CN116954297A - 一种电源选择电路和电源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电源选择电路和电源，该电源选择电路包括偏置电路、比较电路以及输出电路，其中，偏置电路向比较电路提供第一偏置电压，以控制比较电路处于工作状态，然后比较电路对第一电源和第二电源进行比较，比较两者的大小关系，生成并从其第一、第二输出端输出比较信号，输出电路根据该比较信号使得其最终输出端导通至其第一或第二输入端以输出第一电源和第二电源中电压更大的电源。因此，该电源选择电路可通过比较电路对第一电源和第二电源的电压进行比较，使得输出电路输出电压更大的电源，以对负载或其他内部电路进行供电，且该电源选择电路的电路结构简单，电路功耗也较小。
Description
技术领域
本发明涉及电源选择领域，特别是涉及一种电源选择电路和电源。
背景技术
在实际的芯片中，常常会存在多个输入电源，有可能多个电源同时上电，也有可能只有其中一个电源上电的情况。为了保证在不同的上电条件下芯片都能正常工作，这便需要芯片内部需要正确选择某一路电源给内部供电。现有的电源选择电路，电路实现较为复杂或者电路功耗较大。
发明内容
本发明实施例旨在提供一种电源选择电路和电源，其能够选择电源中电压更大的电源给内部供电，使得电路正常工作，且电路结构简单，功耗较小。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
在第一方面，本发明实施例提供一种电源选择电路，所述电源选择电路包括：偏置电路、比较电路以及输出电路；
所述偏置电路包括连接至所述比较电路的控制端的第一输出端，所述偏置电路用于向所述比较电路提供第一偏置电压，以控制所述比较电路处于工作状态；
所述比较电路还包括连接至第一电源的第一比较端、连接至第二电源的第二比较端、连接至所述输出电路的第一控制端的第一输出端以及连接至所述输出电路的第二控制端的第二输出端，所述比较电路用于比较所述第一电源和所述第二电源之间的大小关系，生成并从所述比较电路的第一、第二输出端输出比较信号；
所述输出电路还包括连接至所述第一电源的第一输入端、连接至第二电源的第二输入端、及一个最终输出端，所述输出电路用于根据所述比较信号使所述最终输出端导通至所述第一或第二输入端之一以输出所述第一电源和所述第二电源中电压更大的电源。
在一些实施例中，所述比较电路包括电流生成模块和第一负载模块；
所述电流生成模块包括所述第一比较端、第二比较端以及所述比较电路的控制端，所述电流生成模块还包括连接至所述第一负载模块第一输出端、第二输出端，所述电流生成模块用于根据所述第一电源生成第一电流,根据所述第二电源生成第二电流，并从所述电流生成模块的第一、第二输出端流入所述第一负载模块；
所述第一负载模块还包括所述比较电路的第一、第二输出端，所述第一负载模块用于比较所述第一、第二电流之间的大小关系,生成所述比较信号，并经所述比较电路的第一、第二输出端输出。
在一些实施例中，所述电流生成模块包括栅极共同连接的第一MOS管至第四MOS管，所述第一负载模块包括第五MOS管至第八MOS管；
所述第一MOS管至所述第四MOS管的控制端共同连接到所述比较电路的控制端，所述第一MOS管和所述第二MOS管串联连接在所述第一比较端和所述电流生成模块的第一输出端之间，所述第三MOS管和所述第四MOS管串联连接在所述第二比较端和所述电流生成模块的第二输出端之间；
所述第五MOS管的栅极、所述第五MOS管的漏极、所述第六MOS管的栅极以及所述第七MOS管的漏极共同连接到所述电流生成模块的第一输出端，所述第五MOS管的栅极与所述第六MOS管的栅极共同连接到所述比较电路的第一输出端；
所述第八MOS管的栅极、所述第八MOS管的漏极、所述第七MOS管的栅极以及所述第六MOS管的漏极共同连接到所述电流生成模块的第二输出端，所述第八MOS管的栅极与所述第七MOS管的栅极共同连接到所述比较电路的第二输出端。
在一些实施例中，所述电源选择电路还包括电压转换电路；
所述电压转换电路包括连接至所述比较电路的第一输出端的第一镜像输入端、连接至所述比较电路的第二输出端的第二镜像输入端，以及连接至所述输出电路的第一控制端的第一输出端以及连接至所述输出电路的第二控制端的第二输出端；
所述电压转换电路用于镜像所述比较信号，并将所述比较信号的电压放大至转换电压,且将所述转换电压的信号经其第一、第二输出端输出。
在一些实施例中，所述电压转换电路包括镜像模块和第二负载模块；
所述镜像模块与所述第二负载模块的共同连接点为所述电压转换电路的第一、第二输出端，所述镜像模块还包括所述第一镜像输入端和所述第二镜像输入端，所述镜像模块用于镜像所述比较信号，生成镜像电流，以使所述镜像电流流入所述第二负载模块生成所述转换电压,并经所述电压转换电路的第一、第二输出端输出所述转换电压的信号。
在一些实施例中，所述镜像模块包括第九MOS管和第十MOS管，所述第二负载模块包括第十一MOS管和第十二MOS管；
所述第九MOS管的栅极为所述第一镜像输入端，所述第十MOS管的栅极为所述第二镜像输入端，所述第九MOS管的漏极与所述第十一MOS管的漏极的共同连接点为所述电压转换电路的第一输出端，所述第十MOS管的漏极与所述第十二MOS管的漏极的共同连接点为所述电压转换电路的第二输出端。
在一些实施例中，所述电源选择电路还包括上拉电路和下拉电路；
所述上拉电路包括连接至所述电压转换电路的第一、第二输出端的第一、第二控制端，分别连接至所述输出电路的第一控制端与所述下拉电路的第一输出端，以及分别连接至所述输出电路的第二控制端与所述下拉电路的第二输出端；
