用于減少電流消耗的分層電源的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于集成電路(1C)的電源。
【背景技術】
[0002]集成電路可具有不同的模擬和/或數(shù)字功能，而這需要提供可能具有不同電壓的電能。為不同的模擬和/或數(shù)字功能提供電能的可行方法為使用專用電源轉換器，該專用電源轉換器用于為不同的模擬和/或數(shù)字功能提供具有不同電壓的電能。然而電源轉換器的使用導致了集成電路的空間需求的增加。此外，電源轉換器的使用導致了集成電路的能量消耗的增加。
[0003]本發(fā)明解決了提供一種電源效率高且成本效率高的集成電路的技術問題，該集成電路根據(jù)不同的能量需求，包括多種不同的模擬和/或數(shù)字功能。

【發(fā)明內容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一方面，描述了一種電路布局(例如電源和多個能量消耗電路)。該電路布局可以是集成電路。例如，該電路布局包括用于發(fā)光二極管的驅動電路。該電路布局包括第一電容和第二電容，該第一電容和該第二電容在高電位(例如供電電壓Vcc)與低電位(例如接地電壓)之間串聯(lián)連接。此外，該電路布局包括第一能量消耗電路(例如數(shù)字電路)，該第一能量消耗電路與該第一電容并聯(lián)連接。該第一能量消耗電路以第一電壓消耗電能。該第一能量消耗電路包括一個或多個電子組件，舉例說明，如邏輯門的數(shù)字組件，其中該一個或多個電子組件以第一電壓操作。
[0005]此外，該電路布局包括第二能量消耗電路(例如模擬電路)，該第二能量消耗電路與該第二電容并聯(lián)連接。該第二能量消耗電路以第二電壓消耗電能。該第二能量消耗電路包括一個或多個電子組件，舉例說明，如模擬運算放大器或比較器的模擬組件，其中該一個或多個電子組件以第二電壓操作。
[0006]該第一和第二電壓滿足:該第一電壓和該第二電壓的和的大小小于或等于該高電位與該低電壓的絕對差。
[0007]此外，該電路布局包括電壓設定裝置，該電壓設定裝置用于根據(jù)第一電壓設定第一電容處的電壓，并根據(jù)第二電壓設定第二電容處的電壓。因此，可以高電源效率和高成本效率的方式為第一和第二能量消耗電路提供電能。
[0008]該電壓設定裝置包括與該第一電容并聯(lián)的第一限壓元件和/或與該第二電容并聯(lián)的第二限壓元件。該第一限壓元件具有對應于第一電壓的第一擊穿電壓，并且/或者該第二限壓元件具有對應于第二電壓的第二擊穿電壓。這些限壓元件可分別包括一個或多個穩(wěn)壓二極管。
[0009]該電路布局還可包括用于生成經過第一和/或第二限壓元件的電流的電流源。替換性或者附加性地，該電流源可用于控制提供到第一能量消耗電路和第二能量消耗電路的電流。電流源可與串聯(lián)連接的第一限壓元件(與第一能量消耗電路并聯(lián))以及第二限壓元件(與第二能量消耗電路并聯(lián))串聯(lián)連接。因此，電流源可用于控制流入電路布局的總電流。
[0010]電路布局可包括用于測量經過第一和/或第二限壓元件的電流的裝置(例如在第一和/或第二限壓元件上使用分流電阻)。電流源可用于根據(jù)測得的通過第一和/或第二限壓元件的電流，控制電流源提供的電流。特別地，對總電流的控制滿足測得的通過第一和/或第二限壓元件的電流基本為零。因此，可以以有效地方式為第一和第二能量消耗電路提供電源。
[0011]電壓設定裝置可包括用于設定第一電容上端處的第一輸出電壓的第一穩(wěn)壓器。替換性或者附加性地，該電壓設定裝置可包括用于設定第二電容上端處的第二輸出電壓的第二穩(wěn)壓器，其中第一電容的下端連接到第二電容的上端。因此，可利用一個或多個穩(wěn)壓器設定第一和/或第二能量消耗電路處的電壓電平。
[0012]第二電容的下端可連接到第二電位，而第一穩(wěn)壓器和第二穩(wěn)壓器分別位于高電位和低電位之間。第一輸出電壓(由第一穩(wěn)壓器提供)大于或等于第一電壓和第二電壓的和。第二輸出電壓(由第二穩(wěn)壓器提供)大于或等于第二電壓。
