(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610717974.0
(22)申请日 2016.08.24
(71)申请人 谢兴艺
地址 528400 广东省中山市东区兴文路72
号
(72)发明人 谢兴艺
(51)Int.Cl.
G05F 1/56(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
元件中流动的电流来控制电流源中的电流的值。
通过本申请，可以优化实现为负载供电的电流源
的功耗，
同时无需修改待供电的负载。权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 107783579 A 2018.03.09
C N 107783579
A
1.一种电路，其特征在于，包括：电流源，被配置为与负载在第一直流电压的应用的两个端子之间串联连接；被耦合以限制跨所述负载的电压的元件；以及控制电路，被配置为利用在所述元件中流动的电流来控制所述电流源中的电流的值。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述元件包括连接至在所述负载与所述电流源之间的接合点的齐纳二极管。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路包括第一MOS晶体管，所述第一MOS晶体管被装配为二极管和在第二MOS晶体管上的电流镜，所述第二晶体管与第三晶体管在所述第一直流电压的应用的所述端子之间串联，并且所述第三晶体管被装配为二极管和在连接至所述电流源的控制端子的第四晶体管上的电流镜。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述元件包括连接至在所述负载与所述电流源之间的接合点的齐纳二极管。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述齐纳二极管与所述第一晶体管串联。
6.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述元件在所述负载内部并且控制所述第一晶体管。
7.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述第四晶体管与电阻元件在第二直流电压的应用的两个端子之间串联。
8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电流源由MOS晶体管形成。
9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述负载包括电荷泵电路。
权 利 要 求 书1/1页CN 107783579 A
电路
技术领域
[0001]本申请涉及电子电路，并且在具体实施例中涉及用于从能够变化的直流电压为负载供电的电路。
背景技术
[0002]当将要在固定直流电压下为负载供电时，往往使用电压设置元件，该电压设置元件典型地为与负载并联连接的齐纳二极管。然后将电流源与这一并联组合串联连接并且用直流电压为该组件供电。齐纳二极管具有限制(设置)跨负载的电压的功能。电流源具有吸收流经负载以及流经齐纳二极管的电流的功能。
[0003]对于固定负载(恒定功耗)而言，根据这一电流确定电流源的大小以保证齐纳二极管永久处于雪崩(作为电压限制器活动)。
[0004]然而对于具有能够变化的功耗的负载而言，则必须根据负载的最大功耗确定电流源的大小。当负载未牵引(draw)这一最大电流时，这生成不必要的功耗。
发明内容
[0005]一个实施例克服用于为负载供电的常见电路的所有或者部分问题。
[0006]另一实施例优化电源电路的功耗并且更具体而言降低其损耗。
[0007]一个实施例提供一种无需修改待供电的负载的解决方案。
[0008]为了实现上述目的，本申请的实施例提供一种电路，包括：电流源，被配置为与负载在第一直流
电压的应用的两个端子之间串联连接；被耦合以限制跨所述负载的电压的元件；以及控制电路，被配置为利用在所述元件中流动的电流来控制所述电流源中的电流的值。
[0009]优选地，所述元件包括连接至在所述负载与所述电流源之间的接合点的齐纳二极管。
[0010]优选地，所述电路包括第一MOS晶体管，所述第一MOS晶体管被装配为二极管和在第二MOS晶体管上的电流镜，所述第二晶体管与第三晶体管在所述第一直流电压的应用的所述端子之间串联，并且所述第三晶体管被装配为二极管和在连接至所述电流源的控制端子的第四晶体管上的电流镜。
[0011]优选地，所述元件包括连接至在所述负载与所述电流源之间的接合点的齐纳二极管。
[0012]优选地，所述齐纳二极管与所述第一晶体管串联。
[0013]优选地，所述元件在所述负载内部并且控制所述第一晶体管。
[0014]优选地，所述第四晶体管与电阻元件在第二直流电压的应用的两个端子之间串联。
[0015]优选地，所述电流源由MOS晶体管形成。
[0016]优选地，所述负载包括电荷泵电路。
[0017]本申请的实施例还提供另一种电路，包括：第一参考电压端子；第二参考电压端子；负载，被耦合在所述第一参考电压端子与所述第二参考电压端子之间；以及可变电流源，与所述负载在所述第一参考电压端子和所述第二参考电压端子之间串联耦合，所述可变电流源被配置为提供具有根据由所述负载消耗的功率的幅度的电流。
[0018]优选地，所述第一参考电压端子包括电池端子，并且所述第二参考电压端子包括接地端子。
