專利名稱：極低功耗開(kāi)關(guān)型多電源管理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)。
背景技術(shù)：
電源管理芯片是指可在85VAC ^5VAC通用交流輸入范圍內(nèi)都可獲得穩(wěn)定的輸出電壓，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)大范圍的DC-DC輸出的一類(lèi)IC。電源管理芯片系統(tǒng)中的功耗主要有功率開(kāi)關(guān)管自身功耗、為電源供電的功耗、柵驅(qū)動(dòng)功耗、控制模塊功耗。為電源供電的功耗僅次于功率開(kāi)關(guān)管自身功耗，為整個(gè)電源管理芯片的第二大功耗來(lái)源。傳統(tǒng)的電源管理系統(tǒng)中的供電系統(tǒng)通過(guò)阻、容分壓實(shí)現(xiàn)線性降壓為芯片供電，此種方式為常見(jiàn)的線性電源供電方式。線性電源供電系統(tǒng)在高壓輸入時(shí)，降壓器件承受高壓大電流，自身會(huì)有極大的功耗。開(kāi)關(guān)型供電模式可大大降低供電模塊中降壓管承受高壓大電流的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)極低的供電功耗?，F(xiàn)有的電源管理芯片系統(tǒng)，一般為單電源供電。單電源供電本身決定了芯片內(nèi)部控制模塊及功率開(kāi)關(guān)管的柵驅(qū)動(dòng)電壓為固定值，這不利于控制模塊功耗及功率開(kāi)關(guān)管柵驅(qū)動(dòng)電壓的最優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。多電源供電模式可以在降低芯片內(nèi)部控制模塊功耗的同時(shí)獲得最有的驅(qū)動(dòng)電壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能夠降低降壓管處于高壓大電流的時(shí)間，以降低供電功耗的多電源管理電路。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是極低功耗開(kāi)關(guān)型多電源管理電路， 包括電阻網(wǎng)絡(luò)模塊、功率開(kāi)關(guān)管，其特征在于，還包括降壓器件、內(nèi)部低壓差電壓調(diào)制器、比較器、低壓控制模塊、中壓模塊，低壓控制模塊的VCC端通過(guò)內(nèi)部低壓差電壓調(diào)制器連接到第一連接點(diǎn)，第一連接點(diǎn)通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)模塊連接到比較器的第一輸入端，低壓控制模塊還與比較器的第二輸入端連接，第一連接點(diǎn)與中壓模塊連接，中壓模塊連接功率開(kāi)關(guān)管的柵極，功率開(kāi)關(guān)管的柵極還連接到比較器的第三輸入端，比較器的輸出端連接到降壓器件的控制端，降壓器件的一端接第一連接點(diǎn)，另一端接輸出點(diǎn)，輸出點(diǎn)接功率開(kāi)關(guān)管。所述降壓器件為Ffet，或者為耗盡型MOS管。本發(fā)明提出的極低功耗開(kāi)關(guān)型多電源供電解決方案，能適應(yīng)從18V到450V的DC 輸入電壓范圍，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)在85VAC ^5VAC通用交流輸入范圍可穩(wěn)定可靠工作，并保證系統(tǒng)的高效能。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為現(xiàn)有方案的典型框圖。圖2為本發(fā)明中采用Jfet降壓管的單片集成系統(tǒng)級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明中采用耗盡型nm0S(Dep nmos)降壓管的單片集成系統(tǒng)級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明中兩片式電源管理IC的系統(tǒng)級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1為現(xiàn)有方案的典型框圖。該方案由電源管理IC實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)的典型應(yīng)用。