所述上拉电路用于根据所述转换电压的信号，向所述第一电源和所述第二电源中电压更大的电源对应的所述输出电路的控制端提供上拉电压，继而使得所述最终输出端导通至所述第一电源和所述第二电源中电压更大的电源对应的所述输出电路的输入端,以输出电压更大的电源；
所述下拉电路用于向所述输出电路的第一、第二控制端提供下拉电压，其中，所述上拉电压大于所述下拉电压，使得所述最终输出端与所述输出电路的第一或第二输入端的导通速度小于其关断速度。
在一些实施例中，所述上拉电路包括第十三MOS管和第十四MOS管，所述下拉电路包括第十五MOS管和第十六MOS管；
所述第十三MOS管的栅极为所述上拉电路的第一控制端，所述第十四MOS管的栅极为所述上拉电路的第二控制端；
所述第十三MOS管的漏极和所述第十五MOS管的漏极的共同连接点为所述上拉电路的第一输出端，所述第十四MOS管的漏极和所述第十六MOS管的漏极的共同连接点为所述上拉电路的第二输出端。
在一些实施例中，所述偏置电路还包括连接至所述下拉电路的第二输出端，所述偏置电路还用于向所述下拉电路提供第二偏置电压，以控制所述下拉电路处于工作状态，生成所述下拉电压。
在一些实施例中，所述偏置电路包括依次串联的第十七MOS管、电流源以及第十八MOS管；
所述第十七MOS管的栅极为所述偏置电路的第一输出端，所述第十八MOS管的栅极为所述偏置电路的第二输出端。
在一些实施例中，所述电源选择电路还包括第一钳位电路；
所述第一钳位电路串联于第三电源与所述上拉电路的第二控制端之间。
在一些实施例中，所述电源选择电路还包括第二钳位电路；
所述第二钳位电路串联于所述输出电路的第一、第二控制端之间。
在一些实施例中，所述输出电路包括第十九MOS管、第二十MOS管；
所述第十九MOS管的栅极为所述输出电路的第一控制端，所述第十九MOS管的漏极为所述输出电路的第一输入端，所述第二十MOS管的栅极为所述输出电路的第二控制端，所述第二十MOS管的漏极为所述输出电路的第二输入端。
在第二方面，本发明实施例提供一种电源，所述电源包括如上所述的电源选择电路。
在本发明各个实施例中，该电源选择电路包括偏置电路、比较电路以及输出电路，其中，偏置电路向比较电路提供第一偏置电压，以控制比较电路处于工作状态，然后比较电路对第一电源和第二电源进行比较，比较两者的大小关系，生成并从其第一、第二输出端输出比较信号，输出电路根据该比较信号使得其最终输出端导通至其第一或第二输入端以输出第一电源和第二电源中电压更大的电源。因此，该电源选择电路可通过比较电路对第一电源和第二电源的电压进行比较，使得输出电路输出电压更大的电源，以对负载或其他内部电路进行供电，且该电源选择电路的电路结构简单，电路功耗也较小。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的其中一种电源的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的其中一种电源选择电路的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的其中一种电源选择电路的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的其中一种电源选择电路的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的其中一种电源选择电路的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种电源的结构示意图。该电源1包括电源选择电路100和输入电源200，其中，输入电源200经电源选择电路100为内部电路300供电，内部电路300可为负载部分，也可以为需要供电的任意电路或任意芯片等。
在实际电路中，常常会存在多个输入电源200，多个输入电源200可能同时上电，也可能只有一个电源上电，为了保证在不同的上电条件下，内部电路300均能正常工作，则需要正确选择一路输入电源200为内部电路300供电。因此，该电源选择电路100用于选择多个输入电源200中电压最大的电源以对内部电路300供电，保证内部电路300的正常工作。
请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种电源选择电路的结构示意图，如图2所示，该电源选择电路100包括偏置电路10、比较电路20以及输出电路30。其中，所述偏置电路10包括连接至所述比较电路20的控制端211的第一输出端，所述比较电路20还包括连接至第一电源VBUS的第一比较端、连接至第二电源VSYS的第二比较端、连接至所述输出电路30的第一控制端的第一输出端以及连接至所述输出电路30的第二控制端的第二输出端，所述输出电路30还包括连接至所述第一电源VBUS的第一输入端、连接至第二电源VSYS的第二输入端、及一个最终输出端。
偏置电路10向比较电路20提供第一偏置电压，以控制比较电路20处于工作状态，然后比较电路20对第一电源VBUS和第二电源VSYS进行比较，比较两者的大小关系，生成并从其第一、第二输出端输出比较信号，输出电路30根据该比较信号使得其最终输出端VMAX导通至其第一或第二输入端以输出第一电源VBUS和第二电源VSYS中电压更大的电源。
第一偏置电压可以根据需要而设置，一般由比较电路20的工作电压而决定。
