TWI464686B - 電壓調整系統 - Google Patents

Description

電壓調整系統

本申請案主張之前於2006年9月1日申請之美國臨時專利申請案第60/841,847號(發明名稱為"基於檢測器之組合調整器(Detector Based Combination Regulator)")所賦予Frew等人之優先權，該案之全文以引用的方式併入本文中。

與具有多電源輸入之電子系統有關的各種實作。

安全IC卡(通常稱為智慧卡)可為嵌入式積體電路硬體器件之形式，其體積足夠小而能置於使用者之口袋內。安全IC卡可用於許多重要資訊必須被儲存與分享之情況中。例如，可促進計次付費或視訊隨選功能之轉頻器可使用安全IC卡來提供使用者帳號資訊給供應者，並同時向其請求存取此等功能，且隨後解密回應此請求而可能提供之加密數位視訊串流。又例如，全球行動通訊系統(GSM)電話中的用戶識別模組(SIM)卡可用以儲存使用者之個人資訊，例如他或她的電話簿、器件偏好、優先網路、儲存之文字或語音訊息，以及服務供應者資訊。SIM卡可允許使用者(例如)換手機而同時保留所有他或她在SIM卡上的資訊。智慧卡可用於許多應用中，例如電子付費系統，包括專門的自動儲值器件(例如大眾運輸卡及個人識別文件，如護照、駕駛執照及醫療識別卡)。

智慧卡一般藉由與適當之讀卡機系統通訊來傳送及/或接收資料。一些卡(通常稱為接觸式卡)在其直接電子連接至讀卡機系統時與讀卡機系統通訊。透過此種直接接觸介面所通訊之資料信號可符合特定通訊協定，例如ISO/IEC 7816或ISO/IEC 7810(ISO指國際標準化組織；IEC指國際電子技術委員會)。其他卡稱為非接觸式卡，可使用射頻信號與讀卡機系統無線通訊。非接觸式卡所用之射頻資料信號可符合特定通訊協定，例如ISO/SEC 14443或ISO/IEC 15693。

可應用各種類型之電力來源，以操作IC卡中之電路系統。例如，一些卡係由積體電力儲存器件(例如電池或大值電容器)供電。可藉由使接觸式卡與連接於電力來源之終端直接電接觸來供電，該電源可能為(例如)整合於讀卡機系統中之電源供應。非接觸式智慧卡可藉由擷取並儲存讀卡機系統所發射之射頻能量來供電。

混合型智慧卡(有時稱為組合卡)可透過直接電子接觸或射頻耦合至讀卡機系統兩種方式中之任一種來交換資料。

本發明之方法與裝置提供多輸入電壓調整，其中基於輸入電源條件選擇一調整器用於操作。在一範例中，一組合智慧卡中之一雙輸入電壓調整器系統基於電源中何者提供最高可用電壓位準來選擇接觸式或非接觸式(例如射頻(RF))操作。一單一電晶體壓降架構提供低壓降調整之能力，且實質上不增加電晶體之體積。在一些具體實施例中，可為數個獨立電源輸入中之每一個調整器安排多工控制，以實質地減少或防止逆向電流通過連接於不活動電源輸入的調整器。

在各種具體實施例中，(例如)去能偏壓信號可被上拉至正供應電壓或下拉至負供應電壓。可藉由供應一參考電壓(稍微從目標調整電壓降低)至未選擇之調整器來緩和電力來源中斷之恢復時間。在可用的輸入之間變換可因為技術(例如過濾、延遲)或其他信號處理(例如求平均值)而實質地減少(例如)雜訊所引起之非期望變換。

一些具體實施例可提供一或數個優點。例如，可藉由相對較小的平移電晶體體積而達到低壓降調整。另外，可在廣泛範圍之操作情況中，藉由實質地減少或防止逆向(例如反饋)電流通過未選擇或未耦合至不活動電力來源之調整器電晶體，來達到低電源操作。在一些具體實施例中，可藉由在數個可用電力來源中選擇何者用來操作電子電源之技術來達到增強效能。

將在下列隨附圖式與說明中，提出一或數個具體實施例之細節。其他特性、目標及優點將可藉由說明、圖式與申請專利範圍而清楚明白。

圖1顯示一範例雙輸入電壓調整系統(DIVRS)100，其用於調整來自數個電壓調整器中之一者的輸出電壓Vdd。DIVRS 100包括一在電壓V 1處耦合至第一輸入節點103之第一電壓調整器102，以及一在電壓V2處耦合至第二輸入節點之第二電壓調整器104。DIVRS 100使用從此等輸入節點103、105之一者所擷取之電流時，可在一輸出節點上提供一實質上經調整之輸出電壓Vdd。DIVR S100包括一模式控制器106以監視輸入電壓V1及V2。基於輸入電壓V1及V2，模式控制器106藉由啟動或停用電壓調整器104來選擇兩操作模式中之一者。基於所選擇操作模式，模式控制器106可控制模式電路108以產生偏壓信號至電壓調整器104，以賦能(enable)或去能(disable)電壓調整器104。在一些其它具體實施例中，其範例係參照圖3說明之，模式控制器可選擇性地啟動或停用多電壓調整器。在一些範例中，模式電路108可使用最高輸入電壓V1、V2，以產生具有足夠電壓之偏壓信號，以實質上防止逆向電流通過停用之電壓調整器。

