用於在動態功率崩潰期間保存旁路電容器中所儲存的能量的方法和設備的製作方法

2023-06-14 21:03:11 4

專利名稱：用於在動態功率崩潰期間保存旁路電容器中所儲存的能量的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明大體上涉及集成電路和處理系統中的功率控制領域，且更具體地說，涉及 在動態功率崩潰期間保存旁路電容器中所儲存的能量。
背景技術：
許多可攜式產品(例如手機、膝上型計算機、個人數據助理(PDA)等)利用處理器 執行程序，例如通信和多媒體程序。用於此些產品的處理系統可包含用於處理指令和數據 的處理器複合體。此些可攜式產品、其它個人計算機等的功能複雜性要求高性能處理器和 存儲器。同時，可攜式產品具有呈電池形式的有限能量源，且通常被要求以減小的功率電平 提供高處理性能，以滿足功能要求且增加電池壽命。還正在開發許多個人計算機，以便以低 功率耗用提供高性能，以減少總體能量消耗。在電子複合體內部的是可僅針對特定功能而操作的電路和子系統，例如用於圖像 和視頻處理、音頻處理、通信信號處理和不要求連續操作的功能的子系統。通過將電子複合 體劃分成多個起作用功率域，各種電路和子系統可被分開供電，且當目前不需要特定功率 域的功能操作時，可使電源電壓崩潰。每一起作用功率域可使用旁路電容器，以便減少電源電壓上的噪聲。使電源電壓 崩潰的一個結果是當功率域被向上帶回到操作電壓電平時，旁路電容被放電，進而要求額 外的功率使用以對這些旁路電容器進行充電。

發明內容
本發明認識到，降低處理器複合體中的功率要求對可攜式應用來說且通常對減少 處理系統中的功率使用來說是重要的。還認識到，在電源電壓崩潰時保存旁路電容器中所 儲存的能量減少了對旁路電容器進行再充電的需要，進而節省電力。為了此些目的，本發明 的實施例解決一種用以節省可攜式裝置中的電力的設備。所述設備包含旁路電容器；電 源，其具有可切換的輸出電源電壓；所述可攜式裝置的負載電路，其耦合到所述輸出電源電 壓，且使所述旁路電容器可操作以對所述輸出電源電壓進行濾波。電晶體開關可操作以在 所述電晶體開關被停用時使所述旁路電容器的經由所述負載電路的放電路徑去耦。另外， 控制器可操作以斷開輸出電源電壓和電晶體開關，以便保存旁路電容器中所儲存的能量。另一實施例解決一種保存可攜式裝置中的負載電路的旁路電容器中所儲存的能 量的方法。斷言去往負載電路的第一信號，以使負載電路保持在復位狀態。在第一信號的 斷言後的第一時間周期之後，停用用以向負載電路供應電壓的電壓源。在第一信號的斷言 後的第二時間周期之後，使旁路電容器從負載電路去耦，以使旁路電容器的經由負載電路 的放電減到最少。通過此過程，旁路電容器中所儲存的能量得以保存。又一實施例解決一種用於保存與可攜式裝置中的電路的多個功率域相關聯的多 個旁路電容器中所儲存的能量的方法。針對一個或一個以上功率域單獨地產生一個或一個以上掉電事件。響應於掉電事件而使待掉電的所述一個或一個以上功率域保持在受控非起 作用狀態。使與待掉電的所述一個或一個以上功率域相關聯的旁路電容器從其相關聯的負 載去耦，且停用去往待掉電的所述一個或一個以上功率域的電源電壓。應理解，所屬領域的技術人員從以下具體實施方式
中將容易明白本發明的其它實 施例，在具體實施方式
中僅以說明方式展示並描述本發明的各種實施例。如將認識到，本發 明能夠具有其它和不同實施例，且其若干細節能夠在各個其它方面進行修改，所有這些都 不脫離本發明。因此，附圖和具體實施方式
將被視為本質上是說明性的而不是限制性的。


圖1說明無線通信系統；圖2是可用於移動裝置(例如行動電話)中的旁路電荷節省(BCS)電路的示範性 第一實施例；圖3說明圖2的BCS電路的信號操作的第一時序圖；圖4說明圖2的BCS電路的信號操作的第二時序圖；圖5是BCS電路的示範性第二實施例；圖6說明圖5的BCS電路的信號操作的時序圖；圖7是BCS電路的示範性第三實施例；圖8是BCS電路的示範性第四實施例；圖9A是控制器子系統的示範性第一實施例；圖9B是控制器子系統的示範性第二實施例；圖9C說明圖9A的控制器子系統的信號操作的示範性時序圖；圖10是多BCS電路的示範性實施例；圖11是控制器子系統的示範性第三實施例；以及圖12是BCS電路的操作的流程圖。
具體實施例方式下文結合附圖而陳述的具體實施方式
