TWI813070B - 電源供應電路以及電源供應方法 - Google Patents

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Abstract

一種電源供應電路包含一第一高壓開關、一第一低壓開關、一第二高壓開關、一第二低壓開關以及一控制電路。第一高壓開關用以接收一第一輸入電壓且產生一第一節點電壓。第一低壓開關耦接於第一高壓開關與一輸出端之間。第二高壓開關用以接收一第二輸入電壓且產生一第二節點電壓。第二低壓開關耦接於第二高壓開關與輸出端之間。控制電路用以依據第一節點電壓以及第二節點電壓控制第一高壓開關、第一低壓開關、第二高壓開關以及第二低壓開關，以使輸出端輸出一輸出電壓。

Description

電源供應電路以及電源供應方法
本揭示中是有關於一種電源供應技術。特別關於一種可節省電路面積的電源供應電路以及電源供應方法。
隨著科技的發展，電子設備的功能以及應用場景越來越多。基於此，許多電子設備設計有多個電源埠以支援各種功能或適用於各種應用場景。為了控制這些電源埠，電子設備內部可配置一控制晶片。此控制晶片可導通這些電源埠中其中一者的電源路徑以對後方的電路供應電源，同時切斷其他電源埠的電源路徑以避免電流倒灌。
本揭示之一些實施方式是關於一種電源供應電路。電源供應電路包含一第一高壓開關、一第一低壓開關、一第二高壓開關、一第二低壓開關以及一控制電路。第一高壓開關用以接收一第一輸入電壓且產生一第一節點電壓。第一低壓開關耦接於第一高壓開關與一輸出端之間。第二高壓開關用以接收一第二輸入電壓且產生一第二節點 電壓。第二低壓開關耦接於第二高壓開關與輸出端之間。控制電路用以依據第一節點電壓以及第二節點電壓控制第一高壓開關、第一低壓開關、第二高壓開關以及第二低壓開關，以使輸出端輸出一輸出電壓。
本揭示之一些實施方式是關於一種電源供應方法。電源供應方法包含以下操作：藉由一第一高壓開關接收一第一輸入電壓且產生一第一節點電壓；藉由一第二高壓開關接收一第二輸入電壓且產生一第二節點電壓；以及藉由一控制電路依據第一節點電壓以及第二節點電壓控制第一高壓開關、一第一低壓開關、第二高壓開關以及一第二低壓開關，以使一輸出端輸出一輸出電壓。第一低壓開關耦接於第一高壓開關與輸出端之間，且第二低壓開關耦接於第二高壓開關與輸出端之間。
綜上所述，在本揭示的電源供應電路以及電源供應方法中，部分元件可採用低壓元件實現。據此，可節省電路面積，進而降低晶片成本。
100,300,400:電源供應電路
110,310,410:控制電路
111,411:低壓比較器
112,312,412:低壓控制器
113:反相器
3121,4121:閘極電壓調節電路
500:電源供應方法
VIN1,VIN2,VIN3:輸入電壓
VOUT:輸出電壓
OUT:輸出端
HS1,HS2,HS3:高壓開關
LS1,LS2,LS3:低壓開關
VL1,VL2,VL3:節點電壓
CMP_OUT,CMP_OUT1,CMP_OUT2:比較結果訊號
VG1,VG2,VG3,CS,CS1,CS2,CS3:控制訊號
CSB:反相控制訊號
DT:延遲時間
T1,T2:時間點
N1,N2,N3:節點
EN1,EN2,EN3:致能訊號
S510,S520,S530:操作
為讓本揭示之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能夠更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一電源供應電路的示意圖；第2圖是依照本揭示一些實施例所繪示的第1圖的電源供應電路的波形圖； 第3圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一電源供應電路的示意圖；第4圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一電源供應電路的示意圖；以及第5圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一電源供應方法的流程圖。