在一些範例中，電壓調整器102、104可為線性調整器，其具有可受控制以使用來自輸入電壓節點103、105之一者的電力以維持輸出電壓Vdd在一實質上恆定位準(例如3.3 V，5 V)的平移電晶體(未顯示)。輸入節點103、105之電壓V1、V2可隨時間改變。例如，可透過各種介面從各種獨立電力來源擷取V1、V2，包括(但不限於)主要電池、次要電池、具有資料及/或電源信號之纜線(例如通用序列匯流排(USB))、與電子連接器直接接觸，及/或射頻發射之電源。

在一智慧卡應用中，例如，傳送至雙輸入電壓調整系統100之電源可在輸入節點103透過直接物理接觸標準介面(例如ISO 7816)或在節點105透過包含於無線(例如射頻)信號之電磁場的能量而被接收。如此，當智慧卡被放置在各種位置時，供應至輸入節點103或輸入節點105之一者的電壓可增加或減少。例如，當智慧卡被放置在適當射頻範圍內，在V2之電壓可能實質上增加。

在操作中，模式控制器106從輸出節點Vdd提取操作電源，其依次可從輸入電壓節點103、105中至少之一者提取操作電源。在此範例中，在V2被供電以前，V1可最先被供電。控制器106基於V1及V2之電壓位準選擇一操作模式。取決於V1及V2當前之電壓位準，模式控制器106可使用模式電路108來設定電壓調整器104之偏壓。模式電路108使用偏壓時，可賦能或去能電壓調整器104。例如，若輸入電壓V1在適合操作範圍內而輸入電壓V2不在適合操作範圍內，則模式電路108可施加一偏壓至電壓調整器104，以去能電壓調整器104。若輸入電壓V2在適合操作範圍內而輸入電壓V1不在適合操作範圍內，則模式電路108可施加一偏壓至電壓調整器104，以賦能電壓調整器104。若輸入電壓V1與V2兩者皆在適合操作範圍內，則模式電路108可基於從模式控制器106所接收之控制信號來賦能或去能電壓調整器104。來自模式控制器106之控制信號可基於為回應(例如)使用者之輸入所執行之指令(例如啟動碼)而產生。在一些其他具體實施例中，其範例係參照圖3－4說明之，模式控制器106可決定最高可用輸入電壓，且使得相對應之調整器被賦能，而所有其他調整器被去能。

在一些具體實施例中，模式控制器106與模式電路108配合以使用最高可用輸入電壓，以產生一去能信號而實質上防止逆向電流通過電壓調整器104。在所描述之範例中，模式控制器106產生一選擇(Sel)信號至模式電路108。模式電路108基於選擇信號來選擇電壓V1或電壓V2中之一者，以加偏壓於電壓調整器104。例如，當電壓調整器104為回應V2<V1之情況而被停用時，模式電路108使用(例如)上拉(pull－up)電阻(或對於負電壓供應(例如)－5V使用下拉電晶體(pull－down transistor))操作，以加偏壓於電壓調整器104中之平移電晶體(未顯示)的控制終端至實質上接近V1處之電壓。在各種具體實施例中，使用最高可用電壓來關閉被停用之調整器中之平移電晶體，可確保從Vdd節點到輸入節點105之電流的高阻抗。平移電晶體可為(例如)一p型金屬氧化半導體場效電晶體(PMOS)。在一些其他具體實施例中，可由處理器執行儲存指令之程式來選擇模式。

圖2顯示一流程圖，其繪示一範例方法200用以去能或賦能電壓調整器(例如電壓調整器104)，以實質上防止電流從輸出節點(例如Vdd節點)至輸入節點(例如輸入節點105)流過。方法200包括一般可由例如DIVRS 100進行之操作。操作可在模式控制器(例如模式控制器106)之控制、監督及/或監視之下進行。操作亦可由其他處理及/或控制元件輔助或擴充，該等元件可藉由操作地耦合至模式控制器的其他元件而結合。可由一或數個處理器執行有形地具體化於一信號中的指令來進行一些或所有操作。可使用類比及/或數位硬體或技術，單獨或與一或數個執行指令之處理器合作，具體地實施該處理。

方法200可參照圖1說明之(例如從兩個獨立輸入節點103、105接收電源之DIVRS 100)。例如，當輸入V2實質上為不活動或當電壓V2小於電壓V1時，方法200可操作以去能一耦合至V2的電壓調整器。在此範例中，V1先於V2被供電與啟動。

當進行檢查輸入節點之電壓V1、V2時，方法200開始於步驟205。之後，在步驟210做成電壓V2是否大於預定臨界之判斷。例如，模式控制器106可讀取一比較電壓V2與臨界電壓之比較器輸出。若在V2之電壓不大於臨界，則在步驟215中，使用電壓V1施加一偏壓信號以去能(例如透過一上拉或下拉電阻)耦合至V2之電壓調整器，接著方法200結束。

