本發(fā)明涉及放大器，更具體但是并非排它地涉及可以不通過(guò)隔直電容(cap-free)而直接連接發(fā)聲設(shè)備的放大器。

背景技術(shù)：

如圖1所示為傳統(tǒng)單電源供電的ab類音頻放大器10，其中11、12是放大級(jí)，vdd為放大級(jí)11、12提供供電電源；13、14是揚(yáng)聲器，15、16是隔直電容，用以阻隔直流偏置(該直流偏置通常為0.5vdd)。為了使低頻(例如20～100hz)的音頻信號(hào)可以順利通過(guò)隔直電容抵達(dá)揚(yáng)聲器，兩個(gè)隔直電容15、16的容值一般非常大，典型值為幾百微法，從而使整個(gè)音頻放大器系統(tǒng)變得復(fù)雜、大尺寸、高成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，提供了一種cap-free放大器，包括：放大電路，具有第一輸入端、第二輸入端、輸出端、第一電源端和第二電源端，其第一電源端接收正電源，其第二電源端接收負(fù)電源，其輸出端提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)；電源提供裝置，具有控制端、提供正電源的第一輸出端和提供負(fù)電源的第二輸出端，其第一輸出端耦接至所述放大電路第一電源端，其第二輸出端耦接至所述放大電路第二電源端，當(dāng)電源提供裝置工作于第一模式時(shí)，所述正電源和所述負(fù)電源分別具有第一正電壓和第一負(fù)電壓；當(dāng)電源提供裝置工作于第二模式時(shí)，所述正電源和所述負(fù)電源分別具有第二正電壓和第二負(fù)電壓，其中所述第二正電壓大于所述第一正電壓，所述第二負(fù)電壓大于所述第一負(fù)電壓；模式控制電路，具有第一采樣端、第二采樣端、第三采樣端和輸出端，其第一采樣端耦接至所述電源提供裝置的第一輸出端，其第二采樣端耦接至所述電源提供裝置的第二輸出端，其第三采樣端耦接至所述差分放大器的一個(gè)輸出端，其輸出端耦接至所述電源提供裝置控制端，所述模式控制電路基于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)和所述電源提供裝置輸出電源控制所述電源提供裝置的工作模式；所述模式控制電路包括：第一監(jiān)測(cè)電路，基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述正電源的逼近情況，或驅(qū)動(dòng)信號(hào)與所述負(fù)電源的逼近情況提供第一監(jiān)測(cè)信號(hào)；第二監(jiān)測(cè)電路，基于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的大小提供第二監(jiān)測(cè)信號(hào)；第三監(jiān)測(cè)電路，基于所述正電源或所述負(fù)電源的大小提供第三監(jiān)測(cè)信號(hào)；控制電路，基于所述第一監(jiān)測(cè)信號(hào)，第二監(jiān)測(cè)信號(hào)、所述第三監(jiān)測(cè)信號(hào)提供控制信號(hào)以控制所述電源提供裝置的工作模式。

本發(fā)明提供的放大器采用正電源和負(fù)電源同時(shí)供電，以將包含非零直流分量的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流分量為零(以地電勢(shì)為靜態(tài)工作點(diǎn))的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)發(fā)生設(shè)備，從而可以不通過(guò)隔直電容(cap-free)而直接連接發(fā)聲設(shè)備。本發(fā)明提供的放大器的的正負(fù)電源可以隨音頻信號(hào)變化，從而在提高該放大器效率的同時(shí)避免發(fā)生削波失真。

附圖說(shuō)明

下面將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件或特征。

圖1示出現(xiàn)有的放大器10的電路示意圖；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的直接負(fù)載放大器200的電路示意圖；

圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的直接負(fù)載放大器200的工作過(guò)程中的波形圖300；

圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的直接負(fù)載放大器400的電路示意圖；

圖5示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的直接負(fù)載放大器500的電路示意圖；

圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的模式控制電路600的電路示意圖；

圖7示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的采用模式控制電路600的直接負(fù)載放大器工作波形圖700；以及

