电压调节电路、设备及电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及电路技术领域，特别涉及一种电压调节电路、电压调节设备及电子设备。


背景技术：

2.在电路中，需要向功能模块(例如，传感器、模拟-数字转换器、中央处理器等)供应一路或多路电源电压(例如，模拟电压电源avdd、内核电压电源dvdd、接口电压电源iovdd等)，以使得其可以工作。
3.但是，对于不同型号的功能模块，所需要的电源电压值通常也不同。因此，如果将电路中的功能模块更换为另一型号的功能模块时，往往需要相应地调整向该功能模块供电的电源电路，例如，更换该电源电路中的稳压器芯片，这导致了操作的复杂性。
4.在此部分中描述的方法不一定是之前已经设想到或采用的方法。除非另有指明，否则不应假定此部分中描述的任何方法仅因其包括在此部分中就被认为是现有技术。类似地，除非另有指明，否则此部分中提及的问题不应认为在任何现有技术中已被公认。


技术实现要素：

5.根据本实用新型的一个方面，提供了一种电压调节电路，电压调节电路包括多个电压调节模块，其中，每个电压调节模块包括：端口扩展模块，端口扩展模块包括输入端口和输出端口，输出端口包括至少一个子输出端口，输入端口连接到控制器，其中，端口扩展模块被配置为：响应于接收到来自控制器的片选信号，使得端口扩展模块的输入端口被选中，以接收来自控制器的控制信号；以及响应于接收到来自控制器的控制信号，在输出端口上输出对应于控制信号的电压控制信号，其中，在每个子输出端口上，输出对应于该子输出端口的子电压控制信号；至少一个电压调节器，每个电压调节器包括控制信号端口和电源电压端口，其中，对于每个电压调节器，该电压调节器的控制信号端口连接到端口扩展模块的输出端口中的对应的子输出端口，并且，电压调节器被配置为：响应于接收到来自端口扩展模块的对应的子输出端口的子电压控制信号，在电源电压端口上输出对应于子电压控制信号的电源电压。
6.根据本实用新型的另一个方面，提供了一种电压调节设备，包括：控制器，控制器包括控制端口；以及根据本公开所述的电压调节电路。
7.根据本实用新型的又一个方面，提供了一种电子设备，包括：根据本公开所述的电压调节设备；以及一个或多个用电模块，其中，每个用电模块连接到电压调节设备中的对应的电压调节器的电源电压端口，以接收来自对应的电压调节器的电源电压。
8.根据本实用新型的一个或多个实施例，实现了对多路电源电压的软件调节，避免更换电路中的硬件器件。
附图说明
9.附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的，并不限制权利要求的范围。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。
10.图1示出了根据本实用新型的实施例的电子设备的示意图；
11.图2示出了根据本实用新型的实施例的电压调节电路的示意图；
12.图3示出了根据本实用新型的实施例的电压调节电路的示意图；
13.图4示出了根据本实用新型的实施例的端口扩展模块的示意图；
14.图5示出了根据本实用新型的实施例的电压调节电路的示意图。
具体实施方式
15.在本实用新型中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于将一个元件与另一元件区分开。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向该要素的同一实例，而在某些情况下，基于上下文的描述，它们也可以指代不同实例。
16.在本实用新型中对各种所述示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的，而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明，如果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本实用新型中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。