在步驟210中，若電壓V2大於臨界，則在步驟220中做成電壓V2是否大於電壓V1之判斷。若電壓V2不大於電壓V1，則重複步驟215。若電壓V2大於電壓V1，則在步驟225中去能偏壓信號被從耦合至V2之電壓調整器中移除，然後方法200結束。

圖3繪示一範例組合型智慧卡300，其包括一DIVRS 305與一處理系統310。智慧卡300經配置以接收來自ISO界面315或透過射頻界面320之一者的電源。取決於操作情況，DIVRS 305選擇從ISO界面315或從射頻界面320提取操作電流。所提取之電流可經控制以在輸出節點322提供一實質的定電壓Vdd。在一些具體實施例中，在實質上減少或防止逆向電流從輸出節點322流至介面315、320之一者的同時(例如當此些介面並非由電力來源主動地供電時)，DIVRS 305可進一步進行此選擇與調整操作。

DIVRS 305可從數個不同電力來源中之任何一者接收電源，且電力來源可依各種次序被供電或去電。在所描述之範例中，ISO介面315為物理介面，其可透過(例如)連接於電力來源(例如電池或其他外部直流電源供應)之導體之間之直接的電子接觸來接收電源。射頻介面320轉換耦合至天線325之射頻信號。射頻介面320亦包括一整流器330與一電容器電路335。例如，整流器可整流所接收之射頻信號中之能量以儲存在電容器電路335中。在一些具體實施例中，所接收之能量亦可藉由對智慧卡300中之電池(未顯示)充電而儲存。

在操作中，電流可從ISO介面315流過一電晶體340，或從射頻介面320流過一電晶體345。在顯示於圖3之範例中，電晶體340、345為PMOS電晶體。電晶體340具有一連接於ISO界面315之源極終端，以及一連接於輸出節點322(Vdd)之汲極終端。電晶體345具有一連接於射頻界面320之源極終端，以及一連接於輸出節點322之汲極終端。電晶體340、345各自具有一閘極終端，其可被施加偏壓，以調變各自之源極與汲極終端之間的電阻。各個電晶體340、345之操作特性至少部分為閘極到源極電壓(Vgs)之作用。例如，當PMOS電晶體之Vgs低於臨界電壓(Vth)，PMOS電晶體可處於導通狀態。

DIVRS 305包括兩個模式電路350、355，以分別提供一閘極電壓至電晶體340、345。藉由操縱閘極電壓，模式電路350、355可分別賦能或去能電晶體340、345。例如，模式電路350可藉由將Vgs提高至實質地高於Vth來去能電晶體340。

DIVRS 305亦包括兩個調整器控制電路360、365，以及一模式控制器370。這些控制電路360、365與控制器370合作以提供信號來控制模式電路350、355。例如，調整器控制電路360、365產生經調整之偏壓信號Vb1、Vb2，以分別加偏壓於電晶體340、345之閘極。在正常操作中，(例如)調整器控制電路360、365之一者可產生一偏壓信號來調整相對應之電晶體之汲極的輸出電壓Vdd。

模式電路350、355亦接收來自模式控制器370之控制信號。模式控制器370供應一控制信號sel1及一去能信號d1至模式電路350，並供應一控制信號sel2及一去能信號d2至模式電路355。模式電路350基於控制信號sel1選擇傳送來自調整器控制電路360之Vb1或來自模式控制器370之d1至電晶體340之閘極終端。同樣地，模式電路355選擇傳送來自調整器控制電路365之Vb2或來自模式控制器370之d2至電晶體345之閘極終端。在各種範例中，當sel1被宣告，模式電路350選擇傳送Vb1；當sel1被取消宣告，模式電路350選擇傳送d1。同樣地，當sel2被宣告，模式電路355傳送Vb2；當sel2被取消宣告，模式電路355傳送d2。

模式控制器370基於所測量之輸入電壓V1及V2產生控制信號sel1、sel2與去能信號d1、d2。在一些具體實施例中，模式控制器370可使用最高可用輸入電壓V1、V2產生d1、d2。例如，模式控制器370可經配置以透過一上拉電阻供應最高可用輸入電壓為d1、d2。在一負供應中，對於最負可用電壓，下拉電阻可用以產生d1、d2。

作為一範例，模式控制器370基於V1、V2選擇操作模式，之後根據所選擇之操作模式產生sel1、sel2。在第一操作模式中，模式控制器370啟動電晶體340並停用電晶體345。在第二操作模式中，控制器370啟動電晶體345並停用電晶體340。

在一範例中，當V1大於V2時，模式控制器370藉由宣告sel1選擇第一操作模式以賦能電晶體340，並藉由取消宣告sel2以去能電晶體345。當電晶體345被去能，模式電路355傳送去能信號d2(其為最高可用輸入電壓)至電晶體345之閘極。在第一操作模式中，以最高可用電壓加偏壓於電晶體345之閘極終端，可實質上減少或防止逆向電流從輸出節點322通過電晶體345。當V1小於V2時，模式控制器370藉由宣告sel2選擇第二操作模式以賦能電晶體345，並藉由取消宣告sel1以去能電晶體340。同樣地，因為電晶體340閘極終端被上拉至最高可用電壓，實質上防止逆向電流從輸出節點322通過電晶體340。

