(57)【要約】      （修正有）【課題】低ドロップアウト（ＬＤＯ）電圧調整器のデュアル入力電力管理方法およびシステムを提供する。【解決手段】デュアル入力電力管理方法は、第1の入力端子が電源を有するかどうか、および第2の入力端子が電源を有するかどうかを監視し、これに応じて第1のモニタ信号および第2のモニタ信号を生成するステップ610と、第1の入力端子および第2の入力端子の入力優先を決定するために、第1のモニタ信号、第2のモニタ信号、およびイネーブル信号に基づいて、優先信号を生成するステップ620と、出力電圧を示すフィードバック信号と基準信号とに基づいて、制御信号を生成するステップ630と、優先信号および制御信号に基づいて、出力電圧を調整するステップ640とを含む。【選択図】図６
2018160224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュアル入力電力管理方法であって、
第1の入力端子が電源を有するかどうか、および第2の入力端子が電源を有するかどうかを監視するステップと、これに応じて第1のモニタ信号および第2のモニタ信号を生成するステップと、
前記第1の入力端子および前記第2の入力端子の入力優先を決定するために、前記第1のモニタ信号、前記第2のモニタ信号、およびイネーブル信号に基づいて、優先信号を生成するステップと、
出力電圧を示すフィードバック信号と基準信号とに基づいて、制御信号を生成するステップと、
前記優先信号および前記制御信号に基づいて、前記出力電圧を調整するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記監視するステップが、
前記第1の入力端子上の第1の入力電圧を第1の分圧電圧に変換するステップと、
前記第1の分圧電圧と第1のプリセットモニタ閾値とを比較するステップと、これに応じて前記第1のモニタ信号を生成するステップと、
前記第2の入力端子上の第2の入力電圧を第2の分圧電圧に変換するステップと、
前記第2の分圧電圧と第2のプリセットモニタ閾値とを比較するステップと、これに応じて前記第2のモニタ信号を生成するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記優先信号を生成するステップが、
前記第1のモニタ信号が、前記第1の入力端子が前記電源を有することを示し、前記第2のモニタ信号が、前記第2の入力端子が前記電源を有さないことを示し、かつ前記イネーブル信号が第1の状態にある場合、前記出力電圧の生成を停止するステップと、
前記第1のモニタ信号が、前記第1の入力端子が前記電源を有することを示し、前記第2のモニタ信号が、前記第2の入力端子が前記電源を有さないことを示し、かつ前記イネーブル信号が第2の状態にある場合、前記入力優先を前記第1の入力端子にセットするとともに前記第1の入力端子上の第1の入力電圧を前記出力電圧に変換するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記優先信号を生成するステップが、
前記第2のモニタ信号が、前記第2の入力端子が前記電源を有することを示した場合、前記入力優先を前記第2の入力端子にセットするとともに、前記第2の入力端子上の第2の入力電圧を前記出力電圧に変換するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記出力電圧に従ってパワーグッド信号を生成するステップと、
プロセッサのリセット信号として前記パワーグッド信号を使用するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第1の入力端子上の電圧および前記第2の入力端子上の電圧がプリセット電圧低下ロックアウト閾値よりも小さい場合、デュアル入力電力調整器内のコンポーネントをターンオフするためにシャットダウン信号を生成するステップと、
前記第1の入力端子の電圧および前記第2の入力端子の電圧のうちの一方が前記プリセット電圧低下ロックアウト閾値よりも大きい場合、前記デュアル入力電力調整器内の前記コンポーネントをターンオンするために、前記シャットダウン信号の生成を停止するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
システム温度がプリセット温度閾値よりも高い場合、前記システム温度が前記プリセット温度閾値に下がるまで、デュアル入力電力調整器内のコンポーネントをターンオフするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
出力段階モジュールを流れる電流がプリセット電流閾値よりも大きい場合、前記出力段階モジュールを流れる電流を減少させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
デュアル入力電力調整器を備えたデュアル入力電力管理システムであって、前記デュアル入力電力調整器が、
第1の入力端子が電源を有するかどうか、および第2の入力端子が電源を有するかどうかを監視して、これに応じて第1のモニタ信号および第2のモニタ信号を生成し、前記第1のモニタ信号、前記第2のモニタ信号、およびイネーブル信号に基づいて優先信号を生成して、前記第1の入力端子および前記第2の入力端子の入力優先を決定するように構成された優先決定モジュールと、
出力電圧を示すフィードバック信号を生成するように構成されたフィードバックモジュールと、
前記フィードバックモジュールに結合され、かつ前記フィードバック信号および基準信号に基づいて制御信号を生成するように構成された比較モジュールと、
前記優先決定モジュールおよび前記比較モジュールに結合され、かつ前記優先信号および前記制御信号に基づいて前記出力電圧を調整するように構成された出力段階モジュールとを備える、システム。
【請求項１０】
前記優先決定モジュールが、
前記第1の入力端子上の第1の入力電圧を第1の分圧電圧に変換するように構成された第1の分圧器と、
