具有降低的静态功耗的电子系统的制作方法

具有降低的静态功耗的电子系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年12月18日提交的第2013744号法国专利申请的优先权，上述申请的内容在法律允许的最大范围内通过整体引用并入本文。
技术领域
3.本公开总体上涉及包括电子电路的电子系统。


背景技术：

4.电子系统的静态功耗是由电子系统在与其活动无关的情况下消耗的电功率。举例来说，针对对应于包括金属氧化物半导体场效应晶体管的集成电路的电子系统，静态消耗包括维持晶体管的逻辑状态的消耗。通常希望电子系统的静态功耗尽可能低。
5.针对某些应用，电子系统的静态功耗可以是关键因素。在汽车领域也是如此，电子系统对应于汽车的车载网络。事实上，当电子系统由电池供电时，电子系统的静态功耗直接影响电池的续航能力。此外，高功耗还导致电子模块的温度升高，这是有害的。此外，汽车车载网络的供电电压有增加的趋势，这导致静态功耗增加。
6.本领域需要提供一种克服前述电子系统的全部或部分缺点的电子系统。
7.本领域还需要电子系统具有降低的静态功耗。


技术实现要素：

8.一个实施例提供了一种电子系统，该电子系统包括在第一节点和第二节点之间电并联的至少一个第一电子电路、电压调节器和第二电子电路，至少一个第一电子电路在第一节点和第二节点之间被供电，电压调节器在第一节点和第二节点之间，第二电子电路在第二节点和第三节点之间。
9.一个实施例还提供了一种方法，该方法包括：在至少第一电子电路的第一节点和第二节点之间的电源供应，由在第一节点和第二节点之间与第一电子电路电并联的调节器调节在第二节点和第三节点之间的电压，以及在第二电子电路的第二节点和第三节点之间的电源供应。
10.根据一个实施例，电子系统或方法包括第一开关，该第一开关在第一节点和第二节点之间与第一电子电路串联。
11.根据一个实施例，电子系统或方法包括第二开关，该第二开关将第三节点耦合到连接节点，该连接节点串联在第一电子电路和第一开关之间。
12.根据一个实施例，至少一个第三电子电路在第一节点和第三节点之间被供电。
13.根据一个实施例，至少一个第三开关在第一节点和第三节点之间与第三电子电路电串联。
14.根据一个实施例，第一电子电路包括分压器。
15.根据一个实施例，第一电子电路包括放大器。
16.根据一个实施例，电子系统在第一节点和第三节点之间接收大于15v的电压，并且调节器被配置为在第二节点和第三节点之间传送小于10v的电压。
17.一个实施例还提供了一种车辆，该车辆包括如先前定义的电子系统和为该电子系统供电的电压源。
18.根据一个实施例，电压源包括电池组。
附图说明
19.上述特征和优点以及其他特征和优点将在以下以举例而非限制方式给出的具体实施例的描述中结合附图进行详细描述，其中：
20.图1部分地和示意性地示出了由电池组供电的电子系统的示例；
21.图2部分地和示意性地示出了由电池组供电的电子系统的实施例；
22.图3部分地和示意性地示出了由电池组供电的电子系统的另一实施例；
23.图4部分地和示意性地示出了图1的电子系统的一部分的更详细的示例；
24.图5部分地和示意性地示出了图2的电子系统的一部分的更详细的实施例；
25.图6部分地和示意性地示出了图1的电子系统的一部分的另一更详细的示例；以及
26.图7部分地和示意性地示出了图2的电子系统的一部分的另一更详细的实施例。
具体实施方式
27.相似的特征在不同的附图中由相似的附图标记指定。特别地，在各种实施例中共同的结构特征和/或功能特征可以具有相同的附图标记并且可以具有相同的结构特性、尺寸特性和材料特性。为了清楚起见，仅详细说明和描述了对理解本文描述的实施例有用的步骤和元件。除非另有说明，当提及连接在一起的两个元件时，这表示除了导体之外没有任何中间元件的直接连接，并且当提及耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以被连接或者这两个元件可以通过一个或多个其他元件被耦合。除非另有说明，表述“大约”、“约”、“基本上”和“近似”表示在10％以内，并且优选地在5％以内。
28.图1示出了由具有供电电压v