在本文中所使用的用詞『耦接』亦可指『電性耦接』，且用詞『連接』亦可指『電性連接』。『耦接』及『連接』亦可指二個或多個元件相互配合或相互互動。
參考第1圖。第1圖是依照本揭示一些實施例所繪示的電源供應電路100的示意圖。
以第1圖示例而言，電源供應電路100可接收輸入電壓VIN1以及輸入電壓VIN2。電源供應電路100可導通輸入電壓VIN1與輸入電壓VIN2中其中一者的電源路徑，且切斷另一者的電源路徑。舉例而言，當電源供應電路100導通對應於輸入電壓VIN1的電源路徑時，對應於輸入電壓VIN2的電源路徑會被切斷。相反地，當電源供應電路100導通對應於輸入電壓VIN2的電源路徑時，對應於輸入電壓VIN1的電源路徑會被切斷。
接著，電源供應電路100可依據導通電源路徑的輸入電壓(輸入電壓VIN1或輸入電壓VIN2)於輸出端OUT產生輸出電壓VOUT。在一些實施例中，輸出電壓VOUT 小於輸入電壓VIN1(或輸入電壓VIN2)。也就是說，電源供應電路100不僅可導通其中一條電源路徑，且可將對應的輸入電壓進行電壓轉換(例如：降壓)以產生輸出電壓VOUT。
在一些實施例中，輸入電壓VIN1的電壓值相異於輸入電壓VIN2的電壓值。以電源供應電路100(例如：電源控制晶片)設置於筆記型電腦為例。輸入電壓VIN1可來自一充電器且例如為20伏特。輸入電壓VIN2可來自筆記型電腦中的電池且例如為12伏特。電源供應電路100可先導通其中一條電源路徑且切斷另一條電源路徑，並將20伏特或12伏特轉換為3.3伏特以作為輸出電壓VOUT。接著，3.3伏特的輸出電壓VOUT可被用以對筆記型電腦中的其他晶片或其他電路進行供電。
然而，本揭示不以上述例子為限，各種適用的情況皆在本揭示的範圍中。
以第1圖示例而言，電源供應電路100包含高壓開關HS1、低壓開關LS1、高壓開關HS2、低壓開關LS2以及控制電路110。高壓開關HS1以及高壓開關HS2可採用N型電晶體實現，且低壓開關LS1以及低壓開關LS2可採用P型電晶體實現。
高壓開關HS1用以接收輸入電壓VIN1。低壓開關LS1耦接於高壓開關HS1與輸出端OUT之間。高壓開關HS1與低壓開關LS1形成第一電源路徑。高壓開關HS1依據輸入電壓VIN1以及來自控制電路110的控制訊號VG1 於高壓開關HS1與低壓開關LS1之間的節點N1產生節點電壓VL1。
高壓開關HS2用以接收輸入電壓VIN2。低壓開關LS2耦接於高壓開關HS2與輸出端OUT之間。高壓開關HS2與低壓開關LS2形成第二電源路徑。高壓開關HS2依據輸入電壓VIN2以及來自控制電路110的控制訊號VG2於高壓開關HS2與低壓開關LS2之間的節點N2產生節點電壓VL2。
在一些相關技術中，用以接收輸入電壓的開關是以P型電晶體實現。在這些相關技術中，需在這些開關後方額外設置高壓轉低壓電路。
相較於上述該些相關技術，在本揭示中，用以接收輸入電壓VIN1以及VIN2的高壓開關HS1以及HS2是採用N型電晶體實現。以N型電晶體實現的高壓開關HS1以及HS2具有阻擋高壓的作用。以高壓開關HS1為例，當高壓開關HS1的閘極電壓與高壓開關HS1的源極電壓之間的差值大於高壓開關HS1的臨界電壓時，高壓開關HS1會導通且高壓開關HS1的源極電壓(節點電壓VL1)會依據高壓開關HS1的汲極電壓(輸入電壓VIN1)而拉升。然而，當高壓開關HS1的閘極電壓與高壓開關HS1的源極電壓的差值等於或小於高壓開關HS1的臨界電壓時，高壓開關HS1會被截止。也就是說，高壓開關HS1的源極電壓(節點電壓VL1)會受限於高壓開關HS1的閘極電壓(控制訊號VG1的電壓值)，使得節點電壓VL1以及節點電壓VL2為 低壓輸出。據此，本揭示毋需在高壓開關HS1以及HS2的後方設置額外的高壓轉低壓電路，以縮小電路面積以及降低晶片成本。
