具有升壓能力的組合電力供應(yīng)器及輸入/輸出系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于電子裝置的電力及通信連接。明確地說，本發(fā)明涉及具有組合電力及輸入/輸出線的源電壓升壓。
【背景技術(shù)】
[0002]在移動裝置(例如，蜂窩式電話及黑莓手機(jī))領(lǐng)域中，小的外觀尺寸是日益重要的設(shè)計考慮事項。此類裝置通常包含具有電力線及輸入/輸出線的電池組。然而，在一些實例中，電池組的小外觀尺寸使得其難以提供足夠引腳以用于通信。
[0003]因此，已知在集成電路或其它裝置上提供組合電力及輸入/輸出引腳或多個引腳。此類解決方案通常包含二極管及電容器或電阻器及電容器以提取電力且為裝置存儲電力。
[0004]然而，已證明二極管-電容器解決方案在低電壓系統(tǒng)中是不利的。更明確地說，在此類系統(tǒng)中，二極管壓降可能是無法克服的。
[0005]電阻器-電容器解決方案歸因于波特率及功率消耗爭用而為不利的。即，低功率消耗需要大電阻器，所述大電阻器需要增加功率消耗的較長接通時間及較低波特率。
[0006]此外，在電壓極低的組合電力及通信應(yīng)用中，可能不存在足夠的Vdd以允許進(jìn)行其它操作，例如自寫入快閃存儲器。
[0007]因而，需要一種允許額外操作的改善的組合低功率及輸入/輸出解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]一種用于電子裝置的組合電力及輸入/輸出系統(tǒng)包含:主機(jī)系統(tǒng)；目標(biāo)系統(tǒng)，其經(jīng)由組合電力及I/o線可操作地耦合到所述主機(jī)系統(tǒng)；及所述目標(biāo)系統(tǒng)中的電力升壓電路，其用于啟用較高電壓目標(biāo)裝置。
[0009]一種用于在單個線上提供電力及I/O的方法包含:在第一模式中驅(qū)動組合I/O電力線以為電力供應(yīng)電容器充電；及在第二模式中在經(jīng)由組合I/o電力線的通信期間交替地連接及斷開連接電力升壓電路以對所述電力供應(yīng)電容器進(jìn)行充電及放電。
[0010]一種根據(jù)實施例的電子裝置包含:主機(jī)系統(tǒng)；及目標(biāo)系統(tǒng)，其經(jīng)由組合電力I/O線可操作地耦合到所述主機(jī)系統(tǒng)；其中所述目標(biāo)系統(tǒng)包含電力升壓電路及切換系統(tǒng)，所述電力升壓電路及所述切換系統(tǒng)協(xié)作以允許所述主機(jī)系統(tǒng)在第一模式中經(jīng)由所述組合電力I/o線為目標(biāo)系統(tǒng)上的電力供應(yīng)電容器充電，及在第二模式中在經(jīng)由所述組合電力I/o線的通信期間交替地對所述電力供應(yīng)電容器進(jìn)行充電及放電，其中所述交替地充電及放電與所述通信同步。
[0011]對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在閱讀及理解本文中參考下列圖式描述的示范性實施例后，本發(fā)明的額外目標(biāo)及優(yōu)點將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0012]包含隨附本說明書且形成本說明書的部分的圖式以描繪本發(fā)明的某些方面。應(yīng)注意，圖式中說明的特征未必按比例繪制?？赏ㄟ^參考結(jié)合附圖進(jìn)行的下列描述獲取對本發(fā)明及其優(yōu)點的更完整理解，在附圖中，相似參考數(shù)字指示相似特征且其中:
[0013]圖1A及圖1B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)的框圖。
[0014]圖2A及圖2B分別是說明圖1A及圖1B的電路系統(tǒng)的操作的時序圖。
[0015]圖3A到圖3E說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的示范性切換控制。
[0016]圖4是說明本發(fā)明的實施例的電路圖。
【具體實施方式】
[0017]參考附圖中說明及以下描述中詳述的示范性及因此非限制性實施例而更完全地解釋本發(fā)明及其各種特征及有利細(xì)節(jié)?？墒÷砸阎幊碳夹g(shù)、計算機(jī)軟件、硬件、操作平臺及協(xié)議的描述以免不必要地混淆本發(fā)明的細(xì)節(jié)。然而，應(yīng)理解，雖然詳細(xì)描述及特定實例指示優(yōu)選實施例，但其只作為說明而不是限制來給出。對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，基本發(fā)明概念的精神及/或范圍內(nèi)的各種取代、修改、添加及/或重新布置將根據(jù)本發(fā)明而變得顯而易見。
[0018]如本文中所使用，術(shù)語“包括(comprises、comprising)”、“包含(includes、including) ”、“具有(has、having) ”或其任何其它變化希望涵蓋非排它性包含。例如，包括元件列表的過程、產(chǎn)品、物品或設(shè)備未必只限于所述元件，而是可包含未明確列出的其它元件或此類過程、產(chǎn)品、物品或設(shè)備所固有的其它元件。此外，除非明確地陳述為相反情形，否貝IJ“或”是指包含性或且并不是指排它性或。例如，以下條件中的任一者滿足條件A或B:A為真(或存在)且B為假(或不存在)、A為假(或不存在)且B為真(或存在)及A及B兩者均為真(或存在)。
