TWI588638B - 電壓調整器的防鎖死電路及其相關電源系統 - Google Patents

電壓調整器的防鎖死電路及其相關電源系統 Download PDF

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Description

電壓調整器的防鎖死電路及其相關電源系統
本發明是有關於一種電壓調整器(voltage regulator)的控制電路及其相關電路系統，且特別是有關於一種運用於電壓調整器的防鎖死電路(anti-deadlock control circuit)及其相關電源系統。
請參照第1A圖，其所繪示為習知數位電路與電壓調整器組成之電源系統(power system)示意圖。電源系統100中電壓調整器(voltage regulator)110連接至外部電壓源Vcc，並可產生輸出電壓Vout至數位電路(digital circuit)120的電壓供應端Vcck。而數位電路120接收輸出電壓Vout後即可正常運作。
另外，電壓調整器110具有一致能端EN，接收數位電路120輸出的電源關閉信號(power down signal，PD)。當電源關閉信號PD不動作(inactivate)時，電壓調整器110被致能而產生 輸出電壓Vout至數位電路120。反之，當電源關閉信號PD動作(activate)時，電壓調整器110被禁能(disable)而停止輸出電壓Vout至數位電路120。
由以上的說明可知，當數位電路120不需要運作時，數位電路120可以動作電源關閉信號PD使得電壓調整器110停止產生輸出電壓Vout。並且，於數位電路120未接收到輸出電壓Vout而停止運作之後，使用者即可關掉(switch off)外部電壓源Vcc。
再者，當數位電路120需要再次運作時，使用者只要打開(switch on)外部電壓源Vcc。而電壓調整器110即輸出電壓Vout至數位電路120，並使得數位電路120再次運作。
然而，當外部電壓源Vcc打開(switch on)後，外部電壓源Vcc的電壓會由0V開始上升至穩定的固定電壓(例如1.8V)。當外部電壓源Vcc尚未到達穩定的固定電壓時，電壓調整器110的輸出電壓Vout也是不穩定。此時，數位電路120的電源關閉信號PD上可能產生雜訊(noise)，進而將電壓調整器110禁能，並造成整個電源系統100處於鎖死(deadlock)狀態。當電源系統100處於鎖死狀態時，電壓調整器110無法產生輸出電壓(Vout)，而數位電路120無法運作。
請參照第1B圖，其所繪示為習知數位電路與電壓調整器之間的信號示意圖。於時間點t0時，外部電壓源Vcc開啟。此時，外部電壓源Vcc的電壓會由0V開始上升至穩定的固定電 壓(例如1.8V)。
當外部電壓源Vcc於上升的過程尚未到達穩定時，假設於時間點t1數位電路120於電源關閉信號PD上產生雜訊，將造成電壓調整器110被禁能。
因此，於時間點t1之後，電壓調整器110被禁能，使得上升中的輸出電壓Vout逐漸下降至0V。就算外部電壓源Vcc於時間點t2到達穩定的固定電壓，電壓調整器110亦無法產生輸出電壓Vout，而數位電路120無法運作，使得電源系統100處於鎖死狀態。
本發明係有關於一種電源系統，包括：一電壓調整系統，連接至一外部電壓源並接收一電源關閉信號，其中該電壓調整系統根據該電源關閉信號選擇性地產生一輸出電壓；以及一數位電路，連接至該電壓調整系統並接收該輸出電壓而運作，其中該數位電路停止運作時，動作該電源關閉信號；其中，當該外部電壓源打開後變化至一固定電壓之前，該電壓調整系統忽略該電源關閉信號並產生該輸出電壓；以及，當該外部電壓源到達該固定電壓之後，於該電源關閉信號未動作時，該電壓調整系統產生該輸出電壓，且於該電源關閉信號動作時，該電壓調整系統停止產生該輸出電壓。
本發明更提出一種電源系統，包括：包括：一數位 電路，包括一第一數位模組，接收一第一輸出電壓而運作且該第一數位模組可選擇性地動作一第一電源關閉信號，以及一第二數位模組，接收一第二輸出電壓而運作且該第二數位模組可選擇性地動作一第二電源關閉信號；一第一電壓調整系統，連接至一外部電壓源並接收該第二電源關閉信號，其中該第一電壓調整系統根據該第二電源關閉信號選擇性地產生該第一輸出電壓；以及一第二電壓調整系統，連接至該外部電壓源並接收該第一電源關閉信號，其中該第二電壓調整系統根據該第一電源關閉信號選擇性地產生該第二輸出電壓；其中，當該外部電壓源打開後變化至一固定電壓之前，該第一電壓調整系統忽略該第二電源關閉信號並產生該第一輸出電壓；以及，當該外部電壓源到達該固定電壓之後，於該第二電源關閉信號未動作時，該第一電壓調整系統產生該第一輸出電壓，且於該第二電源關閉信號動作時，該第一電壓調整系統停止產生該第一輸出電壓。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
