[发明专利]快速导通电力开关

权利要求书

1.一种电力开关电路，其包括：

电力开关晶体管，其具有：控制端子；以及耦合在外部电力端子与内部电力端子之间的传导路径；

电荷泵，其经耦合以在电荷泵节点处产生电压；

第一电流源，其耦合在所述电荷泵节点及所述控制端子之间以将第一电流施加到所述电力开关晶体管的所述控制端子；

升压电流源，其在所述电荷泵节点及所述控制端子之间与所述第一电流源并联耦合；及

控制逻辑，其用于：响应于第一模式信号，控制所述电荷泵以在第一频率操作；以及，响应于角色交换信号，控制所述电荷泵以在高于所述第一频率的第二频率操作、并将来自于所述升压电流源的升压电流施加到所述电力开关晶体管的所述控制端子。

2.根据权利要求1所述的电路，其进一步包括：

电流限制电路，其具有：输入，其经耦合以接收对应于在所述内部与外部电力端子之间传导的电力电流的信号；及输出，其耦合到所述电力开关晶体管的所述控制端子；其中所述电流限制电路经耦合以响应于所述电力电流超过电流限制而从所述电力开关晶体管的所述控制端子传导电流。

3.根据权利要求2所述的电路，其中所述电流限制电路包含：

第一镜像晶体管，其具有传导路径，所述传导路径经耦合以传导对应于所述电力电流与所述电流限制之间的差的输入电流；及

第二镜像晶体管，其具有：传导路径，其耦合在所述电力开关晶体管的所述控制端子与参考电压之间；及控制端子，其耦合到所述第一镜像晶体管；其中所述第二镜像晶体管可操作以响应于所述输入电流超过所述电流限制而导通。

4.根据权利要求3所述的电路，其中所述电流限制电路包含：

补偿电流源，其经耦合以响应于所述控制逻辑接收到所述角色交换信号而将对应于所述升压电流的补偿电流施加到所述第一镜像晶体管的所述传导路径。

5.根据权利要求1所述的电路，其中所述电力开关晶体管是第一电力开关晶体管，且所述电路进一步包括：

第二电力开关晶体管，其具有：传导路径，其耦合在所述第一电力开关晶体管的所述传导路径与所述内部电力端子之间；及控制端子；

第二电流源，其经耦合以将第二电流从所述电荷泵节点施加到所述第二电力开关晶体管的所述控制端子；及

开关，其耦合在所述电荷泵节点与所述第二电力开关晶体管的所述控制端子之间，其中所述开关可操作以响应于所述控制逻辑接收到所述角色交换信号而闭合。

6.根据权利要求5所述的电路，其中所述第一及第二电力开关晶体管是金属氧化物半导体MOS晶体管，且所述电路进一步包括电流限制电路，所述电流限制电路包含：

差分放大器，其经耦合以产生对应于跨越所述第二电力开关晶体管的所述传导路径的电压差的感测电流；

第一镜像晶体管，其具有源极/漏极路径及经耦合以接收所述感测电流的栅极；

电流限制电流源，其与所述第一镜像晶体管的所述源极/漏极路径并联连接以传导限制电流；

补偿电流源，其经耦合以响应于所述控制逻辑接收到所述角色交换信号而将对应于所述升压电流的补偿电流施加到所述第一镜像晶体管的所述源极/漏极路径；及

第二镜像晶体管，其具有：源极/漏极路径，其耦合在所述第一电力开关晶体管的所述控制端子与参考电压之间；及栅极，其耦合到所述第一镜像晶体管的所述栅极及漏极。

7.一种控制电子装置的接口处的电力开关的方法，所述方法包括：

响应于外部电力端子处的电压下降到安全限制以下：以第一频率操作电荷泵以在电荷泵节点处产生电压；及将来自所述电荷泵节点的第一受控电流，包括第二受控电流，耦合到电力开关晶体管的控制端子，所述电力开关晶体管具有耦合在所述外部电力端子与连接内部电力源的内部电力端子之间的传导路径；以及

响应于所述外部电力端子处的所述电压达到特定电平：以低于所述第一频率的第二频率操作所述电荷泵；并停用所述第二受控电流，以降低从所述电荷泵节点到所述电力开关晶体管的所述控制端子的所述第一受控电流。