如下文将进一步详细解释的，阈值感测电路208可包括至少一个晶体管，该至少一个晶体管被实现为具有旨在与功率晶体管M1的器件特性相匹配的器件特性。因此，该晶体管可具有与M1的阈值电压对应的阈值电压。因此，该阈值电压的变化(如果有的话)可反映在第二电流I2中。

所示实施方案中的比较器215被耦接以接收两个电流并将其相应值相互比较。在该实施方案中，比较器215是施密特触发器，并且因此在其操作中存在固有滞后。该滞后还可有助于滤除瞬变状态，该瞬变状态可能以其他方式导致针对暂时性状态的压差指示的断言。然而，应当注意，由比较器215实现的功能不限于根据本公开的施密特触发器。可使用用于检测LDO稳压器102低于最小压差的任何合适机构，并且这可包括用于实现滞后的任何合适机构。

阈值感测和跨导电路示例：

图3示出了可在检测电路105的实施方案中实现的阈值感测电路208的一个实施方案。在所示的实施方案中，阈值感测电路包括晶体管M31，该晶体管在此称为复制晶体管。更具体地讲，M31可具有与LDO稳压器102的功率晶体管M1共有的一个或多个器件特性。例如，M31中的沟道的宽度和长度的尺寸可被设定成使得宽度/长度比率尽可能紧密地匹配于M1的宽度/长度比率。其他器件特性也可匹配。因此，M31被实现为使得其阈值电压与M1的阈值电压之间存在对应关系。此外，如果M1的阈值电压因操作条件而变化，则M31的阈值电压可相应地变化。

在所示的实施方案中，阈值感测电路208被耦接以接收LDO稳压器102所接收的相同输入电压Vin。输入电压接收在M31的源极端子上，并且还接收在电阻器R32的端子上。另一个端子耦接到M31的栅极端子，并且因此R32有助于设置该器件的栅极电压。M31的漏极端子耦接到偏置电流源I_Bias。增益晶体管M32包括耦接到M31的栅极的源极端子，以及耦接到M31的漏极的栅极端子。在所示的实施方案中，增益晶体管M32向M31的栅极-漏极电压提供增益。

阈值感测电路208包括耦接到增益晶体管M32的电流镜。更具体地讲，M32的漏极端子耦接到二极管耦合晶体管M33的漏极端子和栅极端子。第二晶体管M34使电流镜完整。在一个实施方案中，晶体管M33和M34是匹配的晶体管，具有基本上相同的器件特性。输出电流I2由晶体管M33镜像通过晶体管M34。该输出电流与电流I_vth与R32的电阻的比率成比例。如前所述，电流I2对应于LDO稳压器102中的功率晶体管的阈值电压。

图4是跨导电路的一个实施方案的示意图，该跨导电路用于生成与LDO稳压器中的功率晶体管的栅极-漏极电压对应的电流。在所示的实施方案中，跨导电路213被耦接以接收输入电压Vin，并且因此对该电压的变化敏感，LDO稳压器102也是如此。跨导电路213包括第一电流镜，该第一电流镜包括晶体管M41和M42，其中M41是二极管耦合器件。跨导电路213还包括一对输入晶体管M43和M44。晶体管M43和M44包括被耦接以分别接收输入电压Vout_LPF和VGate_LPF的对应栅极端子(如上文参考图2所讨论)。M43和M44中的每一者是所示实施方案中的NMOS器件，其中其源极端子分别耦接到R41和R42。在该实施方案中，晶体管M43和M44具有基本上匹配的器件特性。此外，电阻器R41和R42具有基本上匹配的电阻。在该实施方案中，晶体管M43和M44的跨导为大约1/R41(或1/R42，假设R41和R42是匹配电阻)。两个电阻器可被缩放以便调整输出比较器的阈值。

例示的实施方案中的包括晶体管M41和M42的第一电流镜被配置为基于LDO稳压器102的功率晶体管M1的经滤波栅极电压与漏极电压之间的差值(其中漏极电压是该稳压器的输出电压)来生成电流。第一电流镜耦接到包括晶体管M45和M46的第二电流镜，其中晶体管M45是二极管耦合器件。此外，M45的漏极端子耦接到来自第一电流镜的M42的漏极端子。因此，通过第二电流镜的电流取决于通过第一电流镜的电流。