前記第1の分圧電圧と第1のプリセットモニタ閾値とを比較して、これに応じて前記第1のモニタ信号を生成するように構成された第1の誤差増幅器と、
前記第2の入力端子上の第2の入力電圧を第2の分圧電圧に変換するように構成された第2の分圧器と、
前記第2の分圧電圧と第2のプリセットモニタ閾値とを比較して、これに応じて前記第2のモニタ信号を生成するように構成された第2の誤差増幅器と、
を備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記優先決定モジュールが、前記第1のモニタ信号、前記第2のモニタ信号、および前記イネーブル信号に基づいて前記優先信号を生成して、前記第1の入力端子および前記第2の入力端子の前記入力優先を決定するように構成された決定ユニットを備え、
前記第1のモニタ信号が、前記第1の入力端子が前記電源を有することを示し、前記第2のモニタ信号が、前記第2の入力端子が前記電源を有さないことを示し、かつ前記イネーブル信号が第1の状態にある場合、前記決定ユニットは、前記デュアル入力電力調整器がシャットダウンモードに入りかつ前記出力電圧の生成を停止することを決定し、
前記第1のモニタ信号が、前記第1の入力端子が前記電源を有することを示し、前記第2のモニタ信号が、前記第2の入力端子が前記電源を有さないことを示し、かつ前記イネーブル信号が第2の状態にある場合、前記決定ユニットは、前記入力優先を前記第1の入力端子にセットし、前記デュアル入力電力調整器は、前記第1の入力端子上の第1の入力電圧を前記出力電圧に変換する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記優先決定モジュールが、前記第1のモニタ信号、前記第2のモニタ信号、および前記イネーブル信号に基づいて前記優先信号を生成して、前記第1の入力端子および前記第2の入力端子の前記入力優先を決定するように構成された決定ユニットを備え、
前記第2のモニタ信号が、前記第2の入力端子が前記電源を有することを示した場合、前記決定ユニットは、前記入力優先を前記第2の入力端子にセットし、前記デュアル入力電力調整器は、前記第2の入力端子上の第2の入力電圧を前記出力電圧に変換する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記システムが、前記デュアル入力電力調整器に結合され、かつ前記イネーブル信号を前記デュアル入力電力調整器に提供するように構成されたプロセッサをさらに備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記デュアル入力電力調整器が、前記フィードバックモジュールに結合され、かつ前記出力電圧に従ってパワーグッド信号を生成するとともに、前記パワーグッド信号をリセット信号として前記プロセッサに送信するように構成された電力状態モジュールをさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記デュアル入力電力調整器が、前記フィードバックモジュールに結合された保護モジュールをさらに備え、前記保護モジュールが、
前記第1の入力端子上の電圧および前記第2の入力端子上の電圧がプリセット電圧低下ロックアウト閾値よりも小さい場合、シャットダウン信号を生成して、前記デュアル入力電力調整器内のコンポーネントをターンオフし、
前記第1の入力端子の電圧および前記第2の入力端子の電圧のうちの一方が前記プリセット電圧低下ロックアウト閾値よりも大きい場合、前記シャットダウン信号の生成を停止して、前記デュアル入力電力調整器内の前記コンポーネントをターンオンするように構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
前記デュアル入力電力調整器が、前記フィードバックモジュールに結合された保護モジュールであって、前記システムの温度がプリセット温度閾値よりも大きい場合、前記温度が前記プリセット温度閾値に下がるまで、前記デュアル入力電力調整器内のコンポーネントをターンオフするように構成された保護モジュールをさらに備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１７】
前記デュアル入力電力調整器が、前記フィードバックモジュールに結合された保護モジュールであって、出力段階モジュールを流れる電流がプリセット電流閾値よりも大きい場合、前記出力段階モジュールを流れる電流を減少させるように構成された保護モジュールをさらに備え、請求項９に記載のシステム。
【請求項１８】
前記出力段階モジュールが、
前記第1の入力端子に結合された第1の出力段階ユニットと、
前記第2の入力端子に結合された第2の出力段階ユニットとを備え、
前記第1の出力段階ユニットおよび前記第2の出力段階ユニットは、前記優先信号および前記制御信号によって制御される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第1の出力段階ユニットおよび前記第2の出力段階ユニットが、電流ミラーを備え、前記優先信号に基づいてイネーブルまたはディセーブルされ、かつ前記制御信号の制御電流に従って出力電流を生成する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第1のモニタ信号が、前記第1の入力端子が前記電源を有することを示し、前記第2のモニタ信号が、前記第2の入力端子が前記電源を有さないことを示し、かつ前記イネーブル信号が第1の状態にある場合、前記優先信号が、前記第1の出力段階ユニットおよび前記第2の出力段階ユニットをディセーブルし、
前記第1のモニタ信号が、前記第1の入力端子が前記電源を有することを示した場合、前記第2のモニタ信号が、前記第2の入力端子が前記電源を有さないことを示し、かつ前記イネーブル信号が第2の状態にある場合、前記優先信号は、前記第1の出力段階ユニットをイネーブルにしかつ前記第2の出力段階ユニットをディセーブルにし、前記第1の出力段階ユニットは、前記制御電流に従って前記出力電流を生成し、
