CN115482874A - 执行状态检测的电压电平检测器 - Google Patents

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Abstract

一种电压电平检测器，包括：分压器，所述分压器生成第一分压和第二分压；第一比较器，将所述第一分压和所述第二分压中的任一个与基准进行比较；第二比较器，将所述第一分压和所述第二分压中的另一个与所述基准进行比较；第一开关，基于时钟信号转换所述第一分压和所述第二分压与所述第一比较器和所述第二比较器之间的连接路径；确定电路，基于第一比较信号和第二比较信号确定所述电压电平检测器是否正常；第二开关，基于所述时钟信号转换所述第一比较信号和所述第二比较信号与所述确定电路的输入端之间的连接路径。

Description

执行状态检测的电压电平检测器
相关申请的交叉引用
本申请基于2021年5月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2021-0070110并且要求其优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及电压电平检测器，更具体地涉及能够直接检测其状态的电压电平检测器。
背景技术
半导体存储装置可以包括用于向诸如存储单元等的内部电路供应具有预定电平的目标电压的电压调节器。通常，电压调节器可以包括比较器、用作驱动器的p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管和用作分压电路的电阻器。
电压电平检测器可以确定电压调节器的输出电压是否与目标电压相对应或者是否在目标范围中，并且可以监测电压调节器是否正常操作。当电压电平检测器正常操作时，可以确定电压调节器的故障。然而，当电压电平检测器异常操作时，可能难以确定电压调节器的故障。也就是说，虽然与电压调节器是异常操作的电压调节器的情况不同，但是可能出现不可以确定电压调节器异常操作的潜在的缺陷情况。
发明内容
本公开提供了不仅能够确定电压调节器的状态而且能够直接确定电压电平检测器是否处于正常状态的电压电平检测器。
根据本公开的一个方面，提供了一种电压电平检测器，包括：分压器，被配置为基于第一电压生成第一分压和第二分压，所述第一电压是电压调节器的输出电压；第一比较器，将所述第一分压和所述第二分压中的任一个与基准电压进行比较；第二比较器，将所述第一分压和所述第二分压中的另一个与所述基准电压进行比较；第一开关，根据时钟信号的控制来转换所述第一分压和所述第二分压与所述第一比较器和所述第二比较器之间的连接路径；确定电路，基于作为所述第一比较器的输出的第一比较信号和作为所述第二比较器的输出的第二比较信号来确定所述电压电平检测器是否处于正常状态；第二开关，根据所述时钟信号的控制来转换所述第一比较信号和所述第二比较信号与所述确定电路的输入端之间的连接路径。
根据本公开的另一个方面，提供了一种电压电平检测器，具有：分压器，被配置为接收作为电压调节器的输出电压的第一电压，并且基于所述第一电压生成第一分压和第二分压；第一开关，包括(1)被配置为分别接收所述第一分压和所述第二分压的第一输入端和第二输入端、以及(2)被配置为根据时钟信号的控制分别输出所述第一分压和所述第二分压的第一输出端和第二输出端；第一比较器，连接到所述第一开关的所述第一输出端和所述第二输出端中的一个，并且被配置为接收基准电压并输出第一比较信号；第二比较器，连接到所述第一开关的所述第一输出端和所述第二输出端中的另一个，并且被配置为接收所述基准电压并输出第二比较信号；第二开关，包括(3)被配置为分别接收所述第一比较信号和所述第二比较信号的第三输入端和第四输入端、以及(4)被配置为根据所述时钟信号的控制分别输出所述第一比较信号和所述第二比较信号的第三输出端和第四输出端；确定电路，被配置为接收所述第一比较信号和所述第二比较信号并且输出指示所述电压电平检测器是否处于正常状态的结果信号。
根据本公开的另一个方面，提供了一种电压电平检测器，包括：分压电路，被配置为生成与从外部接收的第一电压成正比的第一分压和第二分压；比较电路，将所述第一分压和所述第二分压中的每一个与基准电压进行比较并且输出第一比较信号和第二比较信号；确定电路，基于所述第一比较信号和所述第二比较信号生成结果信号；开关电路，根据时钟信号的控制来转换所述分压电路的输出端与所述比较电路的输入端之间的连接路径并转换所述比较电路的输出端与所述确定电路的输入端之间的连接路径。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的实施例，在附图中：
图1是根据示例实施例的功率管理装置的框图；
图2是根据示例实施例的电压电平检测器的框图；
图3是根据示例实施例的分压器的电路图；
图4是根据示例实施例的确定电路的逻辑图；
图5是根据示例实施例的用于描述基准电压的图；
