[发明专利]一种具有系统及电池电量仲裁的低功率实时时钟电路

说明书

技术领域：

本发明涉及到工作在低功率水平并使用电池作为备份电源的系统，更具体地，有关一个实时时钟电路，该电路包括功率仲裁电路，用于在系统电源和电池电源之间转换，在系统电源的电压范围与电池的电压范围重叠的情况下。

背景技术：

便携式和连续工作的电子系统，通常包括工作在低功率水平的电路。通常包含电池作为备份电源，来补充系统电源。这些系统还包括在两个电源之间仲裁的电路，选择激励由系统电源提供还是由电池提供，并提供一个开关装置用于选择合适的电源。

这些系统通常还包括一个监测电池电压的电路，如果电池电压降低于临界水平它将会发出警报，还包括一个低功率，低电压振荡器，允许低功率状态机操作使用电池作为电源。系统电源典型的电压范围是5V（±10％），电池的典型电压范围为3V(±20％）。

图1（a）到（c）是框图，显示了先前技术中便携式或连续工作的系统的（1a）功率仲裁，（1b）电池电压检测，（1c）低功率振荡器电路。如图1（a）所示，功率仲裁电路20输入为系统电源(V_Sys)22和电池电源电压(V_Batt）24。电源22和24输入到比较器26，比较器26产生一个输出信号，表明哪个输入更高。比较器26的输出信号提供到反相器28，并作为一个控制信号提供到晶体管32的栅极。反相器32的输出作为一个控制信号提供给晶体管30的栅极。仲裁电路20功能为选择V_Sys和V_Batt24中更高的作为系统内部电源总线（V_PP）34的电源电压。当系统被驱动时，系统电源22被选择，当系统处于断电状态时，电池电源24被选择。内部总线34连接到更高的电源，在另一个电源低于更高的电压几毫伏。以这种方式，内部总线上保持恒定的功率。

当电池电压V_Batt24低于一个预定的水平V_ref40时，图1（b）低电池电压检测电路36提供一个警报信号38。在图1（b）的例子中，V_ref40被设置约等于比较器42中包含的MOS晶体管导通电压V_T的两倍。如图所示，V_Batt24和V_ref作为比较器42的输入，当V_Batt24低于V_tef时，输出低电池电压检测报警信号38。

图1（c）的低功率振荡电路44功能为提供一个实时时钟信号，以振荡器46的形式，对于状态机或计数器48这些装置的操作。这种情况下，内部总线V_PP34上的电压（该电压等于系统电压或电池电压中的）充当振荡器46及其他电池支持电路的电源。

图1（a）的功率仲裁电路提供一个可靠的电源，当系统电源电压不与电池电源电压重叠时。这是因为仲裁电路可以明确识别较高的电源电压。但是，当系统电源电压范围和电池电源电压范围重叠时，这“较高的电源”是不可靠的，例如，一个系统的系统电压为3.3V±10％，电池电压为3V±20％，这种情况就可能发生。这样类型的较低电压系统变得越来越普通，电压仲裁和低电量检测的其他方法必须被开发。

电路图1（a）—（c）的另一个方面，对于大多数应用，电路图必须与高速逻辑装置结合，电路的部件被限制于高速数字处理可得到的部件。这对可用的结构和方法是一个约束，这些结构和方法可被用来形成电路图，并影响电路的设计。

所需的是功率仲裁，低电池电量检测电路，系统的电池支持电路的操作，这个系统中系统电源电压范围与电池电源重叠。对于那些在该领域熟悉的人，只要阅读了本发明的详细说明以及附图，本发明的这些及其他优点将会是显而易见的。

发明内容：

本发明针对功率仲裁，低电池电压检测电路，及电池支持电路的操作，系统电源电压范围与电池电源电压范围重叠。本发明根据实时时钟的应用描述，但它的原理也可应用到其他工作在低功率的系统，包括一个备份电池电源。

本发明的技术解决方案：