CN113708747B - 受控开关切换电路和开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种受控开关切换电路和开关装置；电路包括：第一使能信号接收端用于接收负压模块的第一使能信号；控制输出端用于与负压模块中的受控开关的受控端相连；第二控制组件用于：在第一使能信号使能时输出第一电压以及在第一使能信号失效时输出第二电压，第一电压为地电压，第二电压将从负压值逐渐升高至地电压；负压值与负压模块输出电压之间的差值小于预设阈值；第一控制组件用于：在第一使能信号使能时，输出第一控制信号，控制受控开关断开以及在第一使能信号失效时，输出第二控制信号控制受控开关导通。

Description

受控开关切换电路和开关装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种受控开关切换电路和开关装置。

背景技术

集成电路***中经常会用到负压，例如射频前端中的开关需要用负压来控制开关的通断。相关技术中负压模块结构可如图1所示，其工作原理为使能信号（EN）生效前，开关S1a和S2闭合，开关S1b断开，此时通过电源NVDD给电容C进行预充电，其中开关S1a、S1b和S2受使能信号EN控制，当使能信号EN生效后，开关S1a和S2断开，开关S1b闭合。当开关S1b闭合后，电容原来带正电VNEG_B被拉到地电平，由于电容C中储存的电荷不能突变，所以VNEG端由原来的地电平变为负电平，同时使能信号EN使负压产生模块NVG core开始工作，不断给VNEG端提供电荷，保持VNEG端输出负电平。

负压模块中传统受控开关S2的结构示意图如图2所示。在负压模块工作时VNEG端驱动的负载较重的情况下，使能信号失效时，由于S2不能及时闭合，会存在电流通过图1中的开关S1a倒灌回电源NVDD中的情况。使能信号EN失效时刻，负压模块中传统受控开关切换电路各节点的波形示意图如图3所示，且这种现象随着VNEG驱动的负载越重会越明显，倒灌回去的电流使NVDD电平被抬高，对NVDD产生电路造成影响，存在过压风险，同时在整个***中使用NVDD的电路模块都有可能受到被抬高的NVDD的影响。

发明内容

本发明实施例提供一种受控开关切换电路和开关装置。本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种受控开关切换电路，应用于负压模块，包括：

第一使能信号接收端，用于接收所述负压模块的第一使能信号，所述第一使能信号指示所述负压模块输出负压信号；

控制输出端，用于与所述负压模块中的受控开关的受控端相连；所述受控开关连接在所述负压模块的输出端和接地点之间；

使能控制组件，包括：第一控制组件和第二控制组件，所述第一控制组件的第一受控端与所述第一使能信号接收端相连，所述第一控制组件的第二受控端与所述第二控制组件相连；所述第一控制组件的输出端与所述控制输出端相连；

所述第二控制组件，用于：在所述第一使能信号使能时，输出第一电压以及在所述第一使能信号失效时，输出第二电压，其中，所述第一电压高于所述负压模块输出端电压，所述第二电压低于或等于所述负压模块输出电压；

所述第一控制组件，用于：在所述第一使能信号使能且所述第二控制组件的输出电压高于所述负压模块输出端电压时，输出第一控制信号，以及在所述第一使能信号失效且所述第二控制组件的输出电压低于或等于所述负压模块输出端电压时，输出第二控制信号；其中，所述第一控制信号能控制所述受控开关截止，所述第二控制信号能控制所述受控开关导通。

本发明实施例还提供一种开关装置，应用于负压模块，包括：

受控开关，用于控制所述负压模块负压信号输出；所述受控开关的第一端与所述负压模块的输出端相连，所述受控开关的第二端接地；

如前述任一实施例提供的所述受控开关切换电路，与所述受控开关的受控端相连，用于在第一使能信号使能时，控制所述受控开关截止，在第一使能信号失效时，控制所述受控开关导通；其中所述第一使能信号用于指示所述负压模块输出负压信号。