图6和图7是根据示例实施例的电压电平检测器的操作的示例图；
图8是根据示例实施例的电压电平检测器的信号时序图；
图9是根据示例实施例的电压电平检测器的信号与状态之间的关系的表；
图10是根据示例实施例的电压电平检测器的框图；
图11是根据示例实施例的分压器的电路图；
图12是根据示例实施例的电压电平检测器的框图；
图13是根据示例实施例的分压器的电路图；以及
图14是根据示例实施例的***的框图。
具体实施方式
在下文中，参考附图详细地描述本公开的实施例。
图1是根据示例实施例的功率管理装置10的框图。
参考图1，功率管理装置10可以包括电压调节器100和电压电平检测器200。
电压调节器100可以基于输入电压生成输出电压Vreg并且将输出电压Vreg的电平调整到目标电平。目标电平可以根据接收输出电压Vreg的负载装置的规范来确定。例如，电压调节器100可以包括低压差(LDO)调节器、降压调节器、升压调节器等。电压调节器100可以向电压电平检测器200提供输出电压Vreg。
电压电平检测器200可以监测输出电压Vreg并且确定输出电压Vreg是否在正常范围中。例如，电压电平检测器200可以确定输出电压Vreg是否在正常范围的下限电压与上限电压(例如，分别为图5的V1和V2)之间的范围中。下限电压V1和上限电压V2可以根据负载装置的规范来确定。电压电平检测器200可以将确定结果生成为结果信号sigR，并且向外部(例如控制器(未示出))提供结果信号sigR。
根据实施例，控制器可以基于结果信号sigR确定电压调节器100是否正常和/或电压电平检测器200是否正常。例如，基于具有第一逻辑电平的结果信号sigR，控制器可以确定电压电平检测器200处于正常状态，并且基于具有第二逻辑电平的结果信号sigR，控制器可以确定电压电平检测器200处于异常状态。
根据实施例，结果信号sigR可以由时钟信号CLK切换。因此，基于根据时钟信号CLK的切换而引起的结果信号sigR的改变，控制器可以确定电压调节器100和/或电压电平检测器200是否正常。例如，当即使在时钟信号CLK切换时结果信号sigR也保持第一逻辑电平时，控制器可以确定电压电平检测器200处于正常状态。
例如，当结果信号sigR从第一逻辑电平切换到第二逻辑电平或从第二逻辑电平切换到第一逻辑电平时，控制器可以在时钟信号CLK从第一逻辑电平切换到第二逻辑电平时确定电压电平检测器200处于异常状态。
根据实施例，功率管理装置10可以确定电压调节器100的输出电压Vreg是否在正常范围中。此外，功率管理装置10可以确定电压电平检测器200是否处于正常状态而无需包括附加的外部电路。因此，可以防止如下情况：在电压调节器100处于异常状态时，由于电压电平检测器200的故障而未检测到电压调节器100的异常状态。
由此，因为可以检测被配置为确定电压调节器100的异常状态的电压电平检测器200的状态，所以可以预先防止潜在的故障情况。
图1示出了电压调节器100和电压电平检测器200被包括在一个功率管理装置10中。然而，本公开不限于此。例如，电压调节器100可以被包括在功率管理集成电路(PMIC)中，而电压电平检测器200可以被包括在连接到PMIC并且接收功率供应的装置中。
图2是根据示例实施例的电压电平检测器200的框图。
参考图2，电压电平检测器200可以包括分压器210、第一开关220、第二开关240、第一比较器231、第二比较器232和确定电路250。
分压器210可以接收输出电压Vreg，并且生成与输出电压Vreg的大小成正比的多个分压，即第一分压Vdiv1和第二分压Vdiv2。例如，分压器210可以生成第一分压Vdiv1和第二分压Vdiv2，并且第一分压Vdiv1的大小可以大于第二分压Vdiv2的大小。如下面参考图3所描述的，分压器210可以包括串联连接的多个电阻器。
第一开关220可以包括两个输入端(即第一输入端S11和第二输入端S12)以及两个输出端(即第一输出端S13和第二输出端S14)。第一开关220可以接收时钟信号CLK，并且根据时钟信号CLK的控制来转换第一输入端S11和第二输入端S12与第一输出端S13和第二输出端S14的连接路径。根据实施例，第一开关220可以根据第一逻辑电平的时钟信号CLK将第一输入端S11与第二输出端S14连接并且将第二输入端S12与第一输出端S13连接。此外，第一开关220可以根据第二逻辑电平的时钟信号CLK将第一输入端S11与第一输出端S13连接并且将第二输入端S12与第二输出端S14连接。由于时钟信号CLK的切换，第一开关220中的连接路径可以周期性地转换。
第一开关220的第一输入端S11和第二输入端S12可以连接到分压器210的输出端，并且第一开关220的第一输出端S13和第二输出端S14可以连接到第一比较器231和第二比较器232。第一开关220的第一输出端S13可以连接到第一比较器231的正相(+)输入端，并且第一开关220的第二输出端S14可以连接到第二比较器232的正相(+)输入端。
