快速阻斷開關的制作方法

快速阻斷開關的制作方法
【專利摘要】快速阻斷開關(200)包括，例如，能量儲存裝置(212)，第一電力開關(216)以及第二電力開關(218)。能量儲存裝置為開關的快激活存儲電荷。第一開關(216)可操作用于：響應于由所儲存的電荷供應的電勢耦合于第一開關(216)的控制終端，將輸入電流耦合到輸出終端OUT。第二開關(220)可操作用于：響應于由所儲存的電荷供應的電勢耦合于第二開關(220)的控制終端，將受限輸入電流量與輸出終端OUT耦合。
【專利說明】快速阻斷開關
【背景技術】
[0001] 許多集成電路的應用在包括多個電源的集成系統里實現。在這些應用的一些中， 兩個或更多這類電源以"線-或(Wire-OR)"配置安排，其中每個電源的至少一個電壓輸出被 耦合在一起以提供電壓輸出，其能夠供應的電流大于參與的電源中的任何一個能夠供應的 電流。在集成系統操作期間，在不同時間點需要不同量的電流。在各個時間點，需要的電流 能夠大于或小于由給定的參與的電源所提供的量。因此，在操作期間的不同時間點內，根據 需要關閉（以節省電力消耗），或者開啟（以提供更多電力）參與的電源。阻斷電路系統與參 與的電源結合，用于使在開啟和關閉參與的電源時發生的電壓擾動(例如，其能夠不利地影 響集成系統的操作)最小化。然而，這類阻斷電路系統常常增加集成系統的成本、復雜性和 電力消耗。

【發明內容】

[0002] 使用快速阻斷開關能夠解決上述問題，該快速阻斷開關包括，例如能量儲存裝置、 第一電力開關以及第二電力開關。能量儲存裝置為開關的快激活存儲電荷。第一開關可操 作用于：響應于存儲電荷供應的電勢耦合到第一開關的控制終端，將輸入電流耦合到輸出 終端。第二開關可操作用于:響應于存儲電荷供應的電勢耦合到第二開關的控制終端，將限 量的輸入電流耦合到輸出終端;其中第二開關與第一開關不同。第二開關的控制終端也可 操作用于（例如，作為電荷儲存元件）向第一開關的控制終端提供(例如，附加的）電荷（例 如，以便第一開關的更快開啟）。
[0003] 應當理解，所提交的此
【發明內容】
不是用來體現或限制權利要求的范圍或含義。進 一步，本
【發明內容】
不旨在識別所要求保護的主題的關鍵或本質特征，也不旨在用于輔助確 定所要求保護的主題的范圍。
【附圖說明】
[0004] 根據本公開的示例實施例，圖1示出說明性的電子裝置。
[0005] 根據本公開的示例實施例，圖2是快速阻斷開關的原理圖。
[0006] 根據本公開的示例實施例，圖3是快速阻斷開關的引腳-輸出框圖。
[0007] 根據本公開的示例實施例，圖4是兩個線-或快速阻斷開關的框圖。
【具體實施方式】
[0008] 下面的討論針對發明的多種實施例。盡管這些實施例中的一個或更多個可以是優 選的，但是公開的實施例不應該被解釋為或者以其他方式用于限制本公開(包括權利要求） 的范圍。除此之外，本領域的技術人員將理解下面的描述有寬泛的應用，并且任何實施例的 討論僅僅意味著該實施例的示例，而不意在暗示本公開(包括權利要求)的范圍受限于該實 施例。
[0009] 貫穿下面的描述-以及權利要求-使用的特定術語用于指代特定的系統元件。正如 本領域的技術人員能夠理解的，多種名稱可以用于指代元件或者系統。因此，本文中不一定 對名字不同而非功能不同的元件進行區分。此外，系統能夠是另一個系統的子系統。在下面 的討論和權利要求中，術語"包括"和"包含"以開放式使用，并且因此被解釋成意思為"包 括，但不限于……"還有，術語"親合于"或"與……耦合"（等等)意在描述間接的或直接的電 氣連接。因此，如果第一裝置耦合于第二裝置，該連接能夠通過直接電氣連接實現，或者通 過經由其他裝置和連接的間接電氣連接實現。術語"部分"能夠意味著全部部分或者少于全 部部分的一部分。術語"校準"能夠包括詞語"測試"的含義。術語"輸入"能夠意味著PMOS(P 型金屬氧化物半導體)或NM〇S(N型金屬氧化物半導體)晶體管的源極或漏極(或者甚至是控 制輸入，例如上下文指明的柵極）。術語"脈沖"能夠意味著一部分波形，例如"方波"或"鋸 齒"波形。