传统的负压模块中受控开关在负压输出端在驱动大负载的情况下，开关切换不及时，负压模块中的电容过度充电，将导致开关切换后出现电流倒灌回电源中使电源电平被抬高，从而对电源产生电路造成影响且存在过压风险。本发明实施例在负压模块的使能信号失效时，通过第二控制组件向第一控制组件输出第二电压，使第一控制组件能及时输出使受控开关导通的第二控制信号，及时实现受控开关的状态切换，从而避免电流倒灌的现象，保护了电路模块不受到被抬高的电源的影响，同时保护了该电源域下的电路，使其不出现过压的风险，提升了电路的稳定性和安全性，提升了负压模块的工作性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的负压模块的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的负压模块中传统受控开关S2的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的负压模块中传统受控开关切换电路各节点的波形示意图；

图4是本发明实施例提供的受控开关切换电路的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的开关装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的受控开关装置的电路结构示意图；

图7是本发明实施例提供的使能信号EN失效时负压模块中受控开关切换电路各节点的波形示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本发明的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。

下面说明本发明实施例提供的一种受控开关切换电路。参见图4，图4是本发明实施例提供的受控开关切换电路的结构示意图。

在一些实施例中，该受控开关切换电路可应用于负压模块，该负压模块的结构如图1所示。负压模块为能输出负压的装置。负压模块的第一使能信号使能后，负压模块输出负压，负压模块的第一使能信号失效后，负压模块停止输出负压。

本发明实施例提供的受控开关切换电路400包括：

第一使能信号接收端410，用于接收所述负压模块的第一使能信号，所述第一使能信号指示所述负压模块输出负压信号；

控制输出端440，用于与所述负压模块中的受控开关的受控端相连；所述受控开关连接在所述负压模块的输出端和接地点之间；

第一控制组件420和第二控制组件430，所述第一控制组件的第一受控端4201与所述第一使能信号接收端410相连，所述第一控制组件420的第二受控端4202与所述第二控制组件430相连；所述第一控制组件420的输出端4203与所述控制输出端440相连；

所述第二控制组件430，用于：在所述第一使能信号使能时，输出第一电压以及在所述第一使能信号失效时，输出第二电压，其中，所述第一电压为地电压，所述第二电压从负压值逐渐升高至地电压；所述负压值与所述负压模块输出电压之间的差值小于预设阈值；在一实施例中，所述负压值与所述负压模块输出电压值相近，所述预设阈值通常不超过0.3V。

所述第一控制组件420，用于：在所述第一使能信号使能且所述第二控制组件430的输出电压为第一电压时，输出第一控制信号，以及在所述第一使能信号失效且所述第二控制组件430的输出电压为第二电压时，输出第二控制信号；其中，所述第一控制信号能控制所述受控开关截止，所述第二控制信号能控制所述受控开关导通。

在一实施例中，本实施例受控开关切换电路控制的受控开关为受控开关器件，包括但不限于场效应管（（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）。

在一实施例中，第一使能信号的电压为地电压，第一使能信号失效；第一使能信号的电压为第一电源电压，第一使能信号使能。地电压低于第一电源电压。

第一使能信号使能时，第一使能信号的电压值由地电压变为第一电源电压，第二控制组件输出第一电压，通过第一电压和第一使能信号控制第一控制组件输出能控制受控开关截止的第一控制信号。

在第一使能信号失效时，第一使能信号的电压值由第一电源电压变为地电压，第二控制组件输出第二电压，通过第二电压和第一使能信号控制第一控制组件输出能控制受控开关导通的第二控制信号。

本实施例，在第一使能信号发生变化时，通过第二控制组件输出不同的电压值，使在第一使能信号失效时，第一控制组件输出的信号的电压值不会受到负压模块输出端负电压的干扰，从而能及时的控制受控开关闭合。

本发明实施例在负压模块的使能信号失效时，通过第二控制组件向第一控制组件输出第二电压，第二电压从与所述负压模块的输出电压相近的电压值逐渐恢复到地电压，使第一控制组件能及时输出使受控开关断开的第二控制信号，及时实现受控开关的状态切换，避免了传统的负压模块中受控开关在负压输出端在驱动大负载的情况下，开关切换不及时使负压模块中的电容过度充电，导致开关切换后出现的电流倒灌回电源中以及电源电平被抬高的现象，保护电路模块不受到被抬高的电源的影响，同时保护了该电源域下的电路，使其不出现过压的风险，提升了电路的稳定性和安全性，提升了负压模块的工作性能。