所示实施方案中的晶体管M45和M46具有基本上匹配的器件特性。在由这些器件形成的电流镜中，通过M45的电流被镜像到M46，从而镜像到比较器。由比较器接收的电流I1与比率I_VDG/R41成比例，其中I_VDG对应于LDO稳压器102中的功率晶体管的栅极-漏极电流。

需注意，图3和图4的电路在此以举例的方式示出，但并非旨在进行限制。因此，本公开设想可使用其他类型的电路来生成电流I1和I2。还需注意，除了此处讨论的那些之外，这些电流还可用于其他目的(例如，遥测)。

示例性集成电路：

图5是包括LDO稳压器102和检测电路105的实施方案的集成电路的一个实施方案的框图。LDO稳压器102和检测电路105可使用上述实施方案的任何变型来实现。更一般地，LDO稳压器102实际上可为任何类型的LDO稳压器，而检测电路105实际上可为能够检测LDO稳压器102的功率晶体管何时已进入线性/欧姆区中的操作的任何类型的电路。因此，这些电路扩展到本文未明确讨论但仍然被本公开涵盖的各种实施方案。

所示实施方案中的集成电路50包括至少一个负载电路505，该至少一个负载电路被耦接以从LDO稳压器102接收经调节的供电电压。负载电路505实际上可以是任何类型的电路，包括模拟、数字和/或混合信号电路。负载电路505的示例性实施方案包括处理器核心或其部分、接口电路、通信电路(例如，用于RF发射或接收)等。

所示实施方案中的检测电路105耦接到功率管理电路510。功率管理电路510可执行多个不同的功能，包括性能状态改变(例如，改变和操作电压和/或时钟频率)、工作负载平衡以及空闲电路的功率管理等等。另外，功率管理电路510可响应于检测电路105对压差信号的断言而执行负载电路505的断电。在接收到断言的压差信号时，功率管理电路510可发起各种步骤以使负载电路505断电。对于适用的电路，这些步骤可包括保存内部寄存器的状态、保存关键数据、完成或终止其他未完成的事务等。因此，负载电路505的断电可以有序的方式进行。此后，功率管理电路510可使电力从负载电路505移除。

流程图：

图6是用于操作检测电路以检测进入压差状态的LDO稳压器的方法的流程图。如本文所讨论的方法600可利用如上文参考图1至图5所讨论的实施方案及其变型中的任一者来执行。此外，本文未明确公开但能够执行方法600的电路/装置实施方案也被视为落在本公开的范围内。

方法600包括从低压差(LDO)稳压器提供输出电压，其中该LDO稳压器包括功率晶体管，该功率晶体管具有耦接到输出电压节点的漏极端子、耦接到误差放大器的栅极端子以及耦接到输入电压节点的源极端子(框605)。该方法还包括使用检测电路检测LDO稳压器已进入在压差区中的操作，其中该检测包括检测电路基于栅极端子和漏极端子上存在的电压来确定功率晶体管已进入在线性区中的操作(框610)。然后，该方法包括响应于检测到LDO稳压器已进入在压差区中的操作而提供指示。

在一个实施方案中，检测LDO稳压器已进入在压差区中的操作包括基于栅极端子上的电压与漏极端子上的电压之间的差值来生成第一电流，以及基于功率晶体管的阈值电压来生成第二电流。在各种实施方案中，生成第一电流包括将栅极端子上的电压的低通滤波版本提供给跨导电路的第一输入端，并且将漏极端子上的电压的低通滤波版本提供给跨导电路的第二输入端。在此类实施方案中，第一电流的生成还包括使用第一电流镜使用栅极端子和漏极端子上的电压的低通滤波版本生成第三电流，以及基于该第三电流生成第一电流。