[0010] 根據本公開的實施例，圖1示出說明性的計算裝置100。例如，計算裝置100是，或被 合并到，或被耦合(例如，被連接)到電子系統129,例如計算機、電子控制"盒"或顯示器、通 信器材(包括傳輸器或接收器）、或可操作用于處理信息的任何類型的電子系統。
[0011] 在一些實施例中，計算裝置100包含巨型單元或片上系統(SoC)，其包括控制邏輯 如CPU 112(中央處理器），存儲器114(例如，隨機存取存儲器(RAM))以及電源110XPU 112 能夠是，例如CISC型(復雜指令集計算機)CPU、RISC型CPU(精簡指令集計算機）、M⑶型(微控 制器單元）、或數字信號處理器(DSP)。存儲器114(其能夠是存儲器，例如處理器上緩存(on-processor cache) 、處理器外緩存 (off-processor cache) 、RAM、 閃存、或磁盤存儲器) 存儲 一個或更多個軟件應用130(例如，嵌入式應用），該應用130在由CPU 112運行時執行與計算 裝置100相關聯的任何適當的功能。
[0012] CPU 112包括存儲器和邏輯，其存儲從存儲器114頻繁訪問的信息。計算裝置100經 常被用戶使用UI(用戶界面）116控制，在軟件應用130運行期間，UI 116向用戶提供輸出以 及從用戶接收輸入。使用顯示器118、指示燈、揚聲器、振動等等提供輸出。使用音頻和/或視 頻輸入(使用例如語音或圖像識別），以及電氣的和/或機械的裝置例如小鍵盤、交換機、近 程檢測器、陀螺儀、加速計等等接收輸入。
[0013] CPU 112和電源110耦合于1/0 (輸入-輸出）端口 128，其提供被配置為從(和/或提 供輸出到）網絡裝置131接收輸入的界面。網絡裝置131能夠包括任何能夠與計算裝置100點 到點和/或網絡通信的裝置(包括測試裝備）。計算裝置100典型地耦合于外部設備和/或計 算裝置，包括有形的、永久的介質（例如閃存)和/或電纜或無線介質。這些以及其他輸入和 輸出裝置通過用無線或電纜連接的外部裝置被選擇性地耦合于計算裝置100。存儲器114是 可存取的，例如，通過網絡裝置131XPU 112、存儲器114以及電源110都可選擇地耦合于外 部電源(未示出），其被配置為從電源(例如蓄電池、太陽能電池、"火線（live)"電源線、感應 場、燃料電池、電容器等等)接收電力。
[0014] 計算裝置100包括電力模塊138。電力模塊138包括至少兩個電源，例如電源110和 111。電源110和111使用快速阻斷開關(快B-柵極）140和141以線-或配置安排，其具有至少 一個電壓輸出，其中每個輸出相互耦合(例如，連接）。快速阻斷開關被安排提供阻斷FET的 快開啟，以使在電壓輸出的壓降最小化，該壓降最初發生在將參與的電源的輸出耦合在一 起時。使用從內部電容器存儲器選擇性耦合的電荷，快速阻斷開關被快速地開啟。在一個實 施例中，一個或更多個內部電容器的使用避免與外部電容器相關聯的成本、引腳終端、復雜 性、以及尺寸。