前記第2のモニタ信号が、前記第2の入力端子が前記電源を有することを示した場合、前記優先信号は、前記第1の出力段階ユニットをディセーブルにしかつ前記第2の出力段階ユニットをイネーブルにし、前記第2の出力段階ユニットは、前記制御電流に従って前記出力電流を生成する、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
携帯電話、ラップトップコンピュータ、カメラレコーダ、または他のモバイルバッテリ駆動装置のような、幾つかの電子装置またはシステムは、比較的正確かつ安定した直流(DC)電圧を提供するための低ドロップアウト(LDO)電圧調整器を含む。
【背景技術】
【０００２】
図1Aは、従来からのデュアル入力電力管理システムを示す。図1Aに示されるように、2つの入力端子IN1およびIN2は、それぞれのダイオードを介してLDO電圧調整器に接続されている。LDO電圧調整器は、入力端子IN1およびIN2からより大きい入力電圧を選択し、出力端子OUT上の出力電圧VOUTをマイクロプロセッサ(MCU)に提供する。しかし、これは入力優先設定およびイネーブル設定ができない。
【０００３】
別の従来スキームは、1つのLDO電圧調整器と、MCUによって制御される複数の入力電力経路選択スイッチとを利用することである。図1Bに示されるように、デュアル入力端子IN1およびIN2を有する電力管理システムは、LDO電圧調整器、補助回路、およびMCUを含む。LDO電圧調整器は、出力端子OUT上の出力電圧VOUTをMCUに提供する。補助回路は、入力端子IN1および/またはIN2が電源を有するかどうかを監視して電源情報をMCUに提供する。MCUは、電源情報に従ってイネーブル信号EN1およびEN2を生成して、スイッチ1およびスイッチ2(例えば、パワースイッチチップ)を選択的にイネーブルまたはディセーブルする。このようにして、対応する電源(例えば、入力端子IN1またはIN2からの電源)がLDO電圧調整のために選択され、これにより、単一の出力端子OUT上に出力電圧VOUTを生成する。しかし、このスキームは、MCUが複数の入出力インターフェース(I/O)と適切なファームウェアを有して、それらの別々のコンポーネントを制御することを必要とする。したがって、これは、高コストで、高電力消費で、複雑性の高い解決策であり大きなプリント回路基板(PCB)スペースを必要とする。さらに、MCUは、入力端子IN1およびIN2が電源を有するかどうかを判定するための補助回路を必要とするため、電力管理システムは、電力モード転換の間、信頼に欠く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明による実施形態は、改善されたデュアル入力電力管理方法およびシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態において、本発明は、第1の入力端子が電源を有するかどうか、および第2の入力端子が電源を有するかどうかを監視するステップと、これに応じて、第1のモニタ信号および第2のモニタ信号を生成するステップと、第1の入力端子および第2の入力端子の入力優先を決定するために、第1のモニタ信号、第2のモニタ信号、およびイネーブル信号に基づいて優先信号を生成するステップと、出力電圧を示すフィードバック信号と基準信号とに基づいて、制御信号を生成するステップと、優先信号および制御信号に基づいて出力電圧を調整するステップとを含むデュアル入力電力管理方法を提供する。
【０００６】
一実施形態において、本発明は、デュアル入力電力調整器を含むデュアル入力電力管理システムを提供し、デュアル入力電力調整器は、第1の入力端子が電源を有するかどうか、および第2の入力端子が電源を有するかどうかを監視し、これに応じて、第1のモニタ信号および第2のモニタ信号を生成し、第1のモニタ信号、第2のモニタ信号、およびイネーブル信号に基づいて優先信号を生成して、第1の入力端子および第2の入力端子の入力優先を決定するように構成された優先決定モジュールと、出力電圧を示すフィードバック信号を生成するように構成されたフィードバックモジュールと、フィードバックモジュールに結合され、かつフィードバック信号および基準信号に基づいて制御信号を生成するように構成された比較モジュールと、優先決定モジュールおよび比較モジュールに結合され、かつ優先信号および制御信号に基づいて出力電圧を調整するように構成された出力段階モジュールとを含む。
【０００７】
有利に、本発明による実施形態において、デュアル入力電力管理方法およびシステムは、低コストでかつ効率の高い方法において入力優先設定を実現することができ、信頼できかつ安定した出力をさらに提供することができる。
【０００８】
図面を参照しながら、以下の詳細な説明が進むにつれ、請求された主題の実施形態の特徴および利点が明らかとなるだろう。類似の参照番号は類似の部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】従来からのデュアル入力電力管理システムを示すブロック図である。
【図１Ｂ】従来からのデュアル入力電力管理システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による、デュアル入力電力管理システムを示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による、デュアル入力電力調整器を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による、図3の優先決定モジュールを示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による、図3の出力段階モジュールを示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態による、デュアル入力電力管理方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態を詳細に参照する。本発明がこれらの実施形態と併せて説明される一方で、その説明が、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図しないことが理解されよう。それだけでなく、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨および範囲内に含まれる、代替物、変更物、および等価物を対象に含めることが意図される。
