一种高低电源切换电路、供电装置的制作方法

本申请涉及电子电路及半导体领域，特别是涉及一种高低电源切换电路、供电装置。

背景技术：

1、请参照图1，图1为传统的高压器件实现的电源切换电路示意图；如图1所示，传统的电源切换电路使用两个开关管实现电源切换，当vdd18在位时，通过vdd18供电，当仅有vdd33在位时，才通过vdd18供电。在22nm以上的工艺中，存在3.3v的耐高压器件，可采用传统方案。

2、但是，在14nm或者更先进的工艺中，高压管很难集成，先进工艺中一般只有耐压为1.8v或者更低工作电压的管子，但又同时存在1.8v和3.3v的电源，因此电源切换电路中对于低压器件实现高低电源的切换显得至关重要。而传统方案中，当仅有vdd33在位时，mos管sw11漏极电压为0v，而栅极、源极的电压均为3.3v；可见，mos管sw11漏极与栅极、源极的电压差均较大，此时采用低压器件会超压而无法工作，无法使用低压器件来实现电源切换。

3、由此可见，如何采用低压器件来实现高压电压源参与下的高低电源切换，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种高低电源切换电路、供电装置，以解决传统方案无法采用低压器件来实现高低电源的切换，从而导致开关管集成困难的问题。

2、为解决上述技术问题，本申请提供了一种高低电源切换电路，包括：

3、第一开关单元，第一端接入低压电压源，用于当所述低压电压源在位时导通，当所述低压电压源不在位时关断；

4、第二开关单元，第一端接入高压电压源，用于当仅有所述高压电压源在位时导通，当所述低压电压源在位时关断；

5、隔离单元，第一端与所述第一开关单元的第二端连接，第二端与所述第二开关单元的第二端连接，用于当仅有所述高压电源在位时隔离所述第一开关单元的第二端和所述第二开关单元的第二端；

6、所述第二开关单元和所述隔离单元的连接的公共端作为所述高低电源切换电路的电源输出端；所述高压电压源的供电电压大于所述低压电压源的供电电压。

7、可选地，所述第一开关单元包括：

8、第一开关管，第一端接入低压电压源，第二端与所述隔离单元的第一端连接；

9、第一电压输出模块，输入端接入所述低压电压源，输出端与所述第一开关管的控制端连接，用于基于所述低压电压源的是否在位情况控制所述第一开关管的导通或关断；

10、所述第二开关单元包括：

11、第二开关管，第一端接入高压电压源，第二端与所述隔离单元的第二端连接；

12、第二电压输出模块，输入端接入所述高压电压源，输出端与所述第二开关管的控制端连接，用于基于所述高压电压源的是否在位情况控制所述第二开关管的导通或关断。

13、可选地，所述第一电压输出模块具体为第一反相器，所述第一反相器的输入端接入所述低压电压源，电源端分别接入所述低压电压源和预设偏置电压，用于当所述低压电压源在位时输出低电平信号以控制所述第一开关管导通，当所述低压电压源不在位时基于所述预设偏置电压输出高电平信号以控制所述第一开关管关断。

14、可选地，所述第二电压输出模块包括电平转换电路和供电支路；

15、所述电平转换电路的第一输入端接入所述低压电压源，第二输入端接入预设偏置电压，电源端接入所述高压电压源，用于当所述高压电压源和所述低压电压源同时在位时，输出所述高压电压源以控制所述第二开关管关断，当仅有所述高压电压源在位时，输出所述预设偏置电压以控制所述第二开关管导通；

16、所述供电支路的输入端接入所述低压电压源，用于当仅有所述低压电压源在位时，输出所述低压电压源以控制所述第二开关管关断。

17、可选地，所述隔离单元包括：

18、第三开关管，第一端与所述第一开关管的第二端连接，第二端与所述第二开关管的第二端连接，当所述低压电压源在位时导通，当所述低压电压源不在位时关断；

19、第三电压输出模块，输入端接入所述低压电压源，输出端与所述第三开关管的控制端连接，用于基于所述低压电压源的是否在位情况控制所述第三开关管的导通或关断。

20、可选地，所述第三电压输出模块为第二反相器，所述第二反相器的输入端接入所述低压电压源，偏置端接入预设偏置电压，电源端接入所述高压电压源，用于当所述低压电压源在位时输出低电平信号以控制所述第三开关管导通，当所述低压电压源不在位时基于所述预设偏置电压输出高电平信号以控制所述第三开关管关断。