[0013]電壓設定裝置包括用于將第二電容的電壓設定和/或限制為第二電壓的并聯(lián)調整器。
[0014]替換性或附加性地，電壓設定裝置包括串聯(lián)連接的第一電壓源和第二電壓源。該第一電壓源可用于以第一電壓提供電能，并且/或者第二電壓源用于以第二電壓提供電能。另外，電壓設定裝置可包括連接到第一電壓源的高側端口(位于該電流鏡的一側)并且連接到第一能量消耗電路的高側端口(位于該電流鏡的另一側)的第一電流鏡。此外，電壓設定裝置可包括連接到第二電壓源的高側端口(位于該電流鏡的一側)并且連接到第二能量消耗電路的高側端口(位于該電流鏡的另一側)的第二電流鏡。
[0015]電路布局還包括用于在第一能量消耗電路的第一參考電平和第二能量消耗電路的第二參考電平之間提供雙向電平轉移的電路。可相對于第一參考電平提供第一電壓，并且/或者相對于第二參考電平提供第二電壓。
[0016]根據(jù)另一方面，描述了向第一能量消耗電路和第二能量消耗電路提供電能的方法。該第一能量消耗電路以第一電壓消耗電能，而第二能量消耗電路以第二電壓消耗電能。該方法包括:在高電位和低電位之間串聯(lián)連接第一電容和第二電容，其中該第一電壓和第二電壓的和的大小小于或等于高電位和低電位之間的絕對差。此外，該方法包括:第一能量消耗電路與第一電容并聯(lián)連接;第二能量消耗電路與第二電容并聯(lián)連接。另外，該方法包括:根據(jù)第一電壓設定第一電容的電壓;并且根據(jù)第二電壓設定第二電容的電壓。
[0017]應該說明，本文中描述的方法和系統(tǒng)及其優(yōu)選實施例可單獨應用，或者與文中公開的其他方法和系統(tǒng)結合應用。此外，對系統(tǒng)中描述的特征同樣適用于對應的方法。此外，文中描述的方法和系統(tǒng)中的所有方面都可以任意組合。具體地，權利要求的特征可以以任何方式互相結合。
[0018]在本文中，術語“連接”或“被連接”表示元件彼此電氣連通，包括直接連接，例如通過電線，或者其他方式的連接。
【附圖說明】
[0019]下文結合附圖對本發(fā)明進行解釋，其中:
[0020]圖1描述了一種示例性的集成電路的方塊圖；
[0021 ]圖2描述了另一種示例性的集成電路的方塊圖；
[0022]圖3描述了一種包括并聯(lián)調整器的示例性的集成電路的方塊圖；
[0023]圖4描述了另一種包括并聯(lián)調整器的示例性的集成電路的方塊圖；
[0024]圖5顯示了用于為第一和第二能量消耗電路提供電能的示例性的方法的流程圖；以及
[0025]圖6顯示了用于為多個能量消耗電路提供能量的示例性的電源串/分層電源。
【具體實施方式】
[0026]如上文指出，本發(fā)明解決了以高電源效率的方式為集成電路中的不同功能或電路提供電能的技術問題。在本說明書中，圖1顯示了集成電路100的方塊圖，該集成電路100包括數(shù)字功能或數(shù)字電路113，以及模擬功能或模擬電路123。該數(shù)字電路113以第一電壓114消耗電能，而模擬電路123以第二電壓124消耗電能。該數(shù)字電路113可包括一個或多個邏輯組件(例如邏輯門)，而模擬電路123可包括一個或多個模擬組件(例如運算放大器或比較器)。
[0027]電路100包括電源串，該電源串位于高電位131(例如供電電壓Vcc，如Vcc = 12V)和低電位132(如接地電壓)之間。本文所指的高電位131也被稱為第一電位，而低電位132也被稱為第二電位。該電源串包括電流源101，該電流源101用于控制經過該電源串的電流104。該電源串還包括與數(shù)字電路113并聯(lián)連接的第一穩(wěn)壓二極管112，以及與模擬電路123并聯(lián)連接的第二穩(wěn)壓二極管122。穩(wěn)壓二極管112、122呈現(xiàn)出的擊穿電壓分別對應于第一電壓114和第二電壓124。因此，可以確保以有效的方式為各個電路113、123設定正確的供電電壓。
[0028]第一電容111可與數(shù)字電路113并聯(lián)連接，而第二電容121可與模擬電路123并聯(lián)