[发明专利]具有可编程切换决策的电源开关

说明书

本发明提供的可编程阈值电源选择器有两个电源输入VDD1和VDD2。这两个电压中的较高者被预先选择为公共电源，其为可编程阈值电源选择器中的所有晶体管和电路供电，包括晶体管下方的衬底。开环决策电路非常稳定，因为它不使用反馈。可调分压器将VDD1除以一个可编程除数。将除后的VDD与参考电压进行比较以产生开关控制信号。开关控制信号驱动p沟道开关晶体管的栅极，p沟道开关晶体管要么将VDD1要么将VDD2连接到输出电源电压。不同的可编程除数值能够有效地使VDD1与可编程阈值电压VTH进行比较。只有当VDD1低于VTH时，开关晶体管才会将输出电源电压切换到VDD2。即使当VDD1低于VDD2时，输出电源电压也保持在VDD1，从而消除了不必要的电源切换。

【技术领域】

本发明涉及电源电路，特别涉及可编程阈值电源选择电路。

【背景技术】

现代电子系统通常需要可靠的电力供应。在执行各种功能或操作时，例如当启用或禁用3D图形加速器时，就会打开和关闭大功率电流。GPS接收器和其它便携式电子设备需要一个非常稳定的电源。

有时，除了常规电源之外还会使用备用电源。例如，主电源使用由外部交流(A.C.)适配器产生的直流电(D.C.)，而电池提供备用电力。可以使用电源开关来选择主电源或备用电源为系统供电。

电源选择器可以监测主电源和备用电源两者的电压，并选择具有较高电压的电源。当一个电源发生故障并且其电压低于另一个电源的电压时，电源选择器就切换到具有较高电压的另一个电源。例如，可以使用二极管来选择最高的电源电压。但是，简单的二极管不允许控制切换决定。

可以提供更复杂的控制或监控以检测低电压情况或断开电源。图1显示了现有技术的电源开关。比如两个电源电压VDD1和VDD2由主电源和备用电源提供。比较器12比较这两个电源电压，并使用开关控制电压VSW1、VSW2驱动开关晶体管14、16的栅极。开关晶体管14、16要么选择VDD1，要么选择VDD2，以驱动输出电源电压VDO来为系统供电。

当VDD1和VDD2彼此接近时，可能会产生问题。当电压降导致各种瞬态效应时，比较器12可能无法区分彼此几乎相等的输入电压。比较器12进入一个模糊状态，并将两个输出VSW1、VSW2驱动到相同的低状态，使得开关晶体管14、16两者同时导通。然后馈通电流从一个电源流到另一个电源，例如从VDD1经过开关晶体管16到VDO，然后通过开关晶体管14到VDD2。当电源电压波动时，这个馈通电流会变大，并可能造成破坏。

图2显示了另一种现有技术的电源控制器。决策电路120监测VDD1和VDD2以驱动VSW1和VSW2来控制开关晶体管14、16的栅极。决策电路120依靠来自输出电压VDO的某种反馈来决定要选择VDD1或VDD2中的一个。这种反馈可能产生稳定性问题，因此是不可取的。

虽然选择最高电压的电源控制器是有效的，但是当主电源电压和备用电源电压彼此接近或波动时可能会发生不必要的频繁切换。例如，主电源电压可能从3.3伏特下降到2.8伏特，而系统可以在3.3伏特至2.8伏特的这个电压范围内正常操作，不会出现任何问题。但是，如果备用电源电压恒定为3.0伏特，当主电源电压降至3.0伏特以下时，电源控制器可能会切换到备用电源。由于系统可以在低至2.8伏特操作，所以这种切换是不必要的。这种额外的切换可能会导致系统发生故障或出现其它不稳定，因此是不可取的。

期望有一种电源选择器，其不仅仅是选择最高电源电压。期望有一种具有可编程电压阈值的电源选择器电路。期望有一种电源选择器电路，其能够在备用电源具有较高的电压时仍然继续使用主电源，只有当主电源电压降至可编程阈值电压以下时才切换到备用电源。期望有一种数字可调节的电压阈值以用于设置切换电压。

【附图说明】

图1显示一种现有技术的电源开关。

图2显示另一种现有技术的电源控制器。

图3是一种可编程阈值电源选择器的框图。