100、200、500‧‧‧電源系統
110、210、512、522‧‧‧電壓調整器
120、220、530‧‧‧數位電路
205、510、520‧‧‧電壓調整系統
230、514、524‧‧‧防鎖死電路
232、237‧‧‧電壓偵測電路
234、238‧‧‧栓鎖電路
236、239‧‧‧控制電路
532、534‧‧‧數位模組
第1A圖所繪示為習知數位電路與電壓調整器組成之電源系統示意圖。
第1B圖所繪示為習知數位電路與電壓調整器之間的信號示 意圖。
第2圖所繪示為本發明電源系統示意圖。
第3A圖所繪示為本發明防鎖死電路的第一實施例。
第3B圖所繪示為第一實施例中相關信號示意圖。
第4圖所繪示為本發明防鎖死電路的第二實施例。
第5圖所繪示為本發明的另一電源系統示意圖。
請參照第2圖，其所繪示為本發明電源系統(power system)示意圖。電源系統200包括電壓調整器210、防鎖死電路(anti-deadlock circuit)230、數位電路220。再者，電壓調整器210與防鎖死電路230組成電壓調整系統205。
電壓調整器210連接至外部電壓源Vcc，其可產生輸出電壓Vout至數位電路220的電壓供應端Vcck，使得數位電路220接收輸出電壓Vout而運作。另外，電壓調整器210產生比例電壓Vp至防鎖死電路230。其中，比例電壓Vp與輸出電壓Vout之間有一固定比例關係。
防鎖死電路230連接至外部電壓源Vcc，其接收電壓調整器210輸出的比例電壓Vp與數位電路220輸出的電源關閉信號PD，並據以產生控制信號C至電壓調整器210的致能端EN。
當防鎖死電路230的控制信號C為第一準位(例如高 準位)時，電壓調整器210被致能而產生輸出電壓Vout。當防鎖死電路230的控制信號C為第二準位(例如低準位)時，電壓調整器210被禁能而停止產生輸出電壓Vout。
由以上的說明可知，輸出電壓Vout與比例電壓Vp之間維持一固定比例關係，因此當輸出電壓Vout尚未穩定時，比例電壓Vp也未穩定。
根據本發明的實施例，當外部電壓源Vcc打開(switch on)時，防鎖死電路230會判斷比例電壓Vp。當比例電壓Vp尚未到達穩定之前，防鎖死電路230會阻斷(block)電源關閉信號PD，使得控制信號C維持在第一準位(例如高準位)。再者，當比例電壓Vp到達穩態時，防鎖死電路230可將電源關閉信號PD轉換為控制信號C。
亦即，當比例電壓Vp尚未到達穩定之前，不論電源關閉信號PD如何變化，皆無法改變控制信號C的邏輯準位，而使得電壓調整器210持續被致能。
當比例電壓Vp到達穩定時，輸出電壓Vout也到達穩定的固定電壓，所以數位電路220即可正常操作。再者，數位電路220在正常操作的過程並不會動作電源關閉信號PD，而防鎖死電路230即據以輸出第一準位(例如高準位)的控制信號C，使得電壓調整器210被致能而繼續產生輸出電壓Vout至數位電路220。
反之，當數位電路220不需要繼續運作時，數位電 路220動作電源關閉信號PD，而防鎖死電路230即據以輸出第二準位(例如低準位)的控制信號C，使得電壓調整器210被禁能而停止產生出電壓Vout至數位電路220，並使得數位電路220停止運作。
因此，當數位電路220無法接收輸出電壓Vout而停止運作後，使用者即可關掉(switch off)外部電壓源Vcc。
另外，當數位電路220需要再次運作時，使用者只要打開(switch on)外部電壓源Vcc。如上所述，在外部電壓源Vcc到達穩定的過程，就算數位電路220在電源關閉信號PD上產生雜訊(noise)，防鎖死電路230也可以有效地阻擋，使得電壓調整器210持續地產生輸出電壓Vout，不會讓電源系統200變為鎖死狀態。
而當輸出電壓Vout到達穩定且數位電路220正常運作之後，防鎖死電路230即可根據數位電路220輸出的電源關閉信號PD來產生控制信號C。