該方案由降壓器件1、運(yùn)算放大器OP 2、控制模塊controller 3、電阻網(wǎng)絡(luò)模塊foiet 4、功率開(kāi)關(guān)管5、二極管6、電感7、電容8、LED燈9、AC輸入10、全橋整流器11、芯片供電電容12 組成。現(xiàn)有方案中高壓輸入通過(guò)降壓器件1對(duì)芯片供電電容12充電，產(chǎn)生芯片內(nèi)部供電電源VCC。VCC通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)foiet 4分壓后與芯片基準(zhǔn)電壓通過(guò)運(yùn)算放大器OP 2進(jìn)行比較，將比較結(jié)果輸入到降壓器件以調(diào)節(jié)流過(guò)的電流值，最終實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電容12的電壓值。現(xiàn)有方案的供電方式為線性調(diào)壓供電模式，降壓器件1 一直導(dǎo)通承受高壓大電流，功耗很大。 現(xiàn)有方案芯片內(nèi)部電源只有芯片供電電容12上的電壓VCC —個(gè)電平。圖2為本發(fā)明中采用Jfet降壓管的單片集成系統(tǒng)級(jí)結(jié)構(gòu)。該方案由電源管理IC 實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)的典型應(yīng)用。該方案由降壓器件Jfetl3、內(nèi)部低壓差電壓調(diào)制器LDO 14、比較器Com 15、低壓控制模塊LV controller 16、中壓模塊MV driverl7、電阻網(wǎng)絡(luò)模塊foiet 4、功率開(kāi)關(guān)管5、二極管6、電感7、電容8、LED燈9、AC輸入10、全橋整流器11、芯片供電電容12組成。該方案降壓器件JFET 13的漏端與電感7相接于節(jié)點(diǎn)20。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)管5關(guān)斷時(shí)節(jié)點(diǎn)20為高電位，此時(shí)電阻網(wǎng)絡(luò)foiet 4分壓芯片供電電容12上的VDD，然后與低壓控制模塊LV controller 16輸出的基準(zhǔn)電壓經(jīng)過(guò)比較器Com 15比較，以確定電源電壓是否超過(guò)額定電位，如不超過(guò)就控制降壓器件JFET 13導(dǎo)通對(duì)芯片供電電容12充電，如超過(guò)就控制降壓器件JFET 13關(guān)斷不對(duì)芯片供電電容12充電。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)管5開(kāi)啟時(shí)節(jié)點(diǎn)20的電位被拉低，柵驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳入比較器Coml5控制Jfet關(guān)斷，此時(shí)芯片供電電容12未充電?？芍?dāng)功率開(kāi)關(guān)管5導(dǎo)通時(shí)降壓器件JFET 13關(guān)斷，當(dāng)功率開(kāi)關(guān)管5關(guān)閉且電源電壓超過(guò)額定電位時(shí)降壓器件JFET 13也關(guān)斷，此時(shí)降壓器件JFET 13上無(wú)電流流過(guò)，其自身功耗基本為零。該方案由于采用開(kāi)關(guān)供電，大大降低降壓管處于高壓大電流的時(shí)間，降低了供電功耗。該方案中芯片供電電容12上的電位VDD，通過(guò)內(nèi)部低壓差電壓調(diào)制器LDO 2降壓為低壓控制模塊LV controllerie的電源電壓。該方案提供了雙電源的產(chǎn)生方法。該方案的功率開(kāi)關(guān)管5與控制電路集成在同一晶圓(Wafer)上，該方案為單片式電源管理IC系統(tǒng)級(jí)結(jié)構(gòu)。圖3為本發(fā)明中采用耗盡型nmoS(D印nmos)降壓管的單片集成系統(tǒng)級(jí)結(jié)構(gòu)。該方案由電源管理IC實(shí)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)的典型應(yīng)用。該方案由降壓器件D印nmos 18、內(nèi)部低壓差電壓調(diào)制器LDO 14、比較器Com 15、低壓控制模塊LV controller 16、中壓模塊MV driver 17、電阻網(wǎng)絡(luò)模塊foiet 6、功率開(kāi)關(guān)管5、二極管6、電感7、電容8、LED燈9、AC輸入10、全橋整流器11、芯片供電電容12組成。該方案與圖2所示方案的不同點(diǎn)是用降壓器件D印nmoslS取代了降壓器件Jfet 13。兩種方案的工作原理一致。