若第一电源VBUS的电压大于第二电源VSYS的电压，则比较电路20输出第一比较信号，使得输出电路30的最终输出端导通至其第一输入端，最终输出端输出电压较大的第一电源VBUS。同理，若第一电源VBUS的电压小于第二电源VSYS的电压，则比较电路20输出第二比较信号，使得输出电路30的最终输出端导通至其第二输入端，最终输出端输出电压较大的第二电源VSYS。
因此，该电源选择电路100可通过比较电路20对第一电源VBUS和第二电源VSYS的电压进行比较，使得输出电路30输出电压更大的电源，以对负载或其他内部电路300进行供电，且该电源选择电路100的电路结构简单，电路功耗也较小。
请参阅图3，图3是本发明实施例提供的一种电源选择电路的结构示意图，如图3所示，该电源选择电路100还包括电压转换电路40，其中，所述电压转换电路40包括连接至所述比较电路20的第一输出端的第一镜像输入端、连接至所述比较电路20的第二输出端的第二镜像输入端，以及连接至所述输出电路30的第一控制端的第一输出端以及连接至所述输出电路30的第二控制端的第二输出端。
电压转换电路40可镜像比较信号，并将比较信号的电压放大至转换电压，再将转换电压的信号经其第一、第二输出端输出，使得该转换电压的信号作用于输出电路30的第一、第二输入端，进而使得最终输出端VMAX输出第一电源VBUS或第二电源VSYS。
若第一电源VBUS和第二电源VSYS为高压电源，则该电源选择电路100可通过电压转换电路40将比较信号的电压上拉至转换电压，将比较电路20的电压放大，保证输出电路30能够稳定输出第一电源VBUS或第二电源VSYS。
电压转换电路40使得电源选择电路100能够适用于高压电源的选择，扩大电源选择电路100的使用范围，且电路结构简单。
在一些实施例中，请继续参阅图3，该电源选择电路100还包括上拉电路50和下拉电路60，其中，所述上拉电路50包括连接至所述电压转换电路40的第一、第二输出端的第一、第二控制端，分别连接至所述输出电路30的第一控制端与所述下拉电路60的第一输出端，以及分别连接至所述输出电路30的第二控制端与所述下拉电路60的第二输出端。
上拉电路50根据转换电压的信号，向第一电源VBUS和第二电源VSYS中电压更大的电源对应的输出电路30的控制端提供上拉电压，继而使得最终输出端VMAX导通至第一电源VBUS和第二电源VSYS中电压更大的电源对应的输出电路30的输入端，以输出电压更大的电源。
例如：若第一电源VBUS的电压大于第二电源VSYS的电压，则上拉电路50向输出电路30的第一控制端提供上拉电压，使得最终输出端VMAX导通至输出电路30的第一输入端，进而使得第一电源VBUS经输出电路30的第一输入端、最终输出端VMAX输出。
又例如：若第一电源VBUS的电压小于第二电源VSYS的电压，则上拉电路50向输出电路30的第二控制端提供上拉电压，使得最终输出端VMAX导通至输出电路30的第二输入端，进而使得第二电源VSYS经输出电路30的第二输入端、最终输出端VMAX输出。
下拉电路60向输出电路30的第一、第二控制端提供下拉电压，其中，所述上拉电压大于所述下拉电压，即上拉电路50的上拉能力大于下拉电路60的下拉能力，使得所述最终输出端VMAX与所述输出电路30的第一或第二输入端的导通速度小于其关断速度，进而防止最终输出端VMAX与输出电路30的第一输入端、最终输出端VMAX与输出电路30的第二输入端同时导通。
例如：若第一电源VBUS的电压大于第二电源VSYS的电压，则上拉电路50向输出电路30的第一控制端提供上拉电压，下拉电路60向输出电路30的第一、第二控制端提供下拉电压，同时，上拉电压大于下拉电压，使得最终输出端VMAX与输出电路30的第二输入端的关断速度大于最终输出端VMAX与输出电路30的第一输入端的导通速度，防止最终输出端VMAX与输出电路30的第一输入端、最终输出端VMAX与输出电路30的第二输入端同时导通的现象，提高电路的安全性。
下拉电路60可为电阻负载，当电流流过电阻负载，产生对应的下拉电压。下拉电路60也可以为有源负载，具体地，请继续参阅图3，所述偏置电路10还包括连接至所述下拉电路60的第二输出端，偏置电路10还向下拉电路60提供第二偏置电压，以控制下拉电路60处于工作状态，生成下拉电压。
在其他实施例中，第二偏置电压也可由另外设置的电源或电流源提供。
在一些实施例中，请继续参阅图3，电源选择电路100还包括第一钳位电路70，所述第一钳位电路70串联于第三电源VCC与所述上拉电路50的第二控制端之间。第一钳位电路70用于保护上拉电路50的第二控制端，防止其被击穿。
在一些实施例中，请继续参阅图3，所述电源选择电路100还包括第二钳位电路80，所述第二钳位电路80串联于所述输出电路30的第一、第二控制端之间。第二钳位电路80将输出电路30的第一、第二控制端之间的电压钳位至安全电压范围内，防止输出电路30被击穿。
请参阅图4，图4是本发明实施例提供的一种电源选择电路的结构示意图，如图4所示，所述比较电路20包括电流生成模块21和第一负载模块22，其中，所述电流生成模块21包括所述第一比较端、第二比较端以及所述比较电路20的控制端，所述电流生成模块21还包括连接至所述第一负载模块22的第一输出端、第二输出端，所述第一负载模块22还包括所述比较电路20的第一、第二输出端。
电流生成模块21根据第一电源VBUS生成第一电流，根据第二电源VSYS生成第二电流，然后从其第一、第二输出端流入第一负载模块22。第一电源VBUS的电压与第二电源VSYS的电压不同，第一电流与第二电流的大小也不同，若第一电源VBUS的电压大于第二电源VSYS的电压，则第一电流大于第二电流，反之，则第一电流小于第二电流。
第一负载模块22再比较第一、第二电流之间的大小关系，生成对应的比较信号，再将该比较信号经比较电路20的第一、第二输出端输出。