既定作為對本發明的各種示範性實施例的 描述，而不希望表示可實踐本發明的僅有實施例。
具體實施方式
出於提供對本發明的全面 理解的目的而包含具體細節。然而，所屬領域的技術人員將明白，本發明可在沒有這些具體 細節的情況下實踐。在一些例子中，為了避免模糊本發明的概念而以框圖形式展示眾所周 知的結構和組件。圖1說明可有利地使用本發明的實施例的示範性無線通信系統100。出於說明的 目的，圖1展示三個遠程單元120、130和150以及兩個基站140。將認識到，常見的無線通 信系統可具有更多的遠程單元和基站。遠程單元120、130和150包含硬體組件、軟體組合 或兩者，如分別由組件125A、125C和125B表示，其已適合於如下文進一步論述那樣體現本 發明。圖1展示從基站140到遠程單元120、130和150的前向鏈路信號180，以及從遠程單 元120、130和150到基站140的反向鏈路信號190。在圖1中，將遠程單元120展示為行動電話，將遠程單元130展示為可攜式計算 機，且將遠程單元150展示為無線本地迴路系統中的固定位置遠程單元。舉例來說，遠程單
5元可替代地為手機、尋呼機、步話機、手持式個人通信系統(PCS)單元、可攜式數據單元(例 如個人數據助理)或固定位置數據單元(例如讀表設備)。儘管圖1說明根據本發明教示 的遠程單元，但本發明不限於這些示範性所說明單元。本發明的實施例可合適地用於具有 可切換電壓源以及帶有一個或一個以上旁路電容器的負載電路的任何裝置中，例如可用以 將電力供應到處理器及其支持的外圍裝置。圖2是可用於遠程單元120 (例如行動電話)中的旁路電荷節省(BCS)電路200 的示範性第一實施例。BCS電路200包括電源(例如電池204)、電壓調節器206、電晶體開 關208、負載電路210 (例如處理器複合體)、一個或一個以上旁路電容器(例如旁路電容 器212和214)以及控制器216。電池204將電壓220供應到電壓調節器206，其產生可切 換地控制且調節的電源電壓222，所述電源電壓222通過電晶體開關208耦合到負載電路 210。旁路電容器212和214對電源電壓222進行濾波，以使對負載電路210的噪聲幹擾 減到最少。舉例來說，旁路電容器212和214可具有46微法(yF)的組合電容。在另一實 例中，可使用兩個以上旁路電容器，例如使用四個旁路電容器，其具有電容值22 yFdZiiF、 4. 7 ii F和4. 7 ii F。控制器216向負載電路210提供功率復位信號224，向電壓調節器206 提供電壓調節器(Vreg)啟用信號226，且向電晶體開關208提供旁路信號230。電晶體開 關208用以在功率可能崩潰時保存旁路電容器212和214上所儲存的能量，以在可能不需 要負載電路210操作時節省電力。通過控制功率復位信號224、電壓調節器啟用信號226和 旁路信號230之間的時序，控制器216能夠控制旁路電容器212和214中所貯存的能量的 量。還請注意，電壓調節器206可控制電源電壓222，以限制去往負載電路210以及旁路電 容器212和214的浪湧電流。控制器216被單獨地供應獨立於電源電壓222的電力，且使負載電路210保持復 位，直到負載電源電壓232已達到足夠的電壓電平以適當地操作負載電路210為止。電池 204可具有不同類型，例如可再充電電池。請進一步注意，電壓調節器206可從在可攜式 裝置外部的電壓供應接收輸入電壓，其中所述輸入電壓具有與經再充電電池相同的電壓電平。圖3說明圖2的BCS電路200的信號操作的第一時序圖300。第一時序圖300說 明(例如)接通去往負載210的電壓；操作所述負載達一時間周期；且接著斷開去往負載 210的電壓。在圖3中所描繪的實例情形中，當接通去往負載210的電壓時，旁路電容器212 和214被充電，且當斷開去往負載210的電壓時，旁路電容器212和214被允許放電。在使去往負載電路210的電源電壓232升高之前，控制器216斷言功率復位信號 224 (以高電壓電平且以相對時間零展示)，以使負載電路210保持在復位狀態，直到負載電 源電壓232達到正常操作電壓電平為止。控制器216接著斷言電壓調節器(Vreg)啟用信 號226，其致使電壓調節器使其輸出電壓斜坡上升到所要電壓。一般來說，電壓調節器206 如受外部信號(例如Vreg啟用信號226)控制而接通或斷開。在一種實例情形下，控制器 還在與Vreg啟用信號226同時使旁路信號230升高。