in
的源12供电的电子系统10的示例，源12例如是电池组或发电机。电子系统10包括节点a和节点b，供电电压施加在该节点a和节点b之间。对于电子系统10，节点b起到低参考电位gnd的源的作用。
29.电子系统10包括连接在节点a和节点b之间的第一电路支路b0。第一电路支路b0包括为m个电子电路18(circuit_l)供电的电压调节器16，m是大于或等于1的整数，作为示例在图1示出三个电子电路18(m＝3)。
30.电压调节器16包括输出节点c和耦合到节点a的输入，并且被配置为传送在节点c和节点b之间被调节的电压v
reg
。m个电子电路18被并联组装在电压调节器16的输出节点c和节点b之间。根据一个实施例，电压调节器16是线性调节器，例如，并联型(shunt-type)调节器或串联调节器。电压v
reg
可以低于电压v
in
，并且电子电路18可以是能够以低于电压v
in
的电压而被供电的电路。
31.电子系统10包括连接在节点a和节点b之间的第二电路支路b1或多个第二电路支路b1至bn，n为大于或等于2的自然整数，作为示例在图1中示出三个第二电路支路b1、b2、b3(n＝3)。每个第二电路支路bj包括电子电路20(circuit_h)，其中j从1到n变化。
32.根据应用的示例，电子系统10可以对应于机动车辆的车载网络的一部分。电子电路18是由电压调节器16供电的模拟电路或数字电路。电子电路20可以包括传送电压的电路，该电压为电子系统10的其他电路(未示出)供电。
33.令i
total
为在节点a处传送的电流，并且令ij为从节点a流入每个电路支路bj的电流，其中j从0到n变化。特别地，电流i0是流经电压调节器16的电流。通过应用节点等式，电流i0等于电流ij的总和，其中j从0到n变化。在系统10不活跃时，在接收电压v
in
时，电流i0到in可能不等于零。电流i0到in中的至少一些电流然后可以对应于泄漏电流。电子系统10的静态功耗于是对应于由电气系统消耗的电功率，即，对应于电压v
in
和电流i
total
的乘积。注意：电流j1至jm是指在m个电子电路18中流动的电流。通过应用节点等式，对于电子系统10，电流j1至jm的总和等于电流i0。
34.为了降低电子系统10的静态功耗，通常的做法是降低每个电路18和电路20的静态功耗。另一种常见的做法是在电子系统10的活动有关的可能情况下中断某些电路18和电路20的供电。为此，作为示例，电路支路bj中的至少一个电路支路可以包括与电子电路20串联的开关22，其中j从1到n变化，在图1中的电路支路b3上的开关22作为示例被示出。开关22可以由例如由电子电路18中的一个电子电路传送的信号s控制。开关22的关断导致电流ij停止流过电路支路bj，其中j从1到n变化。
35.然而，针对某些应用，通过降低每个电路18和电路20的静态功耗和/或通过中断某些电路18和电路20的供电而获得的、电子系统10的静态功耗的降低可能是不够的。
36.图2部分地和示意性地示出了电子系统30的实施例。电子系统30包括电子系统10的所有元件，不同之处在于电路支路bj中的至少一个电路支路不是连接在节点a和节点b之间，而是连接在节点a和节点c之间，其中j从1到n变化。例如，在图2中，电路支路b1和b2被示出为连接在节点a和节点c之间。
37.令i'0为流经图2中电子系统30的电压调节器16的电流以突出如下事实：该电流的强度与流经图1中电子系统10的电压调节器16的电流i0的强度不同。流经图2中电子系统30的电路支路bj的其他电流ij与电子系统10基本相同，其中j从1到n变化。通过应用节点等式，针对电子系统30，电流j1到jm的总和等于电流i'0和连接到节点c的电路支路bj的电流ij的总和。因此，对于电子系统30，电流i
total
等于电流i'0与未连接到节点c的电路支路bj的电流之和。
38.因此，电子系统30的电流i
total
的强度小于电子系统10的电流i
total
的强度。因此获得了电子系统30相对于电子系统10的静态功耗的降低。
