[发明专利]使用开关电容器技术向电路供电的装置及方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及通过在第一电源与第二电源之间进行切换来向 电路供电，更具体地，涉及使用开关电容器技术来选择所述电源之一。

背景技术

集成电路通常具有主电源(V_CC)和备用电源。备用电源的一个 用途是使电路可以在主电源出于某种原因中断或下降至预设电压电平 以下时继续工作。切换电路(switchover circuit)用于在主电源与备用 电源之间切换电路的内部电源(V_dd)。希望具有使用内部电源(V_dd) 作为其电压源并使用较低电量的切换电路。随着电路在尺寸方面不断 减小，还需要占用较小面积的切换电路。

用于集成电路的备用电源的一个示例是电池。在该示例中，使用 较低电量的切换电路可以用于延长电池寿命。例如，上述类型的切换 电路可以用于将来自网络的电能与备用电源一起使用的电子设备(例 如，时钟收音机、静电计等)。

在切换电路的一个示例中，切换电路包括两个比较器，这两个比 较器将主电源电压(V_CC)与备用电池电压(V_BAT)以及与电池阈值 电压(V_BMT)进行比较。采用内部电源(V_dd)为这两个比较器供电， 电池阈值(V_BMT)是由同样以内部电源(V_dd)供电的参考电路产生的。 当主电源(V_CC)的电压既小于电池电压(V_BAT)又小于电池阈值(V_BMT) 时，切换电路切换至备用电池，当主电源电压大于电池电压或电池阈 值时，切换电路切换回主电源。然而，这种类型的切换电路具有若干 限制。例如，需要将电池阈值(V_BMT)指定为比内部电源(V_dd)的最 小电压更低的值，这是因为电池阈值是由以内部电源供电的参考电路 产生的。

这些问题的一个可能的解决方案是，采用比内部电源(V_dd)更高 的电压电平来向比较器以及产生电池阈值(V_BMT)的参考电路供电。 可以通过使用倍压器来提高内部电源(V_dd)的电压电平，以产生所述 更高的电压电平。然而，添加倍压器将增大切换电路的尺寸和功率消 耗。

在切换电路的另一示例中，内部电源(V_dd)向比较器供电，然而 这些比较器比较分压后的输入电平(例如V_CC/2、V_BAT/2和V_BMT/2)。在 这种情况下，产生电池阈值(V_BMT)的分压电平；从而电池阈值可以 大于内部电源(V_dd)的最小电压。前述方法使用了带隙源或电阻分压 器来为比较器产生分压后的电压电平。然而，带隙源和电阻分压器将 导致切换电路的功率消耗和尺寸的增大。

这些以及其他问题为切换电路的实现带来了挑战。

发明内容

本发明的各方面的目的在于，采用解决和克服上述问题和其他问 题(采用如以下详细描述中直接和间接解决)的方式，在第一电源与 第二电源之间进行切换的装置和方法。

根据本发明的示例实施例，提供了一种通过在第一电源与第二电 源之间进行选择来向电路供电的装置。所述装置包括：第一电路，使 用第一电源来对第一电容性元件充电，并且通过在第一电容性元件与 第二电容性元件之间分布电荷来产生第一参考电压。所述装置还包括： 第一比较器，将第一参考电压与从第二电源导出的第二参考电压进行 比较；以及第二比较器，将第一参考电压与第三参考电压进行比较。 所述装置还包括：电源控制电路，基于比较器所执行的比较来选择第 一电源和第二电源之一。

根据本发明的另一示例实施例，提出了一种通过在第一电源与第 二电源之间进行选择来向电路供电的方法。使用第一电源来对第一电 容性元件充电，并且通过在第一电容性元件与第二电容性元件之间分 布电荷来产生第一参考电压。将第一参考电压与从第二电源导出的第 二参考电压进行比较，并将第一参考电压与第三参考电压进行比较。 基于比较结果来选择第一电源和第二电源之一。