17.为了解决在调整电路中某一模块时需要相应地调整为该模块供电的电源电路的问题，本实用新型提供了一种电压调节电路，电压调节电路包括多个电压调节模块，其中，每个电压调节模块包括：端口扩展模块，端口扩展模块包括输入端口和输出端口，输出端口包括至少一个子输出端口，输入端口连接到控制器，其中，端口扩展模块被配置为：响应于接收到来自控制器的片选信号，使得端口扩展模块的输入端口被选中，以接收来自控制器的控制信号；以及响应于接收到来自控制器的控制信号，在输出端口上输出对应于控制信号的电压控制信号，其中，在每个子输出端口上，输出对应于该子输出端口的子电压控制信号；至少一个电压调节器，每个电压调节器包括控制信号端口和电源电压端口，其中，对于每个电压调节器，该电压调节器的控制信号端口连接到端口扩展模块的输出端口中的对应的子输出端口，并且，电压调节器被配置为：响应于接收到来自端口扩展模块的对应的子输出端口的子电压控制信号，在电源电压端口上输出对应于子电压控制信号的电源电压。
18.图1示出了根据本实用新型的实施例的电子设备100的示意图。
19.如图1所示，电子设备100包括电压调节设备110和用电模块120，其中，用电模块120接收来自电压调节设备110的电源电压122，并且，电压调节设备110可以根据用电模块120的需求调节所提供的电源电压122的电压值。
20.应当理解，虽然图1仅示出一个用电模块120，但是图1是示例性的，且电子设备100可以包括由电压调节设备110供电的多个用电模块120，其中，每个用电模块120可以接收来自电压调节设备110的一路或多路电源电压。
21.根据一些实施例，如图1所示，电压调节设备110包括控制器111和电压调节电路112，其中，控制器111向电压调节电路112输出控制信号，以输出电压调节电路112所输出的
电源电压122的值。
22.在本实用新型中，“电子设备”可以是任何类型的电子设备，例如可以是但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、pda(个人数字助理)、pad(平板电脑)、pmp(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动设备以及诸如数字tv、台式计算机等等的固定设备。
23.在本实用新型中，“用电模块”可以是电子设备中的各种功能模块，例如，传感器、模拟-数字转换器、中央处理器等。
24.图2示出了根据本实用新型的实施例的电压调节电路200的示意图。
25.如图2所示，电压调节电路200包括多个电压调节模块210、220，其中，每个电压调节模块包括端口扩展模块和至少一个电压调节器，例如，第一电压调节模块210包括第一端口扩展模块211、第一电压调节器212和第二电压调节器213，而第二电压调节模块220包括第二端口扩展模块221和第三电压调节器222。应当理解，虽然图2中示出了两个电压调节模块，但是，图2仅是示例性的，且电压调节电路200可以包括更多数量的电压调节模块(例如，三个)。
26.根据一些实施例，每个电压调节模块中的端口扩展模块包括输入端口和输出端口，其中，输出端口包括至少一个子输出端口，输入端口连接到控制器230。如图2所示，第一端口扩展模块211和第二端口扩展模块221分别通过输入端口2111、输入端口2211连接到控制器230，输出端口2112包括第一子输出端口2112a和第二子输出端口2112b，输出端口2212包括第三子输出端口2212a和第四子输出端口2212b。应当理解，虽然图2中示出了端口扩展模块211和221均包括两个子输出端口，但是，图2仅是示例性的，且端口扩展模块211或221可以包括更多或更少数量的子输出端口(例如，一个或三个)。
27.根据一些实施例，端口扩展模块211和221被配置为：响应于接收到来自控制器230的片选信号，使得该端口扩展模块的输入端口被选中，以接收来自控制器230的控制信号；以及响应于接收到来自控制器230的控制信号，在输出端口上输出对应于控制信号的电压控制信号，其中，在每个子输出端口上，输出对应于该子输出端口的子电压控制信号。
28.根据一些实施例，该输入端口接收到的控制器230的控制信号包括对应于该端口扩展模块中的每个子输出端口的控制信号，例如，当输入端口2111被选中时，其所接收到的控制器230的控制信号包括对应于第一子输出端口2112a和第二子输出端口2112b的控制信号。