請參照第3A圖，其所繪示為本發明防鎖死電路的第一實施例。防鎖死電路230包括：電壓偵測電路232、栓鎖電路(latching circuit)234與控制電路236。其中，電壓調整器210的輸出端上串接電阻ra與rb形成分壓器(voltage divider)，且當電壓調整器210被致能時，電晶體ma被開啟(turn on)，使得電壓調整器231產生輸出電壓Vout與比例電壓Vp。
電壓偵測電路232接收比例電壓Vp。當比例電壓 Vp尚未超過臨限電壓(threshold voltage)時，其輸出端產生的通知信號(notice signal)Vn等於外部電壓源Vcc的電壓。當比例電壓Vp超過臨限電壓時，其輸出端產生的通知信號Vn變更為低準位。
栓鎖電路234接收並記錄電壓偵測電路232輸出的通知信號Vn。當通知信號Vn尚未變更為低準位之前，栓鎖電路234會產生第二準位(例如低準位)的栓鎖信號(latched signal)Vl；當通知信號Vn變更為低準位後，栓鎖電路234會產生第一準位(例如高準位)的栓鎖信號Vl。
控制電路236接收栓鎖信號Vl以及電源關閉信號PD，並產生控制信號C。當栓鎖信號Vl在第二準位(例如低準位)時，不論電源關閉信號PD如何變化，控制電路236輸出的控制信號C會持續致能電壓調整器210。
反之，當栓鎖信號Vl在第一準位(例如高準位)時，控制電路236輸出的控制信號C會由電源關閉信號PD決定。亦即，當電源關閉信號PD未動作時，輸出的控制信號C會致能電壓調整器210；而當電源關閉信號PD動作時，輸出的控制信號C會禁能電壓調整器210。以下詳細介紹防鎖死電路230的內部詳細電路。
電壓偵測電路232中，電晶體m1閘極接收比例電壓Vp、汲極連接至節點a、源極連接至接地電壓GND；電阻r1連接於外部電壓源Vcc以及節點a之間。再者，節點a為電壓偵測電路232的輸出端，可產生通知信號Vn。
當比例電壓Vp尚未超過電晶體m1的臨限電壓時，代表比例電壓Vp(外部電壓源Vcc)尚未到達穩定。此時，電晶體m1關閉(turn off)，通知信號Vn的電壓等於外部電壓源Vcc的電壓。反之，當比例電壓Vp超過電晶體m1的臨限電壓時，代表比例電壓Vp(外部電壓源Vcc)已經到達穩定。此時，電晶體m1開啟(turn on)，通知信號Vn變更為低準位。
栓鎖電路234中，電晶體m2閘極連接至節點a、汲極連接至節點b、源極連接至接地電壓GND；電晶體m3閘極連接至節點b、汲極連接至節點a、源極連接至接地電壓GND；電阻r2連接於外部電壓源Vcc以及節點b之間；電容器c連接於節點b以及接地電壓GND之間。再者，節點b為栓鎖電路234的輸出端，可產生栓鎖信號Vl。
因此，當通知信號Vn的電壓等於外部電壓源Vcc的電壓時，電晶體m2開啟(turn on)且電晶體m3關閉(turn off)，栓鎖電路234產生低準位的栓鎖信號Vl。反之，當通知信號Vn變更為低準位後，電晶體m2關閉且電晶體m3開啟，電容器c會充電(charge)至外部電壓源Vcc的電壓，使得栓鎖電路234產生高準位的栓鎖信號Vl。
控制電路236中，電晶體m4閘極接收栓鎖信號Vl、汲極連接至節點d；電晶體m5閘極接收電源關閉信號PD、汲極連接至電晶體m4源極、源極連接至接地電壓GND；電阻r3連接於外部電壓源Vcc以及節點d之間；電晶體m6閘極接收栓鎖信 號Vl、汲極連接至節點e；電晶體m7閘極接收電源關閉信號PD、汲極連接至電晶體m6源極、源極連接至接地電壓GND；電晶體m8閘極連接至節點f、汲極連接至節點e、源極連接至外部電壓源Vcc；電晶體m9閘極連接至節點e、汲極連接至節點f、源極連接至外部電壓源Vcc；電晶體m10閘極連接至節點d、汲極連接至節點f、源極連接至接地電壓GND；電晶體m11與m12連接成一反相器(inverter)，反相器的輸入端連接至節點f，輸出端產生控制信號C。
因此，當栓鎖信號Vl在低準位時，電晶體m4與電晶體m6皆為關閉，節點d的電壓等於外部電壓源Vcc的電壓，並使得電晶體m10開啟，節點f為低準位，電晶體m8開啟，電晶體m9關閉。另外，於節點f為低準位時，反相器中的電晶體m11開啟且m12關閉，使得控制信號C的電壓等於外部電壓源Vcc的電壓。
明顯地，由於電晶體m4與電晶體m6皆為關閉，不論電源關閉信號PD如何變化，皆無法改變節點d與節點e上的電壓，所以控制電路236輸出的控制信號C電壓會等於外部電壓源Vcc的電壓，用以致能電壓調整器210。