第一比较器231可以接收第一开关220的第一输出端S13的电压和基准电压Vref，并且生成第一比较信号sig1。第一比较器231可以通过第一比较器231的反相(-)输入端接收基准电压Vref。关于基准电压Vref的详细方面将在下面参考图6进行描述。当通过第一比较器231的正相(+)输入端接收的电压大于基准电压Vref时，第一比较器231可以生成第一逻辑电平的第一比较信号sig1；并且当通过第一比较器231的正相(+)输入端接收的电压小于基准电压Vref时，第一比较器231可以生成第二逻辑电平的第一比较信号sig1。例如，第一逻辑电平可以是逻辑高电平并且第二逻辑电平可以是逻辑低电平。
第二比较器232可以接收第一开关220的第二输出端S14的电压和基准电压Vref，并且生成第二比较信号sig2。第二比较器232可以通过第二比较器232的反相(-)输入端接收基准电压Vref。当通过第二比较器232的正相(+)输入端接收的电压大于基准电压Vref时，第二比较器232可以生成第一逻辑电平的第二比较信号sig2；并且当通过第二比较器232的正相(+)输入端接收的电压小于基准电压Vref时，第二比较器232可以生成第二逻辑电平的第二比较信号sig2。例如，第一逻辑电平可以是逻辑高电平并且第二逻辑电平可以是逻辑低电平。第一比较器231和第二比较器232可以被统称为比较电路。
基准电压Vref可以具有预定值；并且随着通过第一开关220的第一输出端S13和第二输出端S14提供给第一比较器231和第二比较器232的信号的改变，第一比较信号sig1和第二比较信号sig2的逻辑电平可以改变。当第一比较器231和第二比较器232不正常操作时，即使输入到第一比较器231和第二比较器232的信号改变，也可以输出始终具有相同电平的第一比较信号sig1和第二比较信号sig2(被卡住的信号)。因此，电压电平检测器200可以基于被卡住的第一比较信号sig1和第二比较信号sig2来检测第一比较器231和第二比较器232的异常状态。
类似于第一开关220，第二开关240可以包括两个输入端(即第一输入端S21和第二输入端S22)以及两个输出端(即第一输出端S23和第二输出端S24)。第二开关240可以接收时钟信号CLK，并且根据时钟信号CLK的控制来转换第一输入端S21和第二输入端S22与第一输出端S23和第二输出端S24之间的连接路径。根据实施例，第二开关240可以根据第一逻辑电平的时钟信号CLK将第一输入端S21与第二输出端S24连接并且将第二输入端S22与第一输出端S23连接。此外，第二开关240可以根据第二逻辑电平的时钟信号CLK将第一输入端S21与第一输出端S23连接并且将第二输入端S22与第二输出端S24连接。由于时钟信号CLK的切换，第二开关240中的连接路径可以周期性地转换。
第二开关240的第一输入端S21和第二输入端S22可以分别连接到第一比较器231的输出端和第二比较器232的输出端。此外，第二开关240的第一输出端S23和第二输出端S24可以分别连接到确定电路250的第一输入端D1和第二输入端D2。第二开关240的第一输出端S23可以连接到确定电路250的第一输入端D1，并且第二输出端S24可以连接到确定电路250的第二输入端D2。第一开关220和第二开关240可以被统称为开关电路。
确定电路250可以包括多个逻辑门，如下面参考图7所描述的。确定电路250可以通过第二开关240的第一输出端S23和第二输出端S24接收第一比较信号sig1和第二比较信号sig2，并且基于第一比较信号sig1和第二比较信号sig2生成结果信号sigR。结果信号sigR可以指示电压电平检测器200的组件是否异常。结果信号sigR的逻辑电平可以根据时钟信号CLK的切换而改变。
根据实施例，当尽管时钟信号CLK发生切换而结果信号sigR仍保持第一逻辑电平(例如，逻辑高)时，结果信号sigR可以指示电压电平检测器200处于正常状态。具体地，结果信号sigR可以指示第一比较器231和第二比较器232处于正常状态。
根据实施例，当结果信号sigR的逻辑电平根据时钟信号CLK的切换而改变时，结果信号sigR可以指示电压电平检测器200处于异常状态。具体地，结果信号sigR可以指示第一比较器231和/或第二比较器232处于异常状态。
图3是根据示例实施例的分压器210的电路图。
参考图3，分压器210可以包括多个电阻器。第一电阻器R1至第三电阻器R3可以串联连接在连接到输出电压Vreg的节点与地节点之间。第一分压Vdiv1的大小和第二分压Vdiv2的大小可以如下。
[等式1]
Figure BDA0003661602930000081
Figure BDA0003661602930000082
参考等式1，第一分压Vdiv1和第二分压Vdiv2可以与输出电压Vreg成正比。此外，第一分压Vdiv1的大小可以大于第二分压Vdiv2的大小。