在一繪示範例中，在ISO電源實質上為零伏特的同時，射頻電力來源為主動(例如在V2上供應一3.8 V之電壓)。模式控制器370選擇第二操作模式以賦能電晶體345並供應電流至處理系統310。為減少在電晶體340之電流可能流入逆向方向並造成V2(約3.8 V)與V1(約0 V)之間直接短路之可能性，電晶體340之閘極電壓被上拉至高於Vdd。電晶體340因此被模式電路350維持在高阻抗狀態。因此，連接於不活動電力來源之電晶體可藉由上拉未選擇之電晶體之閘極至最高可用輸入電壓，而有效地被保護防止逆向電流之情況。

在一些具體實施例中，模式控制器370可控制調整器控制電路360、365而僅使電晶體340、345之一者為主動，並供應電流至輸出節點322。此方法之範例具體實施例係參照圖5說明之。

除DIVRS 305外，智慧卡300進一步包括一處理系統310，其使用DIVRS 305所供應之調整後電壓來操作。處理系統310包括一微處理器375、一隨機存取記憶體(RAM)380、一唯讀記憶體(ROM)385以及一用於處理資料(例如接收、儲存、處理及/或傳送資訊)之射頻信號調變器/解調器(數據機)390。如圖所示，處理系統310亦包括資料通訊之匯流排395。例如，微處理器375可執行軟體，之後並處理儲存於RAM 380中之資料。在一些具體實施例中，ROM 385可儲存微處理器375在智慧卡300啟動時所執行之啟動碼。

在一些應用中，微處理器375亦可透過ISO介面315(例如ISO 7816接觸式介面)及/或射頻介面320(例如ISO 14443非接觸式介面)傳送及/或接收來自外部來源之資料。例如，微處理器375可根據ISO介面315所使用之預定通訊協定來使用儲存於RAM 380中之軟體，以傳送及接收資料。在一些具體實施例中，微處理器375亦可使用射頻信號數據機390傳送及接收資料至/從射頻介面320。例如，處理系統310可藉由調變射頻信號來接收資料，該信號亦透過整流器330提供電源至智慧卡300。在一些具體實施例中，智慧卡300亦可使用射頻信號數據機335，以透過射頻介面320傳送資料至一接收器件。

在所描述範例中，處理系統310亦包括一射頻時脈檢測器397，以偵測、監視並形成一嵌入於所接收之射頻信號中的時脈信號。在一些具體實施例中，射頻時脈檢測器397可偵測外部來源所使用之時脈頻率。所偵測之時脈頻率可用以產生一信號來驅動系統時脈，以控制(例如)數據機、處理器單元及週邊電路。在一繪示範例中，可使用類比波封檢測器電路與帶通濾波器解調振幅調變(AM)信號來處理資料之接收。可藉由引入與移除一跨越天線325終端之短路電路來處理資料之傳送。一讀卡機系統可經配置以偵測電感中發生之改變。所傳送資料可使用(例如)二進制相移鍵控(技術)編碼。

處理系統310使用DIVRS 305時可使用從ISO介面315或從射頻介面320之一者所接收之電源來操作。

圖4A－4B顯示具體實施DIVRS 305之範例電路。如圖4A所示，DIVRS 305獨立地從電壓V1之輸入節點401與電壓V2之另一輸入節點402接收所獲得之電源輸入。在第一操作模式中，DIVRS 305可選擇賦能電晶體340及去能電晶體345。在第二操作模式中，DIVRS 305可選擇賦能電晶體345及去能電晶體340。DIVRS 305可使用模式電路350、355來賦能或去能電晶體340、345。

在所描述之範例中，模式電路350、355被具體實施為多工器(MUXs)。模式電路350、355分別從模式控制器370接收控制信號sel1及Sel2。模式電路350、355使用這些控制信號，分別提供一所選擇之輸入至電晶體340、345之閘極，以賦能或去能電晶體340、345。

模式電路350、355兩者可接收兩個獨立的閘極偏壓。模式電路350可從調整器控制電路360接收Vb1及從模式控制器370接收d1。模式電路355可從調整器控制電路365接收Vb2及從模式控制器370接收d2。模式電路350、355分別基於控制信號(sel1或sel2)選擇兩個偏壓之一者傳送至電晶體340、345。

模式控制器370包括一電壓檢測器405、一模式選擇邏輯410以及一參考選擇邏輯415。電壓檢測器405經配置以偵測輸入節點401之V1是否在臨界(例如2.3 V、3.3 V等)以上與輸入節點402之V2是否在臨界以上。在一些具體實施例中，電壓檢測器405可產生一信號指出V1是否大於臨界與另一信號指出V2是否大於臨界。在一些具體實施例中，模式控制器370可使用所產生之信號來判斷調整器控制電路360、365是否被啟動。

在一些具體實施例中，模式選擇邏輯410接收一信號指出輸入節點401之V1是否在可接受電壓範圍內，一信號指出輸入節點402之V2是否在可接受電壓範圍內，以及一信號指出設定至輸入節點401或輸入節點402之優先電壓供應。模式選擇邏輯410基於所接收之信號選擇輸入節點401、402之一者做為主動電壓供應。當輸入電壓V1、V2中僅有一者在可接受電壓範圍內時，模式選擇邏輯410可選擇具有可接受電壓之輸入節點做為主動電壓供應。