另外，當栓鎖信號Vl在高準位時，電晶體m4與電晶體m6皆為開啟，因此節點d與節點e上的電壓係由電源關閉信號PD來決定。
當電源關閉信號PD未動作時(例如低準位)時，電晶 體m5與電晶體m7皆為關閉，節點d與節點e的電壓等於外部電壓源Vcc的電壓，並使得電晶體m10開啟，節點f為低準位，電晶體m8開啟，電晶體m9關閉。另外，於節點f為低準位時，反相器中的電晶體m11開啟且m12關閉，使得控制信號C的電壓等於外部電壓源Vcc的電壓，用以致能電壓調整器210。
當電源關閉信號PD動作時(例如高準位)時，電晶體m5與電晶體m7皆為開啟，節點d與節點e為低準位，並使得電晶體m10關閉，節點f為高準位，電晶體m8關閉，電晶體m9開啟。另外，於節點f為高準位時，反相器中的電晶體m11關閉且m12開啟，使得控制信號C的電壓等於低準位，用以禁能電壓調整器210。
請參照第3B圖，其所繪示為第一實施例中相關信號示意圖。於時間點t0時，外部電壓源Vcc打開(switch on)。此時，外部電壓源Vcc的電壓會由0V開始上升至穩定的固定電壓(例如1.8V)。
當外部電壓源Vcc於上升的過程尚未到達穩定時，於時間點t1數位電路220的電源關閉信號PD產生雜訊。由於防鎖死電路230可在外部電壓源Vcc到達穩定之前，有效地阻隔電源關閉信號PD。因此，電源關閉信號PD產生的雜訊，並不會影響電壓調整器210。因此，於時間點t1之後，電壓調整器110持續被致能，使得輸出電壓Vout以及比例電壓Vp持續上升。
於時間點t2時，外部電壓源Vcc、輸出電壓Vout、 比例電壓Vp到達穩定，電壓調整器210持續被致能且數位電路220正常運作。
於時間點t3，數位電路220動作電源關閉信號PD(由低準位轉為高準位)，控制信號C則由高準位轉為低準位，用以禁能電壓調整器210，使得輸出電壓Vout與比例電壓Vp逐漸降低。
由以上之說明可知，於本發明的電源系統200中，當外部電壓源Vcc打開(switch on)時，第一實施例之防鎖死電路230會判斷比例電壓Vp是否到達穩定。當比例電壓Vp尚未到達穩定之前，防鎖死電路230會阻斷(block)電源關閉信號PD，使電源關閉信號PD被忽略(ignore)並使得控制信號C維持在第一準位(例如高準位)用以致能電壓調整器210，防止電源系統200變為鎖死狀態。再者，當比例電壓Vp到達穩定時，防鎖死電路230即可將電源關閉信號PD轉換為控制信號C。
請參照第4圖，其所繪示為本發明防鎖死電路的第二實施例。防鎖死電路230包括：電壓偵測電路237、栓鎖電路238與控制電路239。其中，電壓調整器210的輸出端上串接電阻ra與rb形成分壓器，且當電壓調整器210被致能時，電晶體ma開啟並使得電壓調整器231產生輸出電壓Vout與比例電壓Vp。
電壓偵測電路237接收比例電壓Vp。當比例電壓Vp尚未超過臨限電壓Vth時，其輸出端產生的高準位的通知信號 Vn。當比例電壓Vp超過臨限電壓Vth時，其輸出端產生低準位的通知信號Vn。
栓鎖電路238接收並記錄電壓偵測電路237輸出的通知信號Vn。當通知信號Vn為高準位時，栓鎖電路238會產生第一準位(例如高準位)的栓鎖信號Vl；當通知信號Vn變更為低準位後，栓鎖電路238會產生第二準位(例如低準位)的栓鎖信號Vl。
控制電路239接收栓鎖信號Vl以及電源關閉信號PD，並產生控制信號C。當栓鎖信號Vl在第一準位(例如高準位)時，不論電源關閉信號PD如何變化，控制電路239輸出的控制信號C會持續致能電壓調整器210。
反之，當栓鎖信號Vl在第二準位(例如低準位)時，控制電路239輸出的控制信號C會由電源關閉信號PD決定。亦即，當電源關閉信號PD未動作時，輸出的控制信號C會致能電壓調整器210；而當電源關閉信號PD動作時，輸出的控制信號C會禁能電壓調整器210。以下詳細介紹防鎖死電路230的內部詳細電路。
電壓偵測電路237由比較器(comparator)242組成，比較器242的正輸入端接收臨限電壓Vth，負輸入端接收比例電壓Vp，輸出端產生通知信號Vn。
因此，當比例電壓Vp尚未超過臨限電壓Vth時，代表比例電壓Vp(外部電壓源Vcc)尚未到達穩定。此時，通知信 號Vn為高準位。反之，當比例電壓Vp超過臨限電壓Vth時，代表比例電壓Vp(外部電壓源Vcc)已經到達穩定。此時，通知信號Vn變更為低準位。