[0019]此外，本文中給出的任何實例或說明不應(yīng)被以任何方式視為對其所用于的任何一或多個術(shù)語的約束、限制或表述定義。實情為，此類實例或說明應(yīng)被視為關(guān)于特定實施例而描述且應(yīng)被視為僅為說明性的。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，此類實例或說明所用于的任何一或多個術(shù)語涵蓋其它實施例以及實施方案及其適應(yīng)(其可能或可能不與此類實例或說明一起給出或在本說明書的其它處給出)且所有此類實施例希望包含在所述一或多個術(shù)語的范圍內(nèi)。指明此類非限制性實例及說明的語言包含但不限于:“例如(for example,for instance、e.g.) ”、“在一個實施例中”等等。
[0020]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖式且特別關(guān)注圖1A，圖1A展示說明示范性組合電力供應(yīng)器輸入/輸出系統(tǒng)100的圖。如將在下文更詳細(xì)解釋，實施例針對輸入/輸出引腳驅(qū)動使用固定接通時間，此情形允許快速輸出轉(zhuǎn)變且最小化總線爭用的影響。圖2A說明圖1A的電路的操作的示范性時序圖。
[0021]在所說明的實施例中，主機(jī)系統(tǒng)104與目標(biāo)系統(tǒng)102通信。所述主機(jī)系統(tǒng)可包含源134、發(fā)射器126、接收器128及開關(guān)130、132。例如，開關(guān)130、132可體現(xiàn)為切換晶體管。主機(jī)系統(tǒng)104經(jīng)由線122耦合到目標(biāo)系統(tǒng)102。源134可為電流源或電壓源。因此，各圖僅為示范性的。在操作中，開關(guān)130、132用以切換來自源134或發(fā)射器126或接收器128的電流以用于驅(qū)動主機(jī)線122。在操作中，開關(guān)130、132用以切換來自源134或發(fā)射器126或接收器128的電流以用于驅(qū)動主機(jī)線122。
[0022]明確地說，在第一或電源模式中，主機(jī)系統(tǒng)104使用源134將主機(jī)線122驅(qū)動為高達(dá)幾毫秒。如時間202a(圖2A)處所見，此情形引起電壓Vdd 208斜升且為目標(biāo)系統(tǒng)102給出足夠的時間以通過存在于導(dǎo)通晶體管108中的寄生二極管供電。當(dāng)Vdd電力供應(yīng)電容器106上存在充足電壓時，導(dǎo)通晶體管108將變得有效且充電速率將增加，如208a處所示?！盎?OR) ”門114的輸出(整流器驅(qū)動115)在206a處跟隨主機(jī)。
[0023]在經(jīng)過一定時間之后，如206b處所示，目標(biāo)裝置102將斷開連接導(dǎo)通晶體管108，從而允許主機(jī)系統(tǒng)104在不使目標(biāo)電源放電的情況下開始通信。
[0024]線122上的來自主機(jī)104的位流展示于202b處。在此通信模式輸入階段期間，目標(biāo)系統(tǒng)102將在來自主機(jī)122的每一上升邊沿之后的短周期內(nèi)斷言導(dǎo)通晶體管108。S卩，如209a到209e處所示，對應(yīng)于導(dǎo)通晶體管108的斷言，整流器驅(qū)動206c在短暫周期內(nèi)為高。
[0025]此情形為Vdd電容器106提供在每一數(shù)據(jù)位期間略微充電的機(jī)會，如(例如)208b處所示。如可了解，最大波特率是通過導(dǎo)通晶體管108的接通周期來規(guī)定。
[0026]當(dāng)主機(jī)104結(jié)束發(fā)射時，目標(biāo)102有可能在輸出階段中通過在每一位期間將主機(jī)電力線122拉低(如204a處所示)而與主機(jī)104通信(如在204處所展示)。當(dāng)所述目標(biāo)并未將電力線122拉低時，其可在數(shù)據(jù)位的整個高部分期間斷言導(dǎo)通晶體管108，S卩，經(jīng)由晶體管112的整流器驅(qū)動115。此同步是可能的，這是因為目標(biāo)已知每一數(shù)據(jù)位的整個持續(xù)時間。
[0027]此外，如上文所提及，可提供導(dǎo)通晶體管108的軟件超馳控制以允許軟件迫使電力可用于高電流活動，例如寫入到EEPROM。當(dāng)主機(jī)/目標(biāo)通信完成時，主機(jī)可停用電源連接且目標(biāo)Vdd將在208c處衰減直到目標(biāo)斷電為止。
[0028]使用導(dǎo)通晶體管的超馳控制以電力升壓模式操作的示范性系統(tǒng)展示于圖1B中，其時序展示于圖2B中。明確地說，系統(tǒng)10b —般類似于系統(tǒng)100，區(qū)別在于系統(tǒng)10b包含升壓控制111及升壓電路135(其包含電感器136及二極管138)。在操作中，升壓啟用線115b 一般類似于整流器驅(qū)動線115而起作用，但提供驅(qū)動信號117到晶體管開關(guān)112。在操作中，當(dāng)晶體管開關(guān)112循環(huán)時(如圖2B中的207處所示)，電容器106將從電感器136得到充電，從而使Vdd升壓。當(dāng)晶體管開關(guān)112 “閉合”時，Vdd電容器將使經(jīng)升壓的電壓放電。因此，圖1B的實施例允許來自主機(jī)系統(tǒng)的可逐步升高到目標(biāo)系統(tǒng)上的可用Vdd的