當輸入電壓V1、V2兩者皆在可接受電壓範圍內時，模式選擇邏輯410可使用優先電壓供應信號來判斷輸入節點401、402中之何者做為主動電壓供應。在一具體實施例中，優先電壓供應可被設定至供應最高電壓之輸入節點。在一具體實施例中，優先電壓供應可由製造商或使用者選擇。例如，使用者可設定輸入節點402做為優先電壓供應。在此情況中，當V2在可接受範圍內時，即使V1高於V2，模式選擇邏輯410可選擇輸入節點402做為主動電源供應。此種技術可用以提供獨立及/或網路系統中之雙重調整。選擇可藉由(例如)執行儲存於資料儲存(例如ROM 385)中的編碼或在一埠(例如輸入/輸出(I/O))插針所接收之信號，而被具體實施於一智慧卡系統中。

圖4B顯示一範例電路，其中調整器控制電路360、365直接產生閘極偏壓信號至電晶體340、345而不通過多工器。在一範例中，控制信號sel1、sel2直接賦能或去能調整器控制電路360、365。當去能時，各個調整器控制電路360、365操作以去能其相對應電晶體340、345。模式選擇邏輯410操作之範例係參照圖5說明之。

在一些具體實施例中，調整器控制電路360、365所產生之閘極偏壓Vb1、Vb2可由參考選擇邏輯415控制之。如圖4A－4B所示，調整器控制電路360從電壓源430接收一參考電壓Vref1，而調整器控制電路365從電壓源435接收一參考電壓Vref2。在一些範例中，電壓源430、435可取決於目前操作模式由參考選擇邏輯415控制之。

在一些具體實施例中，供應至未選擇調整器控制電路之參考電壓可被調節成僅為目標調整器電壓位準之一部分。當所選擇之調整器無法將輸出電壓的調整維持在目標調整電壓時，此可允許未選擇之調整器更快速地復原完全操作電壓。例如，在第一操作模式中，參考選擇邏輯415可為調整器控制電路360選擇較高的參考電壓(例如1.6 V)，而為調整器控制電路365選擇較低的參考電壓(例如1.4 V)。在第二操作模式中，參考選擇邏輯415可為調整器控制電路365選擇較高的參考電壓，而為調整器控制電路360選擇較低的參考電壓。

圖5顯示一流程圖，其繪示操作之範例方法500用以實質地防止逆向電流通過不活動調整器。方法500包括一般可由模式控制器(例如模式控制器370)進行之操作。例如，操作可在模式選擇邏輯(例如模式選擇邏輯410)與參考選擇邏輯(例如參考選擇邏輯415)之控制、監督及/或監視下進行。操作亦可由其他處理及/或控制元件輔助或擴充，該等元件可結合於耦合至模式控制器的其他元件。可使用類比及/或數位硬體或技術單獨地或與一或數個執行指令之處理器合作而具體實施處理。

當檢查供應電壓V1、V2時，方法500開始於步驟505，其範例係參照圖3說明之。之後，在步驟510做成判斷是否有不活動電壓。例如，模式控制器370可使用電壓檢測器405偵測是否有任何輸入節點未耦合至主動電力來源。

若有不活動電壓，則在步驟515做成判斷兩個輸入電壓V1與V2中何者為不活動。例如，模式控制器可檢查電壓檢測器405所產生之信號。若V1為不活動，則在步驟520中，可使用V2施加一偏壓信號以去能連接於V1之電壓調整器。在一些具體實施例中，參考選擇邏輯415可為連接於V2之調整器選擇一目標參考電壓，並藉由施加一足夠高之閘極電壓以去能連接於V1之調整器。之後，在步驟525做成判斷電源是否仍為可用的。若電源非為可用的，則方法500結束。若電源仍為可用的，則重複步驟510。

在步驟515中，若判斷出V2為不活動的，則在步驟530使用V1施加一偏壓信號以去能連接於V2之電壓調整器。例如，參考選擇邏輯415可為連接於V1之調整器選擇一目標參考電壓，並藉由施加一足夠高之閘極電壓以去能連接於V2之調整器。之後，重複步驟525。

若在步驟510中並無不活動電壓，則在步驟535比較V1與V2之電壓。若在V1之電壓大於在V2之電壓，則選擇V1調整器之參考電壓為步驟540的Vdd，並在步驟545中設定V2調整器之參考電壓為Vdd減去偏移。例如，若Vdd設定為1.6 V而偏移設定為0.2 V，則V1調整器之參考電壓為1.6 V，而V2調整器之參考電壓為1.4 V。在配置參考電壓後，重複步驟525。

在步驟535中，若V2之電壓大於V1之電壓，則在步驟550中選擇V2調整器之參考電壓為Vdd，並在步驟555中選擇V1調整器之參考電壓為Vdd減去偏移。在設定參考電壓後，重複步驟525。