栓鎖電路238中，電阻r1連接於外部電壓源Vcc以及節點p之間；電容器c連接於節點p以及接地電壓GND之間；反及閘244第一輸入端連接至節點p、第二輸入端連接至節點s、輸出端連接至節點q；反及閘246第一輸入端接收通知信號Vn、第二輸入端連接至節點q、輸出端連接至節點s；再者，節點q為栓鎖電路238的輸出端，可產生栓鎖信號Vl。
首先，當外部電壓源Vcc打開(switch on)時，節點p為低準位，節點q為高準位。再者，當外部電壓源Vcc逐漸上升時，通知信號Vn為高準位，所以反及閘246輸出端(節點s)為低準位，反及閘244輸出端(節點q)為高準位。換言之，於外部電壓源Vcc打開並且逐漸上升的過程，節點q的電壓維持在高準位，栓鎖電路238產生高準位的栓鎖信號Vl。
再者，當通知信號Vn變更為低準位後，反及閘246輸出端(節點s)為高準位。由於節點p上升至高準位，反及閘244輸出端(節點q)為低準位。換言之，於外部電壓源Vcc到達穩定時，節點q的電壓轉換為低準位，栓鎖電路238產生低準位的栓鎖信號Vl。
控制電路239中，反或閘248第一輸入端接收栓鎖信號Vl，第二輸入端接收電源關閉信號PD；電晶體m1閘極連接 至反或閘248輸出端、汲極連接至節點t、源極連接至接地電壓GND；電晶體m2閘極連接至反或閘248輸出端、汲極連接至節點u、源極連接至接地電壓GND；電阻r2連接於外部電壓源Vcc以及節點t之間；電晶體m3閘極連接至節點v、汲極連接至節點u、源極連接至外部電壓源Vcc；電晶體m4閘極連接至節點u、汲極連接至節點v、源極連接至外部電壓源Vcc；電晶體m5閘極連接至節點t、汲極連接至節點v、源極連接至接地電壓GND；電晶體m6與m7連接成一反相器，反相器的輸入端連接至節點v，輸出端產生控制信號C。
因此，當栓鎖信號Vl在高準位時，反或閘248輸出端為低準位，電晶體m1與電晶體m2皆為關閉，節點t的電壓等於外部電壓源Vcc的電壓，並使得電晶體m5開啟，節點v為低準位，電晶體m3開啟，電晶體m4關閉。另外，於節點v為低準位時，反相器中的電晶體m6開啟且m7關閉，使得控制信號C的電壓等於外部電壓源Vcc的電壓。
明顯地，當栓鎖信號Vl在高準位時，反或閘248輸出端為低準位。因此，不論電源關閉信號PD如何變化，皆無法改變節點t與節點u上的電壓，所以控制電路239輸出的控制信號C電壓會等於外部電壓源Vcc的電壓，用以致能電壓調整器210。
另外，當栓鎖信號Vl在低準位時，反或閘248的輸出端之準位係由電源關閉信號PD來決定。
當電源關閉信號PD未動作時(例如高準位)時，反或閘248輸出端為低準位。因此，電晶體m1與電晶體m2皆為關閉，節點t與節點u的電壓等於外部電壓源Vcc的電壓，並使得電晶體m5開啟，節點v為低準位，電晶體m3開啟，電晶體m4關閉。另外，於節點v為低準位時，反相器中的電晶體m6開啟且m7關閉，使得控制信號C的電壓等於外部電壓源Vcc的電壓，用以致能電壓調整器210。
當電源關閉信號PD動作時(例如低準位)時，反或閘248輸出端為高準位。因此，電晶體m1與電晶體m2皆為開啟，節點t與節點u為低準位，並使得電晶體m5關閉，節點v為高準位，電晶體m3關閉，電晶體m4開啟。另外，於節點v為高準位時，反相器中的電晶體m6關閉且m7開啟，使得控制信號C的電壓等於低準位，用以禁能電壓調整器210。
由以上之說明可知，於本發明的電源系統200中，當外部電壓源Vcc開啟時，第二實施例之防鎖死電路230會判斷比例電壓Vp是否到達穩定。當比例電壓Vp尚未到達穩定之前，防鎖死電路230會阻斷(block)電源關閉信號PD，使電源關閉信號PD被忽略並使得控制信號C維持在第一準位(例如高準位)用以致能電壓調整器210，防止電源系統200變為鎖死狀態。再者，當比例電壓Vp到達穩定時，防鎖死電路230即可將電源關閉信號PD轉換為控制信號C。
另外，利用本發明的防鎖死電路搭配電壓調整器所 組成的電壓調整系統，更可以實現多電源系統並運用於數位電路上。請參考第5圖，其所繪示為本發明的另一電源系統示意圖。多電源系統500中包括：第一電壓調整系統510、第二電壓調整系統520、數位電路530。其中，第一電壓調整系統510包括：第一電壓調整器512、第一防鎖死電路514；第二電壓調整系統520包括：第二電壓調整器522、第二防鎖死電路524；數位電路530包括：第一數位模組532、第二數位模組534。