圖8示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的模式控制電路800的電路示意圖。

具體實(shí)施方式

在下文的特定實(shí)施例代表本發(fā)明的示例性實(shí)施例，并且本質(zhì)上僅為示例說(shuō)明而非限制。在以下描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是：這些特定細(xì)節(jié)對(duì)于本發(fā)明而言不是必需的。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本發(fā)明，未具體描述公知的電路、材料或方法。

在說(shuō)明書(shū)中，提及“一個(gè)實(shí)施例”或者“實(shí)施例”意味著結(jié)合該實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或者特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。術(shù)語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”在說(shuō)明書(shū)中各個(gè)位置出現(xiàn)并不全部涉及相同的實(shí)施例，也不是相互排除其他實(shí)施例或者可變實(shí)施例。本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的示圖都是為了說(shuō)明的目的，并且示圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱“元件”“連接到”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。當(dāng)稱“元件”“接收”某一信號(hào)時(shí)，可以使直接接收，也可以通過(guò)開(kāi)關(guān)、電阻、電平位移器、信號(hào)處理單元等接收。這里使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的直接負(fù)載放大器200的電路示意圖，包括差分放大器201、第一放大器202、第一至第四電阻r1～r4。直接負(fù)載放大器200可以將包含非零直流分量的音頻信號(hào)vin轉(zhuǎn)化為直流分量為零(以地電勢(shì)為靜態(tài)工作點(diǎn))的驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv以驅(qū)動(dòng)發(fā)生設(shè)備spk。

差分放大器201，具有第一輸入端in1、第二輸入端in2、共模反饋端、第一電源端t1、第二電源端t2、第一輸出端o1和第二輸出端o2，其共模反饋端接收第一參考電壓vrf1，其第一電源端t1接收供電電源vcc(例如2.5v，3.3v，5v等)，其第二電源端t2耦接至接地端gnd。根據(jù)差分放大器的特性，其輸出信號(hào)(vo1和vo2)的共模電平即為共模反饋端的電壓，即第一參考電壓vrf1，或者說(shuō)第一輸出信號(hào)vo1和第二輸出信號(hào)vo2的直流分量為vrf1。

第一放大器202，具有第一輸入端in1、第二輸入端in2、輸出端out、第一電源端和第二電源端，其第一電源端接收正電源vsp(例如1.8v)，其第二電源端接收負(fù)電源vsn(例如-1.8v)，其輸出端提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv。第一放大器202和第一至第四電阻r1～r4組成放大電路，將差分放大器201輸出的包含非零直流分量的交流信號(hào)vo12轉(zhuǎn)化為直流分量為零(以地電勢(shì)為靜態(tài)工作點(diǎn))的驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv以驅(qū)動(dòng)發(fā)生設(shè)備spk。在一個(gè)實(shí)施例中，第一放大器202可以采用常用的ab類放大器。在一個(gè)特別的實(shí)施例中，可以采用中國(guó)發(fā)明專利2014101279074所記載的放大器。

第一電阻r1，具有第一端和第二端，其第一端耦接至差分放大器201第一輸出端o1，其第二端耦接至第一放大器202第一輸入端in1。第二電阻r2，具有第一端和第二端，其第一端耦接至差分放大器201第二輸出端o2，其第二端耦接至第一放大器202第二輸入端in2。第三電阻r3，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第一放大器202第一輸入端，其第二端耦接至接地端gnd。第四電阻r4，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第一放大器202第二輸入端，其第二端耦接至第一放大器202輸出端out，其中第一電阻r1阻值與第三電阻r3阻值之比等于第二電阻r2阻值與第四電阻r4阻值之比。在一個(gè)實(shí)施例中，第一電阻r1等于第二電阻r2，第三電阻r3等于第四電阻r4。在一個(gè)特別的實(shí)施例中，第一電阻r1、第二電阻r2、第三電阻r3、第四電阻r4阻值相等。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的直接負(fù)載放大器200的工作波形圖。輸入音頻信號(hào)vin經(jīng)過(guò)差分放大器201后產(chǎn)生是共模電平為1.2v的差分信號(hào)vo1和vo2，再經(jīng)過(guò)第一放大器202放大后輸出直流分量為0v的驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv。當(dāng)音頻輸入vin為零時(shí)，vo1和vo2相等，驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv為0v，spk上不會(huì)產(chǎn)生靜態(tài)電流，從而無(wú)需隔直電容15、16。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的直接負(fù)載放大器400的電路示意圖，與圖2所示的直接負(fù)載放大器200相比，直接負(fù)載放大器400采用串聯(lián)的第一上電阻r1a和第一下電阻r1b取代了第一電阻r1，采用串聯(lián)的第二上電阻r2a和第二下電阻r2b取代了第二電阻r2，并進(jìn)一步包括第五電阻r5。第五電阻r5的第一端耦接至第一上電阻r1a和第一下電阻r1b公共端，第五電阻r5的第二端耦接至第二上電阻r2a和第二下電阻r2b公共端。