[0015]電源110和111包括電力生成和控制元件，其用于生成電力以使計算裝置100能夠 運行軟件應用130。例如，電源110和111提供一個或更多個電力開關，每個開關能夠被獨立 地控制，該電力開關可操作用于向計算裝置100的不同元件提供不同電壓的電力。電源110 和111都可選地在與彼此相同的物理組件中。
[0016] 計算裝置100在多種電力-節省模式(例如睡眠模式)可選擇地操作，其中響應于電 力控制信號供應(和/或關閉）電源110和111的各個電壓。根據系統操作要求，電力控制信號 由（或響應于）電源控制器(例如CPU 112)生成。響應于電力控制信號，電源110和111能夠單 個地和有選擇地開啟或關閉。
[0017] 根據本公開的實施例，圖2是快速阻斷開關的原理圖。快速阻斷開關200是例如快 速阻斷開關140或141的快速阻斷開關。快速阻斷開關200包括內部電荷栗210、內部電容器 212、小的內部電荷栗214、NM0S阻斷開關216、NM0S電流限制開關218、B-柵極開關220、H-柵 極開關222、反向器226、B-柵極斷開開關224、單觸發器(monoshot)(例如單觸發脈沖生成 器)228、以及H-柵極斷開開關230。此類被包括的元件典型地形成在通用襯底上。
[0018]快速阻斷開關200可操作用于在一個或更多個內部電容器中存儲電荷，并且當激 勵(例如，閉合)開關216和218時，將所儲存的電荷應用到NM0S阻斷開關216以及NM0S電流限 制開關218的柵極。所存儲的電荷迅速地幫助克服與NM0S阻斷開關216相關聯的源極到柵極 的相對高電容。（根據上下文，此處所用的術語"開關(switch)"包括可操作用于限制可變電 流量的裝置的含義，此裝置包括響應于控制信號生成連續可變電流量的裝置）。
[0019]在操作中，快速阻斷開關200在節點IN從參與的電源接收電力。阻斷的電源有，例 如，被快速阻斷開關200的匪0S阻斷開關216阻斷的電壓輸出。在初始的狀態（例如，在電源 阻斷時），響應于B-柵極斷開開關224的閉合，NM0S阻斷開關216被關閉(例如，在阻斷狀態）。 響應于小充電電流214拉高控制終端218并且H-柵極斷開開關230打開，匪0S電流限制開關 218被開啟（例如，在導通狀態）。因此，快速阻斷開關200在節點OUT(例如，僅僅)供應電力通 過NM0S阻斷開關216的體二極管并且參與的電源被阻斷。
[0020]在節點IN接收的電力被快速阻斷開關200用來給內部電荷栗210供電。當被供電 時，內部電荷栗210提供電荷用于為內部電容器212充電，并且提供電流用于為小的內部電 荷栗214供電。小的內部電荷栗214提供相對小的電流，該電流如果經過累積，則(例如，緩慢 地)開啟（和/或保持在開啟狀態)NM0S電流限制開關218。
[0021 ]當被阻斷的電源被"帶到線上"（例如，有電力耦合于節點OUT)，開啟B-Gate(開啟 BGATE)信號根據電力控制信號被斷言（例如，電力控制信號根據系統電力要求輪流生成）。 響應于開啟B-Gate信號的斷言，B-柵極開關220被閉合，其將內部電容器212所存儲的電荷 耦合到NM0S阻斷開關216的柵極。反向器226取消所斷言的開啟B-Gate信號并且打開B-柵極 開關220斷開開關224作為響應。可是，由于內部電容器212相對較小(例如，相比于與NM0S阻 斷開關216相關聯的高的源極到柵極電容），內部電容器212其自身不為開啟匪0S阻斷開關 216儲存足夠的電荷(例如，甚至當開關220開啟時）。
