電源管理電路和方法技術(shù)

描述了電源管理電路和方法。在該方法中，確定是否存在第一電壓和/或電壓源。基于該確定的第一結(jié)果，將第一電壓變換為第二電壓。升壓變換器用于將第二電壓變換為第三電壓。可選地，基于該確定的第二結(jié)果，降壓變換器用于將第三電壓變換為第二電壓。

Power management circuit and method

Power management circuits and methods are described. In this method, it is determined whether a first voltage and / or voltage source exist. Based on the first result determined, the first voltage is converted to a second voltage. A boost converter is used to change a second voltage to a third voltage. Alternatively, based on the determined second result, the buck converter is used to transform the third voltage to the second voltage.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
電源管理電路和方法本申請(qǐng)是于2012年2月2日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?01210023508.4的名稱為“電源管理電路和方法”的專利技術(shù)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本專利技術(shù)涉及電氣電源管理。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)上，當(dāng)提供直流(DC)電壓的電源連接至電池供電的電子系統(tǒng)時(shí)，充電器或電池管理電路使用DC電壓對(duì)電池充電。另外，電池管理單元(PMU)使用DC電壓供電給該系統(tǒng)中的應(yīng)用電路。另一方面，當(dāng)DC電壓沒(méi)有連接至該系統(tǒng)時(shí)，電池施加電壓并且供電給該應(yīng)用電路。這些方法通常使用管理電路的電池管理電路和電源管理單元(PMU)，例如，從而確定什么時(shí)候采用來(lái)自電池的電力供應(yīng)和什么時(shí)候采用來(lái)自DC電壓源的電力供應(yīng)。通常，電池管理電路和PUM為在互補(bǔ)芯片上所制造的兩個(gè)分離單元。有效功率調(diào)節(jié)和減小的形狀系數(shù)為可移動(dòng)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。在申請(qǐng)人已知的電源管理系統(tǒng)(PMU)中，電池管理電路和PMU使用開(kāi)關(guān)DC-DC架構(gòu)，從而改善了效率和最小化功率損耗。開(kāi)關(guān)DC-DC架構(gòu)通常采用功率電感器。使用分立功率電感器制造充電器和PUM的成本還是很昂貴，這是因?yàn)榧词怪圃旒呻娐返墓璩杀疽呀?jīng)降低了，分立電感器的成本也沒(méi)有大幅降低。在多種情況下，分立電感器的成本幾乎超過(guò)了全部硅的成本。功率電感器與半導(dǎo)體制造和裝配工藝的結(jié)合很笨拙并且受到成本限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種方法，包括：確定是否存在第一電壓和/或生成所述第一電壓的電壓源；基于所述確定步驟的第一結(jié)果，執(zhí)行以下步驟：將所述第一電壓變換為第二電壓；以及使用升壓變換器將所述第二電壓變換為第三電壓；以及基于所述確定步驟的第二結(jié)果，使用降壓變換器將所述第三電壓變換為所述第二電壓。在該方法中，所述升壓變換器包括：選擇性地選自升壓控制器和降壓控制器的所述升壓控制器；以及所述降壓變換器包括：選擇性地選自所述升壓控制器和所述降壓控制器的所述降壓控制器。