39.对于所有电路支路bj(其中j从1到n变化)可能期望不被连接在节点a和节点c之间，但对于电路支路bj(其中j从1到n变化)中的一些电路支路则可能期望被保持连接在节点a和节点b之间。这可以发生，因为对于电压调节器16的操作可以期望电流i'0保持正值。当电路支路bj的电子电路20对于其操作需要具有小噪声的电压参考时，这可以进一步发生。实际上，节点b的电位比节点c处的电位噪声小。当电路支路bj的电子电路20具有能够干扰节点c处的调节电压的具有噪声的消耗电流ij时，情况也可以如此。
40.根据一个实施例，供电电压v
in
大于10v。根据一个实施例，转换器(未示出)可以被设置在电池12和节点a之间。根据一个实施例，电压调节器16被配置为传送在2v至6v的范围内(例如约等于3v或约等于5v)的经调节的电压v
reg
。
41.作为示例，电子电路20可以是传送电压以用于偏置电子系统的电子元件(未示出，例如，绝缘栅场效应晶体管，也称为mos晶体管)的电路。
42.有利地，在不引起流过电路支路bj的电流ij的强度减小的情况下，获得系统30的静态功耗的减小，其中j从1到n变化。这使得电流ij能够保持足够高的强度，以便电子电路20正常运行。
43.图3部分地和示意性地示出了电子系统40的另一实施例。电子系统40包括图2中所示的电子系统30的所有元件，并且针对被耦合到节点c的电路支路bj(其中j从1到n变化)中的每个电路支路还包括第一开关sw1j和第二开关sw2j，第一开关sw1j将电路支路bj的电路20耦合到节点c，第一开关sw2j将电路支路bj的电路20耦合到节点b。开关sw1j和开关sw2j由信号pj互补地控制。这意味着，当开关sw1j和开关sw2j中的一个开关关断，开关sw1j和开关sw2j中的另一个开关接通。信号pj可以由电路18中的一个电路被传送。因此，将设置有开关sw1j和开关sw2j的电路支路bj连接在节点a和节点b之间或节点a和节点c之间是可能的。在图3中作为示例已经示出了一种情况：对于电路支路b1，在电路支路b1的电路20和节点c之间的开关sw11、以及在电路支路b1的电路20和节点b之间的开关sw21，并且对于电路支路b2，电路支路b2的电路20和节点c之间的开关sw12、以及电路支路b2的电路20和节点b之间的开关sw22。
44.图4部分地和示意性地示出了在电路支路b1的电子电路20对应于分压器的情况下图1的电子系统的一部分的更详细示例。电路支路b1的电子电路20包括：在节点a和节点out之间的第一电阻器r1和在节点out和节点b之间的第二电阻器r2。节点out和节点b之间的电压v
out
可以用于给电子系统10的另一元件(未示出)供电。
45.图5部分地和示意性地示出了在电路支路b1的电子电路20也对应于分压器的情况下图2的电子系统30的一部分的更详细示例。电子电路20包括在节点a和节点out之间的第一电阻器r'1以及在节点out和节点c之间的第二电阻器r'2。节点out和节点b之间的电压v
out
可以用于为电子系统30的另一元件(未示出)供电。电阻器r'1和r'2的电阻将被调整，使得电子系统30的电压v
out
与电子系统10的电压v
out
相同。
46.图6部分地和示意性地示出了在电路支路b1的电子电路20对应于放大电路的情况下图1的电子系统10的一部分的更详细示例。电路支路b1的电子电路20包括放大器42，该放大器具有与节点a连接的供电节点，并且具有连接到节点e的其他供电节点。电路支路b1的电子电路20还包括电流源44，该电流源在节点e和节点b之间传送电流i1。在节点a和节点e之间提供恒定电压源46，例如齐纳二极管。放大器42的输入端和放大器42的输出端连接到电子系统10的其他电子电路(未示出)。
47.图7部分地和示意性地示出了在电路支路b1的电子电路20也对应于放大电路的情况下图2的电子系统30的一部分的更详细示例。图2的放大电路具有与图6所示的放大电路相同的结构，其中不同之处在于电流源44被组装在节点e和节点c之间。
48.已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，这些各种实施例和变型的某些特征可以组合，并且本领域技术人员将想到其他变型。最后，基于上文给出的功能指示，所描述的实施例和变型的实际实现在本领域技术人员的能力范围内。