图4是根据示例实施例的确定电路250的逻辑图。
参考图4，确定电路250可以包括多个逻辑门。例如，确定电路250可以包括反相器inv和与门and。反相器inv可以使由确定电路250的第二输入端D2接收的信号反相。与门and可以通过对由确定电路250的第一输入端D1接收的信号和由反相器inv反相的信号执行与运算而生成结果信号sigR。即，结果信号sigR可以根据sigR＝D1×D2′来生成。
图5是根据示例实施例的用于描述基准电压Vref的图。
参考图5，电压电平检测器200可以不原样地使用输出电压Vreg，而是可以使用基于输出电压Vreg的第一分压Vdiv1和第二分压Vdiv2以确定输出电压Vreg是否在正常范围中。
也就是说，基于第一分压Vdiv1和第二分压Vdiv2，可以检测输出电压Vreg达到正常范围中的下限电压V1和上限电压V2的点。例如，可以通过使用第一分压Vdiv1检测输出电压Vreg达到下限电压V1的点，并且可以通过使用第二分压Vdiv2检测输出电压Vreg达到上限电压V2的点。
根据实施例，基准电压Vref可以被配置为使得当输出电压Vreg达到下限电压V1时第一分压Vdiv1达到基准电压Vref。此外，基准电压Vref可以被配置为使得当输出电压Vreg达到上限电压V2时第二分压Vdiv2达到基准电压Vref。
可以通过使用一个基准电压Vref来检测输出电压Vreg达到下限电压V1的点和输出电压Vreg达到上限电压V2的点这两者，因此，图3的第二电阻器R2与第三电阻器R3之比可以根据等式2来确定。
[等式2]
Figure BDA0003661602930000091
Figure BDA0003661602930000092
Figure BDA0003661602930000093
Figure BDA0003661602930000094
参考等式2，可以基于正常范围中的输出电压Vreg的下限电压V1和上限电压V2来设计分压器210。
图6和图7是根据示例实施例的电压电平检测器200的操作的示例图，并且图8是根据示例实施例的电压电平检测器200的信号时序图。时钟信号CLK可以包括具有第一逻辑电平(例如，逻辑高)的第一部分p1和具有第二逻辑电平(例如，逻辑低)的第二部分p2。如上所述，随着时钟信号CLK的切换，第一开关220的内部连接关系和第二开关240的内部连接关系均可以改变。图6所示的操作可以与电压电平检测器200在第一部分p1中的操作相对应，并且图7所示的操作可以与电压电平检测器200在第二部分p2中的操作相对应。图8的时序图示出了电压调节器100和电压电平检测器200在正常状态下操作的情况。
一起参考图6和图8，在第一部分p1中，第一开关220可以将第一输入端S11与第二输出端S14连接并且将第二输入端S12与第一输出端S13连接。此外，第二开关240可以将第一输入端S21与第二输出端S24连接并且将第二输入端S22与第一输出端S23连接。
分压器210可以接收输出电压Vreg，并且生成第一分压Vdiv1和第二分压Vdiv2。此处，因为电压调节器100正常操作，所以输出电压Vreg可以在正常范围中。
第一开关220可以通过第一输入端S11接收第一分压Vdiv1，并且通过第二输入端S12接收第二分压Vdiv2。此外，第一开关220可以通过第一输出端S13向第一比较器231提供第二分压Vdiv2，并且通过第二输出端S14向第二比较器232提供第一分压Vdiv1。
因为第一分压Vdiv1可以大于基准电压Vref，所以第二比较器232可以生成逻辑高的第二比较信号sig2。因为第二分压Vdiv2可以小于基准电压Vref，所以第一比较器231可以生成逻辑低的第一比较信号sig1。
第二开关240可以通过第一输入端S21接收第一比较信号sig1，并且通过第二输入端S22接收第二比较信号sig2。此外，第二开关240可以通过第一输出端S23向确定电路250的第一输入端D1提供第二比较信号sig2，并且通过第二输出端S24向确定电路250的第二输入端D2提供第一比较信号sig1。
确定电路250可以通过执行上面参考图4描述的逻辑运算而生成逻辑高的结果信号sigR。
一起参考图7和图8，在第二部分p2中，第一开关220可以将第一输入端S11与第一输出端S13连接，并且将第二输入端S12与第二输出端S14连接。此外，第二开关240可以将第一输入端S21与第一输出端S23连接并且将第二输入端S22与第二输出端S24连接。
第一开关220可以通过第一输入端S11接收第一分压Vdiv1，并且通过第二输入端S12接收第二分压Vdiv2。此外，第一开关220可以通过第一输出端S13向第一比较器231提供第一分压Vdiv1，并且通过第二输出端S14向第二比较器232提供第二分压Vdiv2。
