[发明专利]耐极低负压功率信号开关的衬底电压动态选择方法及电路

说明书

本发明提供一种耐极低负压功率信号开关的衬底电压动态选择方法及电路，所述衬底电压动态选择方法包括：选择耐极低负压功率信号开关中的N个外接端口中的最低电压；将衬底的内部节点连接至选择的最低电压。本发明通过将衬底的内部节点连接至耐极低负压功率信号开关中的最低电压，能够保证芯片的正常工作，也极大的降低了闩锁效应风险。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，具体而言，涉及一种耐极低负压功率信号开关的衬底电压动态选择方法及电路。

背景技术

随着无线充电技术的发展，可穿戴设备的无线充电非常普遍，同时为了方便切换大功率无线充电线圈通路和小功率可穿戴无线线圈通路，需要特殊的可耐极负电压(如-40V)功率信号开关来控制线圈通道的切换。由于功率信号开关两端都要耐负压，同时耐压幅值要求近±40V（普通芯片负向耐压一般为-0.3V），所以常规的BCD（Bipolar-CMOS-DMOS）工艺没有完全隔离的器件来实现这样的功率信号开关，而使用SOI（silicononinsulator）工艺成本又极其昂贵。而非完全隔离的器件（N埋层（NBL-NBarrier Layer）和MOS管的漏极物理上分不开）实现这样的功率信号开关过程中，在漏极接-40V情况下，闩锁效应风险极高。

发明内容

本发明旨在提供一种耐极低负压功率信号开关的衬底电压动态选择方法及电路，以解决非完全隔离的器件实现功率信号开关过程中，在漏极接-40V情况下容易触发闩锁效应的问题。

本发明提供的一种耐极低负压功率信号开关的衬底电压动态选择方法，包括：

选择耐极低负压功率信号开关中的N个外接端口中的最低电压；

将衬底的内部节点连接至选择的最低电压。

进一步的，所述选择耐极低负压功率信号开关中的N个外接端口中的最低电压的方法为：

从耐极低负压功率信号开关中的N个外接端口中任选两个外接端口进行电压比较，输出两者中的第一最低电压；

从耐极低负压功率信号开关剩下的外接端口中任选一个外接端口与所述第一最低电压进行电压比较，输出两者中的第二最低电压；依次类推，直到比较完N个外接端口，得到N个外接端口中的最低电压。

在一些实施例中，N=3。

本发明提供的一种耐极低负压功率信号开关的衬底电压动态选择电路，包括N-1个级联的电压比较单元；每个电压比较单元具有两个输入端口和一个输出端口，用于对两个输入端口的两个输入电压进行电压比较，并从输出端口输出两个输入电压中的最低电压；

第1个比较单元的两个输入端口以及第2～(N-1)个电压比较单元的其中一个输入端口分别连接耐极低负压功率信号开关中的N个外接端口；第2～(N-1)个电压比较单元的另一个输入端口对应连接前一个电压比较单元的输出端口；第(N-1)个电压比较单元的输出端口用于连接衬底的内部节点。

进一步的，每个电压比较单元包括两个比较模块；每个比较模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一MOS管、第二MOS管、第一稳压管和第二稳压管；

每个比较模块的第一输入端，一方面依次经第一电阻、第一稳压管的负极和正极后连接比较模块的输出端，另一方面依次经第二电阻、第一MOS管的漏极、第一MOS管的源极、第二稳压管的负极和正极后连接比较模块的输出端；第一MOS管的栅极与第一电阻和第一稳压管之间的电性连接点连接；第一MOS管的源极与第二稳压管之间的电性连接点与第二MOS管的栅极连接；每个比较模块的第二输入端依次经第二MOS管的漏极、第二MOS管的源极后连接比较模块的输出端；

两个比较模块中：其中一个比较模块的第一输入端与另一个比较模块的第二输入端作为电压比较单元的第一输入端口；其中一个比较模块的第二输入端与另一个比较模块的第一输入端作为电压比较单元的第二输入端口；两个比较模块的输出端相连接，并作为电压比较单元的输出端口。