【００１１】
さらに、本発明の以下の詳細な説明において、本発明の十分な理解を与えるために、数多くの具体的な詳細が説明される。しかし、本発明がこれらの特定の詳細がなくとも実施可能であることは当業者によって認識されよう。他の例において、本発明の態様を不必要に不明瞭にしないように、周知の方法、手続、コンポーネント、および回路は、詳細には説明しない。
【００１２】
図2は、本発明の一実施形態による、デュアル入力電力管理システム200を示すブロック図である。図1Aおよび図1Bにおける従来からのデュアル入力電力管理システムとは異なり、図2のデュアル入力電力管理システム200は、デュアル入力電力調整器210、プロセッサ(例えば、MCU 220)、およびフィルタコンデンサCIN1, CIN2, COUTを含み、補助回路または別個のLDO電圧調整器を必要としない。デュアル入力電力調整器210は、出力端子OUT上の出力電圧VOUT、およびパワーグッド信号PGをMCU 220に提供する。MCU 220は、イネーブル信号ENをデュアル入力電力調整器210に提供する。
【００１３】
具体的には、デュアル入力電力調整器210は、第1の入力端子IN1(例えば、6V)が電源を有するかどうか、および第2の入力端子IN2(例えば、4.5V)が電源を有するかどうかを監視し、これに応じて、第1のモニタ信号および第2のモニタ信号を生成する。より具体的には、第1の入力端子IN1上で検出された第1の入力電圧VIN1が所定の閾値よりも大きい場合、第1のモニタ信号は、第1の入力端子IN1が電源を有することを示す、第1の状態(例えば、高レベル)にある。第1の入力端子IN1上で検出された第1の入力電圧VIN1が所定の閾値よりも小さい場合、第1のモニタ信号は、第1の入力端子IN1が電源を有さないことを示す、第2の状態(例えば、低レベル)にある。同様に、第2の入力端子IN2上で検出された第2の入力電圧VIN2が所定の閾値よりも大きい場合、第2のモニタ信号は、第2の入力端子IN2が電源を有することを示す、第1の状態(例えば、高レベル)にある。第2の入力端子IN2上で検出された第2の入力電圧VIN2が所定の閾値よりも小さい場合、第2のモニタ信号が、第2の入力端子IN2が電源を有さないことを示す、第2の状態(例えば、低レベル)にある。MCU 220は、イネーブル信号EN(第1のモニタ信号および第2のモニタ信号と組み合わせて使用可能)をデュアル入力電力調整器210に提供し、デュアル入力電力調整器210を、正常動作モード(例えば、5マイクロアンペア(μA)の電流を消費する)、またはシャットダウンまたは低電流モード(例えば、わずか1μAの電流を消費する)に入れる。第1のモニタ信号、第2のモニタ信号、およびイネーブル信号ENに基づいて、デュアル入力電力調整器210は、第1の入力端子IN1および第2の入力端子IN2の入力優先を決定し、これに応じて、出力端子OUT上に出力電圧VOUTを生成する。より詳細は表1で以下与える。本発明は、表1の優先決定ロジックと併せて説明されるが、本発明はそれに限定されない。一方で、本発明は他の適切な優先決定ロジックも対象に含める。
【００１４】
【表１】
2018160224.tif 000003
【００１５】
表1に示されるように、一実施例において、入力端子IN1が電源を有し(“Input”として示される)、かつ入力端子IN2が電源を有さない(“N/A”として示される)場合、入力優先が入力端子IN1にセットされ、出力はイネーブル信号ENにさらに依存する。より具体的には、表1の1番目の行に示されるように、入力端子IN1が電源を有し、入力端子IN2が電源を有さず、かつイネーブル信号ENが低レベルにある(例えば、ディセーブル)場合、デュアル入力電力調整器210はシャットダウンまたは低電流モードに入り、出力端子OUT上の出力電圧VOUTの生成を停止する(例えば、出力無しで、“N/A”として示される)。表1の2番目の行に示されるように、入力端子IN1が電源を有し、入力端子IN2が電源を有さず、イネーブル信号ENが高レベルにある場合、デュアル入力電力調整器210が正常動作モードに入り、入力端子IN1上の入力電圧VIN1を出力端子OUT上の出力電圧VOUTに変換する(例えば、出力有りで、“Output”として示される)。
【００１６】
表1の3番目および4番目の行に示されるように、入力端子IN2が電源が有する場合、入力優先が入力端子IN2にセットされ、入力端子IN2上の入力電圧VIN2は、入力端子IN1が電源を有するか否かに関係なく、かつイネーブル信号ENが高レベルまたは低レベルにあるか否かに関係なく、出力端子OUT上の出力電圧VOUTに変換される(例えば、出力有り)。
【００１７】
生成された出力端子OUT上の出力電圧VOUTに従って、デュアル入力電力調整器210は、パワーグッド信号PGをMCU 220に提供する。例えば、出力端子OUT上の出力電圧VOUTが正常範囲にある場合、パワーグッド信号PGは、出力端子OUTに接続された外部抵抗器によってハイにプルされる。その一方で、出力端子OUT上の出力電圧VOUTが正常範囲外にある場合、パワーグッド信号PGはローにプルされる。パワーグッド信号PGは、出力端子OUT上の出力電圧VOUTがステーブルまたはレディであるかどうかを示すように構成可能であり、プロセッサ(例えば、MCU 220)のリセット信号としても使用可能である。
【００１８】
上記例では、第2の入力端子IN2の優先順位が第1の入力端子IN1の優先順位よりも大きいが、代わりに第1の入力端子IN1の優先順位を第2の入力端子IN2の優先順位よりも高く設計することも可能である。