在該方法中，所述升壓變換器包括：升壓控制器、具有第一電感端和第二電感端的電感器件、具有第一端、第二端、以及第三端的第一開(kāi)關(guān)、以及具有第四端、第五端、以及第六端信號(hào)線的第二開(kāi)關(guān)；所述第一電感端被配置為接收所述第二電壓；所述第二電感端連接至所述第一開(kāi)關(guān)的所述第一端和所述第二開(kāi)關(guān)的所述第四端；所述第三端和所述第六端選擇性地連接至所述升壓控制器或所述降壓控制器；并且所述降壓變換器包括：所述降壓控制器、所述電感器件、所述第一晶體管、以及所述第二晶體管。在該方法中，進(jìn)一步包括：使用所述第三電壓對(duì)所述電池充電。在該方法中，所述第三電壓連接至所述升壓控制器，并且，所述第二電壓連接至所述降壓控制器。在該方法中，所述升壓變換器和所述降壓變換器共用驅(qū)動(dòng)器，以控制所述升壓變換器和所述降壓變換器所使用的開(kāi)關(guān)。在該方法中，進(jìn)一步包括：使用信號(hào)線(signalline)反映出所述第一結(jié)果和所述第二結(jié)果。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種電路，包括：電感器件，具有第一電感端和第二電感端；第一開(kāi)關(guān)，具有第一端、第二端、以及第三端；第二開(kāi)關(guān)，具有第四端、第五端、以及第六端；升壓控制器；以及降壓控制器，其中，所述第一電感端連接至所述第一開(kāi)關(guān)的所述第一端和所述第二開(kāi)關(guān)的所述第四端；所述第三端和所述第六端被配置為選擇性地連接至所述升壓控制器或所述降壓控制器；所述升壓控制器、所述電感器件、所述第一開(kāi)關(guān)、以及所述第二開(kāi)關(guān)被配置為用作升壓變換器，所述升壓變換器將所述第一電壓變換為所述第二電壓；所述降壓控制器、所述電感器件、所述第一開(kāi)關(guān)、以及所述第二開(kāi)關(guān)被配置為用作降壓變換器，所述降壓變換器將所述第二電壓變換為所述第一電壓。在該電路中，進(jìn)一步包括：電壓變換器，被配置為將第三電壓變換為所述第一電壓。在該電路中，進(jìn)一步包括：信號(hào)線，被配置為開(kāi)啟所述電壓變換器，并且選擇性地選擇出所述升壓變換器，或者關(guān)閉所述電壓變換器，并且選擇性地選擇出所述降壓變換器。在該電路中，進(jìn)一步包括：電壓檢測(cè)器，被配置為基于是否存在所述第三電壓所指示的結(jié)果，生成第一信號(hào)。在該電路中，所述第三電壓為由交流電壓變換得到的直流電壓。在該電路中，進(jìn)一步包括：電池，被配置為接收所述第二電壓作為所述電池的充電電源。在該電路中，所述升壓控制器被配置為接收所述第二電壓作為第一反饋電壓，并且所述降壓控制器被配置為接收所述第一電壓作為第二反饋電壓。在該電路中，所述升壓控制器和所述降壓控制器被配置為共用驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器被配置為驅(qū)動(dòng)所述第三端和所述第六端。根據(jù)本專利技術(shù)的又一方面，提供個(gè)一種電路，包括：電壓變換器，被配置為將第一電壓變換為第二電壓；控制器，具有升壓控制器和降壓控制器；電感式開(kāi)關(guān)電路，連接至所述控制器并且被配置為接收所述第二電壓；電容器件，具有被配置為接收所述第二電壓的一端；以及電荷庫(kù)，具有第三電壓，其中，所述升壓控制器和所述降壓控制器被選擇性地配置為使得：所述電荷庫(kù)、所述升壓控制器和所述電感式開(kāi)關(guān)電路用作升壓變換器，所述升壓變換器將所述第二電壓變換為所述第三電壓；以及所述電容器件、所述降壓控制器、以及所述電感式開(kāi)關(guān)電路用作降壓變換器，所述降壓變換器使用所述電荷庫(kù)作為電源，從而提供了所述第二電壓。在該電路中，所述電感式開(kāi)關(guān)電路包括：電感器件，具有第一電感端和第二電感端；第一開(kāi)關(guān)，具有第一端、第二端、和第三端；以及第二開(kāi)關(guān)，具有第四端、第五端、和第六端；所述第一電感端被配置為接收所述第二電壓；所述第二電感端、所述第一開(kāi)關(guān)的所述第一端、以及所述第二開(kāi)關(guān)的所述第四端連接在一起；所述第二開(kāi)關(guān)的所述第五端連接至所述電荷庫(kù)；并且所述第三端和所述第六端選擇性地連接至所述升壓控制器或所述降壓控制器。在該電路中，所述升壓控制器和所述降壓控制器被配置為共用驅(qū)動(dòng)器，以控制所述第三端和所述第六端。在該電路中，所述升壓變換器和所述降壓變換器基于所述第一電壓而被選擇性地配置。在該電路中，所述第一電壓為由交流電壓變換得到的直流電壓。