接著，控制電路110可依據節點電壓VL1以及節點電壓VL2控制高壓開關HS1、低壓開關LS1、高壓開關HS2以及低壓開關LS2，以使輸出電壓VOUT於輸出端OUT產生。
以第1圖示例而言，控制電路110包含低壓比較器111、低壓控制器112以及反相器113。低壓比較器111包含第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。低壓控制器112包含輸入端、第一輸出端、第二輸出端以及第三輸出端。反相器113包含輸入端以及輸出端。
低壓比較器111的第一輸入端耦接於高壓開關HS1與低壓開關LS1之間的節點N1以接收節點電壓VL1。低壓比較器111的第二輸入端耦接於高壓開關HS2與低壓開關LS2之間的節點N2以接收節點電壓VL2。低壓比較器111的輸出端耦接低壓控制器112的輸入端。低壓控制器112的第一輸出端耦接高壓開關HS1的閘極端。低壓控制器112的第二輸出端耦接高壓開關HS2的閘極端。低壓控制器112的第三輸出端耦接低壓開關LS1的閘極端以及反相器113的輸入端。反相器113的輸出端則耦接低壓開關LS2的閘極端。
同時參考第1圖以及第2圖。第2圖是依照本揭示一些實施例所繪示的第1圖的電源供應電路100的波形圖。
以第2圖示例而言，在第一階段，假若輸入電壓VIN1大於輸入電壓VIN2，控制訊號VG1的電壓值可預先設置為大於控制訊號VG2的電壓值。在這個情況下，如前所述，由於節點電壓VL1(高壓開關HS1的源極電壓)會受限於控制訊號VG1的電壓值(高壓開關HS1的閘極電壓)且節點電壓VL2(高壓開關HS2的源極電壓)會受限於控制訊號VG2的電壓值(高壓開關HS2的閘極電壓)，因此節點電壓VL1將會大於節點電壓VL2。低壓比較器111可比較節點電壓VL1以及節點電壓VL2以產生比較結果訊號CMP_OUT。當節點電壓VL1大於節點電壓VL2，低壓比較器111可輸出具有第一邏輯值(例如：邏輯值0)的比較結果訊號CMP_OUT。
低壓控制器112可接收到具有第一邏輯值(例如：邏輯值0)的比較結果訊號CMP_OUT，且依據具有第一邏輯值(例如：邏輯值0)的比較結果訊號CMP_OUT輸出控制訊號CS以控制低壓開關LS1以及低壓開關LS2。詳細而言，低壓控制器112可依據具有第一邏輯值(例如：邏輯值0)的比較結果訊號CMP_OUT輸出具有第一邏輯值(例如：邏輯值0)的控制訊號CS以導通低壓開關LS1。由於低壓開關LS1與高壓開關HS1皆為導通，因此對應於輸入電壓VIN1的第一電源路徑為導通。導通的高壓開關HS1可產生節點電壓VL1且節點電壓VL1可透過導通的低壓開關LS1對輸出端OUT充電，使得第一階段中的輸出電壓VOUT接近於節點電壓VL1。另一方面，反相器113可依 據來自低壓控制器112且具有第一邏輯值(例如：邏輯值0)的控制訊號CS產生具有第二邏輯值(例如：邏輯值1)的反相控制訊號CSB。此反相控制訊號CSB可截止低壓開關LS2。由於低壓開關LS2為截止，因此對應於輸入電壓VIN2的第二電源路徑被切斷以避免電流倒灌。
隨著節點電壓VL1(輸入電壓VIN1)持續對輸出端OUT進行充電，進入第二階段後，節點電壓VL1(輸入電壓VIN1)會下降。以第2圖示例而言，進入第二階段後，節點電壓VL1會轉為小於節點電壓VL2。