【００１９】
有利に、本発明によるデュアル入力電力調整器210は、正常動作モード、およびシャットダウンモードの2つのモードを有する。正常動作モードでは、上記表1の優先決定ロジックに従って、第1のモニタ信号、第2のモニタ信号、およびイネーブル信号ENに基づいて、デュアル入力電力調整器210は、第1の入力端子IN1および第2の入力端子IN2の入力優先を決定し、これに応じて、出力端子OUT上に出力電圧VOUTを生成する。正常動作モードにおいて、デュアル入力電力調整器210は、比較的大きい電流(例えば、5μA)を消費し得る。シャットダウンまたは低電流モードでは、デュアル入力電力調整器210は、MCU 220のイネーブル信号ENによってディセーブルされ、従って、出力端子OUT上の出力電圧VOUTの生成を停止する。シャットダウンまたは低電流モードでは、デュアル入力電力調整器210は、比較的小さい電流(例えば、1μA)を消費するだけである。
【００２０】
図3は、本発明の一実施形態による、デュアル入力電力調整器210を示すブロック図である。デュアル入力電力調整器210(例えば、LDO電圧調整器)は、入力端子IN1および/またはIN2から受信した入力電圧または電源電圧VIN1もしくはVIN2を出力端子OUT上の出力電圧VOUTに変換することができる。図3の例では、デュアル入力電力調整器210は、優先決定モジュール310、出力段階モジュール320、フィードバックモジュール330、比較モジュール(例えば、誤差増幅器340)、電力状態モジュール350、および保護モジュール360を含むことができる。一実施形態において、デュアル入力電力調整器210は、補償回路(図示せず)をさらに含むことできる。別の実施形態において、補償回路は、デュアル入力電力調整器210の外側に配置可能である。
【００２１】
出力段階モジュール320は、デュアル入力電力調整器210の入力端子IN1およびIN2に結合され、入力電圧VIN1および/またはVIN2を受信して、出力電圧VOUTをデュアル入力電力調整器210の出力端子OUTに提供するように構成可能である。出力段階モジュール320は、優先決定モジュール310からの優先信号PRIおよび誤差増幅器340からの制御信号CTRによって制御される。優先信号PRIは、第1のモニタ信号、第2のモニタ信号、およびイネーブル信号ENに基づくものであり、図4および5と併せて以下でさらに論じられる。制御信号CTRは、出力電圧VOUTを示すフィードバック信号FBと基準信号REFとの間の差に基づく。例えば、制御信号の大きさは、フィードバック信号FBと基準信号REFとの間の差に比例する。
【００２２】
優先決定モジュール310は、第1の入力端子IN1が電源を有するかどうか、および第2の入力端子IN2が電源を有するかどうかを監視して、これに応じて上述のように、第1のモニタ信号および第2のモニタ信号を生成するように構成可能である。さらに、優先決定モジュール310は、第1のモニタ信号、第2のモニタ信号、および受信されたイネーブル信号ENに基づいて、第1の入力端子IN1および第2の入力端子IN2の入力優先を決定する。上記表1を参照して説明したように、優先決定モジュール310が、入力端子IN1が電源を有しかつ入力端子IN2が電源を有さないことを検出または判定し(例えば、入力電圧と所定の閾値とを比較することによって)、なおかつイネーブル信号ENが低レベルにある(例えば、ディセーブル)場合、優先決定モジュール310は、優先信号PRIを生成して、デュアル入力電力調整器210をシャットダウンまたは低電流モードに入れて、出力端子OUT上の出力電圧VOUTの生成を停止する(例えば、出力無し)。優先決定モジュール310が、入力端子IN1が電源を有しかつ入力端子IN2が電源を有さないことを検出または判定し(例えば、入力電圧と所定の閾値とを比較することによって)、なおかつイネーブル信号ENが高レベルにある(例えば、イネーブル)場合、優先決定モジュール310は、優先信号PRIを生成し、入力優先を入力端子IN1にセットして、デュアル入力電力調整器210を正常動作モードに入れて、入力端子IN1上の入力電圧VIN1を出力端子OUT上の出力電圧VOUTに変換する(例えば、出力無し)。入力端子IN2が電源を有する場合、優先決定モジュール310は、優先信号PRIを生成して、入力端子IN1が電源を有するか否かに関係なく、かつイネーブル信号ENが高レベルまたは低レベルにあるか否かに関係なく、入力優先を入力端子IN2にセットし、デュアル入力電力調整器210は、正常動作モードに入り、入力端子IN2上の入力電圧VINを出力端子OUT上の出力電圧VOUTに変換する(例えば、出力無し)。
【００２３】
出力端子OUTに結合されたフィードバックモジュール330は、出力電圧VOUTを示すフィードバック信号FBを生成するように構成される。例えば、フィードバックモジュール330は、出力電圧VOUTをフィードバック信号FBに変換するように構成された分圧器(例えば、抵抗器)を含むことができる。フィードバックモジュール330に結合された電力状態モジュール350は、フィードバックモジュール330によって感知された出力電圧VOUTに従って、パワーグッド信号PGを生成するように構成される。例えば、出力端子OUT上の出力電圧VOUTが正常範囲にある場合、パワーグッド信号PGは、出力端子OUTに接続された外部抵抗器によってハイにプルされ、出力端子OUT上の出力電圧VOUTが正常範囲外にある場合、パワーグッド信号PGはローにプルされる。パワーグッド信号PGは、出力端子OUT上の出力電圧VOUTがステーブルまたはレディかどうかを示すように構成可能であり、MCU 220のリセット信号としても使用可能である。フィードバックモジュール330に結合された誤差増幅器340は、基準信号REF(例えば、バンドギャップ基準電圧)と、出力電圧VOUTを示すフィードバック信号FBとを比較して、比較結果に従って制御信号CTRを生成して、出力段階モジュール320を制御するように構成される。出力端子OUT上に正確かつ安定した出力電圧VOUTを生成するために、出力段階モジュール320、フィードバックモジュール330、および誤差増幅器340は、フィードバックループを形成する。