在負載電源電壓232已達到正常操 作電壓電平之後，控制器216斷開復位信號，進而啟用負載電路210的操作。可通過測量(例如)標記為232的點處的電壓或通過分配通常解決使電源電壓升 高的時間302來確定負載電源電壓232處於正常操作電壓電平。負載電路210可接著操作 達時間周期304，直到確定應斷開去往負載電路210的電力為止，例如直到不需要負載電路210的功能時為止。為了斷開負載電源電壓232，首先斷言功率復位信號224，且在時間周期 306之後，斷開Vreg啟用信號226。響應於Vreg信號226被斷開，電壓調節器206斷開，且 保持在旁路電容器212和214中的電壓經由負載電路210耗散。耗散曲線308類似於指數 放電曲線，但所述放電曲線可依據負載電路210中所使用的電路而變化。另外，控制信號電 壓224和230可能因與控制信號一起使用(例如在信號與電壓域交叉時使用)的箝位電路 或其它電路而隨負載電源電壓232而衰減。當負載電路210重新接通時，旁路電容器212 和214將再充電，且請注意，旁路電容器的充電可佔BCS電路200中所利用的電力的百分之 一或更多。圖4說明圖2的BCS電路200的信號操作的第二時序圖400。第二時序圖400說 明(例如)依據負載電路的利用率而接通和斷開去往負載210的電壓，以便在不需要負載 電路210的操作時保存電力。舉例來說，如果負載電路210是組成裝置的多個處理器複合 體中的一者，例如圖1的遠程單元120，且負載電路210支持特定功能，例如來自遠程單元 120上的相機的圖像處理，那麼(例如)電力可在相機快拍之間循環到負載電路210。在 使電源電壓222升高且啟用到達負載電路210的耦合之前，控制器216激活功率復位信號 224，以使負載電路210保持在復位狀態，直到負載電源電壓232達到正常操作電壓電平為 止。控制器216接著斷言電壓調節器(Vreg)啟用信號226，以接通電源電壓222並將電源 電壓222帶到線上。控制器216還激活旁路信號230，以接通電晶體開關208，從而使負載 電源電壓232升高。在負載電源電壓232已達到正常操作電壓電平之後，控制器216斷開 功率復位信號224，進而啟用負載電路210的操作。可通過測量(例如)標記為232的負載電源電壓點處的電壓或通過分配通常解決 使電源電壓升高的時間周期402來確定負載電源電壓232處於正常操作電壓電平。負載電 路210接著可操作達時間周期404，直到負載電路210或替代電路(未圖示)確定應斷開去 往負載電路210的電力為止。舉例來說，在替代實施例中，負載電路210可斷言去往控制器 216的掉電請求信號236，以指示可斷開去往負載電路210的電力。在此替代實施例中，負 載電路210可由處理器複合體組成，當所述處理器複合體處於閒置操作狀態時，所述處理 器複合體斷言掉電請求信號236。為了斷開負載電源電壓232，斷言功率復位信號224，且在第一時間周期406後，斷 開旁路信號230，且在第二時間周期408之後，還斷開Vreg啟用信號226。此時，電晶體開 關208和電壓調節器206兩者均已斷開，且旁路電容器212和214中所儲存的能量得以保 存。通過控制功率復位信號224、電壓調節器啟用信號226和旁路信號230之間的時序，控 制器216能夠控制旁路電容器中所貯存的能量的量。舉例來說，如果Vreg啟用信號226在 旁路信號230被斷開之前被斷開，那麼旁路電容器212和214可開始放電。如果斷開Vreg 啟用信號226與旁路信號230之間的時間保持較短，那麼甚至在此情形下也可能丟失旁路 電容器中所儲存的僅最少能量，且仍提供能量保存的優點。在電晶體開關208斷開之後，負載電源電壓232經由負載電路210而耗散，如由耗 散曲線412所示。電源電壓222的耗散曲線414隨電晶體開關208和電壓調節器206的內 部電路的非理想特性、旁路電容器212和214的總電容以及電容器的自耗散而變。不具有 放電路徑的旁路電容器可使電壓值保持接近正常操作電壓達2秒或2秒以上，進而保存其 中所儲存的能量。負載電路210的操作特性可使得其在小於2秒的時間周期(例如時間周期416)中被接通和斷開。通過節省旁路電容器上所儲存的能量，可節省BCS電路200中所 利用的功率的百分之一或更多。圖5是BCS電路500的示範性第二實施例。