雖然已參照上述圖示說明一系統之範例，仍可在其他處理應用中被採用其他具體實施例，例如桌上型及/或網路環境。

在一些具體實施例中，可使用其他操作模式。例如，模式控制器370可經配置以產生模式控制信號，以在兩個以上的電壓調整器之間選擇主動電壓調整器。例如，DIVRS可包括兩個以上的電壓輸入，例如三個或更多的電壓輸入。關聯於各個輸入的電壓調整器可由回應模式控制信號之模式電路控制。模式控制器可(例如)監視各個電壓輸入信號、判斷最高可用電壓及產生模式控制信號至各個模式電路，以實質上防止電流透過其相對應之電壓調整器電路，從最高可用電壓流向其他電壓輸入。在一些具體實施例中，模式控制器可基於有關輸入電壓之資訊產生控制信號，以使多電壓調整器被去能。

在一些其他具體實施例中，可使用電流調整器。在此具體實施例之範例中，檢測器電路監視電壓及流過電流調整器之分路的電流兩者。啟動時，平移電晶體兩者最初皆為關閉。為回應供應電壓(V1或V2)被啟動，在PMOS電晶體源極之電壓上升。由於源極電壓上升超過臨界，調整器之電源分路階段可被開啟。一旦有足夠的電流流過分路，調整器之平移電晶體可被開啟。

在一些具體實施例中，DIVRS 100或DIVRS 305可包括額外的邏輯來提供模式控制，以使用相對於電路參考電壓(例如接地)為負的電壓供應。例如，DIVRS 305可對此等負電壓使用N通道金屬氧化物半導體電晶體(MOS)。當DIVRS 305係由負電壓供應時，模式控制器370可藉由將MOS閘極電壓實質上拉向最負可用輸入供應電壓，以去能電壓調整器。

在一些具體實施例中，由模式控制器106或模式控制器370所做之模式選擇可能係基於獨立或結合之一或數個因素。例如，因素可包括磁滯、過濾或提供預設模式值、電壓臨界及/或時間延遲之任何或所有者。

在一些具體實施例中，模式控制器370可具體實施磁滯以減少非期望之模式變換。例如，當V1實質上接近V2時，即使當前之主動電壓稍微小於未選擇電壓，模式控制器370仍可能不會改變操作模式。

模式控制器370或模式控制器106亦可讀取一預設模式值以選擇操作模式。在一些具體實施例中，預設模式值可由(例如)使用者或製造商先行設定。例如，在智慧卡300中，製造商可選擇一預設模式值為射頻電源供應。當射頻電源供應之電壓實質上接近ISO電源供應時，模式控制器370可選擇射頻電源供應做為主動電源供應。在各種具體實施例中，此可能涉及微處理器375，其執行儲存於資料儲存(例如ROM 385)之指令(例如啟動碼)。

在一些具體實施例中，模式控制器106或模式控制器370可包括V1與V2之不同電壓臨界。例如，模式控制器370可能對於各個電源供應V1及V2需要不同的主動位準最小值。例如，在智慧卡300中，模式控制器370可能需要V1至少為1.5 V以被視為主動，但模式控制器370可能需要V2至少為2.3 V以被視為主動。

在一些具體實施例中，模式控制器106或模式控制器370可在變換操作模式之前包括(例如)一濾波器及/或一數位延遲，以避免因雜訊或暫態電壓所引起之模式變換。濾波器可主動地及/或被動地低通過濾(例如)一或數個輸入節點上之電壓。過濾另可以數位信號處理輔助之。例如，當(例如)一電腦在智慧卡300附近開啟時，智慧卡300可能暫時接收一在射頻介面320之峰值電壓。若模式控制器370在變換操作模式之前包括一電阻電容(RC)網路及/或一時間延遲，智慧卡300可繼續由V1供應而不改變至V2並返回。此可改善穩定性並減少供應至處理系統310之電流上的雜訊。

在一些具體實施例中，可使用雙載子接面電晶體(BJT)而不使用PMOS。例如，模式控制器可被具體實施以控制BJT之基極電壓，而賦能及去能電壓調整器。如此實施後，可實質上防止逆向電流通過被去能之BJT。

雖然於智慧卡應用之範疇內被說明一些具體實施例，該等具體實施例仍可有助益地被使用於其他多重輸入、單一輸出電壓調整器系統應用中。例如，使用正及/或負電源供應之系統可參考在此說明之具體實施例而具體實施之。

雖然已說明一結構之特定功能，仍可結合其他功能以改善效能。例如，可使用高速存取(例如L1、L2等)技術。可包括隨機存取記憶體(例如)以提供暫存記憶體及/或下載儲存用於運行時間操作中之可執行碼或參數資訊。可提供其他硬體及軟體以進行操作，例如網路或其他使用一或數種協定之通訊、無線(例如紅外線)通訊、所儲存之操作能量及電源供應(例如電池)、變換及/或線性電源供應電路、軟體維護(例如自我測試、升級)。可提供一或數種通訊介面以支援資料儲存與相關操作。