若第一电源VBUS的电压大于第二电源VSYS的电压，则第一电流大于第二电流，比较电路20输出第一比较信号，使得输出电路30的最终输出端VMAX导通至其第一输入端，最终输出端VMAX输出电压较大的第一电源VBUS。同理，若第一电源VBUS的电压小于第二电源VSYS的电压，则第一电流小于第二电流，比较电路20输出第二比较信号，使得输出电路30的最终输出端VMAX导通至其第二输入端，最终输出端VMAX输出电压较大的第二电源VSYS。
在一些实施例中，请继续参阅图4，所述电压转换电路40包括镜像模块41和第二负载模块42，其中，所述镜像模块41与所述第二负载模块42的共同连接点为所述电压转换电路40的第一、第二输出端，所述镜像模块41还包括所述第一镜像输入端和所述第二镜像输入端。
镜像模块41镜像比较信号，生成对应的镜像电流，镜像比例可根据需要而设置。镜像电流流入第二负载模块42生成转换电压，并经电压转换电路40的第一、第二输出端输出转换电压的信号，其中，转换电压大于比较信号的电压，放大倍数可根据需要而设置，并通过镜像电流与第二负载模块42的负载值实现。
请参阅图5，图5是本发明实施例提供的一种电源选择电路的电路结构示意图，如图5所示，所述电流生成模块21包括栅极共同连接的第一MOS管M1至第四MOS管M4，所述第一负载模块22包括第五MOS管M5至第八MOS管M8。
其中，所述第一MOS管M1至所述第四MOS管M4的控制端共同连接到所述比较电路20的控制端，所述第一MOS管M1和所述第二MOS管M2串联连接在所述第一比较端和所述电流生成模块21的第一输出端之间，所述第三MOS管M3和所述第四MOS管M4串联连接在所述第二比较端和所述电流生成模块21的第二输出端之间。
所述第五MOS管M5的栅极、所述第五MOS管M5的漏极、所述第六MOS管M6的栅极以及所述第七MOS管M7的漏极共同连接到所述电流生成模块21的第一输出端，所述第五MOS管M5的栅极与所述第六MOS管M6的栅极共同连接到所述比较电路20的第一输出端。
所述第八MOS管M8的栅极、所述第八MOS管M8的漏极、所述第七MOS管M7的栅极以及所述第六MOS管M6的漏极共同连接到所述电流生成模块21的第二输出端，所述第八MOS管M8的栅极与所述第七MOS管M7的栅极共同连接到所述比较电路20的第二输出端。
所述镜像模块41包括第九MOS管M9和第十MOS管M10，所述第二负载模块42包括第十一MOS管M11和第十二MOS管M12。其中，所述第九MOS管M9的栅极为所述第一镜像输入端，所述第十MOS管M10的栅极为所述第二镜像输入端，所述第九MOS管M9的漏极与所述第十一MOS管M11的漏极的共同连接点为所述电压转换电路40的第一输出端，所述第十MOS管M10的漏极与所述第十二MOS管M12的漏极的共同连接点为所述电压转换电路40的第二输出端。
所述上拉电路50包括第十三MOS管M13和第十四MOS管M14，所述下拉电路60包括第十五MOS管M15和第十六MOS管M16。其中，所述第十三MOS管M13的栅极为所述上拉电路50的第一控制端，所述第十四MOS管M14的栅极为所述上拉电路50的第二控制端。所述第十三MOS管M13的漏极和所述第十五MOS管M15的漏极的共同连接点为所述上拉电路50的第一输出端，所述第十四MOS管M14的漏极和所述第十六MOS管M16的漏极的共同连接点为所述上拉电路50的第二输出端。
所述偏置电路10包括依次串联的第十七MOS管M17、电流源Ibias以及第十八MOS管M18。其中，所述第十七MOS管M17的栅极为所述偏置电路10的第一输出端，所述第十八MOS管M18的栅极为所述偏置电路10的第二输出端。
所述输出电路30包括第十九MOS管M19、第二十MOS管M20。其中，所述第十九MOS管M19的栅极为所述输出电路30的第一控制端，所述第十九MOS管M19的漏极为所述输出电路30的第一输入端，所述第二十MOS管M20的栅极为所述输出电路30的第二控制端，所述第二十MOS管M20的漏极为所述输出电路30的第二输入端，最终输出端为第十九MOS管M19与第二十MOS管M20的共同连接点为最终输出端VMAX。
结合图5，该电源选择电路100的工作原理可以描述如下：
首先，偏置电流Ibias流过二极管连接的M17，产生的第一偏置电压作为M1至M4，以及M11和M12的栅极（gate）偏置，使得M1至M4，以及M11和M12处于工作状态。同时，由偏置电流Ibias流过二极管连接的M18，产生的第二偏置电压作为M15、M16的栅极（gate）偏置，使得M15和M16处于工作状态。
若第一电源VBUS大于第二电源VSYS，则由于M1-M4的栅极接到同一电位，所以M2的VGS大于M4的VGS，流过M2的第一电流大于流过M4的第二电流。
M2的电流被M5接收同时被M6镜像输出，M4的电流被M8接收同时被M7镜像输出。当VBUS从0开始上升，VBUS=0时，M2没有电流，M4存在电流，M4的电流流过M8，被M7镜像出去进而把M2 的漏端下拉（原本也是低），M5没有电流，M6也没有电流。随着VBUS上升，M2开始有电流，当VBUS>VSYS时，M2的电流大于M4的电流，刚开始M8的电流等于M4的电流（M5和M6没有电流，参考上述），则M7的电流等于M8的电流也等于M4的电流，此时M2的电流大于M7的电流，故M2多余的电流流入M5，然后被M6镜像出来，分流一部分M4的电流，使得流入M8的电流减小（此时M8的电流小于M4的电流），由于M8的电流减小，故M7的电流也减小，则M2的电流流入M5的那部分增大，使得M6的电流也增大，从而进一步使得M8的电流减小，随着时间的增加，M8的电流越来越小，M6的电流越来越大，直到M6的电流大于M4的电流，稳态时，M6等于M4的电流，此时M6的漏端会被下拉到地，M8关断完全没有电流，M7也没有电流，M2的电流全部流入M5。此时M5跟M8的栅极电压便不同，该不同便可表征VBUS与VSYS的大小关系。