在一些实施例中，所述第一控制组件包括：第一输出路径和第二输出路径；所述第一输出路径的受控端为所述第一受控端，所述第二输出路径的受控端为所述第二受控端；

所述第一输出路径的输入端与第一电源相连，所述第一输出路径的输出端与所述控制输出端相连；所述第二输出路径的输入端与所述负压模块的输出端相连，所述第二输出路径的输出端与所述控制输出端相连；

所述第一使能信号使能时，所述第一使能信号的电压值为所述第一电源电压，所述第二控制组件输出第一电压，所述第一输出路径截止，所述第二输出路径导通并输出所述第一控制信号；

所述第一使能信号失效时，所述第一使能信号的电压值为地电压，所述第二控制组件输出第二电压，所述第二输出路径截止，所述第一输出路径导通并输出所述第二控制信号。

在一实施例中，第一控制组件受控于第一使能信号和第二控制组件的输出信号。在第一使能信号使能时，第二控制组件输出第一电压，第一控制组件的第一输出路径截止且第二输出路径导通，第二路径输出第一控制信号，第一控制信号的电压值为负压模块输出端的电压值。在第一使能失效时，负压模块输出端的电压由于负压模块结构中电容的存在，输出端的电压值会在第一时长内维持负电压，且其负电压会随着时间推移逐渐升高至输出电压值为0V，第二控制组件输出第二电压，第一控制组件的第二输出路径截止，且第一输出路径导通输出第二控制信号，第二控制信号的电压值为第一电源电压值。

在一些实施例中，所述第二控制组件与所述第二输出路径的受控端相连，用于基于第二使能信号控制第二输出路径的导通状态；所述第二使能信号受控于第一使能信号，当第一使能信号的电压值为地电压时，第二使能信号的电压值为第二电源电压，第一使能信号的电压值为第一电源电压时，第二使能信号的电压值为地电压。

所述第二使能信号的电压值为第二电源电压时，所述第二控制组件输出电压值由负压值升高至电压值为0V，所述第二输出路径处于截止状态；负压值与负压模块输出端电压之间的差值小于预设阈值，所述负压值与所述负压模块输出端电压值相近。在一实施例中，预设阈值具体根据第二输出路径中受控于所述第二控制组件输出信号的电路元件所确定。

所述第二使能信号的电压值为地电压，所述第二控制组件输出端电压值为0V，所述第二输出路径处于导通状态。

在一些实施例中，所述第一输出路径包括：第一NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管和第三PMOS管；其中所述第一NMOS管和所述第一PMOS管受控于所述第一使能信号；所述第一NMOS管的源极接地，所述第一NMOS管的漏极与所述第三PMOS管的源极相连，所述第一PMOS管的源极与第一电源相连，所述第一PMOS管的漏极与所述第二PMOS管的源极相连，所述第二PMOS管的栅极接地，所述第二PMOS管的漏极与所述第三PMOS管的源极相连，所述第三PMOS管的栅极接地，所述第三PMOS管的漏极与所述受控开关的受控端相连；

所述第一使能信号的电压值为地电压时，所述第一NMOS管截止，且所述第一PMOS管、所述第二PMOS管和所述第三PMOS管导通；

所述第一使能信号的电压值为所述第一电源电压，所述第一NMOS管导通，且所述第一PMOS管、所述第二PMOS管和所述第三PMOS管截止。

在一些实施例中，所述第二输出路径至少包括：第二NMOS管和第三NMOS管；其中，所述第二NMOS管的源极与所述负压模块的输出端相连，所述第二NMOS管的栅极接地，所述第二NMOS管的漏极与所述第三NMOS管的源极相连，所述第三NMOS管的栅极与所述第二控制组件的输出端相连，所述第三NMOS管的漏极与所述受控开关的受控端相连；