该方法的各种实施方案还包括使用具有复制晶体管的阈值感测电路来生成第二电流，其中该复制晶体管具有与功率晶体管的对应特性相匹配的一个或多个器件特性。在此类实施方案中，生成第二电流还包括增益晶体管向复制晶体管的栅极-漏极电压提供增益，以及电流镜基于提供给复制晶体管的栅极-漏极电压的增益来生成第二电流。

为了确定LDO稳压器是否处于压差，该方法的各种实施方案包括使用比较器电路将第一电流的值与第二电流的值进行比较。此类实施方案还包括响应于确定第一电流的值大于第二电流的值而生成指示。

图7是用于操作用于检测LDO稳压器进入压差的检测电路的方法的另一个实施方案的流程图。与上文讨论的方法600一样，方法700可由上文参考图1至图5讨论的电路的各种实施方案执行。能够执行方法700的附加电路/装置实施方案也可被视为落在本公开的范围内。

方法700包括生成与LDO稳压器的功率晶体管的栅极-漏极电压成比例的第一电流(框705)。根据方法700能够生成第一电流的电路的一个示例是上文讨论的跨导电路，但能够执行该功能的其他实施方案也是可能的并且被设想到的。该方法还包括生成与LDO稳压器中的功率晶体管的阈值电压成比例的第二电流(框710)。第二电流可以由例如如前所述的阈值感测电路生成，但能够生成第二电流的其他电路/装置实施方案也是可能的并且被设想到的。可将生成的电流相互比较。

如果第一电流的值大于第二电流的值(框720，是)，则由例如比较器电路生成功率晶体管处于线性/欧姆区中并且因此LDO稳压器处于压差的指示，其中功率管理电路或类似的功能单元开始关断程序(框720)。关断程序可用于为受影响的电路做好关断的准备，即从LDO稳压器接收经调节的供电电压的那些负载电路。这可包括例如保存电路的内部状态(例如，注册内容)、保存关键数据、禁用针对电路的时钟信号以在特定点处停止操作、解决未完成的事务等。一般来讲，可执行可有助于确保耦接到LDO稳压器的负载电路的有序关断的任何功能。此后，可从受影响的电路移除电力，并且也可将LDO稳压器关断。

如果第一电流的值小于第二电流的值，则操作可继续。第一电流和第二电流的生成可连续进行。类似地，对第一电流和第二电流的值的比较也可连续进行。比较操作可包括一些滞后，以便防止瞬变状态在LDO稳压器未以其他方式处于压差的情况下引起过早关断。

示例性系统：

接下来转到图8，其示出了系统800的一个实施方案的框图，该系统可结合和/或以其他方式利用本文所述的方法和机构。在例示的实施方案中，系统800包括片上系统(SoC)806的至少一个实例，该片上系统可包括多种类型的处理单元诸如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)，或者其他通信结构，以及到存储器和输入/输出设备的接口。在各种实施方案中，SoC 806耦接到外部存储器802、外围设备804和电源808。

还提供了电源808，其向SoC 806供应供电电压以及向存储器802和/或外围设备804供应一个或多个供电电压。在各种实施方案中，电源808表示电池(例如，智能电话、膝上型电脑或平板电脑或者其他设备中的可再充电电池)。在一些实施方案中，包括SoC 806的多于一个实例(也包括多于一个外部存储器802)。在各种实施方案中，一个或多个LDO稳压器可在SoC 806上实现，并且可在系统800的附加位置中(例如，在外围设备804内的集成电路上)实现。至少在一些实例中，此类LDO稳压器可与检测电路(诸如上文参考图1至图7所述的检测电路)配对。当电池电压在两次充电之间下降时，这些检测电路可检测其相应耦接的LDO稳压器何时进入压差区并提供对其的指示。然后可使用该信息来执行受影响的电路的有序关断。

存储器802为任何类型的存储器，诸如动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率(DDR、DDR2、DDR3等)SDRAM(包括SDRAM的移动版本，诸如mDDR3等，和/或SDRAM的低功率版本，诸如LPDDR2等)、RAMBUS DRAM(RDRAM)、静态RAM(SRAM)等。一个或多个存储器设备耦接到电路板上以形成存储器模块，诸如单列直插存储器模块(SIMM)、双列直插存储器模块(DIMM)等。另选地，设备可以芯片堆叠(chip-on-chip)构型、封装堆叠(package-on-package)构型或者多芯片模块构型与SoC或集成电路安装在一起。