附圖說(shuō)明在附圖和以下描述中提出了本專利技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。從描述，附圖和權(quán)利要求中可以明顯發(fā)現(xiàn)其它特征和優(yōu)點(diǎn)。圖1A為根據(jù)一些實(shí)施例的電路的結(jié)構(gòu)圖。圖1B為根據(jù)一些實(shí)施例的圖1A中的電路的示圖，其中，通過(guò)示例性實(shí)施例示出了各種電路。圖2為示出升壓控制器的實(shí)施例的電路圖。圖3為示出降壓控制器的實(shí)施例的電路圖。圖4為示出根據(jù)一些實(shí)施例的操作圖1中的電路的方法的流程圖。在各個(gè)附圖中，相似的參考標(biāo)號(hào)指定相似的元件。具體實(shí)施方式以下使用具體的語(yǔ)言公開(kāi)附圖示出的實(shí)施例或示例。然而應(yīng)該理解這些實(shí)施例和示例不是用于限定。公開(kāi)的實(shí)施例中的任何變化和改變，以及本專利技術(shù)公開(kāi)的原理的任何進(jìn)一步應(yīng)用都是預(yù)期的，因?yàn)楸绢I(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常會(huì)發(fā)生這種情況。在整個(gè)實(shí)施例中可能會(huì)重復(fù)參考數(shù)字，但是即使這些實(shí)施例使用相同的參考數(shù)字，也不要求將一個(gè)實(shí)施例中的部件應(yīng)用到另一個(gè)實(shí)施例中。一些實(shí)施例具有以下部件和/或優(yōu)點(diǎn)之一或組合。電源管理系統(tǒng)(PMS)使用較少的分立電感器。結(jié)果，減少了包含電感器的印刷電路板(PCB)的總面積。因?yàn)橐呀?jīng)減少了相對(duì)較高成本的電感器的數(shù)量，所以也降低了制造PMS的成本。與采用無(wú)感基DC-DC調(diào)節(jié)器的其他傳統(tǒng)架構(gòu)相比較，PMS具有更大的功率效率。將充電器和PMS結(jié)合在一起，能夠降低用于更完整緊湊的電氣系統(tǒng)的芯片尺本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于電源管理的方法，包括：通過(guò)比較電壓源的第一電壓和第三參考電壓，確定是否存在第一電壓和/或生成所述第一電壓的電壓源；響應(yīng)于使能信號(hào)的第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換放大器至導(dǎo)通狀態(tài)，響應(yīng)于所述使能信號(hào)的第二狀態(tài)轉(zhuǎn)換所述放大器至截止?fàn)顟B(tài)，其中，所述使能信號(hào)基于所述比較；傳輸控制信號(hào)至第三晶體管，所述控制信號(hào)基于所述放大器的電平和所述第四參考電壓之間的差；基于所述確定步驟的第一結(jié)果，執(zhí)行以下步驟：基于所述控制信號(hào)控制第一節(jié)點(diǎn)處的第二電壓；將所述第一電壓變換為處于所述第一節(jié)點(diǎn)的所述第二電壓；以及根據(jù)第二節(jié)點(diǎn)處的電壓電平、第一參考電壓的電壓電平和第一斜率補(bǔ)償電路的輸出，使用升壓控制器控制電感式開(kāi)關(guān)電路將所述第二電壓變換為處于所述第二節(jié)點(diǎn)處的第三電壓；以及基于所述確定步驟的第二結(jié)果，根據(jù)第一節(jié)點(diǎn)處的電壓電平，第二參考電壓的電壓電平和第二斜率補(bǔ)償電路的輸出，使用降壓控制器控制所述電感式開(kāi)關(guān)電路將所述第三電壓變換為處于所述第一節(jié)點(diǎn)處的所述第二電壓。

【技術(shù)特征摘要】
2011.07.11 US 13/180,2411.