所述第一使能信号的电压值为地电压时，所述第二NMOS管和所述第三NMOS管截止；

所述第一使能信号的电压值为所述第一电源电压，所述第二NMOS管和所述第三NMOS管导通。

在一些实施例中，所述第二控制组件包括：储能组件、充电组件和放电组件；

其中，所述充电组件与放电组件受控于第二使能信号；所述储能组件分别与所述充电组件和所述放电组件相连；所述充电组件用于给所述储能组件充电，所述放电组件用于所述储能组件放电；所述储能组件的负极与所述第二控制组件的输出端相连；所述第二使能信号的电压值与所述第一使能信号的电压值不同；

所述第二使能信号为地电压时，所述充电组件工作且所述放电组件停止工作，所述储能组件处于充电状态，所述第二控制组件输出第一电压；

所述第二使能信号为所述第二电源电压时，所述放电组件工作且所述充电组件停止工作，所述储能组件处于放电状态，所述第二控制组件输出第二电压。

在一实施例中，储能组件可为储能元件，包括但不限于电容和电感。

在一实施例中，第一使能信号使能，第二使能信号的电压为地电压，负压模块的输出电压为负电压，充电组件工作且放电组件停止工作，储能组件处于充电状态，第二控制模组输出端电压值为0V。

若第一使能信号失效，则第二使能信号的电压值为第二电源电压，负压模块的输出电压在第一时长内维持负电压状态并随着时间推移升高至电压值为0V，放电组件工作且充电组件停止工作，储能组件处于放电状态，第二控制组件输出电压值由负压值升高至电压值为0V，所述负压值由储能组件的充放电功率决定且负压值与所述负压模块输出端电压值相近。

本实施例通过储能组件的放电和充电过程中电压的变化，能输出与负压模块输出端电压相近的第二电压，从而减小了第一使能信号失效时，负压模块输出端的负压对第一控制组件输出信号电压的影响，使第一控制组件能及时输出控制受控开关导通的第二控制信号，减少了因为受控开关导通不及时导致的过压的情况。

在一些实施例中，所述充电组件包括：第四PMOS管、第五PMOS管、第四NMOS管和第五NMOS管，其中，所述第四PMOS管受控于所述第二使能信号；所述第四PMOS管的源极与第二电源相连，所述第四PMOS管的漏极与所述第五PMOS管的源极相连，所述第五PMOS管的源极与所述储能组件的阳极相连；所述第五PMOS管的栅极接地，所述第五PMOS管的漏极与所述第四NMOS管的栅极相连；所述第四NMOS管的漏极与所述储能组件的阴极相连，所述第四NMOS管的源极接地；所述第五NMOS管的源极与所述储能组件的阴极相连，所述第五NMOS管的漏极与所述第四NMOS管的栅极相连，所述第五NMOS管的栅极接地；

所述第二使能信号的电压值为地电压时，所述第四PMOS管、所述第五PMOS管和所述第四NMOS管导通且所述第五NMOS管截止，所述放电组件停止工作，所述储能组件处于充电状态；

所述第二使能信号的电压值为第二电源电压时，所述第四PMOS管、所述第五PMOS管和所述第四NMOS管截止且所述第五NMOS管导通，所述放电组件工作，所述储能组件处于放电状态。

在一些实施例中，所述放电组件包括：第六NMOS管和放电电阻；其中所述第六NMOS管受控于所述第二使能信号，所述第六NMOS管的源极接地，所述第六NMOS管的漏极与所述储能组件的阳极相连，所述放电电阻的两端中的一端与所述储能组件的阴极相连，所述放电电阻的两端中的另一端接地；

所述第二使能信号的电压值为地电压，所述第六NMOS管截止，所述充电组件工作，所述储能组件处于充电状态；

所述第二使能信号的电压值为第二电源电压，所述第六NMOS管导通且所述充电组件停止工作，所述储能组件处于放电状态，通过所述放电电阻放电。

在一些实施例中，所述电路还包括：保护组件，所述保护组件的两端中的一端与负压模块的输出端相连，所述保护组件的另一端与所述第二控制组件的输出端相连，用于在所述第二控制组件的输出电压低于预设保护值时，提升所述第二控制组件的输出电压。