引入第五電阻r5后，通過(guò)調(diào)節(jié)r5的電阻值即可靈活調(diào)節(jié)直接負(fù)載放大器400的放大系數(shù)a，同時(shí)還可以降低驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv噪聲含量。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的直接負(fù)載放大器500的電路示意圖，與圖2所示的直接負(fù)載放大器200相比，直接負(fù)載放大器500還包括電源提供裝置501和模式控制電路502。

電源提供裝置501具有控制端、提供正電源vsp的第一輸出端sp和提供負(fù)電源vsn的第二輸出端sn，其第一輸出端耦接至第一放大器202第一電源端，其第二輸出端耦接至第一放大器202第二電源端。電源提供裝置可以采用中國(guó)專利申請(qǐng)2016105605813中的多模式開(kāi)關(guān)電容電路，該專利申請(qǐng)全文引為本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)內(nèi)容。模式控制電路502，具有第一采樣端、第二采樣端、第三采樣端和輸出端，其第一采樣端耦接至電源提供裝置501的第一輸出端sp，其第二采樣端耦接至電源提供裝置501的第二輸出端sn，其第三采樣端耦接至差分放大器201的一個(gè)或兩個(gè)輸出端(o1或/和o2)，其輸出端耦接至電源提供裝置501控制端，模式控制電路502基于差分放大器輸出信號(hào)(vo1、vo2、或/和vo1-vo2)，和電源提供裝置501的輸出電壓(vsp或/和vsn)控制電源提供裝置501的工作模式。

當(dāng)電源提供裝置501工作于第一模式時(shí)，正電源vsp和負(fù)電源vsn分別具有第一正電壓vsp1(例如0.9v)和第一負(fù)電壓vsn1(例如-0.9v)；當(dāng)電源提供裝置工作于第二模式時(shí)，正電源vsp和負(fù)電源vsn分別具有第二正電壓vsp2(例如1.8v)和第二負(fù)電壓vsn2(例如-1.8v)，其中第二正電壓vsp2大于第一正電壓vsp1，第二負(fù)電壓vsn2大于第一負(fù)電壓vsn1。在本說(shuō)明書(shū)中，若無(wú)特別說(shuō)明，大小或高低都是指信號(hào)幅度(絕對(duì)值)的比較。另外，隨著電源提供裝置輸入電源或者負(fù)載電流的變化，第一正電壓vsp1、第一負(fù)電壓vsn1、第二正電壓vsp2和第二負(fù)電壓vsn2難以保持恒定，可能會(huì)隨之發(fā)生波動(dòng)或者變化，這是不脫離本發(fā)明保護(hù)范圍的。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的模式控制電路600的電路示意圖，包括第一監(jiān)測(cè)電路601、第二監(jiān)測(cè)電路602和第三監(jiān)測(cè)電路604。圖7示出將模式控制電路600用于直接負(fù)載放大器500時(shí)系統(tǒng)工作波形示意圖700。