一種用于電源管理的方法，包括：通過(guò)比較電壓源的第一電壓和第三參考電壓，確定是否存在第一電壓和/或生成所述第一電壓的電壓源；響應(yīng)于使能信號(hào)的第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換放大器至導(dǎo)通狀態(tài)，響應(yīng)于所述使能信號(hào)的第二狀態(tài)轉(zhuǎn)換所述放大器至截止?fàn)顟B(tài)，其中，所述使能信號(hào)基于所述比較；傳輸控制信號(hào)至第三晶體管，所述控制信號(hào)基于所述放大器的電平和所述第四參考電壓之間的差；基于所述確定步驟的第一結(jié)果，執(zhí)行以下步驟：基于所述控制信號(hào)控制第一節(jié)點(diǎn)處的第二電壓；將所述第一電壓變換為處于所述第一節(jié)點(diǎn)的所述第二電壓；以及根據(jù)第二節(jié)點(diǎn)處的電壓電平、第一參考電壓的電壓電平和第一斜率補(bǔ)償電路的輸出，使用升壓控制器控制電感式開(kāi)關(guān)電路將所述第二電壓變換為處于所述第二節(jié)點(diǎn)處的第三電壓；以及基于所述確定步驟的第二結(jié)果，根據(jù)第一節(jié)點(diǎn)處的電壓電平，第二參考電壓的電壓電平和第二斜率補(bǔ)償電路的輸出，使用降壓控制器控制所述電感式開(kāi)關(guān)電路將所述第三電壓變換為處于所述第一節(jié)點(diǎn)處的所述第二電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電感式開(kāi)關(guān)電路包括：具有第一電感端和第二電感端的電感器件、具有第一端、第二端、以及第三端的第一開(kāi)關(guān)、以及具有第四端、第五端、以及第六端的第二開(kāi)關(guān)；所述第一電感端連接至所述第一節(jié)點(diǎn)；所述第二電感端連接至所述第一開(kāi)關(guān)的所述第一端和所述第二開(kāi)關(guān)的所述第四端；所述第三端和所述第六端選擇性地連接至所述升壓控制器或所述降壓控制器；并且所述第一開(kāi)關(guān)的所述第二端連接至第二節(jié)點(diǎn)；降壓變換器包括：所述降壓控制器、所述電感器件、第一晶體管、以及第二晶體管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括：使用所述第三電壓對(duì)所述電池充電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第三電壓連接至所述升壓控制器，并且，所述第二電壓連接至所述降壓控制器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，升壓變換器和所述降壓變換器共用驅(qū)動(dòng)器，以控制所述升壓變換器和所述降壓變換器所使用的開(kāi)關(guān)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括：使用信號(hào)線反映出所述第一結(jié)果和所述第二結(jié)果。7.一種用于電源管理的電路，包括：電感器件，具有第一電感端和第二電感端；電壓變換器，被配置為將第三電壓變換為第一電壓，包括：比較器，電連接至比較器參考電壓，并且電連接至電壓源，所述電壓源提供所述第三電壓；放大器，電連接至所述比較器，并且響應(yīng)于所述比較器的使能信號(hào)在導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)之間轉(zhuǎn)換，所述放大器電連接至放大器參考電壓，并且電連接至所述第一電壓；晶體管，電連接至所述放大器，電連接至所述電壓源，并且電連接至所述第一電壓；第一開(kāi)關(guān)，具有第一端、第二端、以及第三端；第二開(kāi)關(guān)，具有第四端、第五端、以及第六端；升壓控制器；以及降壓控制器，其中，所述第一電感端連接至所述第一開(kāi)關(guān)的所述第一端和所述第二開(kāi)關(guān)的所述第四端；所述第三端和所述第六端被配置為選擇性地連接至所述升壓控制器或所述降壓控制器；所述升壓控制器、所述電感器件、所述第一開(kāi)關(guān)、以及所述第二開(kāi)關(guān)被配置為用作升壓變換器，在控制信號(hào)為第一狀態(tài)時(shí)，根據(jù)所述第一開(kāi)關(guān)的所述第二端的電壓電平和第一參考電壓的電壓電平，所述升壓變換器將處于所述電感器件的所述第一電感端的所述第一電壓變換為處于所述第一開(kāi)關(guān)的所述第二端的所述第二電壓；所述降壓控制器、所述電感器件、所述第一開(kāi)關(guān)、以及所述第二開(kāi)關(guān)被配置為用作降壓變換器，在所述控制信號(hào)為第二狀態(tài)時(shí)，根據(jù)所述電感器件的所述第一電感端的電壓電平和第二參...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：石碩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：中國(guó)臺(tái)灣,71