基本上，第一電壓調整系統510與第二電壓調整系統520的結構與第2圖之電壓調整系統205的功能完全相同，此處不再贅述。
根據本發明的實施例，數位電路530中的第一數位模組532係為第一輸出電壓Vout1的電源域(Voutl power domain)，第二數位模組534係為第二輸出電壓Vout2的電源域。換句話說，第一數位模組532的電源供應端Vcck1接收第一輸出電壓Vout1而運作，第二數位模組534的電源供應端Vcck2接收第二輸出電壓Vout2而運作。另外，第一數位模組532與第二數位模組534之間利用溝通信號(communication signal)Si彼此聯繫。再者，第一數位模組532的第一電源關閉信號PD1傳遞至第二防鎖死電路524，第二數位模組534的第二電源關閉信號PD2傳遞至第一防鎖死電路514。
首先，當外部電壓源Vcc打開(switch on)時，第一電壓調整系統510與第二電壓調整系統520分別產生第一輸出電 壓Vout1與第二輸出電壓Vout2至第一數位模組532與第二數位模組534。並且，當外部電壓源Vcc到達穩定之前，第一數位模組532的第一電源關閉信號PD1產生雜訊或者第二數位模組534的第二電源關閉信號PD2產生雜訊，皆不會使得電源系統500處於鎖死狀態。
再者，當外部電壓源Vcc到達穩定之後，數位電路530即可正常運作。當數位電路530不需要運作時，第一數位模組532可動作第一電源關閉信號PD1，使得第二電壓調整系統520停止產生第二輸出電壓Vout2；並且，第二數位模組534可動作第二電源關閉信號PD2，使得第一電壓調整系統510停止產生第一輸出電壓Vout1。
另外，由於數位電路530中有二個電源域，所以本發明更可以利用第一數位模組532來控制第二數位模組534進入睡眠模式(sleep mode)。或者，利用第二數位模組534來控制第一數位模組532進入睡眠模式(sleep mode)。說明如下：假設第二數位模組534需要進入睡眠模式時，第一數位模組532即動作第一電源關閉信號PD1，使得第二電壓調整系統520停止產生第二輸出電壓Vout2至第二數位模組534。並且，由於第一電壓調整系統510持續產生第一輸出電壓Vout1至至第一數位模組532。因此，數位電路530中，第一數位模組532仍可正常運作，而第二數位模組532進入睡眠模式。
當第二數位模組532需要再次運作時，第一數位模 組532即不動作第一電源關閉信號PD1，使得第二電壓調整系統520再次產生第二輸出電壓Vout2至第二數位模組534，使得第二數位模組534被喚醒(wake up)而正常運作。
同理，第二數位模組534也可以動作第二電源關閉信號PD2，使得第一數位模組532進入睡眠模式。詳細動作不再贅述。
根據以上之說明，本發明的優點在於提出一種電壓調整器的防鎖死電路及其相關電源系統。利用防鎖死電路，可以有效地防止電源系統處於鎖死狀態。另外，本發明也可以利用多組電壓調整系統來達成多電源系統，使得數位電路可以控制內部的數位模組進入睡眠模式，或者喚醒睡眠模式中的數位模組。
再者，於本發明的實施例中，輸出電壓Vout與比例電壓Vp之間有一固定比例關係。在此領域的技術人員也可以直接將輸出電壓Vout作為比例電壓Vp，並電壓偵測電路來偵測輸出電壓Vout是否到達穩定。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧電源系統
205‧‧‧電壓調整系統
210‧‧‧電壓調整器
220‧‧‧數位電路
230‧‧‧防鎖死電路

Claims (13)

  1. 一種電源系統，包括：一電壓調整系統，連接至一外部電壓源並接收一電源關閉信號，其中該電壓調整系統根據該電源關閉信號選擇性地產生一輸出電壓；以及一數位電路，連接至該電壓調整系統並接收該輸出電壓而運作，其中該數位電路停止運作時，動作該電源關閉信號；其中，當該外部電壓源打開後變化至一固定電壓之前，該電壓調整系統忽略該電源關閉信號並產生該輸出電壓；以及，當該外部電壓源到達該固定電壓之後，於該電源關閉信號未動作時，該電壓調整系統產生該輸出電壓，且於該電源關閉信號動作時，該電壓調整系統停止產生該輸出電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源系統，其中該電壓調整系統包括：一電壓調整器，連接至該外部電壓源並接收一控制信號，其中當該控制信號致能該電壓調整器時，該電壓調整器產生該輸出電壓以及一比例電壓；當該控制信號禁能該電壓調整器時，該電壓調整器停止產生該輸出電壓以及該比例電壓；且該輸出電壓與該比例電壓之間維持一固定比例關係；以及一防鎖死電路，連接至該外部電壓源並接收該電源關閉信號並產生該控制信號，其中，當該外部電壓源打開後變化至該固定 