BCS電路500類似於圖2的BCS電路 200，不同點之一是用以中斷旁路電容器的放電路徑的電晶體開關的放置。在BCS電路200 中，放置電晶體開關208以通過使電源電壓222與負載電路210去耦來可控制地使旁路電 容器的放電路徑去耦。在BCS電路500中，放置電晶體開關508以通過使耦合到電源電壓 522的旁路電容器去耦來可控制地使旁路電容器的放電路徑去耦。一般來說，BCS電路500 可具有電壓源(例如電池504)、電壓調節器506、負載電路510、控制器516以及電晶體開關 508，如對於BCS電路500的實施方案來說為適當的。圖6說明圖5的BCS電路500的信號操作的時序圖600，其展示電源電壓522和 旁路電壓532與控制器516所提供的時序信號之間的關係。在圖5中，功率復位信號524、 Vreg啟用信號526和旁路信號530的時序類似於圖4的時序圖400中所說明的時序。如圖 6中所說明，電源電壓522通常遵循指數曲線(例如耗散曲線602)而放電，而旁路電壓532 在時間周期614期間保持接近於原始電源電壓，如用耗散曲線612所說明。旁路電壓532 的耗散曲線612主要隨電晶體開關508的非理想特性、旁路電容器512和514的總電容以 及電容器的自耗散而變。圖7是示範性第三實施例BCS電路700。BCS電路700類似於圖2的BCS電路200， 不同點之一是用以中斷旁路電容器的放電路徑的電晶體開關的放置。舉例來說，一些晶體 管開關在與較低電壓相對的較高電壓下更高效地操作。對於此電晶體開關，可使用BCS電 路200。對於在較低電壓下更高效地操作的電晶體，可使用BCS電路700。將電晶體開關 708放置在負載電路710的「底部」，以可控制地使接地連接與負載電路710去耦。通過使 接地連接與負載電路710去耦，電晶體開關708還針對旁路電容器712和714中所儲存的 能量使旁路電容器的放電路徑去耦。在圖7中，功率復位信號724、Vreg啟用信號726和旁 路信號730的時序仍類似於圖4的時序圖中所說明的對應信號時序。電源電壓722如圖4 中所說明以類似方式遵循圖2的電源電壓222的時序。一般來說，BCS電路700可具有電 壓源(例如電池704)、電壓調節器706、負載電路710、控制器716以及電晶體開關708，如 對於BCS電路700的實施方案來說為適當的。圖8是BCS電路800的示範性第四實施例。BCS電路800類似於圖2的BCS電路 200，不同點之一是用以中斷旁路電容器的放電路徑的電晶體開關的放置。在BCS電路800 中，放置電晶體開關808，以通過使接地連接與電容器去耦來可控制地使旁路電容器的放電 路徑去耦。在圖8中，功率復位信號824、Vreg啟用信號826和旁路信號830的時序類似於 圖4中所示的對應信號的時序圖。電源電壓822如圖4中所示以類似方式遵循圖2的電源 電壓222的時序。當電晶體開關808斷開時，信號點834轉變為負電壓，其在量值上與在將 電力供應到負載電路810時的電源電壓822相當。一般來說，BCS電路800可具有電壓源 (例如電池804)、電壓調節器806、負載電路810、控制器816以及電晶體開關808，如對於 BCS電路800的實施方案來說為適當的。控制器216、516、716和816中的每一者提供時間信號序列，其控制去往負載的復 位信號、電壓調節器的啟用以及旁路電容的耦合。所涉及的控制信號之間的時間延遲的值 取決於電壓調節器、負載電路和旁路電容的細節。控制器的目的之一是在適當的時間序列中提供一組控制信號，以用於控制去往負載電路的電源電壓的加電和掉電轉變以保存電 力。可以許多種方式來實施控制器的控制功能。舉例來說，可將所述控制功能實施為在單 獨處理器上運行的軟體控制器算法，所述處理器保持被加電以控制特定負載電路的電力排 序。或者，可使用非可編程電路元件(例如比較器、電感器、電阻器、電容器和邏輯門)來實 施控制器。而且，控制器可由與用於每一負載電路的控制器分開的電壓調節器供電。控制 器可替代地直接靠電池供電，且由可靠典型的電池電壓(例如3. 4伏到4. 4伏)操作的模 擬和數字電路組成。圖9A是控制器子系統900的示範性第一實施例。第一控制器子系統900由電壓 調節器902和控制器電路904(例如控制器216、516、716和816)組成。控制器電路進一步 包括三個循序耦合的延遲元件(延遲T1906、延遲T2908以及延遲T3910)和邏輯門(「與 非」門912、「或」門914和「與」門916)。