29.根据一些实施例，端口扩展模块的子输出端口包括一个或多个引脚，而对应于该子输出端口的控制信号包括控制该子输出端口中的每个引脚的输出的信息，例如，对应于该子输出端口的控制信号的每一位指示该子输出端口中的对应的引脚的输出(例如，控制信号的该位为高电平，则指示对应的引脚输出应为高电平；控制信号的该位为低电平，则指示对应的引脚输出应为低电平)。
30.根据一些实施例，每个电压调节器包括控制信号端口和电源电压端口，其中，对于每个电压调节器，该电压调节器的控制信号端口连接到端口扩展模块的输出端口中的对应的子输出端口。如图2所示，第一电压调节器212的控制信号端口2121和第二电压调节器213的控制信号端口2131分别连接到第一端口扩展模块211的子输出端口2112a和2112b，第三电压调节器222的控制信号端口2221连接到第二端口扩展模块221的子输出端口2212a，并
且，电压调节器212、213、222分别具有电源电压端口2122、2132和2222。
31.根据一些实施例，电压调节器212、213和222被配置为：响应于接收到来自端口扩展模块的对应的子输出端口的子电压控制信号，在电源电压端口上输出对应于子电压控制信号的电源电压。
32.根据一些实施例，电压调节器的控制信号端口包括至少一个控制信号引脚，端口扩展模块的输出端口中的子输出端口包括至少一个输出引脚，其中，多个控制信号引脚中的每一个连接到端口扩展模块的输出端口中的对应的子输出端口的对应的输出引脚，并且，电压调节器还被配置为：响应于控制信号端口的至少一个控制信号引脚上的电压为选中状态，在电源电压端口上输出对应于该至少一个控制信号引脚的电压。根据一些实施例，控制信号引脚上的电压为高电平，则该引脚上的电压处于选中状态，控制信号引脚上的电压处于低电平，则该引脚上的电压处于未选中状态。根据另一些实施例，控制信号引脚上的电压为低电平，则该引脚上的电压处于选中状态，控制信号引脚上的电压处于高电平，则该引脚上的电压处于未选中状态。
33.根据一些实施例，控制信号端口的每个控制信号引脚对应于一个电压控制值，而电压调节器在电源电压端口上输出的电压值为所有其上电压处于选中状态的引脚所对应的电压控制值和基准电压值之和。例如，如果控制信号端口的引脚0和6上的电压处于选中状态，控制信号端口的引脚0对应于50mv，引脚6对应于1.6v，基准电压值为0.5v，则在电源电压端口上输出的电压为(0.05+1.6+0.5)＝2.15v。
34.在如本实用新型所述的电压调节电路中，通过单个控制器控制多个电压调节模块，具体地，通过单个控制器控制多个电压调节模块中的端口扩展模块输出的电压控制信号，从而控制多个电压调节模块中的电压调节器输出的电源电压的电压值，从而实现了对多路电源电压的软件调节，避免更换电路中的硬件器件。
35.根据一些实施例，输入端口通过控制总线连接到控制器的控制端口，控制总线为串行通信总线，并且，端口扩展模块的输入端口为串行通信端口。
36.图3示出了根据本实用新型的实施例的电压调节电路300的示意图。
37.与参考图2描述的类似，电压调节电路300包括第一电压调节模块310和第二电压调节模块320，其中，第一电压调节模块310包括第一端口扩展模块311、第一电压调节器312和第二电压调节器313，第二电压调节模块320包括第二端口扩展模块321和第三电压调节器322。根据一些实施例，电压调节电路300可以是参考图2描述的电压调节电路200。
38.根据一些实施例，端口扩展模块的输入端口包括信号引脚，其中，端口扩展模块的输入端口的信号引脚连接到控制器的控制端口的信号引脚。如图3所示，第一端口扩展模块311的输入端口3111的信号引脚sda1和第二端口扩展模块321的输入端口3211的信号引脚sda2连接到控制器330的控制端口331的信号引脚sda0。
39.根据一些实施例，端口扩展模块被配置为：经由输入端口的信号引脚，接收来自控制器的控制端口的信号引脚的片选信号或控制信号，其中，片选信号包括端口扩展模块的地址值。例如，在图3示出的示例中，当控制器330选中第一端口扩展模块311时，第一端口扩展模块311的输入端口3111从信号引脚sda0接收到包括第一端口扩展模块311的地址值的片选信号，则第一端口扩展模块311的输入端口3111被选中，以继续从信号引脚sda0接收控制信号；第二端口扩展模块321的输入端口3211从信号引脚sda0接收到包括第一端口扩展