M11和M12作为M17的电流镜像，把M17的电流复制输出，作为M9和M10的偏置电流。最后M10镜像M5的电流把M14的栅端下拉，而M9镜像M8的电流为0，从而M13的栅端被M11的偏置电流上拉，M13截止，使得SEL1输出低（是因为M15的下拉），M14的栅极被下拉，M14导通，使得SEL2输出高，进而M20管截止，M19导通，最终输出端VMAX的电压VMAX=VBUS。
由于VBUS和VSYS都是高压，且有可能是其中一个等于零，另一个是高压的情况，所以需要加入M1和M3，利用M1和M3的漏端耐高压。
反之亦然，如果VSYS大于VBUS，由于M1~M4的栅极接到同一电位，所以M4的VGS大于M2的VGS，故流过M4的第二电流大于流过M2的第一电流，M4的电流被M8接收同时被M7镜像输出，M2的电流被M5接收同时被M6镜像输出。所以M4的电流有一部分被M6抽走，多余的电流流到M8，而M7的电流大于M2电流，故M5的电流为0。最后M9镜像M8的电流把M13的栅端下拉，M13导通，SEL1输出高，而M10镜像M5的电流为0，从而M14的栅端被M12的偏置电流上拉，M14截止，由于M16的下拉，使得SEL2输出低，从而使得M20管导通，M19管截止，最终输出端VMAX的电压VMAX=VSYS。
这里由于M13和M14的上拉能力远远大于M15和M16的固定电流下拉能力，所以SEL1和SEL2的上升时间远远小于下降时间，故M19和M20的关断速度比导通速度快很多。从而确保M19和M20是在其中一个管子关断之后再打开另一个管子，避免同时导通。
为了避免M19和M20的栅源电压（VGS）过大，导致栅氧击穿，在最终输出端VMAX和SEL1与SEL2之间加入第二钳位电路80，即Clamp电路，把它们钳位在安全电压范围内。
综上所述，该电源选择电路可通过比较电路对第一电源和第二电源的电压进行比较，使得输出电路输出电压更大的电源，以对负载或其他内部电路进行供电，且该电源选择电路的电路结构简单，电路功耗也较小。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述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申请各实施例技术方案的范围。
Claims (14)
1.一种电源选择电路，其特征在于，所述电源选择电路包括：偏置电路、比较电路以及输出电路；
所述偏置电路包括连接至所述比较电路的控制端的第一输出端，所述偏置电路用于向所述比较电路提供第一偏置电压，以控制所述比较电路处于工作状态；
所述比较电路还包括连接至第一电源的第一比较端、连接至第二电源的第二比较端、连接至所述输出电路的第一控制端的第一输出端以及连接至所述输出电路的第二控制端的第二输出端，所述比较电路用于比较所述第一电源和所述第二电源之间的大小关系，生成并从所述比较电路的第一、第二输出端输出比较信号；
所述输出电路还包括连接至所述第一电源的第一输入端、连接至第二电源的第二输入端、及一个最终输出端，所述输出电路用于根据所述比较信号使所述最终输出端导通至所述第一或第二输入端之一以输出所述第一电源和所述第二电源中电压更大的电源。
2.根据权利要求1所述的电源选择电路，其特征在于，所述比较电路包括电流生成模块和第一负载模块；
所述电流生成模块包括所述第一比较端、第二比较端以及所述比较电路的控制端，所述电流生成模块还包括连接至所述第一负载模块第一输出端、第二输出端，所述电流生成模块用于根据所述第一电源生成第一电流,根据所述第二电源生成第二电流，并从所述电流生成模块的第一、第二输出端流入所述第一负载模块；
所述第一负载模块还包括所述比较电路的第一、第二输出端，所述第一负载模块用于比较所述第一、第二电流之间的大小关系,生成所述比较信号，并经所述比较电路的第一、第二输出端输出。
3.根据权利要求2所述的电源选择电路，其特征在于，所述电流生成模块包括栅极共同连接的第一MOS管至第四MOS管，所述第一负载模块包括第五MOS管至第八MOS管；
所述第一MOS管至所述第四MOS管的控制端共同连接到所述比较电路的控制端，所述第一MOS管和所述第二MOS管串联连接在所述第一比较端和所述电流生成模块的第一输出端之间，所述第三MOS管和所述第四MOS管串联连接在所述第二比较端和所述电流生成模块的第二输出端之间；
所述第五MOS管的栅极、所述第五MOS管的漏极、所述第六MOS管的栅极以及所述第七MOS管的漏极共同连接到所述电流生成模块的第一输出端，所述第五MOS管的栅极与所述第六MOS管的栅极共同连接到所述比较电路的第一输出端；
所述第八MOS管的栅极、所述第八MOS管的漏极、所述第七MOS管的栅极以及所述第六MOS管的漏极共同连接到所述电流生成模块的第二输出端，所述第八MOS管的栅极与所述第七MOS管的栅极共同连接到所述比较电路的第二输出端。
4.根据权利要求1所述的电源选择电路，其特征在于，所述电源选择电路还包括电压转换电路；
所述电压转换电路包括连接至所述比较电路的第一输出端的第一镜像输入端、连接至所述比较电路的第二输出端的第二镜像输入端，以及连接至所述输出电路的第一控制端的第一输出端以及连接至所述输出电路的第二控制端的第二输出端；