若電源提供裝置501處于第一工作模式(模式1)，其第一電源端電壓為vsp1，隨著驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv逐漸變大，驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv與第一正電壓vsp1的距離(電壓差值)越來(lái)越小，當(dāng)正電源vsp的電壓值(忽略隨電源和負(fù)載電流變化則通常為第一正電壓vsp1)與輸出信號(hào)vdrv之差小于第一正閾值vtp1時(shí)(t1時(shí)刻)，第一監(jiān)測(cè)電路601將控制電源提供裝置501進(jìn)入第二工作模式，電源提供裝置501第一電源端電壓迅速升高至vsp2，以防止驅(qū)動(dòng)信號(hào)被削波進(jìn)而發(fā)生失真。在有些實(shí)施例中，電源提供裝置的第一正電壓vsp1是實(shí)質(zhì)固定而不隨電源提供裝置的輸入電源變化而變化(例如采用閉環(huán)控制的buck或boost)，第一監(jiān)測(cè)電路601可以僅監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv的大小，而無(wú)需監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv與第一正電壓vsp1的距離。電源提供裝置501可以直接基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv的大小而進(jìn)入第二工作模式，即當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv增大到第一正數(shù)vp1時(shí)，第一監(jiān)測(cè)電路601將控制電源提供裝置501進(jìn)入第二工作模式。

若電源提供裝置501處于第二工作模式(模式2)，其第一電源端電壓為vsp2。隨著驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv減小，第一放大器202繼續(xù)使用如此高的正電壓vsp2將產(chǎn)生能量浪費(fèi)。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdr降低至第二正閾值vtp2時(shí)(t2時(shí)刻)，第二監(jiān)測(cè)電路602使得電源提供裝置501跳出第二工作模式。在一個(gè)實(shí)施例中，第二正閾值vtp2可以剛好是第一正電壓vsp1。在另外一個(gè)實(shí)施例中，第二正閾值vtp2可以是介于vsp1-vtp1和vsp1之間數(shù)值。在其他實(shí)施例中還可以是小于或者等于vsp1-vtp1的數(shù)值。

在電源提供裝置502跳出第二工作模式時(shí)，可以先不進(jìn)入第一工作模式，而是進(jìn)入休眠模式，在此期間，電源提供裝置501停止或者減少對(duì)其兩個(gè)輸出端耦接的電容的供電(電流)。由于輸出電容存儲(chǔ)(電荷的)效應(yīng)等原因，電源提供裝置501第一輸出端電壓將由vsp2逐漸降低，當(dāng)電源提供裝置正電源降低至第三正閾值vtp3時(shí)(t3時(shí)刻)，第三監(jiān)測(cè)電路603使得電源提供裝置跳出休眠模式并進(jìn)入第一工作模式。第三正閾值vtp3可以等于第二正閾值vtp2，也可以不等于。在一個(gè)實(shí)施例中，第三正閾值vtp3可以剛好是第一正電壓vsp1。在另外一個(gè)實(shí)施例中，第三正閾值vtp3可以是介于vsp1-vtp1和vsp1之間數(shù)值。在其他實(shí)施例中還可以是小于或者等于vsp1-vtp1的數(shù)值。

基于相同的道理，若電源提供裝置501處于第一工作模式，其第二電源端電壓為vsn1，隨著驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv逐漸變大，驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv與第一負(fù)電壓vsn1的距離(電壓差值)越來(lái)越小，當(dāng)負(fù)電源vsn電壓值(忽略隨電源和負(fù)載電流變化則通常為第一負(fù)電壓vsn1)與輸出信號(hào)vdrv之差小于第一負(fù)閾值vtn1時(shí)(t4時(shí)刻)，第一監(jiān)測(cè)電路601將控制電源提供裝置501進(jìn)入第二工作模式，電源提供裝置501第二電源端電壓迅速升高至vsn2，以防止驅(qū)動(dòng)信號(hào)被削波進(jìn)而發(fā)生失真。在有些實(shí)施例中，電源提供裝置的第一負(fù)電壓vsn1是固定且不隨電源提供裝置的輸入電源變化而變化(例如采用閉環(huán)控制的buck)，第一監(jiān)測(cè)電路601可以僅監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv的大小，而無(wú)需監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv與第一負(fù)電壓vsn1的距離。電源提供裝置501可以直接基于驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv的大小而進(jìn)入第二工作模式，即當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv增大到第一負(fù)數(shù)vn1時(shí)，第一監(jiān)測(cè)電路601將控制電源提供裝置501進(jìn)入第二工作模式。