【００２４】
上述のように、優先信号PRIおよび制御信号CTRに基づいて、出力段階モジュール320は、入力端子IN1またはIN2を入力優先として選択し、それに応じて、入力電圧VIN1またはVIN2を出力端子OUT上の出力電圧VOUTを調整する。
【００２５】
誤差増幅器340はさらに、保護モジュール360に結合可能である。保護モジュール360は、低電圧ロックアウト(UVLO)保護、過温度保護、および過電流保護を提供することができるが、これらに限定されない。
【００２６】
UVLO保護に関して、保護モジュール360は、様々な電力条件に従って、デュアル入力電力調整器210内の1つまたは複数のコンポーネントを選択的にターンオンまたはターンオフすることができる。例えば、入力端子IN1およびIN2上の電圧の両方が、プリセット電圧低下ロックアウト閾値(予め設定された低電圧ロックアウト閾値)よりも小さい場合、保護モジュール360は、シャットダウン信号を生成して、デュアル入力電力調整器210内のコンポーネント(例えば、1つもしくは複数のコンポーネントまたは全コンポーネント)をターンオフする。入力端子IN1またはIN2上の電圧が、プリセット電圧低下ロックアウト閾値よりも大きい場合、保護モジュール360は、シャットダウン信号の生成を停止して、デュアル入力電力調整器210内のコンポーネント(例えば、1つもしくは複数のコンポーネントまたは全コンポーネント)をターンオンする。
【００２７】
過温度保護に関して、保護モジュール360はデュアル入力電力管理システム200へのダメージを過温度保護によって防ぐことができる。例えば、デュアル入力電力管理システム200の温度がプリセット温度閾値よりも大きい場合、保護モジュール360は、システム温度がプリセット温度閾値に下がるまで、シャットダウンされたデュアル入力電力調整器210内のコンポーネント(例えば、1つまたは複数のコンポーネント、または全コンポーネント)をターンオフする。
【００２８】
保護モジュール360は、デュアル入力電力管理システム200のための過電流保護を提供することができる。出力段階モジュール320(例えば、図5における出力段階ユニット510または520)を流れる電流が、プリセット電流閾値よりも大きい場合、保護モジュール360は、制御信号を誤差増幅器340に送信して、出力段階モジュール320を流れる電流を減少させる。例えば、出力端子OUT上の出力電圧VOUTが減少するのに従ってプリセット電流閾値は減少する。出力端子OUTが接地されている場合(例えば、VOUTがゼロに等しい)、プリセット電流閾値は最小となる。
【００２９】
図4は、図3の優先決定モジュール310の一実施形態を示すブロック図である。図4の例において、優先決定モジュール310は、分圧器411および421、誤差増幅器413および423、ならびに決定ユニット430を含むことができる。分圧器411および421は、入力端子IN1およびIN2にそれぞれ接続される。
【００３０】
第1の入力端子IN1に接続された第1の決定経路に対して、分圧器411は、入力端子IN1上の入力電圧VIN1を分圧電圧V1’に変換するように構成される。誤差増幅器413は、分圧電圧V1’とプリセットモニタ閾値TH1とを比較して、第1のモニタ信号415を生成する。一実施形態において、分圧電圧V1’がプリセットモニタ閾値TH1よりも大きい場合、第1のモニタ信号415は、第1の入力端子IN1が電源を有することを示す、第1の状態(例えば、高レベル)にある。分圧電圧V1’がプリセットモニタ閾値TH1よりも小さい場合、第1のモニタ信号415は、第1の入力端子IN1が電源を有さないことを示す、第2の状態(例えば、低レベル)にある。
【００３１】
同様に、第2の入力端子IN2に接続された第2の決定経路に対して、分圧器421は、入力端子IN2上の入力電圧VIN2を分圧電圧V2’に変換するように構成される。誤差増幅器423は、分圧電圧V2’と別の所定のモニタ閾値TH2とを比較して、第2のモニタ信号425を生成する。一実施形態において、分圧電圧V2’が所定のモニタ閾値TH2よりも大きい場合、第2のモニタ信号425は、第2の入力端子IN2が電源を有することを示す、第1の状態(例えば、高レベル)にある。分圧電圧V2’が所定のモニタ閾値TH2よりも小さい場合、第2のモニタ信号425は、第2の入力端子IN2が電源を有さないことを示す、第2の状態(例えば、低レベル)にある。
【００３２】
所定のモニタ閾値TH1およびTH2は、同じであっても(例えば、両方とも1.2Vに等しい)、または互いに異なっても良い。さらに、分圧器411および421の抵抗比は、同じであっても、または互いに異なっても良い(例えば、それぞれ1:4と1:3)。これらの値は単に例であり、本発明は限定されない。
【００３３】
決定ユニット430は、第1のモニタ信号415(第1の入力端子IN1が電源を有するかどうかを示す)と、第2のモニタ信号425(第2の入力端子IN2が電源を有するかどうかを示す)と、MCU 220からのイネーブル信号ENとを受信する。決定ユニット430は、優先信号PRIを生成して、第1の入力端子IN1および第2の入力端子IN2の入力優先を決定する。例えば、第1のモニタ信号415、第2のモニタ信号425、およびイネーブル信号ENに基づいて、決定ユニット430は、第1の入力端子IN1および第2の入力端子IN2の入力優先を決定し、第1の入力端子IN1または第2の入力端子IN2を入力として選択し、優先信号PRIを生成して出力段階モジュール320を制御する。一例において、例えば図4および図5の例において、優先信号PRIは、2つの別個の信号PRI1およびPRI2を含み、図5における出力段階ユニット510または520をそれぞれ制御する。優先信号PRI1がアサートされた場合、入力優先は入力端子IN1にセットされ、優先信号PRI2がアサートされた場合、入力優先は入力端子IN2にセットされる。しかし、本発明はこのタイプの実装に限定されない。例えば、単一の優先信号は、2つのバイナリビット(例えば、00は、入力端子が入力として選択されてないことを示し、01は、第1の入力端子IN1が入力として選択されることを示し、10は、第2の入力端子IN2が入力として選択されることを示す)を含むことができ、それらのビットの値は、出力段階モジュール320を制御するために使用可能である。出力段階モジュール320は、優先信号PRI1およびPRI2に基づいて、対応する入力電圧VIN1またはVIN2を出力端子OUT上の出力電圧VOUTに変換することができる。決定ロジックの一例は、上述の表1に与えられている。