在一些实施例中，所述保护组件至少包括：第七NMOS管；其中，所述第七NMOS管的源极与栅极相连，所述第七NMOS管的源极与所述负压模块的输出端相连，所述第七NMOS管的漏极与所述第二控制组件的输出端相连。

第七NMOS管处于截止状态，第七NMOS管内的寄生二极管的正极与负压模块的输出端相连，负极与所述第二控制组件的输出端相连，可以减少第二控制组件的输出端电压过低的情况。

下面说明本发明实施例提供的一种开关装置，该开关装置应用于负压模块，如图5所示，开关装置5000包括：

受控开关300，用于控制所述负压模块负压信号输出；所述受控开关的第一端与所述负压模块的输出端相连，所述受控开关的第二端接地；

前述任一本发明实施例提供的受控开关切换电路400，与所述受控开关的受控端相连，用于在第一使能信号使能时，控制所述受控开关截止，在第一使能信号失效时，控制所述受控开关导通；其中所述第一使能信号用于指示所述负压模块输出负压信号。

本实施例中的受控开关为可控开关器件，包括但不限于：MOSFET和IGBT。

结合上述实施例，提供一个具体示例：

通过研究传统的负压模块（如图1所示），传统负压模块在负压模块的使能信号失效时，存在电流倒灌回电源（NVDD）中，致使NVDD过压的情况，并分析出，导致这种情况发生的原因是传统负压模块中的受控开关S2在使能信号失效后无法及时闭合导致的。

负压模块中传统受控开关S2的结构示意图，如图2所示，其工作原理为：

当使能信号EN生效前，EN为低电平，NMOS管MN1截止，PMOS管MP1导通，使MP2的源极为高电平NVDD，由于MP2的栅极为地电平GND，所以MP2导通，A点为高电平，同理MP3管导通，由于初始状态VNEG端为地电平，MN2管截止，使B点也为高电平，所以MN3导通，即图1中的开关S2闭合，VNEG端被拉到地电平GND；当使能信号EN生效后，EN切换为高电平，MP1、MP2管截止，MN1管导通，A点被拉为地电平GND，所以MP3管截止，由于电容中的电荷守恒，随着VNEG_B端电平由NVDD变为GND，VNEG端电平由GND变为负电平，使MN2管导通，B点电平随着VNEG端变为负电平，导致MN3管截止，即图1中的开关S2断开。

当使能信号EN失效后，EN又切换为低电平，期望开关的状态恢复到使能信号EN生效前的状态，但是跟使能信号EN生效前状态不同的是，此时VNEG端的电平不再是初始的地电平而是负电平，特别的，在负压模块工作时VNEG端驱动的负载较重的情况下，由于VNEG端仍然积累着较多负电荷，使得MP3管导通的同时MN2管并没有立刻截止，导致B点的电位没有被立刻拉高，所以MN3管没有立刻导通，即图1中的开关S2没有立刻闭合，使VNEG端没有被拉到地电平GND而仍维持着一定的负电平。使能信号EN失效后图1中的开关S1a闭合，电源NVDD继续给电容C充电，此时由于VNEG端仍维持着一定的负电平，所以电容C两端的电压差将大于NVDD。而因为使能信号EN失效后，模块NVG core不再给VNEG端提供电荷，VNEG端的电荷将一直消耗，VNEG端的负电平不断抬高，直到MN2管的栅源电压小于其阈值电压使MN2管截止，B点电平被迅速拉高，MN3管导通，即图1中的开关S2闭合，使VNEG端迅速被拉到地电平。根据电荷守恒原理，当VNEG被迅速拉高到地电平时，由于电容C的电压差大于NVDD，所以图1中的VNEG_B端也被抬高，导致电流通过图1中的开关S1a倒灌回电源NVDD中，这种现象随着VNEG驱动的负载越重会越明显，倒灌回去的电流使NVDD电平被抬高，对NVDD产生电路造成影响，存在过压风险，同时在整个***中使用NVDD的电路模块都有可能受到被抬高的NVDD的影响。