所述电压转换电路用于镜像所述比较信号，并将所述比较信号的电压放大至转换电压,且将所述转换电压的信号经其第一、第二输出端输出。
5.根据权利要求4所述的电源选择电路，其特征在于，所述电压转换电路包括镜像模块和第二负载模块；
所述镜像模块与所述第二负载模块的共同连接点为所述电压转换电路的第一、第二输出端，所述镜像模块还包括所述第一镜像输入端和所述第二镜像输入端，所述镜像模块用于镜像所述比较信号，生成镜像电流，以使所述镜像电流流入所述第二负载模块生成所述转换电压,并经所述电压转换电路的第一、第二输出端输出所述转换电压的信号。
6.根据权利要求5所述的电源选择电路，其特征在于，所述镜像模块包括第九MOS管和第十MOS管，所述第二负载模块包括第十一MOS管和第十二MOS管；
所述第九MOS管的栅极为所述第一镜像输入端，所述第十MOS管的栅极为所述第二镜像输入端，所述第九MOS管的漏极与所述第十一MOS管的漏极的共同连接点为所述电压转换电路的第一输出端，所述第十MOS管的漏极与所述第十二MOS管的漏极的共同连接点为所述电压转换电路的第二输出端。
7.根据权利要求4所述的电源选择电路，其特征在于，所述电源选择电路还包括上拉电路和下拉电路；
所述上拉电路包括连接至所述电压转换电路的第一、第二输出端的第一、第二控制端，分别连接至所述输出电路的第一控制端与所述下拉电路的第一输出端，以及分别连接至所述输出电路的第二控制端与所述下拉电路的第二输出端；
所述上拉电路用于根据所述转换电压的信号，向所述第一电源和所述第二电源中电压更大的电源对应的所述输出电路的控制端提供上拉电压，继而使得所述最终输出端导通至所述第一电源和所述第二电源中电压更大的电源对应的所述输出电路的输入端,以输出电压更大的电源；
所述下拉电路用于向所述输出电路的第一、第二控制端提供下拉电压，其中，所述上拉电压大于所述下拉电压，使得所述最终输出端与所述输出电路的第一或第二输入端的导通速度小于其关断速度。
8.根据权利要求7所述的电源选择电路，其特征在于，所述上拉电路包括第十三MOS管和第十四MOS管，所述下拉电路包括第十五MOS管和第十六MOS管；
所述第十三MOS管的栅极为所述上拉电路的第一控制端，所述第十四MOS管的栅极为所述上拉电路的第二控制端；
所述第十三MOS管的漏极和所述第十五MOS管的漏极的共同连接点为所述上拉电路的第一输出端，所述第十四MOS管的漏极和所述第十六MOS管的漏极的共同连接点为所述上拉电路的第二输出端。
9.根据权利要求7所述的电源选择电路，其特征在于，所述偏置电路还包括连接至所述下拉电路的第二输出端，所述偏置电路还用于向所述下拉电路提供第二偏置电压，以控制所述下拉电路处于工作状态，生成所述下拉电压。
10.根据权利要求9所述的电源选择电路，其特征在于，所述偏置电路包括依次串联的第十七MOS管、电流源以及第十八MOS管；
所述第十七MOS管的栅极为所述偏置电路的第一输出端，所述第十八MOS管的栅极为所述偏置电路的第二输出端。
11.根据权利要求7所述的电源选择电路，其特征在于，所述电源选择电路还包括第一钳位电路；
所述第一钳位电路串联于第三电源与所述上拉电路的第二控制端之间。
12.根据权利要求1-11任一项所述的电源选择电路，其特征在于，所述电源选择电路还包括第二钳位电路；
所述第二钳位电路串联于所述输出电路的第一、第二控制端之间。
13.根据权利要求1-11任一项所述的电源选择电路，其特征在于，所述输出电路包括第十九MOS管、第二十MOS管；
所述第十九MOS管的栅极为所述输出电路的第一控制端，所述第十九MOS管的漏极为所述输出电路的第一输入端，所述第二十MOS管的栅极为所述输出电路的第二控制端，所述第二十MOS管的漏极为所述输出电路的第二输入端。
14.一种电源，其特征在于，所述电源包括如权利要求1-13任一项所述的电源选择电路。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117406847A (zh) * | 2023-12-14 | 2024-01-16 | 浙江地芯引力科技有限公司 | 芯片及其供电电路和电子设备 |
| CN117478108A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-01-30 | 深圳市微源半导体股份有限公司 | 比较电路及比较器 |
| CN117492509A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-02-02 | 苏州贝克微电子股份有限公司 | 一种低电压比较电路 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001053551A (ja) * | 1999-08-17 | 2001-02-23 | Mitsumi Electric Co Ltd | 増幅回路 |
| JP2006295551A (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-26 | Mitsubishi Electric Corp | 高出力増幅器および多段高出力増幅器 |
| CN101926079A (zh) * | 2008-01-25 | 2010-12-22 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 自激振荡调节的低波纹电荷泵和方法 |
| CN102771047A (zh) * | 2010-02-25 | 2012-11-07 | 夏普株式会社 | 偏置电路、lna、lnb、通信用接收机、通信用发送机及传感器系统 |