[0022]響應于開啟B-Gate信號的斷言，通過生成具有選定時間段的瞬時有效時段的脈 沖，單觸發器228在選定的時間段內保持(例如，閉合并保持)H-柵極開關222處在閉合狀態。 在選定時段期滿時，單觸發器228打開H-柵極開關222。當H-柵極開關222閉合時，儲存在 WOS電流限制開關218的源極到柵極區域的電荷幫助克服與匪OS阻斷開關216的源極到柵 極區域相關聯的電容，如此NM0S阻斷開關216能夠更快地開啟。
[0023]由內部匪0S電流限制開關218供應的電荷以某個速率(例如，電流電平)被應用到 匪0S阻斷開關216的柵極，該速率基本上高于由小的內部電荷栗214供應的電流。在一個實 施例中，匪0S阻斷開關216的柵極以某個速率被充電，該速率至少是小的內部電荷栗214向 NM0S電流限制開關218的柵極充電的速率的大約10倍。
[0024]根據本公開的示例實施例，圖3是快速阻斷開關的引腳-輸出框圖。快速阻斷開關 300是例如快速阻斷開關200的快速阻斷開關。快速阻斷開關300包括襯底302,阻斷開關300 在其上形成。快速阻斷開關300包括引腳 310、312、314、316、318、320、322、324、326、328、330 和332。這樣的引腳每個可選地包括并聯安排的多個終端。
[0025] 引腳310(IN)耦合于電源的輸出，并被安排為接收來自電源的電流。由參與的電源 所提供的安培數(例如，電流量)被傳感器340檢測，并且安培的指示被傳達給控制器346。控 制器346被安排為控制阻斷開關342和電流限制開關344。開關342和344被安排為串聯(例 如，其中開關342的漏極連接到開關344的漏極)并且一起工作以阻斷和/或限制耦合到引腳 322(0UT)的(在引腳310接收的）電流。
[0026] 每個引腳(例如引腳310和322)是可選地多個物理引腳，其被安排為并聯。例如，弓丨 腳310和322各自包含4個被安排為并聯的物理引腳，如此例如，在高電流路徑(例如，其包括 引腳、終端、焊盤、跡線、電線、節點、線路等等中的任何一個)的電阻效應被最小化。
[0027]引腳310(IN)可操作用于支持內部的欠壓鎖定(UVL0)電路系統。當IN終端電壓下 降到低于內部的UVL0閾值(VUVR)時，控制電路系統(例如，包括控制器346)被安排為禁用快 速阻斷開關。內部的UVL0閾值典型地有115mV的遲滯。
[0028]引腳312是被用于編程使能和調整欠壓鎖定(EN/UVL0)特征件的終端，其中引腳 312控制FET晶體管（例如開關342和344)的開/關狀態。引腳312上的電壓（例如，在大約0.6 < VEN/mo < 1.0伏特的范圍內）關閉（例如，打開）內部的M0SFET，這將引腳310 (IN)從引腳 322(0UT)斷開(例如，阻斷）。進一步地，所應用的低于0.6V的電壓關閉了快速阻斷開關300， 如此快速阻斷開關300進入了關機模式。在關機期間，靜態電流（I Q)低于20uA(微安培）左 右，如此電力損失被最小化。
[0029] 通過使用外部電阻器分壓器將到EN/UVL0的供應和GND分開，引腳312(EN/UVL0)可 編程用于"低欠壓鎖定"操作。因此，引腳312有多重功能并且可用于作為如欠壓監控器操 作，以及促進電力故障或欠壓事件情況下內部FET的快關閉。在這類事件中，快速阻斷開關 300還斷言故障(FLTb)標志，其在引腳328呈現。
[0030]因此，快速阻斷開關300適于電源線-或應用（例如，組合來自分開的電力生成供應 的電流的應用），其中多個(例如，"N"，N是大于1的整數)快速阻斷開關(例如，快速阻斷開關 300)的輸出引腳耦合在一起。通過具體的快速阻斷開關的電流量被傳送到外部控制器(例 如，其形成于襯底302之外的襯底上），該外部控制器可操作用于單獨地控制多個快速阻斷 開關中的每個(例如，參見下面圖5)。