根据系统800的类型，外围设备804包括任何期望的电路。例如，在一个实施方案中，外围设备804包括用于各种类型的无线通信的设备，诸如Wi-Fi、蓝牙、蜂窝、全球定位系统等。在一些实施方案中，外围设备804还包括附加存储装置，包括RAM存储装置、固态存储装置或磁盘存储装置。外围设备804包括用户接口设备诸如显示屏，包括触摸显示屏或多点触摸显示屏、键盘或其他输入设备、麦克风、扬声器等。

如图所示，系统800被示出为具有在广泛领域中的应用。例如，系统800可用作台式计算机810、膝上型计算机820、平板电脑830、蜂窝或移动电话840或电视850(或耦接到电视的机顶盒)的芯片、电路、部件等的一部分。还示出了智能手表和健康监测设备860。在一些实施方案中，智能手表可包括各种通用计算相关功能。例如，智能手表可提供对电子邮件、手机服务、用户日历等的访问。在各种实施方案中，健康监测设备可以是专用医疗设备或以其他方式包括专用的健康相关功能。例如，健康监测设备可监测用户的生命体征、跟踪用户与其他用户的接近度以用于流行病学社交距离的目的、联系人跟踪、在发生健康危机的情况下向紧急服务部门提供通信等。在各种实施方案中，上述智能手表可包括或可不包括一些或任何健康监测相关功能。还设想了其他可穿戴设备，诸如围绕颈部佩戴的设备、可植入人体中的设备、被设计成提供增强和/或虚拟现实体验的眼镜，等等。

系统800还可用作基于云端的服务870的一部分。例如，先前提及的设备和/或其他设备可访问云端中的计算资源(即，远程定位的硬件和/或软件资源)。更进一步地，系统800可用于除先前提到的那些设备之外的家庭的一个或多个设备中。例如，家用电器可监测和检测值得注意的情况。例如，家中的各种设备(例如，冰箱、冷却系统等)可监测设备的状态，并且在检测到特定事件的情况下向房主(或例如维修机构)提供警报。另选地，恒温器可监测家中的温度，并且可基于由房主对各种情况的反应历史来自动化调整加热/冷却系统。图8中还示出了系统800对各种交通运输方式的应用。例如，系统800可用于飞机、火车、公共汽车、出租用汽车、私人汽车、从私人船只到游轮的水运船、(用于出租或私有的)小型摩托车等的控制和/或娱乐系统。在各种情况下，系统800可用于提供自动化引导(例如，自驾驶车辆)、一般系统控制等。这些任何许多其他实施方案都是可能的并且被设想到的。需注意，图8所示的设备和应用仅为例示性的，并非旨在进行限制。其他设备是可能的并且被设想到的。

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本公开包括对“实施方案”的引用，这些“实施方案”是所公开概念的非限制性具体实施。引用“实施方案”、“一个实施方案”、“特定实施方案”、“一些方案按”、“各种实施方案”等并不一定是指相同的实施方案。设想了大量可能的实施方案，包括详述的具体实施方案，以及落在本公开的实质或范围内的修改形式或替代形式。并非所有这些实施方案都将必然表现出本文所述的任何或所有潜在优点。

除非另有说明，具体实施方案并非旨在限制基于对本公开形式的公开内容起草的权利要求的范围，即使仅针对特定特征描述单个示例的情况下也是如此。因此，本发明所公开的实施方案旨在为例示性的而非限制性的，而无需进行任何相反的陈述。本专利申请旨在涵盖此类替代形式、修改形式和等价形式，这对受益于本公开的本领域技术人员而言将是显而易见的。

特定特征、结构或特性可以与本公开一致的任何合适的方式被组合。因此，本公开旨在包括本文所公开的任何特征或这些特征的组合(明确地或隐含地)，或其任何概括。因此，在本专利申请(或要求享有其优先权的专利申请)进行期间可针对特征的任何此类组合作出新的权利要求。具体地，参考所附权利要求书，可将从属权利要求的特征与独立权利要求的特征进行组合，并可通过任何适当的方式而不是仅通过所附权利要求书中所列举的特定组合来组合来自相应独立权利要求的特征。