| US20130328414A1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-12 | Infineon Technologies Ag | Circuit and a method for selecting a power supply |
| CN203399072U (zh) * | 2012-05-11 | 2014-01-15 | 快捷半导体(苏州)有限公司 | 改进的过温配件检测装置及系统 |
| CN203933396U (zh) * | 2014-07-01 | 2014-11-05 | 王帅 | 直流-直流转换器 |
| CN104133515A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-11-05 | 刘银 | Pmos管衬底选择电路 |
| CN105322786A (zh) * | 2014-07-01 | 2016-02-10 | 王帅 | 直流-直流转换器 |
| US20190025862A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-24 | Stmicroelectronics International N.V. | Stress tolerant power supply voltage detector circuit operable over a wide range of power supply voltages |
| CN110739918A (zh) * | 2018-07-18 | 2020-01-31 | 苏州能讯高能半导体有限公司 | 一种射频放大器 |
| CN114144741A (zh) * | 2019-08-30 | 2022-03-04 | 华为技术有限公司 | 一种低压差稳压器 |
| CN114200994A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-18 | 深圳市灵明光子科技有限公司 | 一种低压差线性稳压器和激光测距电路 |
| CN216904676U (zh) * | 2022-02-09 | 2022-07-05 | 大连市共进科技有限公司 | 一种电源切换电路和电子设备 |
| CN115617116A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-01-17 | 深圳市思远半导体有限公司 | 电流源电路、系统、芯片及电子设备 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4789662B2 (ja) * | 2006-03-17 | 2011-10-12 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 電源装置の制御回路、電源装置及びその制御方法 |
| US7982446B2 (en) * | 2008-02-01 | 2011-07-19 | International Rectifier Corporation | Power supply circuit with dynamic control of a driver circuit voltage rail |
| CN101557122B (zh) * | 2009-02-24 | 2010-12-01 | 深圳市民展科技开发有限公司 | 双电源选择电路 |
| CN106292813B (zh) * | 2015-05-14 | 2018-11-16 | 快捷半导体(苏州)有限公司 | 迟滞比较器、集成电路及电压比较方法 |
| EP3443632B1 (en) * | 2016-04-14 | 2021-10-20 | u-blox AG | Power supply switching circuit |
| CN115167598B (zh) * | 2022-07-26 | 2024-03-15 | 圣邦微电子(苏州)有限责任公司 | 电源电压选择电路 |
| CN115864604B (zh) * | 2023-01-31 | 2023-05-09 | 深圳市思远半导体有限公司 | 充电电路、电源提供设备、被充电设备及充电系统 |
| CN116301169B (zh) * | 2023-05-23 | 2023-08-15 | 芯动微电子科技(珠海)有限公司 | 一种偏置电路和比较器 |
| CN116700418A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-09-05 | 南京芯惠半导体有限公司 | 一种钳位电压精确可调电路 |
| CN117748891A (zh) * | 2023-08-04 | 2024-03-22 | 深圳市思远半导体有限公司 | 一种过零比较电路和开关电源 |
-
2023
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- 2023-09-19 CN CN202311204016.XA patent/CN116954297B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001053551A (ja) * | 1999-08-17 | 2001-02-23 | Mitsumi Electric Co Ltd | 増幅回路 |