[0031] 快速阻斷開關300可操作用于在插入電路卡到通電背板（live backplane)或其他 "熱"電源之后，控制到負載(例如，耦合于輸出引腳322)的涌入電流。限制涌入電流(例如， 經由電流限制開關344)是限制背板的供應電壓的電壓下降，從而避免"掉電"和系統電力的 低電壓感應的自動復位。同樣地，控制轉換速率(例如，參考時間的一次導數:dVdT)有助于 最小化導電和輻射干擾。對于啟動時期就呈現負載的系統，電流被限制為不能超過由限流 電阻器設置的最大電流限制，其是根據具體應用選擇的。限流電阻器外部地耦合在IUM(電 流限制）引腳326和地之間。
[0032]高涌入電流常常在"熱插拔"時發生(例如，當系統處在上電狀態時，將裝置插入系 統中）。快速阻斷開關300可操作用于根據可編程的輸出轉換速率控制調節涌入電流。例如， 連接在引腳318(dVdT)到地引腳320(GND)之間的外部電容器定義通電時輸出電壓的轉換速 率。啟動時的轉換速率能夠表示為：
(1)
[0034] 其中，IdvdT=lyA(典型的），
以及GAINdvdT是 dVdT到輸出的增益(例如，比率12)。
[0035] 輸出電壓VQUT從0伏特到VIN的總斜坡時間(TdvdT)能夠根據以下公式計算：
[0036] TdvdT=8.3*104*ViN*CdvdT (2)
[0037] 其中C是耦合于引腳318(dVdT)的外部電容器。dVdT終端（引腳318)可選地不被連 接(如，"向左浮動"）以獲得輸出VQUT的預定轉換速率。當引腳318向左浮動時，快速阻斷開關 300為輸出電壓(V QUT)的斜坡假設預定的內部斜坡率12V/ms。
[0038] 快速阻斷開關300通過感應內部傳感器340(例如，電阻器)兩端的電壓來監控負載 電流。通過開關342和344的FET電流在啟動操作和正常操作期間都被監控。在(例如，潛在的 和/或實際的)過電流事件期間，快速阻斷開關300保持電流電平低于由外部電阻器Rrm(例 如，親合于IUM引腳326)所編程的電流限制閾值(IcO。電流限制根據以下公式確定：
(3)
[0040] 在其中電流超過過載電流限制（I0L)的情況下，計時器可選地用于延長快速阻斷 開關操作的時間。
[0041] 快速阻斷開關300包含輸入過電壓保護電路，在過電壓條件期間保護系統（例如， 其包括快速阻斷開關300)。將電阻器的第一終端耦合到過電壓保護(0VP)引腳314終端，被 用來編程快速阻斷開關300過電壓電平。大于V QVPR的電壓被應用到引腳314,從而關閉FET開 關342和344。內部電阻器分壓器耦合在供應和GND之間，并且具有耦合于引腳314的中心節 點，內部電阻器分壓器編程過電壓閾值并且為任何下游的負載提供過電壓保護。當不編程 過電壓電平時，引腳314接在GND上。
[0042] 故障響應(FTLb)引腳328是開漏級輸出，其在欠壓、過電壓、反向電壓/或電流以及 熱關機條件下被斷言（低電平有效）。可選地，當過電流條件超過故障超時期間（TCBdly)的 長度時，引腳328針對過電流條件下被斷言。引腳328被保持斷言直到故障條件解除并且裝 置恢復正常操作。
[0043] 快速阻斷開關300包括電流監控以及報告功能。快速阻斷開關300響應于所感測的 通過開關342和/或344的電流量而生成按比例改變大小的模擬輸出電流。引腳324(M0N)的 輸出起源于電流源，其被安排為與從IN到OUT流過的電流成比例。因此，引腳324的輸出被外 部電源控制邏輯用于監控流過系統的電流。