基于此，本示例提供一种受控开关装置，该受控开关装置应用于如图1所示的负压模块，采用本示例提供的受控开关装置替换负压模块中的受控开关S2。

图6为示例提供的一种受控开关装置的电路结构示意图。本示例提供的受控开关装置，包括：第一控制组件、第二控制组件、保护组件MN8和受控开关MN3。第一控制组件包括：受控开关MN1、受控开关MN2、受控开关MN4、受控开关MP1、受控开关MP2、受控开关MP3。

其中，MP1受控于使能信号EN，MP1的源极与电源DVDD相连，MP1的漏极和MP2的源极相连，MP2的漏极与MP3的源极相连，MP3的漏极与MN3的栅极相连，MP2和MP3的栅极接地，MN1受控于使能信号EN，MN1的源极接地，MN1的漏极与MP3的源极相连，MN4的栅极与第二控制组件的输出端相连，MN4的漏极与MN3的栅极相连，MN4的源极与MN2的漏极相连，MN2的栅极接地，MN2的源极与负压模块VNEG端（负压模块输出端）相连。

第二控制组件包括：受控开关MN5、受控开关MN6、受控开关MN7、受控开关MP4、受控开关MP5、电容C1、电阻R。

其中，MN5和MP4受控于和使能信号EN的电平相反的信号EN_N，MP4的源极与电源NVDD相连，MP4的漏极与MP5的源极相连，MP5的漏极与MN6的漏极相连，MN5和MN6的栅极接地，MN6的源极与第二控制组件的输出端相连，MN6的漏极与MN7的栅极相连，MN7的源极接地，MN7的漏极与C1的负极相连，C1的正极与MN5的漏极相连，R的一端与C1的负极相连，R的另一端接地。

本示例提供的受控开关装置的工作原理为：

在使能信号EN生效前，信号EN为低电平，MP1、MP2和MP3管导通，MN1管截止，信号EN_N为高电平，MP4管截止，MN5管导通，D点为地电平GND，MP5、MN6和MN7管均截止，E点也为地电平GND，由于初始状态VNEG为地电平，则MN4和MN2管截止，所以B点被拉高为高电平，MN3导通，即图1中的开关S2闭合，VNEG端被拉到地电平GND；当使能信号EN生效后，EN切换为高电平，MP1、MP2管截止，MN1管导通，A点被拉为地电平GND，所以MP3管截止，由于电容中的电荷守恒，随着VNEG_B端电平由NVDD变为GND，VNEG端电平由GND变为负电平，使MN2管导通，MN2的漏极H点电平随着VNEG端变为负电平，信号EN_N随着使能信号EN的生效切换为低电平，MP4管导通，MN5管截止，D点变为高电平，使MP5管导通，MN6管截止，F点也变为高电平，使MN7管导通，E点被拉到地电平，此时通过电源NVDD给电容C1充电，如前分析H点电平随着VNEG端变为负电平，所以MN4管导通，B点电平随VNEG变为负电平，导致MN3管截止，即图1中的开关S2断开。

当使能信号EN失效后，EN_N又切换为高电平，MP4管截止，MN5管导通，D点被拉到地电平，由于电容C1的电荷守恒，E点变为负电平，E点的电压随后通过电阻R恢复到地电平，与传统的受控开关切换电路不同，即使此时VNEG端仍为负电平，MN2管没有立刻截止，H点为负电平，但是因为E点也为负电平，MN4管的栅源电压仍小于其阈值电压，所以MN4管截止，B点可以被拉到高电平，使MN3管导通，即图1中的开关S2闭合，使VNEG端被迅速拉到地电平，避免了使能失效后给图1中电容C充电导致电容C两端的电压差大于NVDD的情况，从而避免电流倒灌回NVDD使NVDD被抬高对电路造成的不利影响。

使用了本发明的负压受控开关切换电路后，在使能信号EN失效时负压模块中受控开关切换电路各节点的波形如图7所示。本示例加入额外的控制逻辑利用电容的电荷守恒原理对传统负压模块中的传统负压受控开关电路（如图2所示）中MOS管的栅极进行控制，不仅加快了受控开关的切换速度，让受控开关在使能切换时刻能快速闭合或者断开，同时，避免了负压输出端在驱动大负载的情况下，由于受控开关切换不及时对负压模块中的电容过度充电，导致开关切换后出现的电流倒灌以及电压被抬高的现象，保护了前级电路使其不出现过压的风险，也保证了***中其他的电路模块能够正常工作。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种受控开关切换电路，应用于负压模块，其特征在于，包括：