因为第一分压Vdiv1可以大于基准电压Vref，所以第一比较器231可以生成逻辑高的第一比较信号sig1。因为第二分压Vdiv2可以小于基准电压Vref，所以第二比较器232可以生成逻辑低的第二比较信号sig2。
第二开关240可以通过第一输入端S21接收第一比较信号sig1，并且通过第二输入端S22接收第二比较信号sig2。此外，第二开关240可以通过第一输出端S23向确定电路250的第一输入端D1提供第一比较信号sig1，并且通过第二输出端S24向确定电路250的第二输入端D2提供第二比较信号sig2。
确定电路250可以通过执行上面参考图4描述的逻辑运算而生成逻辑高的结果信号sigR。
通过改变输入到第一比较器231和第二比较器232中的每一个的信号，第一开关220可以识别第一比较器231和第二比较器232中的每一个是否正常操作，并且第二开关240可以将信号布置为使得确定电路250可以针对正常范围中所包括的输出电压Vreg始终生成逻辑高的结果信号sigR。
图9是根据示例实施例的电压电平检测器200的信号与状态之间的关系的表。
参考图9，当电压调节器100处于正常状态时，输出电压Vreg可以在正常范围中，并且当第一比较器231和第二比较器232处于正常状态时，与时钟信号CLK的切换无关，结果信号sigR可以保持在逻辑高。
当输出电压Vreg小于(或小于等于)下限电压V1时，第一分压Vdiv1和第二分压Vdiv2可以小于基准电压Vref，而与时钟信号CLK的切换无关；因此，第一比较器231和第二比较器232可以生成逻辑低的第一比较信号sig1和第二比较信号sig2。因此，结果信号sigR可以是(0)*(0)’＝0，即逻辑低。
当输出电压Vreg大于(或大于等于)上限电压V2时，第一分压Vdiv1和第二分压Vdiv2可以大于基准电压Vref，而与时钟信号CLK的切换无关；因此，第一比较器231和第二比较器232可以生成逻辑高的第一比较信号sig1和第二比较信号sig2。因此，结果信号sigR可以是(1)*(1)’＝0，即逻辑低。
根据实施例，当电压调节器100处于正常状态时，第一比较器231可能异常操作。例如，第一比较器231可能始终生成逻辑高的第一比较信号sig1。因此，在第一部分p1中，确定电路250的第二输入端D2可接收逻辑高的第一比较信号sig1。相应地，在第一部分p1中，结果信号sigR可以是(1)*(1)’＝0，即逻辑低。在第二部分p2中，确定电路250的第一输入端D1可接收逻辑高的第一比较信号sig1。因此，在第二部分p2中，结果信号sigR可以是(1)*(0)’＝1，即逻辑高。当输出电压Vreg小于(或小于等于)下限电压V1时，在第一部分p1和第二部分p2两者中，第一比较信号sig1和第二比较信号sig2可能必须是逻辑低。然而，因为第一比较器231异常操作，所以第一比较信号sig1可能始终是逻辑高，而第二比较信号sig2可以是逻辑低。因此，结果信号sigR可以在第一部分p1中是逻辑低并且在第二部分p2中是逻辑高。当输出电压Vreg大于(或大于等于)上限电压V2时，第一比较信号sig1和第二比较信号sig2可以在第一部分p1和第二部分p2两者中是逻辑高。因此，在第一部分p1和第二部分p2两者中，结果信号sigR可以是逻辑低。
根据实施例，第一比较器231可能始终生成逻辑低的第一比较信号sig1。因此，在第一部分p1中，确定电路250的第二输入端D2可接收逻辑低的第一比较信号sig1。相应地，在第一部分p1中，结果信号sigR可以是(1)*(0)’＝1，即逻辑高。在第二部分p2中，确定电路250的第一输入端D1可接收逻辑低的第一比较信号sig1。因此，在第一部分p1中，结果信号sigR可以是(0)*(0)’＝0，即逻辑低。当输出电压Vreg小于(或小于等于)下限电压V1时，第一比较信号sig1和第二比较信号sig2可以在第一部分p1和第二部分p2两者中是逻辑低。因此，在第一部分p1中和第二部分p2中，结果信号sigR可以是逻辑低。当输出电压Vreg大于(或大于等于)上限电压V2时，第一比较信号sig1和第二比较信号sig2可能在第一部分p1和第二部分p2两者中必须是逻辑高。然而，因为第一比较器231异常操作，所以第一比较信号sig1可能始终是逻辑低，而第二比较信号sig2可以是逻辑高。因此，结果信号sigR可以在第一部分p1中是逻辑高并且在第二部分p2中是逻辑低。
同样，第二比较器232可能生成始终是逻辑高或逻辑低的第二比较信号sig2。因此，在第一部分p1和第二部分p2中的每一个中向确定电路250的第一输入端D1和第二输入端D2输入的信号可以如图9所示。如图9所示的结果信号sigR可以基于与上述基本相同的过程来获得。
根据实施例，基于根据时钟信号CLK的切换而引起的结果信号sigR的逻辑电平的改变，电压电平检测器200可以确定电压电平检测器200是否处于正常状态。具体地，当结果信号sigR根据时钟信号CLK而切换时，电压电平检测器200可以确定第一比较器231和/或第二比较器232异常操作。因此，尽管可以不设置附加的安全逻辑，却可以检测电压电平检测器200的状态。