[0044]外部下拉電阻器(Rimon)，其被連接在從頂ON終端到GND，被用來可編程地按比例改 變電流限制的大小。在此終端(VHTON)生成的電壓與流過開關342和344的電流成比例。用于 監控電流的最大電壓范圍（Vminmax)被限制在VIN低于2.2V，以確保線性輸出以及不應該超 過作為絕對值最大值的6. svamoN電阻器的最大值是根據以下等式決定：
(4)
[0046]當 ViN<8.7V 時，以及
(5)
[0048] 當VIN>8.7V時，并且其中GAINmn是根據所指示的引腳324(m〇N)的電流與輸出引 腳(I0UT) 322的電流的比值確定的增益因子。
[0049]引腳324處的輸出電壓從以下公式中計算：
[0050] Vimon= Iol*GAINimon*Rimon (6)
[0051] 其中RIMQN是下拉電阻器，其被用來可編程的按比例改變如上所述的電流限制的大 小。
[0052] "電源正常閾值"（PGTH)引腳332耦合于"電源正常"比較器的正輸入，并且能夠耦 合于輸入信號以監控快速阻斷開關300的輸入或者輸出。電源正常比較器的反向輸入被耦 合于內部參考電壓〇.99V(VPGTHR)，以驗證耦合于引腳332的信號的電壓。電源正常比較器具 有耦合于"電源正常"（PG00D)引腳330的輸出。引腳330將用于協調狀態和控制界面的電源 正常比較器驗證指示提供給"下游"直流-直流變換器和系統監控電路。
[0053]引腳330(PG00D)提供開漏級高電平有效信號，其能夠用來指示到下游單元的被監 控信號的狀態。當內部柵極信號為斷開并且引腳332(PGTH)上的電壓高于內部參考(VPGTHR) 時，引腳330被斷言為高。PG00D信號具有并入的抗尖峰脈沖時間(deglitch time)以確保柵 極在重負載(例如，由下游電源變換器)耦合于引腳322(0UT)之前被充分地增強。PG00D信號 的上升沿的延遲根據以下公式確定：
[0054] Tpgqcid-Degi = 3.5*106*CdvdT (7)
[0055]其中CdvdT是耦合于dVdT引腳的電容器的值。當公式(7)的結果小于默認值TPGQQDDegi 時，使用默認值。
[0056] 如上所論，引腳322(0UT)的所有終端連接一起并連接到負載。在0N狀態時引腳322 (OUT)的電壓依賴于內部M0SFET 342和344(RQN)的總0N電阻，其根據以下公式定義：
[0057] Vout = V in- ( Ron* I out ) (8)
[0058]地(GND)引腳320通常地在快速阻斷開關里是最大負電壓，并且作為其他電壓測量 時的參考點使用。
[0059] 根據本公開的示例實施例，圖4是兩個線-或快速阻斷開關的配置的框圖。配置400 包括以線-或配置安排的快速阻斷開關410和快速阻斷開關420,其中每個OUT終端都被耦合 在一起，并且被耦合到系統負載430和/或電容性的負載C 0UT。
[0060] 快速阻斷開關410具有耦合于初級電源的輸出的輸入(IN)，而快速阻斷開關420具 有耦合于輔助電源的輸出的輸入（IN)。當開關410和420都在0N狀態時，初級電源和輔助電 源都參與以提供電力。
[0061 ] 使用外部兀件CviN、Rl、R2、R3、以及R5、CdVdT、Ril頂和1?頂?編程和配置快速阻斷開關 410，而使用外部兀件Cvin、R4、CdvdT、和Rilim編程和配置快速阻斷開關420。