第一使能信号接收端，用于接收所述负压模块的第一使能信号，所述第一使能信号指示所述负压模块输出负压信号；

控制输出端，用于与所述负压模块中的受控开关的受控端相连；所述受控开关连接在所述负压模块的输出端和接地点之间；所述受控开关导通，所述负压模块输出端接地，所述负压模块停止输出负电压；所述受控开关截止，所述负压模块输出端输出负电压；

使能控制组件，包括：第一控制组件和第二控制组件，所述第一控制组件的第一受控端与所述第一使能信号接收端相连，所述第一控制组件的第二受控端与所述第二控制组件相连；所述第一控制组件的输出端与所述控制输出端相连；所述第一控制组件与第一电源相连，所述第二控制组件与第二电源相连；

所述第二控制组件，用于：在所述第一使能信号使能时，输出第一电压以及在所述第一使能信号失效时，输出第二电压，其中，所述第一电压为地电压，所述第二电压从负压值逐渐升高至地电压；所述负压值与所述负压模块输出电压之间的差值小于预设阈值；

所述第一控制组件，用于：在所述第一使能信号使能且所述第二控制组件输出第一电压时，输出第一控制信号，以及在所述第一使能信号失效且所述第二控制组件输出第二电压时，输出第二控制信号；其中，所述第一控制信号能控制所述受控开关截止，所述第二控制信号能控制所述受控开关导通。

2.根据权利要求1所述电路，其特征在于，所述第一控制组件包括：第一输出路径和第二输出路径；所述第一输出路径的受控端为所述第一受控端，所述第二输出路径的受控端为所述第二受控端；

所述第一输出路径的输入端与第一电源相连，所述第一输出路径的输出端与所述控制输出端相连；所述第二输出路径的输入端与所述负压模块的输出端相连，所述第二输出路径的输出端与所述控制输出端相连；

所述第一使能信号使能时，所述第一使能信号的电压值为第一电源电压，所述第二控制组件输出第一电压，所述第一输出路径截止，所述第二输出路径导通并输出所述第一控制信号；

所述第一使能信号失效时，所述第一使能信号的电压值为地电压，所述第二控制组件输出第二电压，所述第二输出路径截止，所述第一输出路径导通并输出所述第二控制信号。

3.根据权利要求2所述电路，其特征在于，所述第二控制组件与所述第二输出路径的受控端相连，用于基于第二使能信号控制第二输出路径的导通状态；所述第二使能信号受控于第一使能信号，当第一使能信号的电压值为地电压时，第二使能信号的电压值为第二电源电压，第一使能信号的电压值为第一电源电压时，第二使能信号的电压值为地电压。

4.根据权利要求2所述电路，其特征在于，所述第一输出路径包括：第一NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管和第三PMOS管；其中所述第一NMOS管和所述第一PMOS管受控于所述第一使能信号；所述第一NMOS管的源极接地，所述第一NMOS管的漏极与所述第三PMOS管的源极相连，所述第一PMOS管的源极与第一电源相连，所述第一PMOS管的漏极与所述第二PMOS管的源极相连，所述第二PMOS管的栅极接地，所述第二PMOS管的漏极与所述第三PMOS管的源极相连，所述第三PMOS管的栅极接地，所述第三PMOS管的漏极与所述受控开关的受控端相连；

所述第一使能信号的电压值为地电压时，所述第一NMOS管截止，且所述第一PMOS管、所述第二PMOS管和所述第三PMOS管导通；

所述第一使能信号的电压值为第一电源电压时，所述第一NMOS管导通，且所述第一PMOS管、所述第二PMOS管和所述第三PMOS管截止。

5.根据权利要求2所述电路，其特征在于，所述第二输出路径至少包括：第二NMOS管和第三NMOS管；其中，所述第二NMOS管的源极与所述负压模块的输出端相连，所述第二NMOS管的栅极接地，所述第二NMOS管的漏极与所述第三NMOS管的源极相连，所述第三NMOS管的栅极与所述第二控制组件的输出端相连，所述第三NMOS管的漏极与所述受控开关的受控端相连；