低壓比較器111可比較節點電壓VL1以及節點電壓VL2以產生比較結果訊號CMP_OUT。當節點電壓VL1小於節點電壓VL2，低壓比較器111可輸出具有第二邏輯值(例如：邏輯值1)的比較結果訊號CMP_OUT。在一些實施例中，低壓比較器111具有延遲時間DT。也就是說，比較結果訊號CMP_OUT轉為具有第二邏輯值(例如：邏輯值1)的時間點(圖2中第二階段的結束時間點T2)比節點電壓VL1轉為小於節點電壓VL2的時間點(圖2中第二階段的起始時間點T1)晚了延遲時間DT。在延遲時間DT的範圍內(即，在第二階段中)，高壓開關HS1以及低壓開關LS1(即，第一電源路徑)仍為導通。然而，由於第一電源路徑的輸入電壓VIN1(節點電壓VL1)變小且第二電源路徑尚未導通，因此輸出電壓VOUT在第二階段會略為下降。
在經過延遲時間DT之後(即，進入第三階段)，比較結果訊號CMP_OUT轉為具有第二邏輯值(例如：邏輯 值1)。低壓控制器112可接收到具有第二邏輯值(例如：邏輯值1)的比較結果訊號CMP_OUT，且依據具有第二邏輯值(例如：邏輯值1)的比較結果訊號CMP_OUT輸出控制訊號CS以控制低壓開關LS1以及低壓開關LS2。詳細而言，低壓控制器112可依據具有第二邏輯值(例如：邏輯值1)的比較結果訊號CMP_OUT輸出具有第二邏輯值(例如：邏輯值1)的控制訊號CS以截止低壓開關LS1。由於低壓開關LS1為截止，因此對應於輸入電壓VIN1的第一電源路徑被切斷，可以避免電流倒灌。另一方面，反相器113可依據來自低壓控制器112且具有第二邏輯值(例如：邏輯值1)的控制訊號CS產生具有第一邏輯值(例如：邏輯值0)的反相控制訊號CSB。此反相控制訊號CSB可導通低壓開關LS2。由於高壓開關HS2與低壓開關LS2皆為導通，因此對應於輸入電壓VIN2的第二電源路徑為導通。在這個情況下，導通的高壓開關HS2可產生節點電壓VL2且節點電壓VL2可透過導通的低壓開關LS2對輸出端OUT充電，使得輸出電壓VOUT在第三階段中會再次上升且接近於節點電壓VL2。另一方面，低壓控制器112可依據具有第二邏輯值(例如：邏輯值1)的比較結果訊號CMP_OUT降低控制訊號VG1的電壓值且提高控制訊號VG2的電壓值(提高節點電壓VL2的上限)。
需特別注意的是，前述「高壓」開關以及「低壓」開關分別是指耐壓程度相對高的開關以及耐壓程度相對低的開關。也就是說，高壓開關HS1(或高壓開關HS2)的耐 壓大於低壓開關LS1(或低壓開關LS2)的耐壓。在一些實施例中，高壓開關HS1(或高壓開關HS2)的耐壓等於或大於20伏特，而低壓開關LS1(或低壓開關LS2)的耐壓等於或小於5伏特，但不以此為限。例如，在另一些實施例中，高壓開關HS1(或高壓開關HS2)的耐壓等於或大於14伏特，而低壓開關LS1(或低壓開關LS2)的耐壓等於或小於6伏特。
另外，前述「低壓」比較器以及「低壓」控制器是指其是由「低壓」電晶體實現。而「低壓」電晶體是指低耐壓的電晶體。在一些實施例中，低壓電晶體的耐壓等於或小於5伏特，但不以此為限。
在一些相關技術中，控制電路是由高壓元件(例如：高耐壓電晶體)實現。在這些相關技術中，由於高壓元件的尺寸較大，因此由高壓元件所實現的控制電路的電路面積較大。另外，高壓元件的反應速度也較低壓元件較慢。
相較於上述該些相關技術，在本揭示中，如前所述，高壓開關HS1的源極電壓(節點電壓VL1)會受限於高壓開關HS1的閘極電壓(控制訊號VG1的電壓值)且高壓開關HS2的源極電壓(節點電壓VL2)會受限於高壓開關HS2的閘極電壓(控制訊號VG2的電壓值)，因此節點電壓VL1以及節點電壓VL2為低壓輸出。據此，後方的控制電路110可由低壓元件(例如：低耐壓電晶體)實現。相較於高壓元件，低壓元件的尺寸較小且反應速度較快。據此，可縮小電路面積、降低晶片成本且提升電路效能。
