功率控制電路和功率控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及功率控制電路和功率控制方法。促進了供電。根據(jù)一個或多個實施例，功率調(diào)節(jié)器電路包括第一調(diào)節(jié)器、第二調(diào)節(jié)器以及用于在待機操作模式和正常操作模式下對功率調(diào)節(jié)器的操作加以控制的控制器。第一調(diào)節(jié)器和第二調(diào)節(jié)器分別以主功率級和待機功率級提供經(jīng)調(diào)節(jié)的功率，所述待機功率級低于主功率級。對于待機模式，控制器操作第二調(diào)節(jié)器以待機功率級向集成電路供電。對于向正常模式的轉(zhuǎn)變，控制器將第一調(diào)節(jié)器接通而同時繼續(xù)操作第二調(diào)節(jié)器在啟動周期期間向集成電路供電。在啟動周期之后(例如，當(dāng)?shù)谝徽{(diào)節(jié)器達到全功率時)，控制器操作第一調(diào)節(jié)器進行供電，以在高頻模式下操作處理器。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及電源電路和方法。
技術(shù)介紹
在許多電子電路應(yīng)用中，多種電路在某些時候是不被供電的，在這期間可以使電路處于待機模式，在待機模式下電路汲取少于全功率的功率。例如，許多低功率微控制器包括混合信號模塊，如，包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、溫度傳感器、比較器或電壓基準(zhǔn)的混合信號模塊。在許多實施方式中，并不是始終需要所有模塊，通常可以將所有電路模塊都斷電直到需要該電路時。這種方法可以節(jié)省功率，這在電池供電的應(yīng)用中是尤為有用的。通常，待機模式是以下這樣的模式在該模式下，應(yīng)用外部電源，但是通過將內(nèi)部 模塊和/或其他電路組件斷電降低了電流消耗。當(dāng)需要訪問功能模塊時，從待機中恢復(fù)包括將內(nèi)部模塊上電，使得內(nèi)部模塊可以恢復(fù)其處理功能。然而，內(nèi)部模塊的快速上電實現(xiàn)起來可能具有挑戰(zhàn)性，因為許多電力供應(yīng)需要時間來提升(ramp up)以提供全功率，被供電的功能電路模塊也是如此。這些和其他問題對于消耗低功率但是操作以對請求快速響應(yīng)的電路的實現(xiàn)而言仍然具有挑戰(zhàn)性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
多種示例實施例涉及電源電路和方法，以及涉及解決包括上述挑戰(zhàn)在內(nèi)的各種挑戰(zhàn)。根據(jù)示例實施例，一種功率調(diào)節(jié)器電路包括第一功率調(diào)節(jié)器和第二功率調(diào)節(jié)器、以及控制器。第一功率調(diào)節(jié)器和第二功率調(diào)節(jié)器分別以主功率級和待機功率級來提供經(jīng)調(diào)節(jié)的功率，所述待機功率級小于主功率級(例如小于主功率級的二分之一)。對于待機操作，控制器輸出用于操作第二功率調(diào)節(jié)器以待機功率級向集成電路供電的控制待機信號。對于啟動(startup)操作，控制器輸出用于將第一功率調(diào)節(jié)器接通而同時繼續(xù)操作第二功率調(diào)節(jié)器在啟動周期期間向集成電路供電的啟動控制信號，并且還輸出用于經(jīng)由第二功率調(diào)節(jié)器在低頻模式下操作集成電路中的處理器的起始(start)信號。在啟動周期之后(例如，當(dāng)?shù)谝徽{(diào)節(jié)器操作提供全功率時)，控制器操作第一功率調(diào)節(jié)器以主功率級供電以在高頻模式下操作處理器，并且可以可選地將第二調(diào)節(jié)器關(guān)斷。