图10是根据示例实施例的电压电平检测器200a的框图，并且图11是根据示例实施例的分压器的电路图。
参考图10，电压电平检测器200a可以与上面参考图1至图9描述的电压电平检测器200基本相同，因此不重复描述相同的方面。
电压电平检测器200a可以包括多个分压器，即第一分压器211和第二分压器212。例如，第一分压器211可以接收输出电压Vreg并且生成第一分压Vdiv1。第二分压器212可以接收输出电压Vreg并且生成第二分压Vdiv2。
第一分压器211的输出端可以连接到第一开关220的第一输入端S11，并且第二分压器212的输出端可以连接到第一开关220的第二输入端S12。
参考图11，第一分压器211可以包括第四电阻器R4和第五电阻器R5。第四电阻器R4和第五电阻器R5可以串联连接在连接到输出电压Vreg的节点与地节点之间。第二分压器212可以包括第六电阻器R6和第七电阻器R7。第六电阻器R6和第七电阻器R7可以串联连接在连接到输出电压Vreg的节点与地节点之间。第一分压Vdiv1的大小和第二分压Vdiv2的大小可以如等式3所示。
[等式3]
Figure BDA0003661602930000131
Figure BDA0003661602930000132
参考等式3，第一分压Vdiv1和第二分压Vdiv2可以与输出电压Vreg成正比。根据实施例，第一分压Vdiv1和第二分压Vdiv2的大小可以自由地调整。
除了被配置为分别生成第一分压Vdiv1和第二分压Vdiv2的第一分压器211和第二分压器212之外，电压电平检测器200a可以具有与电压电平检测器200相同的配置。因此，电压电平检测器200a可以执行上面参考图1至图9描述的电压电平检测器200的操作。
图12是根据示例实施例的电压电平检测器200b的框图，并且图13是根据示例实施例的分压器213的电路图。
参考图12，电压电平检测器200b可以与上面参考图1至图9描述的电压电平检测器200以及参考图10和图11描述的电压电平检测器200a基本相同，因此不重复描述相同的方面。
电压电平检测器200b还可以从外部接收模拟功率电压AVDD。此外，电压电平检测器200b还可以包括：功率分压器213，被配置为对模拟功率电压AVDD进行分压；第一复用器mux_1；以及第二复用器mux_2。
在电压调节器100操作之前，电压电平检测器200b可以基于模拟功率电压AVDD执行电压电平检测。通过这么做，在电压调节器100开始操作之前，可以预先识别电压电平检测器200b的操作状态。这可以被称为比主操作更早执行的预操作。
功率分压器213可以接收模拟功率电压AVDD，并且生成与模拟功率电压AVDD的大小成正比的多个功率分压，即第一功率分压AVdiv1和第二功率分压AVdiv2。功率分压器213可以包括如图13所示的第八电阻器R8至第十电阻器R10。第八电阻器至第十电阻器可以串联连接在连接到模拟功率电压AVDD的节点与地节点之间。
第一功率分压AVdiv1可以提供给第一复用器mux_1，并且第二功率分压AVdiv2可以提供给第二复用器mux_2。第一复用器mux_1可以基于控制信号CTRL_T来选择和输出第一分压器211的第一分压Vdiv1和功率分压器213的第一功率分压AVdiv1。第二复用器mux_2可以基于控制信号CTRL_T来选择和输出第二分压器212的第二分压Vdiv2和功率分压器213的第二功率分压AVdiv2。
控制信号CTRL_T可以控制第一复用器mux_1和第二复用器mux_2，以使电压电平检测器200b可以执行预操作或主操作。当电压电平检测器200b执行预操作时，第一复用器mux_1和第二复用器mux_2可以分别输出第一功率分压AVdiv1和第二功率分压AVdiv2。当电压电平检测器执行主操作时，第一复用器mux_1和第二复用器mux_2可以分别输出第一分压Vdiv1和第二分压Vdiv2。控制信号也可以被称为测试信号。
根据实施例，因为电压电平检测器200b执行预操作，所以可以检测分压器的异常状态。例如，当结果信号sigR在预操作中正常输出但是结果信号sigR在主操作中未正常输出时，电压调节器100和/或第一分压器211和第二分压器212可能异常操作。当电压调节器100处于正常状态时，可以识别第一分压器211和第二分压器212可能异常操作。
图14是根据示例实施例的***1的框图。根据一些实施例，***1可以是类似于片上***(SoC)的半导体集成电路。根据其他实施例，***1可以包括印刷电路板和安装在其上的封装。参考图14，***1可以包括PMIC 20和功能块30。
PMIC 20可以包括电压调节器100，并且基于模拟功率电压AVDD生成输出电压Vreg并向功能块30供应输出电压Vreg。输出电压Vreg的大小可以根据功能块30所需的性能和功耗来确定。