| JP2006295551A (ja) * | 2005-04-11 | 2006-10-26 | Mitsubishi Electric Corp | 高出力増幅器および多段高出力増幅器 |
| CN101926079A (zh) * | 2008-01-25 | 2010-12-22 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 自激振荡调节的低波纹电荷泵和方法 |
| CN102771047A (zh) * | 2010-02-25 | 2012-11-07 | 夏普株式会社 | 偏置电路、lna、lnb、通信用接收机、通信用发送机及传感器系统 |
| CN203399072U (zh) * | 2012-05-11 | 2014-01-15 | 快捷半导体(苏州)有限公司 | 改进的过温配件检测装置及系统 |
| US20130328414A1 (en) * | 2012-06-12 | 2013-12-12 | Infineon Technologies Ag | Circuit and a method for selecting a power supply |
| CN203933396U (zh) * | 2014-07-01 | 2014-11-05 | 王帅 | 直流-直流转换器 |
| CN105322786A (zh) * | 2014-07-01 | 2016-02-10 | 王帅 | 直流-直流转换器 |
| CN104133515A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-11-05 | 刘银 | Pmos管衬底选择电路 |
| US20190025862A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-24 | Stmicroelectronics International N.V. | Stress tolerant power supply voltage detector circuit operable over a wide range of power supply voltages |
| CN110739918A (zh) * | 2018-07-18 | 2020-01-31 | 苏州能讯高能半导体有限公司 | 一种射频放大器 |
| CN114144741A (zh) * | 2019-08-30 | 2022-03-04 | 华为技术有限公司 | 一种低压差稳压器 |
| CN114200994A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-18 | 深圳市灵明光子科技有限公司 | 一种低压差线性稳压器和激光测距电路 |
| CN216904676U (zh) * | 2022-02-09 | 2022-07-05 | 大连市共进科技有限公司 | 一种电源切换电路和电子设备 |
| CN115617116A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-01-17 | 深圳市思远半导体有限公司 | 电流源电路、系统、芯片及电子设备 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| SARMEJE C. P.等: "Implementation of a Microcontroler Based Multiple Source Power Supply Selector with Priority Option", 《JOURNAL OF ENGINEERING RESEARCH AND REPORTS》, vol. 25, no. 6, pages 131 - 142 * |
| 沈大刚: "一种新型智能配电终端的设计与研究", 《电气工程学报》, pages 48 - 54 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117478108A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-01-30 | 深圳市微源半导体股份有限公司 | 比较电路及比较器 |
| CN117478108B (zh) * | 2023-12-11 | 2024-03-12 | 深圳市微源半导体股份有限公司 | 比较电路及比较器 |
| CN117406847A (zh) * | 2023-12-14 | 2024-01-16 | 浙江地芯引力科技有限公司 | 芯片及其供电电路和电子设备 |
| CN117406847B (zh) * | 2023-12-14 | 2024-04-09 | 浙江地芯引力科技有限公司 | 芯片及其供电电路和电子设备 |
| CN117492509A (zh) * | 2023-12-27 | 2024-02-02 | 苏州贝克微电子股份有限公司 | 一种低电压比较电路 |
| CN117492509B (zh) * | 2023-12-27 | 2024-03-22 | 苏州贝克微电子股份有限公司 | 一种低电压比较电路 |
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