電壓之前，該防鎖死電路阻斷該電源關閉信號並利用該控制信號致能該電壓調整器；以及，當該外部電壓源到達該固定電壓之後，於該電源關閉信號未動作時，該電壓調整系統利用該控制信號致能該電壓調整器，且於該電源關閉信號動作時，該電壓調整系統利用該控制信號禁能該電壓調整器。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電源系統，其中該防鎖死電路包括：一電壓偵測電路，接收該比例電壓，當該比例電壓大於一臨限電壓時，動作一通知信號；一栓鎖電路，連接至該電壓偵測電路，當該通知信號未動作時，該栓鎖電路產生一第一準位的一栓鎖信號，且當該通知信號動作時，該栓鎖電路產生一第二準位的該栓鎖信號；以及一控制電路，連接至該栓鎖電路以及該數位電路，並接收該電源關閉信號；其中，當該栓鎖信號為該第一準位時，該控制電路利用該控制信號致能該電壓調整器；當該栓鎖信號為該第二準位且該電源關閉信號未動作時，該控制電路利用該控制信號致能該電壓調整器；以及，當該栓鎖信號為該第二準位且該電源關閉信號動作時，該控制電路利用該控制信號禁能該電壓調整器。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電源系統，其中該電壓偵測 電路包括：一第一電晶體，具有一閘極接收該比例電壓、一汲極連接至一節點a、一源極連接至一接地電壓；一第一電阻，連接於該外部電壓源以及該節點a之間；其中，該節點a為該電壓偵測電路的一輸出端用以產生該通知信號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電源系統，其中該栓鎖電路包括：一第二電晶體，具有一閘極接收該通知信號、一汲極連接至一節點b、一源極連接至該接地電壓；一第三電晶體，具有一閘極連接至該節點b、一汲極連接至該第二電晶體的該閘極、一源極連接至該接地電壓；一第二電阻，連接於該外部電壓源以及該節點b之間；以及一電容器，連接於該節點b以及該接地電壓間；其中，該節點b為該栓鎖電路的一輸出端用以產生該栓鎖信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電源系統，其中該控制電路包括：一第四電晶體，具有一閘極接收該栓鎖信號、一汲極連接至一節點d； 一第五電晶體，具有一閘極接收該電源關閉信號、一汲極連接至該第四電晶體的一源極、一源極連接至該接地電壓；一第三電阻，連接於該外部電壓源以及該節點d之間；一第六電晶體，具有一閘極接收該栓鎖信號、一汲極連接至一節點e；一第七電晶體，具有一閘極接收該電源關閉信號、一汲極連接至該第六電晶體的一源極、一源極連接至該接地電壓；一第八電晶體，具有一閘極連接至一節點f、一汲極連接至該節點e、一源極連接至該外部電壓源；一第九電晶體，具有一閘極連接至該節點e、一汲極連接至該節點f、一源極連接至該外部電壓源；一第十電晶體，具有一閘極連接至該節點d、一汲極連接至該節點f、一源極連接至該接地電壓；以及一反相器，具有一輸入端連接至該節點f，一輸出端產生該控制信號。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之電源系統，其中該電壓偵測電路包括：一比較器，具有一正輸入端接收一臨限電壓，一負輸入端接收該比例電壓，一輸出端產生該通知信號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電源系統，其中該栓鎖電路 包括：一第一電阻，連接於該外部電壓源以及一節點p之間；一電容器，連接於該節點p以及一接地電壓之間；一第一反及閘，具有一第一輸入端連接至該節點p、一第二輸入端連接至一節點s、一輸出端連接至一節點q；一第二反及閘，具有一第一輸入端接收該通知信號、第二輸入端連接至該節點q、一輸出端連接至該節點s；其中，該節點q為該栓鎖電路的一輸出端用以產生該栓鎖信號。