功能块30可以基于根据从PMIC 20输出的输出电压Vreg提供的功率来操作。根据实施例，功能块30可以是被配置为处理数字信号的数字电路(例如，应用处理器(AP)等)或被配置为处理模拟信号的模拟电路(例如，放大器等)。此外，功能块30还可以是被配置为处理混合信号的电路，例如模数转换器(ADC)等。***1可以包括多个功能块30。
功能块30可以包括电压电平检测器200c。电压电平检测器200c可以与上面参考图1至图9描述的电压电平检测器200、参考图10和图11描述的电压电平检测器200a、以及参考图12和图13描述的电压电平检测器200b基本相同。根据实施例，电压电平检测器200c可以向功能块30的其他组件(未示出)提供结果信号sigR，并且这些组件可以基于结果信号sigR识别电压电平检测器200c和/或PMIC 20是否异常。
图14示出了电压电平检测器200c被包括在功能块30中。然而，电压电平检测器200c不限于此，并且其也可以被包括在PMIC中。
如在本领域中常见的，可以依据执行期望功能的块来描述和示出实施例。在本文中可以称为单元或模块等的这些块通过诸如逻辑门、集成电路、微处理器、微控制器、存储器电路、无源电子组件、有源电子组件、光学组件、硬连线电路等的模拟和/或数字电路物理地实现，并且可以可选地由固件和/或软件驱动。例如，电路可以具体实现在一个或多个半导体芯片中，或者实现在诸如印刷电路板等的衬底支撑件上。构成块的电路可以由专用硬件或由处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路)来实现，或者由用于执行该块的一些功能的专用硬件和用于执行该块的其他功能的处理器的组合来实现。在不脱离本公开的范围的情况下，实施例的每个块可以物理地分成两个或更多个交互和分立的块。类似地，在不脱离本公开的范围的情况下，实施例的块可以物理地组合成更复杂的块。实施例的一个方面可以通过存储在非暂时性存储介质中并由处理器执行的指令来实现。
尽管已经参考本公开的实施例具体示出和描述了本公开，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种电压电平检测器，包括：
分压器，被配置为基于第一电压生成第一分压和第二分压，所述第一电压是电压调节器的输出电压；
第一比较器，被配置为将所述第一分压和所述第二分压中的任一个与基准电压进行比较；
第二比较器，被配置为将所述第一分压和所述第二分压中的另一个与所述基准电压进行比较；
第一开关，被配置为根据时钟信号的控制来转换所述第一分压和所述第二分压与所述第一比较器和所述第二比较器之间的连接路径；
确定电路，被配置为基于作为所述第一比较器的输出的第一比较信号和作为所述第二比较器的输出的第二比较信号来确定所述电压电平检测器是否处于正常状态，并且生成结果信号；以及
第二开关，被配置为根据所述时钟信号的控制来转换所述第一比较信号和所述第二比较信号与所述确定电路的输入端之间的连接路径。
2.根据权利要求1所述的电压电平检测器，其中，所述基准电压是基于所述第一电压的正常范围中的下限电压和上限电压而确定的，以检测所述第一电压的正常范围。
3.根据权利要求2所述的电压电平检测器，其中：
当所述第一分压达到所述基准电压时，所述第一电压达到所述下限电压，并且
当所述第二分压达到所述基准电压时，所述第一电压达到所述上限电压。
4.根据权利要求1所述的电压电平检测器，其中：
所述分压器包括串联连接在连接到所述第一电压的节点与地节点之间的第一电阻器、第二电阻器和第三电阻器，并且
所述分压器还被配置为在所述第一电阻器与所述第二电阻器之间的节点中输出所述第一分压并且在所述第二电阻器与所述第三电阻器之间的节点中输出所述第二分压。
5.根据权利要求1所述的电压电平检测器，其中，所述分压器包括：
第一分压器，包括串联连接在连接到所述第一电压的节点与地节点之间的第一电阻器和第二电阻器，并且被配置为在所述第一电阻器与所述第二电阻器之间的节点中输出所述第一分压；以及
第二分压器，包括串联连接在连接到所述第一电压的节点与地节点之间的第三电阻器和第四电阻器，并且被配置为在所述第三电阻器与所述第四电阻器之间的节点中输出所述第二分压。
6.根据权利要求1所述的电压电平检测器，其中：
所述确定电路的输入端包括第一输入端和第二输入端，并且
所述确定电路还被配置为基于输入到所述第一输入端的信号的逻辑高电平和输入到所述第二输入端的信号的逻辑低电平来确定所述电压电平检测器处于正常状态。
7.根据权利要求6所述的电压电平检测器，其中，所述确定电路还被配置为使输入到所述第二输入端的信号反相，并且对经反相的信号和输入到所述第一输入端的信号执行与运算。
8.根据权利要求6所述的电压电平检测器，其中，所述确定电路还被配置为基于输入到所述第一输入端的信号的逻辑高电平和输入到所述第二输入端的信号的逻辑低电平来确定所述第一比较器和所述第二比较器处于正常状态。