模块321的地址值的片选信号，则第二端口扩展模块321的输入端口3211不被选中，不从信号引脚sda0接收控制信号。
40.根据一些实施例，除了端口扩展模块的地址值，片选信号还包括写入指示，以指示控制器将向端口扩展模块写入数据，例如，将片选信号的前七位设置为待选中的端口扩展模块的地址值，将片选信号的第八位设置为写入指示(例如，将该位设置为“1”)。
41.根据一些实施例，在接收到来自控制端口的信号引脚的片选信号后，端口扩展模块的输入模块的信号引脚向控制器的控制端口发送应答信号，以通知控制器可以继续向该端口扩展模块发送控制信号。
42.根据一些实施例，端口扩展模块的输入端口还包括时钟引脚，其中，端口扩展模块的输入端口的时钟引脚连接到控制器的控制端口的时钟引脚。如图3所示，第一端口扩展模块311的输入端口3111的时钟引脚scl1和第二端口扩展模块321的输入端口3211的时钟引脚scl2连接到控制器330的控制端口331的时钟引脚scl0，以接收来自控制端口331的时钟信号。
43.根据一些实施例，电压调节电路中的电压调节器的电源电压端口连接到一个或多个用电模块。如图3所示，第一电压调节器312的电源电压端口3122连接到用电模块340的第一电源端口341，第二电压调节器313的电源电压端口3132连接到用电模块340的第二电源端口342，第三电压调节器322的电源电压端口3222连接到用电模块340的第三电源端口343，从而为用电模块340提供多路电源电压。应当理解，图3仅是示例性的，电压调节电路中的电压调节器的电源电压端口还可以连接到多个用电模块。
44.根据一些实施例，控制总线为集成电路总线(inter-integratedcircuit，i2c)总线或两线串行接口(two-wire serial interface，twi)总线，端口扩展模块的输入端口为i2c通信端口或twi通信端口。
45.根据一些实施例，当控制总线为i2c总线时，控制器为i2c主机，端口扩展模块为i2c从机，并且，当控制总线为twi总线时，控制器为twi主机，端口扩展模块为twi从机。
46.根据一些实施例，控制器的控制端口和端口扩展模块的输入模块的时钟引脚为i2c或twi协议的时钟scl引脚，控制器的控制端口和端口扩展模块的输入模块的信号引脚为i2c或twi协议的sda数据引脚。
47.根据一些实施例，端口扩展模块为tca9535芯片，电压调节器为tps7a7200芯片。根据另一些实施例，端口扩展模块和电压调节器可以为具有相同功能的其它型号的芯片，或者可以是由集成电路和/或分立元件实现的具有相同功能的电路模块。
48.根据一些实施例，端口扩展模块还包括：地址配置端口，其中，端口扩展模块还被配置为：经由地址配置接口，配置端口扩展模块的地址值。
49.图4示出了根据本实用新型的实施例的端口扩展模块400的示意图。根据一些实施例，端口扩展模块400可以是参考图3描述的第一端口扩展模块311、第二端口扩展模块321。
50.如图4所示，端口扩展模块400包括输入端口401、输出端口402和地址配置端口403，其中，输出端口402包括第一子输出端口402a和第二子输出端口402b。
51.根据一些实施例，地址配置端口包括多个地址配置引脚a
0-a2，其中，通过将各个地址配置引脚a
0-a2连接到高电平或低电平来配置端口扩展模块400的地址。例如，当地址配置引脚a
0-a2全部接地时，端口扩展模块400的地址为“0100000”，其中，“0100”为固定地址值，“000”为配置地址值；当地址配置引脚a0连接到高电平，而地址配置引脚a1、a2连接到低电平，端口扩展模块400的地址为“0100001”，其中，“0100”为固定地址值，“001”为配置地址值。
52.图5示出了根据本实用新型的实施例的电压调节电路500的示意图。
53.与参考图2描述的类似，电压调节电路500包括第一电压调节模块510和第二电压调节模块520，其中，第一电压调节模块510包括第一端口扩展模块511、第一电压调节器512和第二电压调节器513，第二电压调节模块520包括第二端口扩展模块521和第三电压调节器522。根据一些实施例，电压调节电路500可以是参考图2描述的电压调节电路200。