若電源提供裝置501處于第二工作模式，其第一電源端電壓為vsn2。隨著驅(qū)動(dòng)信號(hào)減小，第一放大器202繼續(xù)使用如此高的正電壓vsn2將產(chǎn)生能量浪費(fèi)。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv降低至第二負(fù)閾值vtn2時(shí)(t5時(shí)刻)，第二監(jiān)測(cè)電路602使得電源提供裝置501跳出第二工作模式。在一個(gè)實(shí)施例中，第二閾值vtn2可以剛好是第一負(fù)電壓vsn1。在另外一個(gè)實(shí)施例中，第二閾值vtn2可以是介于vsn1-vtn1和vsn1之間數(shù)值。在其他實(shí)施例中還可以是小于或者等于vsn1-vtn1數(shù)值。

在電源提供裝置502跳出第二工作模式時(shí)，可以先不進(jìn)入第一工作模式，而是進(jìn)入休眠模式，在此期間，電源提供裝置502停止或者減小對(duì)其兩個(gè)輸出端耦接的電容供電(電流)。由于輸出電容存儲(chǔ)(電荷的)效應(yīng)等原因，電源提供裝置501第二輸出端電壓將由vsn2逐漸降低(接近地電勢(shì))，當(dāng)電源提供裝置負(fù)電源降低至第三負(fù)閾值vtn3時(shí)(t6時(shí)刻)，使得電源提供裝置跳出休眠模式并進(jìn)入第一工作模式。第三負(fù)閾值vtn3可以等于第二負(fù)閾值vtn2，也可以不等于。在一個(gè)實(shí)施例中，第三負(fù)閾值vtn3可以剛好是第一負(fù)電壓vsn1。在另外一個(gè)實(shí)施例中，第二閾值vtn2可以是介于vsn1-vtn1和vsn1之間數(shù)值。在其他實(shí)施例中還可以是小于或者等于vsn1-vtn1數(shù)值。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的模式控制電路800的電路示意圖，包括第一監(jiān)測(cè)電路801、第二監(jiān)測(cè)電路802、邏輯電路803和第三監(jiān)測(cè)電路804。模式控制電路800可用于直接負(fù)載放大器500用以控制電源提供裝置501，同時(shí)由于模式控制電路800可以監(jiān)測(cè)vo1、vo2、vsp、vsn等多個(gè)信號(hào)的變化，包括但不限于監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv與正電源vsp或所述負(fù)電源vsn的逼近情況，驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv幅度情況，正電源vsp和負(fù)電源vsn的幅度情況，因此模式控制電路800也可以稱為多信號(hào)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)電路800。

第一監(jiān)測(cè)電路801包括第六電阻至第十一電阻r6～r11、第一電流源i1、第一比較器cm1、第二比較器cm2和第一邏輯門(mén)g1。第六電阻r6，具有第一端和第二端，其第一端耦接至差分放大器201第一輸出端(或者說(shuō)模式控制電路800第三采樣端耦接至差分放大器201第一輸出端)。第七電阻r7，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第六電阻r6第二端。第一電流源i1，具有第一端和第二端，其第一端耦接至第七電阻r7第二端，其第二端耦接至地。第一比較器cm1，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至第六電阻r6第二端，其第二端通過(guò)第八電阻r8耦接至電源提供裝置501的第一電源端sp以接收正電源vsp(或者說(shuō)第八電阻r8一端配置為模式控制電路800第一采樣端并耦接至電源提供裝置501的第一電源端sp以接收正電源vsp)。第二比較器cm2，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至第七電阻r7第二端，其第二端通過(guò)第九電阻r9耦接至電源提供裝置501的第二電源端sn以接收負(fù)電源vsn(或者說(shuō)第九電阻r9一端配置為模式控制電路800第二采樣端并耦接至電源提供裝置501的第二電源端sn以接收負(fù)電源vsn)。第十電阻r10，具有第一端、第二端，其第一端耦接至第一比較器cm1第二端，其第二端耦接至第一參考電壓端rf1以接受第一參考電壓vrf1。第十一電阻r11，具有第一端、第二端，其第一端耦接至第二比較器cm2第二輸入端，其第二端耦接至第一參考電壓vrf1。第一邏輯門(mén)g1，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至第一比較器cm1輸出端，其第二輸入端耦接至第二比較器cm2輸出端，其輸出端配置為第一監(jiān)測(cè)電路801輸出端并提供第一監(jiān)測(cè)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一邏輯門(mén)g1是與門(mén)。