為了操作控制器電路904，源電壓918由電池提供，例如如用於電壓調節器902的 電源，其向控制器電路904提供電源電壓920。控制器電路904從單獨電路接收功率控制 信號922，所述單獨電路在控制器電路904的控制下起始特定負載電路的加電和掉電序列。 功率控制信號922前進通過三個延遲元件，從而產生延遲T1信號924、延遲T2信號926和 延遲T3信號928。「與非」門912接收功率控制信號922和延遲T3信號928作為輸入，以 產生功率復位信號930，例如圖2的功率復位信號224。「或」門914接收延遲T1信號924 和延遲T2信號926作為輸入，以產生電壓調節器(Vreg)啟用信號932，例如圖2的Vreg啟 用信號226。「與」門916接收延遲T1信號924和延遲T2信號926作為輸入，以產生旁路 信號934，例如圖2的旁路信號230。圖9B是控制器子系統940的示範性第二實施例。第二控制器子系統940由電壓 調節器942和控制器電路944組成。控制器電路944進一步包括三個並聯延遲元件(延遲 T1 946、延遲T2 948以及延遲T3 950)和邏輯門(「與非」門952、「或」門954和「與」門 956)。為了操作控制器電路944，源電壓958由電池提供，例如如用於電壓調節器942的 電源，其向控制器電路944提供電源電壓960。控制器電路944從單獨電路接收功率控制 信號962，所述單獨電路在控制器電路944的控制下起始特定負載電路的加電和掉電序列。 功率控制信號962前進通過三個延遲元件，從而產生延遲T1信號964、延遲T2信號966和 延遲T3信號968。「與非」門952接收功率控制信號962和延遲T3信號968作為輸入，以 產生功率復位信號970，例如圖2的功率復位信號224。「或」門954接收延遲T1信號964 和延遲T2信號966作為輸入，以產生電壓調節器(Vreg)啟用信號972，例如圖2的Vreg啟 用信號226。「與」門956接收延遲T1信號964和延遲T2信號966作為輸入，以產生旁路 信號974，例如圖2的旁路信號230。圖9C說明圖9B的控制器子系統940的信號操作的示範性時序圖975。在此實例 中，控制器電路944在負載電路(例如負載電路210)被通電或使功率崩潰之前、期間和之 後加電。示範性時序圖975說明在負載電路的加電期間且在負載電路的動態功率崩潰期間 的控制信號操作。在時序點976處斷言功率控制信號962。在時間延遲T1 978之後，斷言延遲T1信 號964。在時間延遲T2 980之後，斷言延遲T2信號966，且在時間延遲T3 982之後，斷言延遲T3信號968。響應於延遲T1信號964而斷言Vreg啟用信號972，如由關係線984指 示。響應於延遲T2信號966而斷言旁路信號974，如由關係線986指示。響應於延遲T3信 號968而使功率復位信號970無效，如由關係線988指示。在此示範性時序圖975中，首先 斷言Vreg啟用信號972，接著斷言旁路信號974，且接著使功率復位信號970無效。時間延 遲周期Tl、T2和T3上存在許多變化，其將允許負載電路的正確操作。舉例來說，時間延遲 T1 978和時間延遲T2 980兩者可接近或等於零，且時間延遲T3 982可被設置為等於負載 電源電壓(例如圖2的負載電源電壓232)到達負載電路210的正常操作電壓所花費的時 間。在關機情形期間，在時序點990處使功率控制信號962無效。在功率控制信號962 的無效之後，延遲T1信號964、延遲T2信號966和延遲T3信號968各自分別延遲了時間延 遲T1 978、時間延遲T2 980和時間延遲T3 982。首先如由關係線992指示，激活功率復位 信號970。接下來如由關係線994指示，使旁路信號974無效，且接下來如由關係線996指 示，使Vreg啟用信號972無效。在此示範性序列中，負載電路進入復位狀態，如受控非起作 用狀態，旁路電容器從其放電路徑去耦，且電源電壓掉電。時間延遲周期Tl、T2和T3上存 在許多變化，其將允許負載電路的正確操作以及保存旁路電容器中所儲存的能量。舉例來 說，延遲T2 948可被設置為小於或等於延遲T1 946所提供的時間延遲，而仍保存旁路電容 器中的電力。還請注意，首先將負載電路置於復位狀態，且在此之後，可產生Vreg啟用信號 972和旁路信號974。