在一些實施例中，低壓比較器111具有電壓遲滯機制，以避免電路誤操作。以上述的實施例為例，當低壓比較器111偵測到節點電壓VL1大於節點電壓VL2時，不會立刻改變比較結果訊號CMP_OUT。直到低壓比較器111偵測到節點電壓VL1與節點電壓VL2之間的差值大於門檻值(例如但不限於：100毫伏特)時，低壓比較器111才轉為輸出具有第一邏輯值(例如：邏輯值0)的比較結果訊號CMP_OUT。相對地，當低壓比較器111偵測到節點電壓VL2大於節點電壓VL1時，不會立刻改變比較結果訊號CMP_OUT。直到低壓比較器111偵測到節點電壓VL2與節點電壓VL1之間的差值大於門檻值時，低壓比較器111才轉為輸出具有第二邏輯值(例如：邏輯值1)的比較結果訊號CMP_OUT。
雖然上述實施例是以控制訊號VG1預先設置為大於控制訊號VG2的電壓值為例，但本揭示不以此為限。在一些其他的實施例中，控制訊號VG1的電壓值亦可預先設置為等於控制訊號VG2的電壓值。
舉例而言，假若輸入電壓VIN1相異於輸入電壓VIN2，控制訊號VG1的電壓值大於輸入電壓VIN1的電壓值且兩者之間的差值大於高壓開關HS1的臨界電壓，且控制訊號VG2的電壓值大於輸入電壓VIN2且兩者之間的差值大於高壓開關HS2的臨界電壓。雖然控制訊號VG1的電壓值等於控制訊號VG2的電壓值，但節點電壓VL1的電壓值可上升至等於輸入電壓VIN1的電壓值且節點電壓VL2 的電壓值可上升至等於輸入電壓VIN2的電壓值。由於輸入電壓VIN1相異於輸入電壓VIN2(節點電壓VL1相異於節點電壓VL2)，低壓比較器111仍可比較節點電壓VL1以及節點電壓VL2以產生比較結果訊號CMP_OUT，且低壓控制器112可依據比較結果訊號CMP_OUT進行後續運作。
再舉例而言，假若控制訊號VG1的電壓值小於輸入電壓VIN1的電壓值且控制訊號VG2的電壓值小於輸入電壓VIN2的電壓值。在這個情況下，節點電壓VL1會受限於控制訊號VG1的電壓值且節點電壓VL2會受限於控制訊號VG2的電壓值。雖然控制訊號VG1的電壓值等於控制訊號VG2的電壓值，但對應於較大輸入電壓的節點電壓會較早上升至控制訊號VG1或VG2的電壓值。此時另一節點電壓尚未上升至控制訊號VG1或VG2的電壓值。據此，低壓比較器111仍可比較節點電壓VL1(例如：已上升至控制訊號VG1的電壓值)以及節點電壓VL2(例如：尚未上升至控制訊號VG2的電壓值)以產生比較結果訊號CMP_OUT，且低壓控制器112可依據比較結果訊號CMP_OUT進行後續運作。舉例而言，低壓控制器112可降低對應於較小輸入電壓的控制訊號(例如：控制訊號VG2)的電壓值，以降低該電源路徑的節點電壓(例如：節點電壓VL2)的上限。
另外，雖然上述實施例是以輸入電壓VIN1的電壓值相異於輸入電壓VIN2的電壓值為例，但本揭示不以此為限。在一些其他的實施例中，輸入電壓VIN1的電壓值可相 同於輸入電壓VIN2的電壓值。在這些其他的實施例中，可藉由設計控制訊號VG1的電壓值以及控制訊號VG2的電壓值控制節點電壓VL1以及節點電壓VL2。據此，低壓比較器111仍可比較節點電壓VL1以及節點電壓VL2以產生比較結果訊號CMP_OUT，且低壓控制器112可依據比較結果訊號CMP_OUT進行後續運作。
參考第3圖。第3圖是依照本揭示一些實施例所繪示的電源供應電路300的示意圖。第3圖中的電源供應電路300的電路架構與操作相似於第1圖中的電源供應電路100的電路架構與操作。
電源供應電路300與電源供應電路100之間的其中一個主要差異在於，控制電路310的低壓控制器312更包含閘極電壓調節電路3121，且低壓控制器312更用以接收致能訊號EN1以及致能訊號EN2。致能訊號EN1以及致能訊號EN2可來自一數位電路。
在一些情況下，相似於第1圖中的低壓控制器112，低壓控制器312可依據來自低壓比較器111的比較結果訊號CMP_OUT控制高壓開關HS1、低壓開關LS1、高壓開關HS2以及低壓開關LS2。