假定差分放大器201的輸出差分信號(hào)vo12至第一放大器輸出端的電壓放大倍數(shù)為a(或者說(shuō)驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv與差分放大器輸出差分信號(hào)vo12之比為a)，即

vdrv＝vo12×a(1)

則有

其中，vo1表示差分放大器201第一輸出端電壓，vo2表示差分放大器201第二輸出端電壓，vrf1表示共模電平電壓，vdrv表示第一放大器202輸出端電壓，第一分壓vd1表示第一比較器cm1第一輸入端電壓，第二分壓vd2表示第二比較器cm2第一輸入端電壓。

假定第十電阻r10阻值與第八電阻r8阻值之比為p(r10：r8＝p:1)，第十一電阻r11阻值與第九電阻r9阻值之比為q(r11:r9＝q:1)，則第一比較器cm1第二端的電壓(即第三分壓vd3)可以表示為

第二比較器cm2第二端的電壓(即第四分壓vd4)

當(dāng)?shù)谝环謮簐d1等于第三分壓vd3，即

時(shí)，第一比較器cm1翻轉(zhuǎn)，此時(shí)有

若令，

則有

vsp-vdrv＝(2a-1)×vrf1-2a×r6×i1＝vtp1(11)

即，第一監(jiān)測(cè)電路801可以使驅(qū)動(dòng)信號(hào)drv升高到距正電源vsp為第一正閾值vtp1時(shí)發(fā)出信號(hào)，進(jìn)而使得電源提供裝置501進(jìn)入第二工作模式。特別地，可以使得a＝p＝1，此時(shí)所得的第一正閾值vtp1是正電源與驅(qū)動(dòng)信號(hào)之差，電路設(shè)計(jì)和計(jì)算也最為方便。

需要指出的是，公式(10)限定的條件是最優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以精確在各個(gè)電源下的電壓值。實(shí)際上，即使

公式(9)依然反映了驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv和正電源vsp的逼近情況，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以靈活確定不同p、a、r6和i1以設(shè)定所需第一正閾值vtp1。即，公式(10)所限定的條件是本發(fā)明的優(yōu)化實(shí)施例，而非對(duì)本發(fā)明的限制。

當(dāng)?shù)诙謮簐d2等于第四分壓vd4，即

時(shí)，第二比較器cm2翻轉(zhuǎn)，此時(shí)有

若令，

則有

vsn-vdrv＝(2a-1)×vrf1-2a×(r6+r7)×i1＝vtn1(16)

即，第一監(jiān)測(cè)電路801可以使驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv升高到距負(fù)電源vsn為第一負(fù)閾值vtn1時(shí)發(fā)出信號(hào)，進(jìn)而使得電源提供裝置501進(jìn)入第二工作模式。特別地，可以使得a＝q＝1。

第二監(jiān)測(cè)電路802包括第三比較器cm3和第四比較器cm4。第三比較器cm3，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至差分放大器201第一輸出端，其第二端耦接至第二參考電壓vref2。第四比較器cm4，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至差分放大器201第二輸入端o2(或者說(shuō)第四比較器cm4第一端配置為模式控制電路800第四采樣端并耦接至差分放大器201第二輸入端o2)，其第二端耦接至第三參考電壓vrf3。第二邏輯門(mén)g2，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至第三比較器cm3輸出端，其第二輸入端耦接至第四比較器cm4輸出端，其輸出端配置為第二監(jiān)測(cè)電路802輸出端并提供第二監(jiān)測(cè)信號(hào)(又稱為休眠信號(hào))。