在此替代情形下，可使用在功率復位信號970的斷言之後的Vreg啟用 時間延遲。以類似方式，還可使用在功率復位信號970的斷言之後的旁路時間延遲。Vreg 啟用時間延遲和旁路時間延遲分別與時間延遲T1978和時間延遲T2980有關，但因圖9B的 「與非」門952或圖9A的「與非」門912而具有增加的持續時間。由於「與非」門延遲可大 約為50微微秒，因此出於功率排序時序的目的，此延遲增加可被視為可忽略的。圖10是多BCS電路1000的示範性實施例。多BCS電路1000包括電源，例如電池 1002 ；多電壓調節器電路1004，其經分割以支持多個BCS電路，例如處理器BCS電路1006、 通信BCS電路1008和視頻BCS電路1010。處理器BCS電路1006包括處理器負載(P負載) 電壓調節器1012、處理器旁路(P旁路)電晶體1014、P負載1016、旁路電容器1017和1018， 以及處理器控制器(P-Ctl) 1019，其為多控制器(MC) 1020的一部分。通信BCS電路1008包 括通信負載(C負載)電壓調節器1022、通信旁路(C旁路)電晶體1024、C負載1026、旁路 電容器1027和1028，以及通信控制器(C-Ctl) 1029，其為MC 1020的一部分。視頻BCS電 路1010包括視頻負載(V負載)電壓調節器1032、視頻旁路(V旁路)電晶體1034、V負載 1036、旁路電容器1037和1038，以及視頻控制器(V_Ctl) 1039，其為MC 1020的一部分。多 控制器電壓調節器(MC Vreg) 1040與分別為MC 1020供電的P負載電壓調節器1012、C負 載電壓調節器1022和V負載電壓調節器1032分開。雖然用類似於圖2的第一 BCS電路 200的BCS電路來說明處理器BCS電路1006、通信BCS電路1008和視頻BCS電路1010，但 請注意，圖10的三個所說明BCS電路共享共用電池1002，且可代替於所示實施例或除所示 實施例之外使用BCS電路的不同實施例。在操作中，P-Ctl 1019以類似於圖9C的時序圖975中所示的信號時序的方式產 生處理器復位(P復位)信號1044、處理器旁路(P旁路)信號1045以及P負載電壓調節器 啟用(P啟用)信號1046。C-Ctl 1029以類似於圖9C的時序圖975中所示的信號時序的
10方式產生通信復位(C復位)信號1048、通信旁路(C旁路)信號1049以及C負載電壓調節 器啟用(C啟用)信號1050。而且，V-Ctl 1039以類似於圖9C的時序圖975中所示的信號 時序的方式產生視頻復位(V復位)信號1052、視頻旁路(V旁路)信號1053以及V負載電 壓調節器啟用(V啟用)信號1054。使用與BCS電路分開的監視控制器(W) 1042來監視各種負載，且基於如在系統中 或在各種負載內產生的反饋信號，針對每一負載而產生功率控制信號。舉例來說，可能要求 視頻BCS電路1010在將裝置(例如圖1的在組件125A中具有視頻BCS電路的遠程單元 120)置於視頻操作模式後加電。視頻BCS電路1010還可產生單獨的信號來指示其處於閒 置模式操作，或(例如)視頻模式已在遠程單元120上停用，且掉電對節省電力來說可能是 適當的。基於此輸入，監視控制器1042可向V-Ctl 1039發布功率控制信號，例如圖9B的 功率控制信號962，從而起始所需的加電或掉電排序。請注意，監視控制器1042靠MC Vreg 1040供電，從而允許對每一負載的功率排序的單獨控制。圖11是控制器子系統1100的示範性第三實施例。第三控制器子系統1100由電壓 調節器1102和控制器電路1104組成。第三控制器子系統1100用於以下系統中，其中負載 電路能夠容許功率復位信號1130、Vreg啟用信號1132和旁路信號1134大約同時轉變。電 壓調節器1102接收源電壓118，且提供電源電壓1120。控制器電路1104包括反相器1108， 以使功率控制信號1110反相以產生功率復位信號1130。而且，功率控制信號1110可耦 合到向負載電路供應電力的電壓調節器上的Vreg啟用信號輸入埠，例如Vreg啟用信號 1132。功率控制信號1110還可耦合到將旁路電容器耦合到負載電路的開關的旁路信號輸 入埠，例如旁路信號1134。Vreg啟用信號1132和旁路信號1134可進而與功率復位信號 1130在彼此的一個或一個以上門延遲內大約同時轉變。