在一些情況下，低壓控制器312亦可依據致能訊號EN1以及致能訊號EN2控制高壓開關HS1、低壓開關LS1、高壓開關HS2以及低壓開關LS2。
舉例而言，當致能訊號EN1具有致能位準時，致能訊號EN2可具有禁能位準。低壓控制器312可控制閘極 電壓調節電路3121依據具有致能位準的致能訊號EN1輸出控制訊號VG1，且控制閘極電壓調節電路3121依據具有禁能位準的致能訊號EN2輸出控制訊號VG2。舉例而言，閘極電壓調節電路3121可輸出具有較大電壓值的控制訊號VG1以及具有較小電壓值的控制訊號VG2，以分別控制高壓開關HS1以及高壓開關HS2。另一方面，低壓控制器312可依據具有致能位準的致能訊號EN1以及具有禁能位準的致能訊號EN2輸出具有第一邏輯值(例如：邏輯值0)的控制訊號CS以導通低壓開關LS1，且反相器113可依據具有第一邏輯值(例如：邏輯值0)的控制訊號CS產生具有第二邏輯值(例如：邏輯值1)的反相控制訊號CSB進而截止低壓開關LS2。也就是說，低壓控制器312可依據具有致能位準的致能訊號EN1以及具有禁能位準的致能訊號EN2導通對應於輸入電壓VIN1的第一電源路徑，且切斷對應於輸入電壓VIN2的第二電源路徑。
相反地，當致能訊號EN2具有致能位準時，致能訊號EN1可具有禁能位準。低壓控制器312可控制閘極電壓調節電路3121依據具有致能位準的致能訊號EN2輸出控制訊號VG2，且控制閘極電壓調節電路3121依據具有禁能位準的致能訊號EN1輸出控制訊號VG1。舉例而言，閘極電壓調節電路3121可輸出具有較大電壓值的控制訊號VG2以及具有較小電壓值的控制訊號VG1，以分別控制高壓開關HS2以及高壓開關HS1。另一方面，低壓控制器312可依據具有致能位準的致能訊號EN2以及具有禁能位準的 致能訊號EN1輸出具有第二邏輯值(例如：邏輯值1)的控制訊號CS以截止低壓開關LS1，且反相器113可依據具有第二邏輯值(例如：邏輯值1)的控制訊號CS產生具有第一邏輯值(例如：邏輯值0)的反相控制訊號CSB進而導通低壓開關LS2。也就是說，低壓控制器312可依據具有致能位準的致能訊號EN2以及具有禁能位準的致能訊號EN1導通對應於輸入電壓VIN2的第二電源路徑，且切斷對應於輸入電壓VIN1的第一電源路徑。
參考第4圖。第4圖是依照本揭示一些實施例所繪示的電源供應電路400的示意圖。第4圖中的電源供應電路400的電路架構與操作相似於第3圖中的電源供應電路300的電路架構與操作。
以下主要針對電源供應電路400與電源供應電路300之間的主要差異進行描述。
電源供應電路400更包含高壓開關HS3以及低壓開關LS3。在一些實施例中，高壓開關HS3可採用N型電晶體實現，且低壓開關LS3可採用P型電晶體實現。
高壓開關HS3用以接收輸入電壓VIN3。低壓開關LS3耦接於高壓開關HS3與輸出端OUT之間。高壓開關HS3與低壓開關LS3形成第三電源路徑。高壓開關HS3依據輸入電壓VIN3以及來自控制電路410的控制訊號VG3於高壓開關HS3與低壓開關LS3之間的節點N3產生節點電壓VL3。
在一些實施例中，輸入電壓VIN1的電壓值、輸入電壓VIN2的電壓值以及輸入電壓VIN3的電壓值彼此相同。在一些實施例中，輸入電壓VIN1的電壓值、輸入電壓VIN2的電壓值以及輸入電壓VIN3的電壓值並非彼此相同。
控制電路410可依據節點電壓VL1、節點電壓VL2以及節點電壓VL3控制高壓開關HS1、低壓開關LS1、高壓開關HS2、低壓開關LS2、高壓開關HS3以及低壓開關LS3，以控制第一電源路徑、第二電源路徑以及第三電源路徑的導通與否，進而於輸出端OUT產生輸出電壓VOUT。
以第4圖示例而言，控制電路410包含低壓比較器411以及低壓控制器412。低壓控制器412包含閘極電壓調節電路4121。