另一示例實施例涉及一種對具有第一功率調(diào)節(jié)器和第二功率調(diào)節(jié)器的集成電路供電的方法，所述第一功率調(diào)節(jié)器和第二功率調(diào)節(jié)器分別以主功率級和待機功率級來提供經(jīng)調(diào)節(jié)的功率，所述待機功率級小于主功率級的二分之一。在待機模式下，輸出用于操作第二功率調(diào)節(jié)器以待機功率級向集成電路供電的控制待機信號。在啟動模式下，輸出用于將第一功率調(diào)節(jié)器接通而同時繼續(xù)操作第二功率調(diào)節(jié)器在啟動周期期間向集成電路供電的啟動控制信號，并且輸出用于經(jīng)由第二功率調(diào)節(jié)器在低頻模式下操作集成電路中的處理器的起始信號。在啟動周期之后，輸出用于操作第一功率調(diào)節(jié)器進行供電以在高頻模式下操作處理器的主操作控制信號(第二功率調(diào)節(jié)器和/或其他功率調(diào)節(jié)器可以被關(guān)斷)。另一示例實施例涉及一種集成電路芯片，所述集成電路芯片操作在主功率模式和待機功率模式下。芯片包括多個功能電路模塊，產(chǎn)生時鐘信號的時鐘產(chǎn)生電路，以及在基于接收到的時鐘信號的頻率下操作的微處理器電路。芯片還包括第一功率調(diào)節(jié)器、第二功率調(diào)節(jié)器和功率控制電路。第一功率調(diào)節(jié)器和第二功率調(diào)節(jié)器分別以主功率級和待機功率級來提供經(jīng)調(diào)節(jié)的功率，所述待機功率級小于主功率級的二分之一。功率控制電路通過輸出用于操作第二功率調(diào)節(jié)器以待機功率級向電路供電的待機信號，來進入待機模式，其中在待機模式下集成電路芯片不服務(wù)于請求。功率控制電路響應(yīng)于用于訪問集成電路芯片的請求，通過輸出用于將第一功率調(diào)節(jié)器接通而同時繼續(xù)操作第二功率調(diào)節(jié)器在啟動周期期間向集成電路供電的啟動控制信號，并且還輸出用于經(jīng)由第二功率調(diào)節(jié)器在低頻模式下操作微處理器電路的起始信號，來進入啟動模式。響應(yīng)于第一功率調(diào)節(jié)器 達到全功率級，功率控制電路通過操作第一功率調(diào)節(jié)器以主功率級進行供電以在高頻模式下操作處理器，來進入主操作模式。附圖說明以上論述不旨在描述本公開的每一個實施例或者每一種實現(xiàn)方式。附圖以及以下描述也例證了不同實施例。結(jié)合附圖，通過以下詳細(xì)描述，可以更全面地理解各個示例實施例，附圖中圖I示出了根據(jù)本專利技術(shù)示例實施例的功率調(diào)節(jié)器；圖2示出了根據(jù)本專利技術(shù)另一示例實施例的另一功率調(diào)節(jié)器；以及圖3示出了根據(jù)本專利技術(shù)另一示例實施例在待機模式和正常模式下對集成電路供電的數(shù)據(jù)流圖。具體實施例方式本專利技術(shù)可以具有多種修改和備選形式，附圖中通過示例示出了其中特定的一些，以下將對其進行詳細(xì)描述。然而應(yīng)理解，本專利技術(shù)不知在限于所描述的具體實施例。而是旨在覆蓋本專利技術(shù)范圍之內(nèi)的所有修改、等同和替換，本專利技術(shù)的范圍包括由權(quán)利要求所限定的方面。本專利技術(shù)可以應(yīng)用到用于和/或涉及電源和電源控制的多種不同類型的電路、設(shè)備和系統(tǒng)。盡管本專利技術(shù)不必須限于該上下文，然而通過論述有關(guān)示例可以理解本專利技術(shù)的各個方面。根據(jù)多種示例實施例，一種功率調(diào)節(jié)器電路包括至少兩個功率控制電路(例如，電壓調(diào)節(jié)器)，分別提供通常所謂的待機功率和主功率，待機功率和主功率與低功率操作狀態(tài)和高功率操作狀態(tài)相對應(yīng)。第一主功率控制電路提供用于正常操作的高功率輸出，第二待機功率控制電路提供用于待機操作的低功率輸出。