進一步認識到，對於能夠指定功率 復位信號具有與如(例如)對於圖9C的功率復位970所示相反的極性的負載電路，那麼反 相器1108將是不必要的。可通過緩衝和反相負載電路內的功率控制信號1110且接著在內 部將其用作功率復位信號來獲得對功率復位信號的此指定。在另一實例中，如圖10所示， 系統可由多個負載電路和BCS電路組成。在此多負載和BCS電路系統中，可指定負載中的 一者使用第三控制器子系統1100，或替代地，使用功率控制信號代替功率復位信號1130、 Vreg啟用信號1132和旁路信號1134。圖12是BCS電路(例如圖2的BCS電路200)的操作的流程圖1200。在描述BCS 電路200的操作的示範性序列的過程中參看圖2的組件和圖4的時序圖400中的時間周期。 在框1201處，當按下遠程單元120上的電力開關時，裝置(例如含有BCS電路200的圖1 的遠程單元120)接通。在決策框1202處，控制器216確定是否接通去往負載電路210的 負載電源電壓232。如果所述電壓沒有準備好接通，那麼控制器216等待，直到確定負載電 源電壓232可接通為止。在框1204處，斷言功率復位信號224，從而使負載電路210保持復 位，直到負載電源電壓232達到正常操作電平為止。在框1206處，斷言Vreg啟用信號226 和旁路信號230。在框1208處且在指定時間(例如圖4的時間周期402)之後，斷開功率復 位信號224。此時，負載電路210是操作的。在框1210處，控制器216確定是否斷開負載電源電壓232。舉例來說，可在完成任 務且對於負載電路210無任何進一步待決工作後循環斷開電力。如果電壓將不斷開，那麼 控制器216等待，直到確定負載電源電壓232應斷開為止。在框1212處，斷言功率復位信號224，以使負載電路210保持在復位狀態，而負載電源電壓232斷開。在框1214處且在 指定時間(例如時間周期406)之後，斷開旁路信號230。此時，負載電路210已從旁路電 容器212和214去耦，從而使旁路電容器的放電路徑去耦，且有利地保存旁路電容器中所儲 存的能量。在框1216處且在指定時間(例如第二時間周期408)之後，斷開Vreg啟用信號 226。此時，電源電壓222已從電壓調節器206去耦。返回框1202，當確定接通去往負載電 路210的電源電壓時，旁路電容器中所保存的能量可用。結合本文所揭示的實施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路、元件和/或組 件可用以下各項來實施或執行經設計以執行本文所描述的功能的通用處理器、數位訊號 處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯組件、離 散門或電晶體邏輯、離散硬體組件或其任何組合。通用處理器可為微處理器，但在替代方案 中，處理器可為任何常規處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器還可實施為計算組件 的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個微處理器、一個或一個以上微處理器結合DSP核 心或對所要應用來說適當的任何其它此類配置。結合本文所揭示的實施例而描述的方法可直接以硬體、以由處理器執行的軟體模 塊或以上述兩者的組合來體現。軟體模塊可駐存在RAM存儲器、快閃記憶體、ROM存儲器、 EPR0M存儲器、EEPR0M存儲器、寄存器、硬碟、可裝卸盤、⑶-ROM或此項技術中已知的任何其 它形式的存儲媒體中。存儲媒體可耦合到處理器，使得處理器可從存儲媒體讀取信息和將 信息寫入到存儲媒體。在替代方案中，存儲媒體可與處理器成一體式。雖然在具有電池電源的可攜式單元的上下文中揭示本發明，但將認識到，所屬領 域的技術人員可使用本發明的技術來使用與以上論述和所附權利要求書一致的許多種實 施方案，例如保存電子裝置上的旁路電容器能量。
1權利要求
一種用以節省可攜式裝置中的電力的設備，其包括旁路電容器；電源，其具有可切換的輸出電源電壓；所述可攜式裝置的負載電路，其耦合到所述輸出電源電壓，且所述旁路電容器可操作以對所述輸出電源電壓進行濾波；電晶體開關，其可操作以在所述電晶體開關被停用時使所述旁路電容器的經由所述負載電路的放電路徑去耦；以及控制器，其可操作以斷開所述輸出電源電壓和所述電晶體開關，以便保存所述旁路電容器中所儲存的能量。