【００３４】
図5は、図3の出力段階モジュール320の一実施形態を示すブロック図である。一実施形態において、出力段階モジュール320は、入力端子IN1およびIN2にそれぞれ接続された、出力段階ユニット510および520を含む。出力段階ユニット510は、p型金属酸化膜半導体(PMOS)トランジスタ512および514によって形成された電流ミラーであっても良い。スイッチトランジスタ(例えば、n型MOSトランジスタ)531は、出力段階ユニット510に接続され、優先決定モジュール310からの優先信号PRI1によって制御される。優先信号PRI1が入力優先を入力端子IN1にセットした場合、スイッチトランジスタ531はターンオンされ、出力段階ユニット510はアクティベートされる。上述の通り、出力段階モジュール320が、信号の値を決定しかつその値に基づいて入力端子IN1およびIN2の何れかが選択されるかを決定する回路(図示せず)を含む場合において、単一の優先信号PRIが使用可能である。誤差増幅器340からの制御信号CTRの制御電流ICTRに従って、出力段階ユニット510は、出力端子OUT上に出力電流IOUT1を生成する。同様に、出力段階ユニット520は、PMOSトランジスタ522および524によって形成された電流ミラーであっても良い。スイッチトランジスタ(例えば、NMOSトランジスタ)532は、出力段階ユニット520に接続され、かつ優先決定モジュール310からの優先信号PRI2によって制御される。優先信号PRI2が入力優先を入力端子IN2にセットした場合、スイッチトランジスタ532はターンオンされ、出力段階ユニット520はアクティベートされる。誤差増幅器340からの制御信号CTRの制御電流ICTRに従って、出力段階ユニット520は出力端子OUT上に出力電流IOUT2を生成する。電流ミラーの割合は事前に設定可能である。
【００３５】
デュアル入力電力調整器210の動作を図4および5を参照しながら説明する。
【００３６】
一実施例において、第1のモニタ信号415が、入力端子IN1が電源を有することを示し、かつ第2のモニタ信号425が、入力端子IN2が電源を有さないことを示した場合、決定ユニット430は入力優先を入力端子IN1にセットし、出力はイネーブル信号ENにさらに依存する。より具体的には、入力端子IN1が電源を有し、入力端子IN2が電源を有さず、かつイネーブル信号ENが低レベル(例えば、ディセーブル)にある場合、デュアル入力電力調整器210はシャットダウンまたは低電流モードに入り、出力端子OUT上の出力電圧VOUTの生成を停止する(例えば、出力無し)。この状況において、優先信号PRI1はスイッチトランジスタ531をターンオフし、優先信号PRI2はスイッチトランジスタ532をターンオフする。このようにして、出力段階ユニット510および520はディセーブルされる。対照的に、入力端子IN1が電源を有し、入力端子IN2が電源を有さず、かつイネーブル信号ENが高レベルにある場合、デュアル入力電力調整器210は正常動作モードに入り、入力端子IN1上の入力電圧VIN1を出力端子OUT上の出力電圧VOUTに変換する(例えば、出力有り)。この状況において、優先信号PRI1はスイッチトランジスタ531をターンオンし、優先信号PRI2はスイッチトランジスタ532をターンオフする。このようにして、出力段階ユニット510はアクティベートされ、出力段階ユニット520はディセーブルされる。出力段階ユニット510は制御電流ICTRに従って出力電流IOUT1を生成する。
【００３７】
第2のモニタ信号425が、入力端子IN2が電源を有することを示した場合、入力端子IN1が電源を有するか否かに関係なく、さらにイネーブル信号ENが高レベルまたは低レベルであるか否かに関係なく、入力優先は入力端子IN2にセットされ、デュアル入力電力調整器210は正常動作モードに入り、入力端子IN2上の入力電圧VIN2は、出力端子OUT上の出力電圧VOUT(例えば、出力有り)に変換される。この状況において、優先信号PRI1はスイッチトランジスタ531をターンオフし、優先信号PRI2はスイッチトランジスタ532をターンオンする。このようにして、出力段階ユニット510はディセーブルされ、出力段階ユニット520がアクティブにされる。出力段階ユニット520は、制御電流ICTRに従って出力電流IOUT2を生成する
【００３８】
さらに、制御信号CTR(例えば、制御電流ICTRの量/レベル)は、基準信号REF(例えば、バンドギャップ基準電圧)と出力電圧VOUTを示すフィードバック信号FBとの間の差分量を示すことができる。したがって、出力電流(IOUT1またはIOUT2)および出力電圧VOUTが調整される。出力端子OUT上に正確かつ安定した出力電圧VOUTを生成するために、出力段階モジュール320、フィードバックモジュール330、および誤差増幅器340は、フィードバックループを形成する。
【００３９】
図6は、本発明の一実施形態によるデュアル入力電力管理方法600を示すフローチャートである。図6は、図1〜図5と組み合わせて説明される。
【００４０】