[0062]根據阻斷FET控制模式，快速阻斷開關410的輸出FLTb耦合于快速阻斷開關420的 輸入ENBLKb。這樣的配置為控制內部的阻斷FET (例如，342和344)提供獨立的0N/0FF控制。 輸入ENBLKb被用在這樣的電力多路復用的應用中以在主設備和從設備(例如，輔助設備)供 應之間平穩地切換(并且反之亦然）。輸入ENBLKb是具有內部下拉的低電平有效終端。在輸 入ENBLKb處顯示的高值關閉阻斷FET，其通過快速阻斷開關420阻止反向的電流傳導（從OUT 到IN)。當阻斷FET禁用時（例如，在OFF狀態時），過載電流限制被設置到由RILim電阻器確定 的電流限制的50 %。
[0063] 快反向比較器可選地控制內部阻斷FET。當前向電壓下BVIN-QUT超過100mV時，阻斷 FET在少于4us內（典型地)被開啟，并且當Vin-out下落到低于-10mV時，其在lus內（典型地)被 關閉。當阻斷FET被開啟時，由于M0SFET開啟并對總線電容（例如，C QUT)充電，或輸入供應經 歷瞬時的涌入電流消耗。除此之外，阻斷FET能夠通過ENBLKb引腳被獨立地開啟或關閉。 [0064] 在N+1配置中，多個快速阻斷開關(例如，410和420)能夠用于將多個電源組合到公 共總線。為獲得更高容量、冗余或兩者，使用其中多個電源并聯的N+1電源配置。如果N個電 源被用于驅動負載，增加一個或更多個并聯的額外相同單元允許負載在N個電源中的任何 一個失效的情況下繼續操作。快速阻斷開關仿真求或二極管的功能并且在熱插拔、過壓、欠 壓、過流以及短路條件下提供保護，例如軌道隔離。
[0065]在一個實施例中，控制器(例如，諸如微控制器或者數字信號處理器)被用來控制 快速阻斷開關的一個或更多屬性。變量中的某些是可軟件編程的，其允許更加靈活性地執 行所公開的控制方案，并且提供增強的能力以自適應地調整動態改變條件從而優化系統性 能。通過裁剪可裁剪的電阻器以增加可操作的穩定性和精確性，其他變量能夠在制造過程 中被編程(例如，以補償許多特征）。
[0066]在各種實施例中，上述元件能夠在硬件或軟件中、內部地或外部地被實現、以及如 此處說明的與其他模塊和組件共享功能。例如，快速阻斷開關的開關部分能夠被實施在裝 置和/或開關控制器形成于其上的襯底的外部。
[0067]上述的各種實施例僅僅通過說明被提供，并且不應該被理解為限制附加于此的權 利要求。本領域的技術人員將容易地認識到各種修改和變化，其可以不參照此處所說明和 描述的實施例和應用，并且不脫離隨附權利要求的實質和范圍。
【主權項】
1. 一種用于限制電流的電路，包括： 能量存儲裝置，其用于存儲電荷； 第一開關，其可操作用于：響應于由所存儲的電荷所供應的電勢耦合于所述第一開關 的控制終端，將輸入電流耦合于輸出終端；以及 第二開關，其可操作用于：響應于由所存儲的電荷所供應的電勢耦合于所述第二開關 的控制終端，將受限輸入電流量耦合于所述輸出終端;其中所述第二開關不同于所述第一 開關。2. 根據權利要求1所述的電路，其中所述第一開關和所述第二開關以串聯方式安排。3. 根據權利要求2所述的電路，其中所述第一開關和所述第二開關是場效應晶體管即 FET。4. 根據權利要求3所述的電路，其中所述第一開關可操作用于：響應于由所述第二開關 的柵極的所存儲的電荷供應的電勢的耦合，將輸入電流耦合于所述輸出終端。5. 根據權利要求2所述的電路，其中在第一終端處接收用于存儲的電荷和所述輸入電 流。6. 根據權利要求4所述的電路，其中所述輸入終端、所述輸出終端、以及所述第一開關 和所述第二開關形成于相同的襯底上。