54.根据一些实施例，端口扩展模块的输入端口包括信号引脚和片选引脚，其中，端口扩展模块的输入端口的信号引脚连接到控制器的控制端口的信号引脚，端口扩展模块的输入端口的片选引脚连接到控制器的控制端口的对应的片选引脚。
55.如图5所示，第一端口扩展模块511的输入端口5111的信号引脚da1和第二端口扩展模块521的输入端口5211的信号引脚da2连接到控制器530的控制端口531的信号引脚da0，第一端口扩展模块511的输入端口5111的片选引脚cs1连接到控制器530的控制端口531的第一片选引脚cs
01
，第二端口扩展模块521的输入端口5211的片选引脚cs2连接到控制器530的控制端口531的第二片选引脚cs
02
。
56.根据一些实施例，端口扩展模块被配置为：经由输入端口的片选引脚，接收来自控制器的控制端口的对应的片选引脚的片选信号；并且响应于接收到来自控制器的控制端口的对应的片选引脚的片选信号，经由输入端口的信号引脚，接收来自控制器的控制端口的信号引脚的控制信号。根据一些实施例，当控制器选中某一端口扩展模块时，控制器的对应于该端口扩展模块的片选引脚输出片选信号，而控制器的对应于其它端口扩展模块的片选引脚输出禁用信号。
57.如图5所示，当控制器530选中第一端口扩展模块511时，控制器530的控制端口531的第一片选引脚cs
01
输出片选信号，使得第一端口扩展模块511的输入端口5111被选中，以通过第一端口扩展模块511的输入端口5111的信号引脚da1从控制端口的信号引脚da0接收数据，并且，控制器530的控制端口531的第二片选引脚cs
02
不输出片选信号(例如，输出禁用信号)，使得第二端口扩展模块521的输入端口5211不被选中，不从控制端口的信号引脚da0接收数据。
58.根据一些实施例，控制器530的片选引脚cs
01
和cs
02
输出的片选信号为高电平信号，而控制器530的片选引脚cs
01
和cs
02
输出的禁用信号为低电平信号。根据另一些实施例，控制器530的片选引脚cs
01
和cs
02
输出的片选信号为低电平信号，而控制器530的片选引脚cs
01
和cs
02
输出的禁用信号为高电平信号。
59.根据一些实施例，端口扩展模块的输入端口还包括时钟引脚，其中，端口扩展模块的输入端口的时钟引脚连接到控制器的控制端口的时钟引脚。如图5所示，第一端口扩展模块511的输入端口5111的时钟引脚clk1和第二端口扩展模块521的输入端口5211的时钟引脚clk2连接到控制器530的控制端口531的时钟引脚clk0，以接收来自控制端口531的时钟信号。
60.根据一些实施例，控制总线为串行外设接口(serial peripheral interface，spi)总线，并且，端口扩展模块的输入端口为spi通信端口。
61.根据一些实施例，控制器为spi主机，端口扩展模块为spi从机。根据一些实施例，控制器的控制端口和端口控制模块的输入端口的片选引脚为spi通信协议的片选(chip select，cs)引脚，控制器的控制端口和端口控制模块的输入端口的时钟引脚为spi通信协议的时钟(serial clock，sclk)引脚，控制器的控制端口和端口控制模块的输入端口的信号引脚为spi通信协议的从输入主输出(master output slave input，mosi)引脚。
62.根据本公开的示例性实施例，还提供了一种电压调节设备，包括：控制器，控制器包括控制端口；以及如本实用新型所述的电压调节电路(例如，电压调节电路200、300或500)。
63.根据本公开的示例性实施例，还提供了一种电子设备，包括：如本实用新型所述的电压调节设备；以及一个或多个用电模块，其中，每个用电模块连接到电压调节设备中的对应的电压调节器的电源电压端口，以接收来自对应的电压调节器的电源电压。
64.虽然已经参照附图描述了本实用新型的实施例或示例，但应理解，上述的方法、系统和设备仅仅是示例性的实施例或示例，本实用新型的范围并不由这些实施例或示例限制，而是仅由授权后的权利要求书及其等同范围来限定。实施例或示例中的各种要素可以被省略或者可由其等同要素替代。此外，可以通过不同于本实用新型中描述的次序来执行各步骤。进一步地，可以以各种方式组合实施例或示例中的各种要素。重要的是随着技术的演进，在此描述的很多要素可以由本实用新型之后出现的等同要素进行替换。