ステップ610は、第1の入力端子が電源を有するかどうか、および第2の入力端子が電源を有するかどうかを監視するステップと、これに応じて、上述した第1のモニタ信号および第2のモニタ信号を生成するステップとを含む。例えば、デュアル入力電力調整器210は、第1の入力端子IN1(例えば、6V)が電源を有するかどうか、および第2の入力端子IN2(例えば、4.5V)が電源を有するかどうかを監視し、これに応じて、上述した第1のモニタ信号および第2のモニタ信号を生成する。
【００４１】
ステップ620は、第1の入力端子および第2の入力端子の入力優先を決定するために、第1のモニタ信号、第2のモニタ信号、およびイネーブル信号に基づいて、優先信号(例えば、2つの別々の優先信号PRI1およびPRI2を含む優先信号PRI)を生成するステップを含む。例えば、一実施形態において、入力端子IN1が電源を有し入力端子IN2が電源を有さない場合、入力優先は、入力端子IN1にセットされ、出力はさらにイネーブル信号ENに依存する。より具体的には、入力端子IN1が電源を有し、入力端子IN2が電源を有さず、かつイネーブル信号ENが低レベルにある(例えば、ディセーブル)場合、デュアル入力電力調整器210は、シャットダウンまたは低電流モードに入り、出力端子OUT上の出力電圧VOUTの生成を停止する(例えば、出力無し)。対照的に、入力端子IN1が電源を有し、入力端子IN2が電源を有さず、かつイネーブル信号ENが高レベルにある場合、デュアル入力電力調整器210は、正常動作モードに入り、入力端子IN1上の入力電圧VIN1を出力端子OUT上の出力電圧VOUTに変換する(例えば、出力有り)。
【００４２】
入力端子IN2が電源を有する場合、入力端子IN1が電源を有するか否かに関係なく、またはイネーブル信号ENが高レベルもしくは低レベルにあるかどうかに関係なく、入力優先は入力端子IN2にセットされ、入力端子IN2上の入力電圧VIN2は、出力端子OUT上の出力電圧VOUT(すなわち、出力有り)に変換される。
【００４３】
ステップ630は、出力電圧を示すフィードバック信号と基準信号とに基づいて、制御信号を生成するステップを含む。一実施形態において、誤差増幅器340は、基準信号REF(例えば、バンドギャップ基準電圧)と、出力電圧VOUTを示すフィードバック信号FBとを比較し、比較結果に従って制御信号CTRを生成する。出力端子OUT上に正確かつ安定した出力電圧VOUTを生成するために、出力段階モジュール320、フィードバックモジュール330、および誤差増幅器340は、フィードバックループを形成する。
【００４４】
ステップ640は、優先信号および制御信号に基づいて、出力電圧を調整するするステップを含む。一実施形態において、優先信号PRIおよび制御信号CTRに基づいて、出力段階モジュール320は、入力端子IN1またはIN2を入力優先として選択し、これに応じて、入力電圧VIN1またはVIN2を出力端子OUT上の出力電圧VOUTに調整する。
【００４５】
上記の説明では、第2の入力端子の優先順位が第1の入力端子の優先順位よりも高いが、本発明はこれに限定されず、代わりに第1の入力端子の優先順位が第2の入力端子の優先順位よりも高くても良い。
【００４６】
有利に、本発明によるデュアル入力電力調整器210は、正常動作モードおよびシャットダウンモードの少なくとも2つのモードを有する。正常動作モードにおいて、表1の優先決定ロジックによれば、第1のモニタ信号、第2のモニタ信号、およびイネーブル信号ENに基づいて、デュアル入力電力調整器210は、第1の入力端子IN1および第2の入力端子IN2の入力優先を決定し、これに応じて出力端子OUT上に出力電圧VOUTを生成する。この状況において、デュアル入力電力調整器210は、比較的大きい電流(例えば、5μA)を消費する。シャットダウンモードにおいて、デュアル入力電力調整器210は、MCU 220のイネーブル信号ENによってディセーブルされ、従って、出力端子OUT上の出力電圧VOUTの生成を停止する。このとき、デュアル入力電力調整器210は、比較的小さい電流(例えば、1μA)を消費するだけである。
【００４７】
上述の説明および図面が本発明の実施形態を表す一方で、添付の特許請求の範囲において定義される本発明の原理の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な追加、変更、代用が為され得ることが理解されよう。本発明は、本発明の原理から逸脱することなく特定の環境および動作要件に対して部分的に適合される、形状、構造、配置、比率、材料、要素、およびコンポーネントの多くの変更を用いるか、あるいは本発明の実施において使用することができることを、当業者は理解するであろう。したがって、ここで開示された実施形態は全ての事項において例示的であって限定的でないものとして考慮されるものであり、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその法的な等価物によって示され、かつ上述の説明には限定されない。
【符号の説明】
【００４８】
210  デュアル入力電力調整器
320  出力段階モジュール
411, 421  分圧器
413, 423  誤差増幅器
415  第1のモニタ信号
425  第2のモニタ信号
510, 520  出力段階ユニット
512, 514, 522, 524  PMOSトランジスタ
531, 532  スイッチトランジスタ
CIN1, CIN2, COUT  フィルタコンデンサ
CTR  制御信号
EN, EN1, EN2  イネーブル信号
FB  フィードバック信号
IN1, IN2  入力端子
ICTR  制御電流
IOUT1, IOUT2  出力電流
OUT  出力端子
PG  パワーグッド信号
PRI, PRI1, PRI2  優先信号
REF  基準信号
TH1, TH2  プリセットモニタ閾値
V1’, V2’  分圧電圧
【図１Ａ】
2018160224.tif 000004
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018160224.tif 000009
【図６】
2018160224.tif 000010
【外国語明細書】
2018160224000001.pdf