例如，虽然将所附从属权利要求起草成使得每个从属权利要求依赖于单个其他权利要求，但还设想了附加的从属权利要求，包括以下从属权利要求：权利要求3(可从属于权利要求1-2中的任一项)；权利要求4(任一前述权利要求)；权利要求5(权利要求4)等。在适当的情况下，还设想以一种法定类型(例如，装置)起草的权利要求启发另一种法定类型(例如，方法)的对应权利要求。

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因为本公开是法律文件，所以各种术语和短语可受到管理和司法解释的约束。特此给出公告，以下段落以及贯穿本公开提供的定义将用于确定如何解释基于本公开起草的权利要求。

除非上下文另有明确说明，否则对单数形式诸如“一个”、“一种”和“所述”的引用旨在表示“一个或多个”。因此，对权利要求中的“项目”的引用并不排除该项目的附加实例。

本文使用术语“可以”用于允许的意义上(即，具有潜在可能的，能够的)，而不是在强制意义上(即必须)。

术语“包含”和“包括”及其形式是开放式的，并且意指“包括但不限于”。

当在本公开中相对于选项列表使用术语“或”时，除非上下文另有提供，否则一般将理解为以包含性意义使用。因此，表述“x或y”等同于“x或y，或两者”，涵盖x但不是y、y但不是x，以及x和y两者。一方面，短语诸如“x或y中的任一者，但不是两者都”使得清楚“或”以排他性意义使用。

表述“w、x、y或z，或它们的任何组合”或“…w、x、y和z中的至少一者”旨在涵盖涉及最多至该集合中元件总数的单个元件的所有可能性。例如，给定集合[w,x,y,z]，这些短语涵盖集合中的任何单个元素(例如，w但不是x、y或z)、任何两个元素(例如，w和x，但不是y或z)、任何三个元素(例如，w、x和y，但不是z)以及所有四个元素。因此，短语“…w、x、y和z中的至少一者”是指集合[w,x,y,z]中元素的至少一个元素，从而涵盖该选项列表中的所有可能的组合。该短语不应被解释为要求存在w的至少一个实例、x的至少一个实例、y的至少一个实例和z的至少一个实例。

在本公开中，各种“标签”可先于名词。除非上下文另有提供，否则用于特征(例如，“第一电路”、“第二电路”、“特定电路”、“给定电路”等)的不同标签是指特征的不同实例。除非另有说明，否则标签“第一”、“第二”和“第三”在应用于特定特征时并不暗示任何类型的排序(例如，空间、时间、逻辑等)。

在本公开内，不同实体(其可被不同地称为“单元”、“电路”、其他部件等)可被描述或声称成“被配置为”执行一个或多个任务或操作。此表达方式—被配置为[执行一个或多个任务]的[实体]—在本文中用于指代结构(即，物理的事物)。更具体地，此表达方式用于指示此结构被布置成在操作期间执行一个或多个任务。结构可被说成“被配置为”执行某个任务，即使该结构当前并非正被操作。因此，被描述或表述成“被配置为”执行某个任务的实体是指用于实施该任务的物理的事物，诸如设备、电路、存储有可执行程序指令的存储器等等。该短语在本文中不被用于指代无形的事物。

术语“被配置为”并不旨在意指“可配置为”。例如，未编程的FPGA不会被认为是“被配置为”执行某一特定功能。然而，该未编程的FPGA可以“可配置为”执行该功能。

所附权利要求书中的表述结构“被配置为”执行一个或多个任务明确地旨在对该权利要求要素不援引35U.S.C.§112(f)。如果申请人在申请过程中想要援引112(f)部分，则其将使用“用于[执行功能]的装置”结构来表述权利要求的要素。