低壓比較器411可比較節點電壓VL1、節點電壓VL2以及節點電壓VL3以產生比較結果訊號CMP_OUT1以及比較結果訊號CMP_OUT2。低壓控制器412可依據比較結果訊號CMP_OUT1以及比較結果訊號CMP_OUT2產生控制訊號VG1、控制訊號VG2、控制訊號VG3、控制訊號CS1、控制訊號CS2以及控制訊號CS3以分別控制高壓開關HS1、高壓開關HS2、高壓開關HS3、低壓開關LS1、低壓開關LS2以及低壓開關LS3。詳細控制方式相似於前面的實施例，故於此不再贅述。簡言之，低壓控制器412可將對應於最大節點電壓(節點電壓 VL1、節點電壓VL2以及節點電壓VL3當中最大者)的該電源路徑導通，且切斷其他電源路徑。
相似於前面的實施例，在一些情況下，低壓控制器412可直接依據致能訊號EN1、致能訊號EN2以及致能訊號EN3控制高壓開關HS1、低壓開關LS1、高壓開關HS2、低壓開關LS2、高壓開關HS3以及低壓開關LS3。舉例而言，當致能訊號EN1具有致能位準時，低壓控制器412可導通對應於輸入電壓VIN1的第一電源路徑(高壓開關HS1以及低壓開關LS1)。當致能訊號EN2具有致能位準時，低壓控制器412可導通對應於輸入電壓VIN2的第二電源路徑(高壓開關HS2以及低壓開關LS2)。當致能訊號EN3具有致能位準時，低壓控制器412可導通對應於輸入電壓VIN3的第三電源路徑(高壓開關HS3以及低壓開關LS3)。
前述「高壓」開關以及「低壓」開關分別是指耐壓程度相對較高的開關以及耐壓程度相對較低的開關。也就是說，高壓開關HS3的耐壓大於低壓開關LS3的耐壓。舉例而言，高壓開關HS3的耐壓等於或大於20伏特，而低壓開關LS3的耐壓等於或小於5伏特，但不以此為限。
在一些其他實施例中，電源供應電路亦可包含超過三個電源路徑。也就是說，這些電源供應電路可包含超過三個高壓開關以及超過三個低壓開關。這些電源供應電路的電路架構與操作相似於電源供應電路400的電路架構與操作，故於此不再贅述。
參考第5圖。第5圖是依照本揭示一些實施例所繪示的電源供應方法500的流程圖。在一些實施例中，電源供應方法500可應用至第1圖中的電源供應電路100、第3圖中的電源供應電路300以及第4圖中的電源供應電路400。為了易於瞭解，電源供應方法500將搭配第1圖中的電源供應電路100進行描述。
以第5圖示例而言，電源供應方法500包含操作S510、操作S520以及操作S530。
在操作S510中，藉由高壓開關HS1接收輸入電壓VIN1且產生節點電壓VL1。在一些實施例中，高壓開關HS1採用N型電晶體實現。而低壓開關LS1耦接於高壓開關HS1與輸出端OUT之間。
在操作S520中，藉由高壓開關HS2接收輸入電壓VIN2且產生節點電壓VL2。在一些實施例中，高壓開關HS2採用N型電晶體實現。而低壓開關LS2耦接於高壓開關HS2與輸出端OUT之間。
在操作S530中，藉由控制電路110依據節點電壓VL1以及節點電壓VL2控制高壓開關HS1、低壓開關LS1、高壓開關HS2以及低壓開關LS2，以使輸出電壓VOUT於輸出端OUT產生。在一些實施例中，低壓比較器111比較節點電壓VL1以及節點電壓VL2以產生比較結果訊號CMP_OUT，且低壓控制器112依據比較結果訊號CMP_OUT輸出控制訊號VG1、控制訊號VG2以及控制訊 號CS以控制高壓開關HS1、低壓開關LS1、高壓開關HS2以及低壓開關LS2。
綜上所述，在本揭示的電源供應電路以及電源供應方法中，部分元件可採用低壓元件實現。據此，可節省電路面積，進而降低晶片成本。