7. 根據權利要求5所述的電路，其中所述襯底是集成電路襯底。8. 根據權利要求5所述的電路，其中所述能量存儲裝置是形成于所述襯底中的電容器。9. 根據權利要求2所述的電路，包括控制器，所述控制器可操作用于將來自所述能量存 儲裝置的所存儲的電荷耦合于所述第一開關的控制終端，以至于所述第一開關閉合，以至 于所述輸入電流流過所述第一開關。10. 根據權利要求8所述的電路，其中所述控制器可操作用于將來自所述能量存儲裝置 的所儲存的電荷耦合于所述第二開關的所述控制終端，兩者都響應于將來自兩個不同電源 的電力耦合在一起的命令。11. 根據權利要求9所述的電路，其中所述控制器可操作用于生成脈沖，以暫時地將來 自所述第二開關的源極到柵極電容的所存儲的電荷耦合于所述第一開關的所述控制終端， 以至于所述第一開關開啟地更快。12. -種系統，其包括： 第一電源；以及 第一快速阻斷開關，其包括： 能量存儲裝置，其用于存儲電荷； 第一開關，其可操作用于：響應于由所存儲的電荷供應的電勢耦合于所述第一開關的 控制終端，將來自所述第一電源的輸入電流耦合于第一輸出終端；以及 第二開關，其可操作用于：響應于由所存儲的電荷所供應的電勢耦合于所述第二開關 的控制終端，將受限輸入電流量耦合于所述輸出終端;其中所述第二開關不同于所述第一 開關。13. 根據權利要求12所述的系統，其中所述第一開關和所述第二開關以串聯方式安排。14. 根據權利要求13所述的系統，其中所述第一開關和所述第二開關是場效應晶體管 即FET，并且其中所述第一開關可操作用于：響應于由所述第二開關的柵極的所存儲的電荷 所供應的電勢的耦合，將輸入電流耦合于所述輸出終端。15. 根據權利要求12所述的系統，包括： 第二電源；以及 第二快速阻斷開關，包括： 能量存儲裝置，其用于存儲電荷； 第一開關，其可操作用于：響應于由所存儲的電荷所供應的電勢耦合于所述第一開關 的控制終端，將來自所述第二電源的輸入電流耦合于第二輸出終端，其中所述第二輸出終 端耦合于所述第一輸出終端；以及 第二開關，其可操作用于：響應于由所存儲的電荷所供應的電勢耦合于所述第二開關 的控制終端，將受限輸入電流量耦合于所述輸出終端;其中所述第二開關不同于所述第一 開關。16. 根據權利要求15所述的系統，其中所述第一快速阻斷開關可操作用于將來自所述 第一電源的電流傳導到所述第一輸出終端，而所述快速阻斷開關的所述第二開關被關閉。17. 根據權利要求16所述的系統，其中所述第一快速阻斷開關可操作用于將來自所述 第一電源的電流傳導到所述第一輸出終端，而所述快速阻斷開關的所述第二開關被開啟。18. 一種方法，包括： 在能量存儲裝置中存儲電荷； 響應于由所存儲的電荷供應的電勢耦合于第一開關的控制終端，使用所述第一開關將 輸入電流耦合于輸出終端；以及 響應于由所存儲的電荷供應的電勢耦合于第二開關的控制終端，使用所述第二開關可 操作用于將受限輸入電流量耦合于所述輸出終端；其中所述第二開關不同于所述第一開 關。19. 根據權利要求18所述的方法，包括：當所述第一開關至少部分地打開時，將電荷存 儲在所述第二開關的柵極上。20. 根據權利要求19所述的方法，包括：響應于由所述第二開關的柵極的所儲存的電荷 供應的電勢的耦合，使用所述第一開關將輸入電流耦合于所述輸出終端。
【文檔編號】H03K17/687GK105958984SQ201610133496
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月9日
【發明人】V·古普塔, G·尚卡爾
【申請人】德克薩斯儀器股份有限公司