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電源系統，其中該控制電路包括：一反或閘，具有一第一輸入端接收該栓鎖信號，一第二輸入端接收該電源關閉信號；一第一電晶體，具有一閘極連接至該反或閘的一輸出端、一汲極連接至一節點t、一源極連接至該接地電壓；一第二電晶體，具有一閘極連接至該反或閘的該輸出端、一汲極連接至一節點u、一源極連接至該接地電壓；一第二電阻，連接於該外部電壓源以及該節點t之間；一第三電晶體，具有一閘極連接至一節點v、一汲極連接至該節點u、一源極連接至該外部電壓源；一第四電晶體，具有一閘極連接至該節點u、一汲極連接至 該節點v、一源極連接至該外部電壓源；一第五電晶體，具有一閘極連接至該節點t、一汲極連接至該節點v、一源極連接至該接地電壓；以及一反相器，具有一輸入端連接至該節點v，一輸出端產生該控制信號。
  10. 一種電源系統，包括：一數位電路，包括一第一數位模組，接收一第一輸出電壓而運作且該第一數位模組可選擇性地動作一第一電源關閉信號，以及一第二數位模組，接收一第二輸出電壓而運作且該第二數位模組可選擇性地動作一第二電源關閉信號；一第一電壓調整系統，連接至一外部電壓源並接收該第二電源關閉信號，其中該第一電壓調整系統根據該第二電源關閉信號選擇性地產生該第一輸出電壓；以及一第二電壓調整系統，連接至該外部電壓源並接收該第一電源關閉信號，其中該第二電壓調整系統根據該第一電源關閉信號選擇性地產生該第二輸出電壓；其中，當該外部電壓源打開後變化至一固定電壓之前，該第一電壓調整系統忽略該第二電源關閉信號並產生該第一輸出電壓；以及，當該外部電壓源到達該固定電壓之後，於該第二電源關閉信號未動作時，該第一電壓調整系統產生該第一輸出電壓，且於該第二電源關閉信號動作時，該第一電壓調整系統停止產生 該第一輸出電壓。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電源系統，其中當該外部電壓源打開後變化至該固定電壓之前，該第二電壓調整系統忽略該第一電源關閉信號並產生該第二輸出電壓；以及，當該外部電壓源到達該固定電壓之後，於該第一電源關閉信號未動作時，該第二電壓調整系統產生該第二輸出電壓，且於該第一電源關閉信號動作時，該第二電壓調整系統停止產生該第二輸出電壓。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電源系統，其中該第一電壓調整系統包括：一第一電壓調整器，連接至該外部電壓源並接收一第一控制信號，其中當該第一控制信號致能該第一電壓調整器時，該第一電壓調整器產生該第一輸出電壓以及一第一比例電壓；當該第一控制信號禁能該第一電壓調整器時，該第一電壓調整器停止產生該第一輸出電壓以及該第一比例電壓；且該第一輸出電壓與該第一比例電壓之間維持一固定比例關係；以及一第一防鎖死電路，連接至該外部電壓源並接收該第二電源關閉信號並產生該第一控制信號，其中，當該外部電壓源打開後變化至該固定電壓之前，該第一防鎖死電路阻斷該第二電源關閉信號並利用該第一控制信號致能該第一電壓調整器；以及，當該外部電壓源到達該固定電壓之後，於該第二電源關閉信號未動作 時，該第一電壓調整系統利用該第一控制信號致能該第一電壓調整器，且於該第二電源關閉信號動作時，該第一電壓調整系統利用該第一控制信號禁能該第一電壓調整器。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之電源系統，其中該第二電壓調整系統包括：一第二電壓調整器，連接至該外部電壓源並接收一第二控制信號，其中當該第二控制信號致能該第二電壓調整器時，該第二電壓調整器產生該第二輸出電壓以及一第二比例電壓；當該第二控制信號禁能該第二電壓調整器時，該第二電壓調整器停止產生該第二輸出電壓以及該第二比例電壓；且該第二輸出電壓與該第二比例電壓之間維持一固定比例關係；以及一第二防鎖死電路，連接至該外部電壓源並接收該第一電源關閉信號並產生該第二控制信號，其中，當該外部電壓源打開後變化至該固定電壓之前，該第二防鎖死電路阻斷該第一電源關閉信號並利用該第二控制信號致能該第二電壓調整器；以及，當該外部電壓源到達該固定電壓之後，於該第一電源關閉信號未動作時，該第二電壓調整系統利用該第二控制信號致能該第二電壓調整器，且於該第一電源關閉信號動作時，該第二電壓調整系統利用該第二控制信號禁能該第二電壓調整器。
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