因此，在待機模式期間，待機功率控制電路對采用了該功率調(diào)節(jié)器電路的集成電路中的待機功能供電。當(dāng)功率調(diào)節(jié)器電路處于待機模式時，主功率控制電路響應(yīng)于刺激(例如，對主功率控制電路所供電的電路的調(diào)用)而激活，以提供高功率輸出。當(dāng)從待機模式進入正常操作模式時，待機功率控制電路還通過提供功率來對刺激做出響應(yīng)，以在從待機模式向正常操作模式轉(zhuǎn)變期間對電路進行初始供電。例如，當(dāng)對微處理器供電時，待機功率控制電路可以在主功率控制電路向全功率提升的同時以低頻率操作控制電路。這相對于等待主功率控制電路達到全功率而言，促進了處理電路的快速啟動。在多種實現(xiàn)方式中，待機功率控制電路所提供的這種轉(zhuǎn)變功率可以由低復(fù)雜度的待機電路(例如，相對于主功率控制電路而言)來提供。這種方法可以提供一致性或精度相對較低但是足以初始地對微處理器供電的功率。此外，待機功率控制電路可以操作以在該轉(zhuǎn)變期間的短時間段上以高于待機功率的功率級供電。在多種實現(xiàn)方式中，功率調(diào)節(jié)器耦合至集成電路，以使集成電路能夠從待機模式中快速地恢復(fù)，便于被供電的電路對外部刺激做出快速響應(yīng)(如，在大約2微秒內(nèi))。多種實施例涉及得益于這種快速恢復(fù)方法的應(yīng)用。例如，個人電子設(shè)備(如，手表或玩具)、手持設(shè)備、計算機設(shè)備或媒體設(shè)備可以得益于這種方法。因此，本文所指的有關(guān)進入啟動模式的刺激可以包括用戶發(fā)起的輸入(如，按壓按鈕或觸摸屏交互)或自動輸入(包括對具體功能的調(diào)用)。在主功率電路上電的同時，待機功率電路對集成電路的組件供電。例如可以使用待機功率控制電路來實現(xiàn)這種方法，所述待機功率控制電路相對于主功率控制電路而言 提供較低并且不精確的電流，但是比主功率控制電路消耗明顯更少的功率(例如，消耗的功率是主功率控制電路消耗的功率的大約I %，而提供的電流是主功率提供的電流的大約10% )。在一些實現(xiàn)方式中，主功率控制電路使用復(fù)制反饋(replica feedback)方法,所述復(fù)制反饋方法消耗附加的功率，但是相對于低功率待機調(diào)節(jié)器而言，能夠以更高級別的電壓精度來傳遞更大量的電流。可以在不用復(fù)制反饋的情況下來實現(xiàn)待機功率控制電路，以在低功率(低頻率)下操作微處理器。在這些情況下，可以使用高精度反饋型調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)主功率控制電路，待機功率控制電路可以使用低精度本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種功率調(diào)節(jié)器電路，包括：第一功率調(diào)節(jié)器和第二功率調(diào)節(jié)器，分別被配置和布置為以主功率級和待機功率級來提供經(jīng)調(diào)節(jié)的功率，所述待機功率級小于主功率級的二分之一；以及控制器，被配置和布置為：在待機模式下，輸出待機信號，所述待機信號用于操作第二功率調(diào)節(jié)器以待機功率級向集成電路供電，在啟動模式下，輸出啟動信號和起始信號，所述啟動信號用于將第一功率調(diào)節(jié)器接通，同時繼續(xù)操作第二功率調(diào)節(jié)器在啟動周期期間向集成電路供電，所述起始信號用于經(jīng)由第二功率調(diào)節(jié)器在低頻模式下操作集成電路中的處理器，以及在啟動周期之后，操作第一功率調(diào)節(jié)器以主功率級供電，以在高頻模式下操作處理器。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彼得·羅伯遜，安德·岡瑟，凱文·馬胡提，
申請(專利權(quán))人：NXP股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：