一些系統可被具體實施為可與本發明之具體實施例一同使用之電腦系統。例如，各種具體實施例可包括數位及/或類比電路、電腦硬體、韌體、軟體或其之組合。裝置可被具體實施於一電腦程式產品中，其有形地具體化於由可程式處理器執行之資訊載體中(例如在機器可讀的儲存器件或傳播信號中)；且可由執行程式指令的可程式處理器來實施方法，並藉由操作輸入資料及產生輸出以執行本發明之功能。本發明可被有助益地具體實施於一或數個可執行於可程式系統中的電腦程式中，其中該系統包括至少一可程式處理器，其耦合以從一資料儲存系統接收資料與指令並傳送資料與指令至該資料儲存系統、至少一輸入器件及/或至少一輸出器件。電腦程式為一組指令，其可直接或間接地用於電腦中以進行某種活動或引起某種結果。電腦程式可以任何形式之程式語言編寫，包括編譯或解譯語言，且其可以部署為任何形式包括獨立程式或模組、組件、次常式或其他適合用於電腦環境中之單元。

適合執行程式指令之處理器包括(例如)一般及特別目的之微處理器兩者，其可包括一單一處理器或任何種類電腦之多重處理器之一者。

一般來說，處理器將從唯讀記憶體或隨機存取記憶體或兩者接收指令及資料。電腦之必要元件為一用以執行指令之處理器及一或數個用以儲存指令及資料之記憶體。一般來說，一電腦亦將包括(或操作地耦合以與之通訊)一或數個用以儲存資料檔案之大量儲存器件；此等器件包括磁碟，例如內部硬碟及可移式磁碟；磁光碟；以及光碟。適合用於有形地具體化電腦程式指令及資料之儲存器件包括所有形式之非揮發性記憶體，其包括(例如)半導體記憶體器件，例如可抹除可程式化唯讀記憶體(erasable programmable read only memory，EPROM)、電子可抹除可程式化唯讀記憶體(electrically erasable programmable read only memory，EEPROM)及快閃記憶體器件；磁碟，例如內部硬碟及可移式磁碟；磁光碟；以及CD－ROM與DVD－ROM磁碟。處理器及記憶體可由(或結合於)特殊用途之積體電路(application－specific integrated circuits，ASICs)輔助。

在一些具體實施例中，各系統100可以相同或類似資訊設計程式及/或以實質上相同之儲存於揮發性及/或非揮發性記憶體的資訊初始化。例如，當耦合至適當之主機器件(例如桌上型電腦或伺服器)時，一資料介面可經配置以進行自動配置、自動下載及/或自動升級功能。

已說明本發明之數個具體實施例。然而，應了解在不背離本發明之精神與範圍之情況下，可做出各種修正。例如，若本發明之技術之步驟以不同順序進行、若本發明之系統之組件以不同方式組合或若組件由其他組件替換或輔助，可達到有助益之結果。功能、處理(包括演算法)可實施於硬體、軟體或其組合，且一些具體實施例可實施於與所述者不相同之模組或硬體上。因此，其他具體實施例係在下列請求項之範圍中。

100．．．雙輸入電壓調整系統

102．．．第一電壓調整器

103．．．第一輸入節點

104．．．第二電壓調整器

105．．．第二輸入節點

106．．．模式控制器

108．．．模式電路

300．．．智慧卡

305．．．雙輸入電壓調整系統

310．．．處理系統

315．．．ISO界面

320．．．射頻界面

322．．．輸出節點

325．．．天線

330．．．整流器

335．．．電容器電路

340．．．電晶體

345．．．電晶體

350．．．模式電路

355．．．模式電路

360．．．調整器控制電路

365．．．調整器控制電路

370．．．模式控制器

375．．．微處理器

380．．．隨機存取記憶體

385．．．唯讀記憶體

390．．．射頻信號調變器/解調器(數據機)

395．．．匯流排

397．．．射頻時脈檢測器

401．．．輸入節點

402．．．輸入節點

405．．．電壓檢測器

410．．．模式選擇邏輯

415．．．參考選擇邏輯

430．．．電壓源

435．．．電壓源

圖1繪示一範例雙電壓輸入調整器系統。

圖2顯示一範例方法之流程圖，其控制雙電壓輸入調整器系統，以在第一與第二操作模式二者中選擇。

圖3繪示在一範例智慧卡應用中之範例雙輸入電壓調整器，其經配置以透過直接連接於第一電力來源，及/或從射頻信號接收電源。

圖4A－4B顯示範例雙輸入電壓調整器之概要圖示。

圖5顯示一示範操作雙輸入電壓調整器之方法的流程圖。

在各圖式中，同樣的參照符號表示同樣的元件。

100．．．雙輸入電壓調整系統(DIVRS)

102．．．第一電壓調整器

103．．．第一輸入節點

104．．．第二電壓調整器

105．．．第二輸入節點

106．．．模式控制器

108．．．模式電路

Claims (23)