當(dāng)差分放大器201第一輸出端電壓vo1等于第二參考電壓vref2時(shí)，即

時(shí)第三比較器cm3發(fā)生反轉(zhuǎn)，通過(guò)后級(jí)電路控制電源提供裝置跳出第二模式。在一個(gè)優(yōu)化的實(shí)施例中，設(shè)定

即當(dāng)輸出信號(hào)vdrv剛好降低至第一電壓vsp1時(shí)，第三比較器cm3發(fā)生發(fā)轉(zhuǎn)以結(jié)束第二工作模式。在另外一個(gè)實(shí)施例中，還可以設(shè)定

即當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv剛好降低至第一電壓vsp1附近時(shí)，第三比較器cm3發(fā)生發(fā)轉(zhuǎn)以結(jié)束第二工作模式。需要指出的是上述僅是一個(gè)優(yōu)化的實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以靈活地設(shè)置第二參考電壓，例如與第一電壓vsp1成比例，與第一電壓vsp1保持固定差值。

基于相同的道理，當(dāng)差分放大器201第二輸出端電壓vo2等于第三參考電壓vref3時(shí)，即

時(shí)第四比較器cm4發(fā)生反轉(zhuǎn)，通過(guò)后級(jí)電路控制電源提供裝置跳出第二模式。在一個(gè)優(yōu)化的實(shí)施例中，設(shè)定

即當(dāng)輸出信號(hào)vdrv剛好降低至第一電壓vsp1時(shí)，第四比較器cm4發(fā)生發(fā)轉(zhuǎn)以結(jié)束第二工作模式。在另外一個(gè)實(shí)施例中，還可以設(shè)定

即當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)vdrv剛好降低至第一電壓vsn1附近時(shí)，第四比較器cm4發(fā)生發(fā)轉(zhuǎn)以結(jié)束第二工作模式。需要指出的是上述僅是一個(gè)優(yōu)化的實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以靈活地設(shè)置第三參考電壓，例如與第一電壓vsn1成比例，與第一電壓vsn1保持固定差值。

在一個(gè)特別的實(shí)施例中，第一正電壓vsp1與第一負(fù)電壓vsn1大小相等，即

-vsn1＝vsp1(23)

則根據(jù)公式(18)和公式(21)，第二參考電壓vrf2等于第三參考電壓vrf3，即第三比較器cm3第二輸入端和第四比較器第二輸入端可以耦接至同一參考信號(hào)，從而簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。

模式控制電路還包括第三監(jiān)測(cè)電路803，包括五比較器cm5、第六比較器cm6和第三門(mén)電路g3。第五比較器cm5，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至第一比較器cm1第一輸入端(第三分壓vd3)，其第二端耦接至第四參考電壓vrf4。第六比較器cm6，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至第二比較器cm1第二輸入端(第四分壓vd4)，其第二端耦接至第五參考電壓vrf5。第三邏輯門(mén)g3，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至第五比較器cm5輸出端，其第二輸入端耦接至第六比較器輸出端cm6，其輸出端配置為第三監(jiān)測(cè)電路803輸出端并提供第三監(jiān)測(cè)信號(hào)(又稱為降壓信號(hào))。

當(dāng)?shù)谌謮簐d3電壓等于第四參考電壓vrf4時(shí)，即

時(shí)第五比較器cm5發(fā)生反轉(zhuǎn)，通過(guò)后級(jí)邏輯門(mén)發(fā)出休眠結(jié)束信號(hào)(降壓信號(hào))。在一個(gè)優(yōu)化的實(shí)施例中，設(shè)定

即當(dāng)正電源vsp剛好降低至第一電壓vsp1時(shí)，第五比較器cm5發(fā)生翻轉(zhuǎn)，通過(guò)后級(jí)電路控制電源提供裝置501跳出休眠模式并進(jìn)入第一工作模式。