所述第一使能信号的电压值为地电压时，所述第二NMOS管和所述第三NMOS管截止；

所述第一使能信号的电压值为第一电源电压，所述第二NMOS管和所述第三NMOS管导通。

6.根据权利要求1所述电路，其特征在于，所述第二控制组件包括：储能组件、充电组件和放电组件；

其中，所述充电组件与放电组件受控于第二使能信号；所述储能组件分别与所述充电组件和所述放电组件相连；所述充电组件用于给所述储能组件充电，所述放电组件用于所述储能组件放电；所述储能组件的负极与所述第二控制组件的输出端相连；

所述第二使能信号为地电压时，所述充电组件工作且所述放电组件停止工作，所述储能组件处于充电状态，所述第二控制组件输出第一电压；

所述第二使能信号为第二电源电压时，所述放电组件工作且所述充电组件停止工作，所述储能组件处于放电状态，所述第二控制组件输出第二电压。

7.根据权利要求6所述电路，其特征在于，所述充电组件包括：第四PMOS管、第五PMOS管、第四NMOS管和第五NMOS管，其中，所述第四PMOS管受控于所述第二使能信号；所述第四PMOS管的源极与第二电源相连，所述第四PMOS管的漏极与所述第五PMOS管的源极相连，所述第五PMOS管的源极与所述储能组件的阳极相连；所述第五PMOS管的栅极接地，所述第五PMOS管的漏极与所述第四NMOS管的栅极相连；所述第四NMOS管的漏极与所述储能组件的阴极相连，所述第四NMOS管的源极接地；所述第五NMOS管的源极与所述储能组件的阴极相连，所述第五NMOS管的漏极与所述第四NMOS管的栅极相连，所述第五NMOS管的栅极接地；

所述第二使能信号的电压值为地电压时，所述第四PMOS管、所述第五PMOS管和所述第四NMOS管导通且所述第五NMOS管截止，所述放电组件停止工作，所述储能组件处于充电状态；

所述第二使能信号的电压值为第二电源电压时，所述第四PMOS管、所述第五PMOS管和所述第四NMOS管截止且所述第五NMOS管导通，所述放电组件工作，所述储能组件处于放电状态。

8.根据权利要求6所述电路，其特征在于，所述放电组件包括：第六NMOS管和放电电阻；其中所述第六NMOS管受控于所述第二使能信号，所述第六NMOS管的源极接地，所述第六NMOS管的漏极与所述储能组件的阳极相连，所述放电电阻的两端中的一端与所述储能组件的阴极相连，所述放电电阻的两端中的另一端接地；

所述第二使能信号的电压值为地电压，所述第六NMOS管截止，所述充电组件工作，所述储能组件处于充电状态；

所述第二使能信号的电压值为第二电源电压，所述第六NMOS管导通且所述充电组件停止工作，所述储能组件处于放电状态，通过所述放电电阻放电。

9.根据权利要求1所述电路，其特征在于，所述电路还包括：保护组件，所述保护组件的两端中的一端与负压模块的输出端相连，所述保护组件的另一端与所述第二控制组件的输出端相连，用于在所述第二控制组件的输出电压低于预设保护值时，提升所述第二控制组件的输出电压。

10.根据权利要求9所述电路，其特征在于，所述保护组件至少包括：第七NMOS管；其中，所述第七NMOS管的源极与栅极相连，所述第七NMOS管的源极与所述负压模块的输出端相连，所述第七NMOS管的漏极与所述第二控制组件的输出端相连。

11.一种开关装置，其特征在于，应用于负压模块，包括：

受控开关，用于控制所述负压模块负压信号输出；所述受控开关的第一端与所述负压模块的输出端相连，所述受控开关的第二端接地；

如权利要求1至10中任一所述的受控开关切换电路，与所述受控开关的受控端相连，用于在第一使能信号使能时，控制所述受控开关截止，在第一使能信号失效时，控制所述受控开关导通；其中，所述第一使能信号用于指示所述负压模块输出负压信号。

Images