1. 一種電壓調整系統，其包括：一第一調整器，其耦合至一第一輸入節點且可以一第一模式操作，以調整一輸出節點之一電壓；一第二調整器，其耦合至一第二輸入節點且可以一第二模式操作，以調整該輸出節點之該電壓；一模式電路，其根據模式去能流經該第一調整器或該第二調整器中之一者而流至該輸出節點之電流，包括使用根據一給定模式而由該第一調整器或第二調整器中之一運作中(operating)調整器所提供之一電壓而產生一偏壓信號，其係透過一上拉(pull up)電阻器或一下拉(pull down)電阻器而施加以去能一平移電晶體(pass transistor)，該平移電晶體係根據該模式與該第一調整器或該第二調整器中之一對應者相關聯；以及一控制器，其根據該第一調整器抑或是該第二調整器何者具有一最高電壓而選擇該第一模式或該第二模式，包括當關聯於該第一輸入節點之一第一電壓位準信號大於關聯於該第二輸入節點之一第二電壓位準信號時，選擇該第一模式，以及當該第一電壓位準信號小於該第二電壓位準信號時，選擇該第二模式。
2. 如請求項1之系統，其中該模式電路使用一被上拉至該第一輸入節點之偏壓信號以去能流經該第二調整器之電流。
3. 如請求項1之系統，其中該第二調整器包含一電晶體， 該電晶體具有連接於該第二輸入節點之一第一終端與連接於該輸出節點之一第二終端。
4. 如請求項3之系統，其中該模式電路藉由使位於該電晶體之一閘極終端之一電壓被上拉至該第一輸入節點之一電壓以去能該電晶體。
5. 如請求項4之系統，其中該電晶體之該閘極終端在該第二模式中受到偏壓，以調整該輸出節點之電壓。
6. 如請求項1之系統，進一步包括：一第一濾波器，其用以從在該第一輸入節點之電壓產生該第一電壓位準信號，以及一第二濾波器，其用以從在該第二輸入節點之電壓產生該第二電壓位準信號。
7. 如請求項1之系統，其中該控制器僅在該第一電壓位準信號降低至比該第二電壓位準信號低於一第一預定數量之後，從選擇該第一模式改變至選擇該第二模式；且其中該選擇器僅在該第二電壓位準信號降低至比該第一電壓位準信號低於一第二預定數量之後，從選擇該第二模式改變至選擇該第一模式。
8. 如請求項1之系統，進一步包含一智慧卡，其包括該第一調整器、該第二調整器、該模式電路以及該控制器。
9. 一種電壓調整系統，其包含：一包含一第一電晶體之第一調整器，其中在一第一模式中，該第一電晶體藉由調變連接於一第一電壓供應節點之一供應終端與連接於一輸出節點之一輸出終端之間的一電壓降來操作，以調整該輸出節點上之一電壓； 一包含一第二電晶體之第二調整器，其中在一第二模式中，該第二電晶體藉由調變連接於一第二電壓供應節點之一供應終端與連接於該輸出節點之一輸出終端之間的電壓降來操作，以調整該輸出節點上之該電壓；一模式電路，用以加偏壓於該第一電晶體或該第二電晶體中之一者之一控制終端，以防止一給定的電晶體在一對應的另一模式中導通電流，包括使用在一給定模式而由該第一調整器或第二調整器中之一運作中調整器所提供之一電壓而產生一偏壓信號，及係透過一上拉電阻器或一下拉電阻器而根據該給定模式加偏壓至該第一電晶體或該第二電晶體；以及一控制器，其用以選擇該第一模式以回應於該第一電壓供應節點之電壓具有一最高可用電壓位準之情況；以及用以選擇該第二模式以回應於該第二電壓供應節點之電壓具有該最高可用電壓位準之情況。
10. 如請求項9之系統，其中在該第二模式中，該模式電路操作以將位於該第一電晶體之控制終端之一電壓加偏壓至接近最高可用電壓位準。
11. 如請求項9之系統，進一步包含一第二模式電路，用以加偏壓於該第二電晶體之控制終端，以防止該第二電晶體在該第一模式中導通電流。
12. 如請求項11之系統，其中在該第一模式中，該第二模式電路操作以加偏壓於該第二電晶體之控制終端至接近最 高可用電壓位準。
13. 如請求項9之系統，其中該第一調整器從該第一電壓供應節點提取操作電源。
14. 如請求項9之系統，其中該第二調整器從該第二電壓供應節點提取操作電源。
15. 如請求項9之系統，其中該控制器從該輸出節點提取操作電源。
16. 如請求項9之系統，其中該第一電壓源與該第二電壓源之至少一者係由一射頻(RF)信號供電。
17. 如請求項9之系統，其中該第一調整器與該第二調整器包含用以調整電壓之線性調整器。
18. 如請求項9之系統，其中該第一電晶體與該第二電晶體各自包含一場效電晶體。
19. 如請求項9之系統，其中該第一電壓供應節點與該第二電壓供應節點係各自連接於獨立之電力來源。
20. 如請求項9之系統，進一步包含：至少一額外調整器，各額外調整器包含一額外電晶體，其中各額外電晶體在一相對應之額外模式中操作，藉由調變連接於一相對應額外電壓供應節點之一供應終端與連接於該輸出節點之一輸出終端之間的電壓降以實質上調整該輸出節點之電壓。
21. 如請求項20之系統，其中除選擇一對應模式時以外，該模式電路進一步加偏壓於各額外電晶體之控制終端以實質上防止該額外電晶體導通。
22. 如請求項20之系統，其中該控制器進一步可操作以選擇一模式，其對應於該連接於具有最高可用電壓位準之額外電壓供應節點的電晶體。
23. 如請求項9之系統，進一步包含一智慧卡，其包括該第一調整器、該第二調整器、該模式電路以及該控制器。