9.根据权利要求1所述的电压电平检测器，还包括：
功率分压器，被配置为基于从外部接收的第二电压生成第一功率分压和第二功率分压；
第一复用器，被配置为基于测试信号选择所述第一分压和所述第一功率分压中的任一个并且向所述第一开关输出；以及
第二复用器，被配置为基于所述测试信号选择所述第二分压和所述第二功率分压中的任一个并且向所述第一开关输出，
其中，所述第一开关还被配置为根据所述时钟信号的控制来转换所述第一复用器和所述第二复用器的输出端与所述第一比较器和所述第二比较器之间的连接路径。
10.根据权利要求9所述的电压电平检测器，其中：
所述测试信号被配置为在所述电压调节器的操作开始之前，由所述第一复用器输出所述第一功率分压，并且
由所述第二复用器输出所述第二功率分压。
11.一种电压电平检测器，包括：
分压器，被配置为接收第一电压，并且基于所述第一电压生成第一分压和第二分压，所述第一电压是电压调节器的输出电压；
第一开关，包括被配置为分别接收所述第一分压和所述第二分压的第一输入端和第二输入端、以及被配置为根据时钟信号的控制分别输出所述第一分压和所述第二分压的第一输出端和第二输出端；
第一比较器，连接到所述第一开关的所述第一输出端和所述第二输出端中的一个，并且被配置为接收基准电压并输出第一比较信号；
第二比较器，连接到所述第一开关的所述第一输出端和所述第二输出端中的另一个，并且被配置为接收所述基准电压并输出第二比较信号；
第二开关，包括被配置为分别接收所述第一比较信号和所述第二比较信号的第三输入端和第四输入端、以及被配置为根据所述时钟信号的控制分别输出所述第一比较信号和所述第二比较信号的第三输出端和第四输出端；以及
确定电路，被配置为接收所述第一比较信号和所述第二比较信号，并且输出指示所述电压电平检测器是否处于正常状态的结果信号。
12.根据权利要求11所述的电压电平检测器，其中：
当所述时钟信号具有第一逻辑电平时，所述第一开关还被配置为将所述第一输入端与所述第二输出端连接并且将所述第二输入端与所述第一输出端连接，并且
所述第二开关还被配置为将所述第三输入端与所述第四输出端连接并且将所述第四输入端与所述第三输出端连接。
13.根据权利要求12所述的电压电平检测器，其中，当所述时钟信号具有与所述第一逻辑电平不同的第二逻辑电平时：
所述第一开关还被配置为将所述第一输入端与所述第一输出端连接并且将所述第二输入端与所述第二输出端连接，并且
所述第二开关还被配置为将所述第三输入端与所述第三输出端连接并且将所述第四输入端与所述第四输出端连接。
14.根据权利要求11所述的电压电平检测器，其中：
所述确定电路包括第五输入端和第六输入端，并且
当所述确定电路通过所述第五输入端接收逻辑高电平的信号并且通过所述第六输入端接收逻辑低电平的信号时，所述结果信号指示所述电压电平检测器的正常状态。
15.根据权利要求11所述的电压电平检测器，其中，当所述第一电压在正常范围中并且所述结果信号根据所述时钟信号的切换而改变时，所述结果信号指示所述电压电平检测器的异常状态。
16.根据权利要求15所述的电压电平检测器，其中，所述结果信号指示所述第一比较器和所述第二比较器中的至少一个的异常状态。
17.根据权利要求11所述的电压电平检测器，其中：
所述第一分压和所述第二分压与所述第一电压成正比，并且
所述第一分压的大小大于所述第二分压的大小。
18.根据权利要求11所述的电压电平检测器，其中：
所述分压器包括：
第一分压器，被配置为生成所述第一分压和所述第二分压；以及
第二分压器，被配置为基于从外部输出的第二电压生成与所述第二电压成正比的第一功率分压和第二功率分压，并且
所述电压电平检测器还包括：
第一复用器，被配置为接收所述第一分压和所述第一功率分压，并且根据测试信号的控制向所述第一开关输出所述第一分压和所述第一功率分压中的任一个；以及
第二复用器，被配置为接收所述第二分压和所述第二功率分压，并且根据所述测试信号的控制向所述第一开关输出所述第二分压和所述第二功率分压中的任一个。
19.一种电压电平检测器，包括：
分压电路，被配置为生成与从外部接收的第一电压成正比的第一分压和第二分压；
比较电路，被配置为将所述第一分压和所述第二分压中的每一个与基准电压进行比较并且输出第一比较信号和第二比较信号；
确定电路，被配置为基于所述第一比较信号和所述第二比较信号生成结果信号；以及
开关电路，被配置为根据时钟信号的控制来转换所述分压电路的输出端与所述比较电路的输入端之间的连接路径，并转换所述比较电路的输出端与所述确定电路的输入端之间的连接路径。
20.根据权利要求19所述的电压电平检测器，其中，所述结果信号根据所述开关电路的连接路径的转换而切换，以指示所述比较电路的异常状态。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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