圖4為本發(fā)明中兩片式電源管理IC的系統(tǒng)級(jí)結(jié)構(gòu)。該方案由電源管理IC實(shí)現(xiàn) LED驅(qū)動(dòng)的典型應(yīng)用。該方案由降壓器件21、內(nèi)部低壓差電壓調(diào)制器LDO 2、比較器Com 3、 低壓控制模塊LV controller4、中壓模塊MV driver5、電阻網(wǎng)絡(luò)模塊foiet 6、功率開(kāi)關(guān)管 19、二極管6、電感7、電容8、LED燈9、AC輸入10、全橋整流器11、芯片供電電容12組成。該方案的工作原理與圖2和圖3的方案是一致的，區(qū)別在于其功率開(kāi)關(guān)管19與控制電路未集成在一起，為兩片式電源管理IC。該方案中降壓器件21為Jfet 13或D印nmos 18。說(shuō)明書(shū)所述的第一連接點(diǎn)為VDD電平所示位置，VDD亦為中壓模塊供電。說(shuō)明書(shū)已經(jīng)充分說(shuō)明本發(fā)明的原理及必要技術(shù)內(nèi)容，普通技術(shù)人員完全能夠依據(jù)說(shuō)明書(shū)加以實(shí)施，對(duì)于更具體的電路細(xì)節(jié)，例如中壓模塊等成熟電路模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不再贅述。
權(quán)利要求
1.極低功耗開(kāi)關(guān)型多電源管理電路，包括電阻網(wǎng)絡(luò)模塊G)、功率開(kāi)關(guān)管(5)，其特征在于，還包括降壓器件(13)、內(nèi)部低壓差電壓調(diào)制器(14)、比較器(15)、低壓控制模塊 (16)、中壓模塊(17)，低壓控制模塊(16)的VCC端通過(guò)內(nèi)部低壓差電壓調(diào)制器(14)連接到第一連接點(diǎn)，第一連接點(diǎn)通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)模塊(4)連接到比較器(1 的第一輸入端，低壓控制模塊(16)還與比較器(1 的第二輸入端連接，第一連接點(diǎn)與中壓模塊(17)連接，中壓模塊(17)連接功率開(kāi)關(guān)管(5)的柵極，功率開(kāi)關(guān)管(5)的柵極還連接到比較器(15)的第三輸入端，比較器(1 的輸出端連接到降壓器件(1 的控制端，降壓器件(1 的一端接第一連接點(diǎn)，另一端接輸出點(diǎn)(20)，輸出點(diǎn)00)接功率開(kāi)關(guān)管(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的極低功耗開(kāi)關(guān)型多電源管理電路，其特征在于，所述降壓器件為 Ffet0
3.如權(quán)利要求1所述的極低功耗開(kāi)關(guān)型多電源管理電路，其特征在于，所述降壓器件為耗盡型MOS管。
全文摘要
極低功耗開(kāi)關(guān)型多電源管理電路，涉及集成電路技術(shù)。本發(fā)明包括電阻網(wǎng)絡(luò)模塊、功率開(kāi)關(guān)管，還包括降壓器件、內(nèi)部低壓差電壓調(diào)制器、比較器、低壓控制模塊、中壓模塊，低壓控制模塊的VCC端通過(guò)內(nèi)部低壓差電壓調(diào)制器連接到第一連接點(diǎn)，第一連接點(diǎn)通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)模塊連接到比較器的第一輸入端，低壓控制模塊還與比較器的第二輸入端連接，第一連接點(diǎn)與中壓模塊連接，中壓模塊連接功率開(kāi)關(guān)管的柵極，功率開(kāi)關(guān)管的柵極還連接到比較器的第三輸入端，比較器的輸出端連接到降壓器件的控制端，降壓器件的一端接第一連接點(diǎn)，另一端接輸出點(diǎn)，輸出點(diǎn)接功率開(kāi)關(guān)管。本發(fā)明同時(shí)可實(shí)現(xiàn)在85VAC～265VAC通用交流輸入范圍可穩(wěn)定可靠工作，并保證系統(tǒng)的高效能。
文檔編號(hào)H02M1/08GK102420535SQ20111041139
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者于廷江, 劉劍, 李文昌, 羅杰, 黃國(guó)輝 申請(qǐng)人:成都成電硅?？萍脊煞萦邢薰?br>