短语“基于”用于描述影响确定的一个或多个因素。此术语不排除可能有附加因素可影响确定。也就是说，确定可仅基于指定的因素或基于所指定的因素及其他未指定的因素。考虑短语“基于B确定A”。此短语指定B是用于确定A的因素或者B影响A的确定。此短语并不排除A的确定也可基于某个其他因素诸如C。此短语也旨在覆盖A仅基于B来确定的实施方案。如本文所用，短语“基于”与短语“至少部分地基于”是同义的。

短语“响应于”描述触发效果的一个或多个因素。该短语并未排除其他因素可能影响或以其他方式触发效果的可能性。也就是说，效果可以仅仅响应于这些因素，或者可以响应于指定的因素以及其他未指定的因素。考虑短语“响应于B执行A”。该短语指定B是触发A的性能的因素。该短语不排除执行A也可能响应于某些其他因素，诸如C。该短语还旨在涵盖其中仅响应于B而执行A的实施方案。

一旦充分了解了上面的公开，许多变型和修改对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。本公开旨在使以下权利要求书被阐释为包含所有此类变型和修改。

Claims (17)

1.一种用于检测压差的装置，包括：

低压差LDO稳压器，所述LDO稳压器包括功率晶体管，所述功率晶体管具有耦接到输出电压节点的漏极端子、耦接到误差放大器的栅极端子以及耦接到输入电压节点的源极端子；和

检测电路，所述检测电路具有耦接到所述栅极端子的第一输入端和耦接到所述漏极端子的第二输入端，其中所述检测电路被配置为响应于检测到所述LDO稳压器已进入在低于最小压差下的操作而断言指示，

其中所述检测电路被配置为基于第一电流的值与第二电流的值之间的差值来检测所述LDO稳压器已进入在低于最小压差下的操作，其中所述第一电流基于所述栅极端子上的电压与所述漏极端子上的电压之间的差值，并且其中所述第二电流基于所述功率晶体管的阈值电压，

其中所述检测电路包括被配置为生成所述第二电流的阈值感测电路，其中所述阈值感测电路包括复制晶体管，所述复制晶体管具有与所述功率晶体管的对应特性相匹配的一个或多个器件特性。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测电路包括耦接到所述功率晶体管的所述栅极端子的第一低通滤波器和耦接到所述功率晶体管的所述漏极端子的第二低通滤波器。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述检测电路包括跨导电路，所述跨导电路具有耦接到所述第一低通滤波器的第一输入端和耦接到所述第二低通滤波器的第二输入端，其中所述跨导电路被配置为生成所述第一电流。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述跨导电路包括：

第一输入晶体管，所述第一输入晶体管具有耦接到所述第一输入端的栅极端子；

第二输入晶体管，所述第二输入晶体管具有耦接到所述第二输入端的栅极端子；

第一电阻器和第二电阻器，所述第一电阻器和所述第二电阻器分别耦接在接地节点与所述第一输入晶体管之间、接地节点与所述第二输入晶体管之间；

第一电流镜，所述第一电流镜耦接到所述第一输入晶体管和所述第二输入晶体管；和

第二电流镜，所述第二电流镜耦接到所述第一电流镜，其中所述第二电流镜被配置为基于在所述第一电流镜中生成的电流来生成所述第一电流。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述阈值感测电路还包括：

增益晶体管，所述增益晶体管具有耦接到所述复制晶体管的漏极端子的栅极端子和耦接到所述复制晶体管的栅极端子的源极端子；

偏置电流源，所述偏置电流源耦接在所述复制晶体管的所述漏极端子与接地节点之间；和

电流镜，所述电流镜耦接到所述增益晶体管的漏极端子，其中所述电流镜包括一对匹配的晶体管，并且其中所述电流镜被配置为生成所述第二电流。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测电路还包括比较器电路，所述比较器电路被配置为将所述第一电流的所述值与所述第二电流的所述值进行比较，其中所述比较器电路被配置为响应于确定所述第一电流的所述值大于所述第二电流的所述值而断言所述指示。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述比较器电路包括施密特触发器。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测电路被耦接以向功率管理电路提供所述指示，其中所述功率管理电路被配置为响应于接收到所述指示而开始关断程序以将电力从耦接到所述LDO稳压器的负载电路移除。