2.根據權利要求1所述的設備，其中所述電晶體開關耦合在所述負載電路與來自所述 電源的所述輸出電源電壓之間，且可控制地耦合到所述控制器。
3.根據權利要求1所述的設備，其中所述電晶體開關耦合在所述旁路電容器與所述輸 出電源電壓之間，且可控制地耦合到所述控制器。
4.根據權利要求1所述的設備，其中所述電晶體開關耦合在所述負載電路與接地之 間，且可控制地耦合到所述控制器。
5.根據權利要求1所述的設備，其中所述電晶體開關耦合在所述旁路電容器與接地之 間，且可控制地耦合到所述控制器。
6.根據權利要求1所述的設備，其中所述電源控制所述輸出電源電壓，以限制去往所 述負載電路和旁路電容器的浪湧電流。
7.根據權利要求1所述的設備，其中所述控制器靠與所述輸出電源電壓分開的電壓源 {共 ο
8.根據權利要求1所述的設備，其中所述電源是電壓調節器，其從在所述可攜式裝置 外部的電池或電壓供應接收輸入電壓，其中所述輸入電壓處於與經再充電電池相同的電壓 電平。
9.一種保存電子裝置中的負載電路的旁路電容器中所儲存的能量的方法，所述方法包括斷言去往所述負載電路的第一信號，以使所述負載電路保持在復位狀態； 在所述第一信號的所述斷言後的第一時間周期之後，停用用以向所述負載電路供應電 壓的電壓源；以及在所述第一信號的所述斷言後的第二時間周期之後，使所述旁路電容器從所述負載電 路去耦，以使所述旁路電容器的經由所述負載電路的放電減到最少，其中所述旁路電容器 中所儲存的能量得以保存。
10.根據權利要求9所述的方法，其中基於控制器所產生的旁路信號來停用所述旁路 電容器與所述負載電路之間的耦合。
11.根據權利要求10所述的方法，其中基於所述控制器所產生的電壓調節器啟用信號 來斷開所述電壓源。
12.根據權利要求9所述的方法，其中所述第一時間周期大於或等於所述第二時間周期。
13.根據權利要求9所述的方法，其中所述第一時間周期和所述第二時間周期兩者在彼此的一個或一個以上門延遲內大約等於零。
14.根據權利要求9所述的方法，其中所述第一時間周期小於或等於所述第二時間周期。
15.根據權利要求9所述的方法，其進一步包括啟用用以向所述負載電路供應所述電壓的所述電壓源；以及接通所述旁路電容器與所述負載電路之間的所述耦合，其中所述旁路電容器基於所述 旁路電容器中所保存的能量而需要最少再充電。
16.根據權利要求11所述的方法，其中在啟用所述電壓源的同時，啟用所述旁路電容 器與所述負載電路之間的所述耦合。
17.一種用於保存與可攜式裝置中的電路的多個功率域相關聯的多個旁路電容器中所 儲存的能量的方法，其包括針對一個或一個以上功率域單獨地產生一個或一個以上掉電事件；響應於掉電事件而使待掉電的所述一個或一個以上功率域保持在受控非起作用狀態；使與待掉電的所述一個或一個以上功率域相關聯的旁路電容器從其相關聯負載去耦；以及停用去往待掉電的所述一個或一個以上功率域的電源電壓。
18.根據權利要求17所述的方法，其進一步包括在所述掉電事件之後等待第一時間周期，以使所述旁路電容器去耦；以及 在所述掉電事件之後等待第二時間周期，以停用所述電源電壓。
19.根據權利要求18所述的方法，其中所述第一時間周期小於或等於所述第二時間周期。
20.根據權利要求17所述的方法，其進一步包括監視所述可攜式裝置的狀態以查看指示功率域的掉電可發生的經斷言掉電指示符；以及響應於經斷言掉電指示符而產生掉電事件以起始功率域的所述掉電。
全文摘要
可在電源電壓崩潰時保存可攜式裝置中的旁路電容器中所儲存的能量，從而減少對所述旁路電容器進行再充電的需要且進而節省電力。旁路電荷節省電路包含旁路電容器；電源，其具有可切換的輸出電源電壓；所述可攜式裝置的負載電路，其耦合到所述輸出電源電壓，且所述旁路電容器可操作以對所述輸出電源電壓進行濾波。而且，電晶體開關可操作以在所述電晶體開關被停用時使所述旁路電容器的經由所述負載電路的放電路徑去耦。另外，控制器可操作以斷開所述輸出電源電壓和所述電晶體開關，以便保存所述旁路電容器中所儲存的能量。
文檔編號H02J9/00GK101816114SQ200880110214
公開日2010年8月25日 申請日期2008年10月2日 優先權日2007年10月3日
發明者傑拉爾德·保羅·米夏拉克 申請人:高通股份有限公司