雖然本揭示已以實施方式揭示如上，然其並非用以限定本揭示，任何本領域具通常知識者，在不脫離本揭示之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:電源供應電路 110:控制電路 111:低壓比較器 112:低壓控制器 113:反相器 VIN1,VIN2:輸入電壓 VOUT：輸出電壓 OUT:輸出端 HS1,HS2:高壓開關 LS1,LS2:低壓開關 VL1,VL2:節點電壓 CMP_OUT:比較結果訊號 VG1,VG2,CS:控制訊號 CSB:反相控制訊號 N1,N2:節點

Claims (10)

  1. 一種電源供應電路，包含：一第一高壓開關，用以接收一第一輸入電壓且產生一第一節點電壓；一第一低壓開關，耦接於該第一高壓開關與一輸出端之間；一第二高壓開關，用以接收一第二輸入電壓且產生一第二節點電壓；一第二低壓開關，耦接於該第二高壓開關與該輸出端之間；以及一控制電路，用以依據該第一節點電壓以及該第二節點電壓控制該第一高壓開關、該第一低壓開關、該第二高壓開關以及該第二低壓開關，以使該輸出端輸出一輸出電壓，其中該第一高壓開關以及該第二高壓開關是以N型電晶體實現。
  2. 如請求項1所述的電源供應電路，其中該第一高壓開關的耐壓大於該第一低壓開關的耐壓，且該第二高壓開關的耐壓大於該第二低壓開關的耐壓。
  3. 如請求項2所述的電源供應電路，其中該第一高壓開關的耐壓或該第二高壓開關的耐壓等於或大於20伏特，其中該第一低壓開關的耐壓或該第二低壓開關的 耐壓等於或小於5伏特。
  4. 如請求項1所述的電源供應電路，其中該第一低壓開關以及該第二低壓開關是以P型電晶體實現。
  5. 如請求項1所述的電源供應電路，其中該控制電路包含：一低壓比較器，用以比較該第一節點電壓以及該第二節點電壓以產生一比較結果訊號；一低壓控制器，用以依據該比較結果訊號或至少一致能訊號控制該第一高壓開關、該第一低壓開關、該第二高壓開關以及該第二低壓開關；以及一反相器，用以接收來自該低壓控制器的一控制訊號且依據該控制訊號產生一反相控制訊號，其中該控制訊號用以控制該第一低壓開關，且該反相控制訊號用以控制該第二低壓開關。
  6. 如請求項5所述的電源供應電路，其中該低壓比較器具有一電壓遲滯機制。
  7. 如請求項6所述的電源供應電路，其中當該第一節點電壓大於該第二節點電壓且該第一節點電壓與該第二節點電壓之間的一差值大於一門檻值時，該低壓比較器輸出具有一第一邏輯值的該比較結果訊號，其中當該第 二節點電壓大於該第一節點電壓且該第二節點電壓與該第一節點電壓之間的該差值大於該門檻值時，該低壓比較器輸出具有一第二邏輯值的該比較結果訊號。
  8. 如請求項5所述的電源供應電路，其中該低壓控制器包含一閘極電壓調節電路，且該閘極電壓調節電路用以控制該第一高壓開關與該第二高壓開關。
  9. 如請求項1所述的電源供應電路，更包含：一第三高壓開關，用以接收一第三輸入電壓且產生一第三節點電壓；以及一第三低壓開關，耦接於該第三高壓開關與該輸出端之間，其中該控制電路更包含：一低壓比較器，用以比較該第一節點電壓、該第二節點電壓以及該第三節點電壓以產生一第一比較結果訊號以及一第二比較結果訊號；以及一低壓控制器，用以依據該第一比較結果訊號以及該第二比較結果訊號或至少一致能訊號控制該第一高壓開關、該第一低壓開關、該第二高壓開關、該第二低壓開關、該第三高壓開關以及該第三低壓開關。
  10. 一種電源供應方法，包含：藉由一第一高壓開關接收一第一輸入電壓且產生一第 一節點電壓；藉由一第二高壓開關接收一第二輸入電壓且產生一第二節點電壓；以及藉由一控制電路依據該第一節點電壓以及該第二節點電壓控制該第一高壓開關、一第一低壓開關、該第二高壓開關以及一第二低壓開關，以使一輸出端輸出一輸出電壓，其中該第一低壓開關耦接於該第一高壓開關與該輸出端之間，且該第二低壓開關耦接於該第二高壓開關與該輸出端之間，其中該第一高壓開關以及該第二高壓開關是以N型電晶體實現。
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