當(dāng)?shù)谒姆謮簐d4電壓等于第五參考電壓vrf5時(shí)，即

時(shí)第五比較器cm5發(fā)生反轉(zhuǎn)，通過(guò)后級(jí)邏輯門(mén)發(fā)出休眠結(jié)束信號(hào)。在一個(gè)優(yōu)化的實(shí)施例中，設(shè)定

即當(dāng)負(fù)電源vsn剛好降低至第一負(fù)電壓vsn1時(shí)，第六比較器cm6發(fā)生翻轉(zhuǎn)，通過(guò)后級(jí)電路控制電源提供裝置501跳出休眠模式并進(jìn)入第一工作模式。

在電源控制電路501第一次由第一工作模式進(jìn)入第二工作模式(例如圖7中t1時(shí)刻)至下次由第一工作模式進(jìn)入第二工作模式(例如圖7中t4時(shí)刻)，第一比較器cm1或第二比較器cm2會(huì)多次翻轉(zhuǎn)，使得第一監(jiān)測(cè)電路801的輸出無(wú)法準(zhǔn)確表征何時(shí)才是進(jìn)入第二工作模式恰當(dāng)時(shí)機(jī)。為避免產(chǎn)生邏輯混亂，模式控制電路800進(jìn)一步包括邏輯電路804，以控制電源提供裝置一定是從第二模式跳出后才進(jìn)入第一工作模式。

邏輯電路603包括第一d觸發(fā)器dff1、第一尖脈沖電路dp1、第二d觸發(fā)器dff2和第二尖脈沖電路dp2。第一d觸發(fā)器dff1，包括r端、c端、d端、電源端和q端，其c端配置為邏輯電路第一輸入端，其d端耦接至其電源端，其q端提供升壓信號(hào)。第一尖脈沖電路dp1，包括輸出端與輸出端，其輸入端耦接至第一d觸發(fā)器q端，在輸入端信號(hào)的上升沿，其輸出端提供一尖脈沖信號(hào)。第二d觸發(fā)器dff2，包括r端、c端、d端、電源端和q端，期r端耦接至第一尖脈沖電路dp1輸出端，其c端配置為耦接至第二監(jiān)測(cè)電路802輸出端，其d端耦接至其電源端。第二尖脈沖電路dp2，包括輸出端與輸出端，其輸入端耦接至第二d觸發(fā)器輸出端，其輸出端耦接至第一d觸發(fā)器r端，在輸入端信號(hào)的上升沿，其輸出端提供一尖脈沖信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施例中，模式控制電路800進(jìn)一步包括控制電路805，具有第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端和輸出端，其第一輸入端耦接至邏輯電路804輸出端以接收升壓信號(hào)，其第二輸入端耦接至第二監(jiān)測(cè)電路802輸出端以接收休眠信號(hào)，其第三輸入端耦接至第二監(jiān)測(cè)電路802輸出端以接收降壓信號(hào)，其輸出端提供控制信號(hào)con以控制電源提供裝置501的工作模式。

在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)升壓信號(hào)使能時(shí)(例如前文所述的比較器翻轉(zhuǎn)時(shí)刻)，控制信號(hào)con電源提供裝置501進(jìn)入第二工作模式；休眠信號(hào)使能時(shí)，控制信號(hào)con電源提供裝置501跳出第二工作模式并進(jìn)入休眠模式；降壓信號(hào)使能時(shí)，控制信號(hào)con電源提供裝置501跳出休眠模式并進(jìn)入第一工作模式。

在本公開(kāi)內(nèi)容中所使用的量詞“一個(gè)”、“一種”等不排除復(fù)數(shù)。文中的“第一”、“第二”等僅表示在實(shí)施例的描述中出現(xiàn)的先后順序，以便于區(qū)分類似部件。“第一”、“第二”在權(quán)利要求書(shū)中的出現(xiàn)僅為了便于對(duì)權(quán)利要求的快速理解而不是為了對(duì)其進(jìn)行限制。權(quán)利要求書(shū)中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)解釋為對(duì)范圍的限制。