9.一种用于检测压差的方法，包括：

从低压差LDO稳压器提供输出电压，其中所述LDO稳压器包括功率晶体管，所述功率晶体管具有耦接到输出电压节点的漏极端子、耦接到误差放大器的栅极端子以及耦接到输入电压节点的源极端子；

使用检测电路检测所述LDO稳压器已进入在低于最小压差下的操作，其中所述检测包括所述检测电路基于所述栅极端子和所述漏极端子上存在的电压来确定所述功率晶体管已进入在线性区中的操作；以及

响应于检测到所述LDO稳压器已进入在低于所述最小压差下的操作而提供指示，

其中检测到所述LDO稳压器已进入在低于所述最小压差下的操作包括：

基于所述栅极端子上的电压与所述漏极端子上的电压之间的差值来生成第一电流；以及

基于所述功率晶体管的阈值电压来生成第二电流，

其中使用具有复制晶体管的阈值感测电路来生成所述第二电流，其中所述复制晶体管具有与所述功率晶体管的对应特性相匹配的一个或多个器件特性。

10.根据权利要求9所述的方法，其中生成所述第一电流包括：

向跨导电路的第一输入端提供所述栅极端子上的所述电压的低通滤波版本；

向所述跨导电路的第二输入端提供所述漏极端子上的所述电压的低通滤波版本；

使用第一电流镜使用所述栅极端子和所述漏极端子上的所述电压的所述低通滤波版本生成第三电流；以及

基于所述第三电流生成所述第一电流。

11.根据权利要求9所述的方法，其中生成所述第二电流还包括：

增益晶体管向所述复制晶体管的栅极-漏极电压提供增益；以及

电流镜基于提供给所述复制晶体管的所述栅极-漏极电压的所述增益来生成所述第二电流。

12.根据权利要求9所述的方法，还包括：

使用比较器电路将所述第一电流的值与所述第二电流的值进行比较；以及

响应于确定所述第一电流的所述值大于所述第二电流的所述值而生成所述指示。

13.一种用于检测压差的系统，包括：

功能电路块；

低压差LDO稳压器，所述LDO稳压器被配置为向所述功能电路块提供经调节的供电电压，其中所述低压差稳压器包括误差放大器和功率晶体管，所述功率晶体管具有耦接到所述误差放大器的输出端的栅极端子；

检测电路，所述检测电路耦接到所述功率晶体管的漏极端子和栅极端子并且被配置为检测所述LDO稳压器已进入在低于最小压差下的操作；和

功率管理电路，其中响应于从所述检测电路接收到所述LDO稳压器已进入在低于所述最小压差下的操作的指示，所述功率管理电路被配置为启动所述功能电路块的断电程序，

其中所述检测电路被配置为：

基于所述功率晶体管的栅极电压与所述功率晶体管的漏极电压之间的差值来生成第一电流；以及

基于所述功率晶体管的阈值电压来生成第二电流，

其中所述检测电路包括被配置为生成所述第二电流的阈值感测电路，其中所述阈值感测电路包括：

复制晶体管，所述复制晶体管具有与所述功率晶体管的对应特性相匹配的一个或多个器件特性。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述检测电路被配置为：

将所述第一电流与所述第二电流进行比较；以及

响应于确定所述第一电流的值大于所述第二电流的值而断言所述指示。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述检测电路被进一步配置为：

向跨导电路的第一输入端提供第一电压，其中所述第一电压是所述栅极电压的低通滤波版本；

向所述跨导电路的第二输入端提供第二电压，其中所述第二电压是所述漏极电压的低通滤波版本；以及

基于所述第一电压和所述第二电压生成所述第一电流。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述跨导电路被配置为：

在第一电流镜中生成第三电流，其中所述第三电流基于所述栅极电压和所述漏极电压之间的所述差值；以及

基于所述第三电流生成所述第一电流。

17.根据权利要求13所述的系统，其中所述阈值感测电路进一步包括：

增益晶体管，所述增益晶体管被配置为向所述复制晶体管的栅极-漏极电压提供增益；和

电流镜，所述电流镜被配置为基于提供给所述复制晶体管的所述栅极-漏极电压的所述增益来生成所述第二电流。

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