21、可选地，所述第二反相器包括：第八mos管、第九mos管以及第十mos管；

22、所述第八mos管的栅极接入所述预设偏置电压，所述第八mos管的源极接入所述高压电压源，所述第八mos管的漏极与所述第九mos管的源极连接；

23、所述第九mos管以及所述第十mos管的栅极均接入所述低压电压源；所述第九mos管的漏极与所述第十mos管的漏极连接，且连接的公共端作为所述第二反相器的输出端，所述第十mos管的源极接地。

24、可选地，还包括预设偏置电压生成电路，输入端与所述高压电压源连接，用于基于所述高压电压源生成预设偏置电压。

25、可选地，所述预设偏置电压生成电路包括第四mos管、第五mos管、第六mos管以及第七mos管；

26、所述第四mos管、所述第五mos管、所述第六mos管以及所述第七mos管的栅极均与自身的漏极连接；

27、所述第四mos管的源极接入所述高压电压源，所述第四mos管的漏极与所述第五mos管的源极连接，所述第五mos管的漏极与所述第六mos管的源极连接，所述第六mos管的漏极与所述第七mos管的源极连接，所述第七mos管的漏极接地；所述第五mos管的漏极与所述第六mos管的源极连接的公共端作为所述预设偏置电压的输出端。

28、为解决上述技术问题，本申请还提供了一种供电装置，包括如前述所述的高低电源切换电路。

29、本申请所提供的一种高低电源切换电路，包括第一开关单元、第二开关单元和隔离单元，切换电路的输入侧包括输出低压电压的低压电压源和输出高压电压的高压电压源，当低压电压源在位时，切换电路通过导通的第一开关单元和隔离单元输出低压电压，当仅有高压电压源在位时，切换电路通过导通的第二开关单元输出高压电压，同时隔离单元将第一开关单元的第二端和第二开关单元的第二端相互隔离，避免第二开关单元导通时高压电压直接通过导通的第二开关单元输出到第一开关单元的第二端，从而避免第一开关单元的两端出现高耐压的情况，以利用低压器件实现第一开关单元，因此可采用低压器件实现高低压电源切换，使得电路不存在耐压问题，解决了开关单元集成困难的问题。

30、本申请还提供了一种供电装置，与上述高低电源切换电路对应，故具有与上述高低电源切换电路相同的有益效果。

技术特征：

1.一种高低电源切换电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高低电源切换电路，其特征在于，所述第一开关单元包括：

3.根据权利要求2所述的高低电源切换电路，其特征在于，所述第一电压输出模块具体为第一反相器，所述第一反相器的输入端接入所述低压电压源，电源端分别接入所述低压电压源和预设偏置电压，用于当所述低压电压源在位时输出低电平信号以控制所述第一开关管导通，当所述低压电压源不在位时基于所述预设偏置电压输出高电平信号以控制所述第一开关管关断。

4.根据权利要求2所述的高低电源切换电路，其特征在于，所述第二电压输出模块包括电平转换电路和供电支路；

5.根据权利要求1所述的高低电源切换电路，其特征在于，所述隔离单元包括：

6.根据权利要求5所述的高低电源切换电路，其特征在于，所述第三电压输出模块为第二反相器，所述第二反相器的输入端接入所述低压电压源，偏置端接入预设偏置电压，电源端接入所述高压电压源，用于当所述低压电压源在位时输出低电平信号以控制所述第三开关管导通，当所述低压电压源不在位时基于所述预设偏置电压输出高电平信号以控制所述第三开关管关断。

7.根据权利要求6所述的高低电源切换电路，其特征在于，所述第二反相器包括：第八mos管、第九mos管以及第十mos管；

8.根据权利要求1至7任一项所述的高低电源切换电路，其特征在于，还包括预设偏置电压生成电路，输入端与所述高压电压源连接，用于基于所述高压电压源生成预设偏置电压。

9.根据权利要求4所述的高低电源切换电路，其特征在于，所述预设偏置电压生成电路包括第四mos管、第五mos管、第六mos管以及第七mos管；

10.一种供电装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的高低电源切换电路。

技术总结
本申请公开了一种高低电源切换电路、供电装置，应用于电子电路及半导体领域。该高低电源切换电路，通过隔离单元将第一开关单元和第二开关单元进行了隔离，当仅有高压电压源在位时，隔离单元可以避免第一开关单元与导通的第二开关单元的直接连接，第一开关单元的第二端的电压并不会由于导通的第二开关单元直接接入高压电压源的电压，而是隔离单元进行隔离降压后的电压，即利用隔离单元降低了第一开关单元两端的电压差，使得第一开关单元通过采用低压器件就可以实现，因此可采用低压器件实现高低压电源切换，使得电路不存在耐压问题，解决了开关单元集成困难的问题。

技术研发人员：李洁颖,严冬梅,刘洁
受保护的技术使用者：湖南国科微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/10