[0019]优选地，还包括被耦合至所述负载以便限制跨所述负载的电压的元件。[0020]优选地，所述元件包括连接至在所述负载与所述电流源之间的接合点的齐纳二极管。
[0021]优选地，所述元件在所述负载内部。
[0022]优选地，所述可变电流源包括：
[0023]晶体管，其电流路径与所述负载在所述第一参考电压端子和所述第二参考电压端子之间串联耦合；以及控制电路，其控制输出被耦合至所述晶体管的控制端子。
[0024]优选地，所述控制电路包括第一MOS晶体管、第二MOS晶体管、第三MOS晶体管和第四MOS晶体管，所述第一MOS晶体管被连接为二极管和在所述第二MOS晶体管上的电流镜，所述第二晶体管与所述第三晶体管在所述第一参考电压端子和所述第二参考电压端子之间串联，并且所述第三晶体管被连
接为二极管和在所述第四晶体管上的电流镜，所述第四晶体管被耦合至所述晶体管的所述控制端子。
[0025]优选地，还包括被耦合在所述第一MOS晶体管与所述负载和所述电流源之间的接合点之间的电压限制元件。
[0026]优选地，所述电压限制元件包括齐纳二极管。
[0027]优选地，还包括被耦合在所述第四晶体管与直流电压端子之间的电阻元件。[0028]优选地，所述第一参考电压端子和所述直流电压端子相对于所述第二参考电压端子承载不同电压。
[0029]优选地，所述电流源由MOS晶体管形成。
[0030]优选地，所述负载包括电荷泵电路。
[0031]本申请的实施例还提供又一种电路，包括：
[0032]第一参考电压端子；
[0033]第二参考电压端子；中间端子；
[0034]第一P沟道晶体管，其电流路径被耦合在所述第一参考电压端子和所述中间端子之间，所述第一P
沟道晶体管被耦合为二极管；电压限制元件，与所述第一P沟道晶体管的所述电流路径在所述第一参考电压端子和所述中间端子之间串联耦合；第二P沟道晶体管，其电流路径被耦合在所述第一参考电压端子和所述第二参考电压端子之间，所述第二P沟道晶体管具有被耦合至所述第一P沟道晶体管的控制端子的控制端子；第一N沟道晶体管，其电流路径与所述第二P沟道晶体管的所述电流路径在所述第一参考电压端子和所述第二参考电压端子之间串联耦合，所述第一N沟道晶体管被耦合为二极管；第二N沟道晶体管，其控制端子被耦合至所述第一N沟道晶体管的控制端子，所述第二N沟道晶体管具有与电阻元件在所述第二参考电压端子和第三参考电压端子之间串联耦合的电流路径；以及电流源晶体管，其电流路径被耦合在所述中间端子和所述第二参考电压端子之间，所述电流源晶体管
具有被耦合至所述第二N沟道晶体管的控制端子。
[0035]优选地，所述电压限制元件包括齐纳二极管。
[0036]优选地，还包括被耦合在所述第一参考电压端子和所述中间端子之间的负载。[0037]所讨论的实施例的一个优势在于其优化实现为负载供电的电流源的功耗。[0038]另一优势是该调整不需要直接测量负载功耗或者这一负载的输出电流。所描述的实施例的实施方式因此不需要修改待供电的负载。
[0039]在具体实施例的以下非限制性描述中将结合附图更详细地讨论前述和其它特征和优势。
附图说明
[0040]为了更全面理解本申请以及其优势，现在结合附图参考以下描述，在附图中：[0041]图1示意性示出用于为负载供电的电路的常见示例；
[0042]图2是用于为负载供电的电路的实施例的功能框图；
[0043]图3示出用于以浮动电势为负载供电的实施例的电路图；以及
[0044]图4示出处于浮动电势的负载的示例。
具体实施方式
[0045]在不同附图中利用相同参考标号标出相同元件。为清楚起见，仅示出并且将详述对于理解所描述的实施例有用的那些元件。具体而言，此类实施例与旨在与电流源串联的任何类型的负载相兼容。将要描述的实施例的应用的示例针对由电荷泵或者电荷转移电路形成的负载。在此类电路中，功耗根据由电荷泵供电的元件的功耗而变化。
[0046]只要将要从能够变化的电压为负载供电以及期望借由齐纳二极管等设置其电源电压，就大体上会出现类似的问题。实际上，随后负载与电流源串联，该电流源产生处于浮动电势的节点。例如，这可以是参考除接地之外的电势的放大或者比较电路。
[0047]图1示出用于用直流电压(例如，由电池递送的电压Vbat)为负载1(Q)供电并且具有可变功耗的电路的常见示例。待供电的电路(即负载1)与恒定电流源2在去往提供直流电压的源(电池)的连接的两个端子21和22之间串联连接。齐纳二极管3等与负载1并联连接。齐纳二极管3具有在负载和电流源2的接合点23这一侧上的阳极。
[0048]其操作原理如下。通常根据负载的不同功耗来确定电流源的大小以采样恒定电流Ibias以确保负载的操作。在图1的示例中，这一消耗取决于电流Iout，电流Iout可以由负载1提供。电流Ibias被选择为大于能够由负载1牵引的电流Ic的最大值，以确保齐纳二极管3的合适偏置。在相反的情况下，齐纳二极管3截止并且由齐纳二极管的阈值电压设置的跨负载1的电源电压下降。
[0049]具体而言，此类电路旨在用于如下应用，在该应用中直流电压Vbat有变化的风险并且其中必须利用近似恒定的电压为负载供电。这证明对于齐纳二极管3或者用于设置电压阈值的另一部件的使用是正当的。
[0050]图1中的类型的电路的问题是总功耗独立于负载1的功耗。实际上，必须关于负载功耗的最差情况确定恒定电流源2的大小。这导致最大永久功耗，即使当负载不需要它的时候，过剩电流随后被齐纳二极管偏离。
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