电源管理电路和方法技术

描述了电源管理电路和方法。在该方法中，确定是否存在第一电压和/或电压源。基于该确定的第一结果，将第一电压变换为第二电压。升压变换器用于将第二电压变换为第三电压。可选地，基于该确定的第二结果，降压变换器用于将第三电压变换为第二电压。

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.

【技术实现步骤摘要】
电源管理电路和方法本申请是于2012年2月2日提交的申请号为201210023508.4的名称为“电源管理电路和方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及电气电源管理。
技术介绍
传统上，当提供直流(DC)电压的电源连接至电池供电的电子系统时，充电器或电池管理电路使用DC电压对电池充电。另外，电池管理单元(PMU)使用DC电压供电给该系统中的应用电路。另一方面，当DC电压没有连接至该系统时，电池施加电压并且供电给该应用电路。这些方法通常使用管理电路的电池管理电路和电源管理单元(PMU)，例如，从而确定什么时候采用来自电池的电力供应和什么时候采用来自DC电压源的电力供应。通常，电池管理电路和PUM为在互补芯片上所制造的两个分离单元。有效功率调节和减小的形状系数为可移动电子系统设计的两个关键参数。在申请人已知的电源管理系统(PMU)中，电池管理电路和PMU使用开关DC-DC架构，从而改善了效率和最小化功率损耗。开关DC-DC架构通常采用功率电感器。使用分立功率电感器制造充电器和PUM的成本还是很昂贵，这是因为即使制造集成电路的硅成本已经降低了，分立电感器的成本也没有大幅降低。在多种情况下，分立电感器的成本几乎超过了全部硅的成本。功率电感器与半导体制造和装配工艺的结合很笨拙并且受到成本限制。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种方法，包括：确定是否存在第一电压和/或生成所述第一电压的电压源；基于所述确定步骤的第一结果，执行以下步骤：将所述第一电压变换为第二电压；以及使用升压变换器将所述第二电压变换为第三电压；以及基于所述确定步骤的第二结果，使用降压变换器将所述第三电压变换为所述第二电压。在该方法中，所述升压变换器包括：选择性地选自升压控制器和降压控制器的所述升压控制器；以及所述降压变换器包括：选择性地选自所述升压控制器和所述降压控制器的所述降压控制器。在该方法中，所述升压变换器包括：升压控制器、具有第一电感端和第二电感端的电感器件、具有第一端、第二端、以及第三端的第一开关、以及具有第四端、第五端、以及第六端信号线的第二开关；所述第一电感端被配置为接收所述第二电压；所述第二电感端连接至所述第一开关的所述第一端和所述第二开关的所述第四端；所述第三端和所述第六端选择性地连接至所述升压控制器或所述降压控制器；并且所述降压变换器包括：所述降压控制器、所述电感器件、所述第一晶体管、以及所述第二晶体管。在该方法中，进一步包括：使用所述第三电压对所述电池充电。在该方法中，所述第三电压连接至所述升压控制器，并且，所述第二电压连接至所述降压控制器。在该方法中，所述升压变换器和所述降压变换器共用驱动器，以控制所述升压变换器和所述降压变换器所使用的开关。在该方法中，进一步包括：使用信号线(signalline)反映出所述第一结果和所述第二结果。根据本专利技术的另一方面，提供了一种电路，包括：电感器件，具有第一电感端和第二电感端；第一开关，具有第一端、第二端、以及第三端；第二开关，具有第四端、第五端、以及第六端；升压控制器；以及降压控制器，其中，所述第一电感端连接至所述第一开关的所述第一端和所述第二开关的所述第四端；所述第三端和所述第六端被配置为选择性地连接至所述升压控制器或所述降压控制器；所述升压控制器、所述电感器件、所述第一开关、以及所述第二开关被配置为用作升压变换器，所述升压变换器将所述第一电压变换为所述第二电压；所述降压控制器、所述电感器件、所述第一开关、以及所述第二开关被配置为用作降压变换器，所述降压变换器将所述第二电压变换为所述第一电压。在该电路中，进一步包括：电压变换器，被配置为将第三电压变换为所述第一电压。在该电路中，进一步包括：信号线，被配置为开启所述电压变换器，并且选择性地选择出所述升压变换器，或者关闭所述电压变换器，并且选择性地选择出所述降压变换器。在该电路中，进一步包括：电压检测器，被配置为基于是否存在所述第三电压所指示的结果，生成第一信号。在该电路中，所述第三电压为由交流电压变换得到的直流电压。在该电路中，进一步包括：电池，被配置为接收所述第二电压作为所述电池的充电电源。在该电路中，所述升压控制器被配置为接收所述第二电压作为第一反馈电压，并且所述降压控制器被配置为接收所述第一电压作为第二反馈电压。在该电路中，所述升压控制器和所述降压控制器被配置为共用驱动器，所述驱动器被配置为驱动所述第三端和所述第六端。根据本专利技术的又一方面，提供个一种电路，包括：电压变换器，被配置为将第一电压变换为第二电压；控制器，具有升压控制器和降压控制器；电感式开关电路，连接至所述控制器并且被配置为接收所述第二电压；电容器件，具有被配置为接收所述第二电压的一端；以及电荷库，具有第三电压，其中，所述升压控制器和所述降压控制器被选择性地配置为使得：所述电荷库、所述升压控制器和所述电感式开关电路用作升压变换器，所述升压变换器将所述第二电压变换为所述第三电压；以及所述电容器件、所述降压控制器、以及所述电感式开关电路用作降压变换器，所述降压变换器使用所述电荷库作为电源，从而提供了所述第二电压。在该电路中，所述电感式开关电路包括：电感器件，具有第一电感端和第二电感端；第一开关，具有第一端、第二端、和第三端；以及第二开关，具有第四端、第五端、和第六端；所述第一电感端被配置为接收所述第二电压；所述第二电感端、所述第一开关的所述第一端、以及所述第二开关的所述第四端连接在一起；所述第二开关的所述第五端连接至所述电荷库；并且所述第三端和所述第六端选择性地连接至所述升压控制器或所述降压控制器。在该电路中，所述升压控制器和所述降压控制器被配置为共用驱动器，以控制所述第三端和所述第六端。在该电路中，所述升压变换器和所述降压变换器基于所述第一电压而被选择性地配置。在该电路中，所述第一电压为由交流电压变换得到的直流电压。附图说明在附图和以下描述中提出了本专利技术的一个或多个实施例的细节。从描述，附图和权利要求中可以明显发现其它特征和优点。图1A为根据一些实施例的电路的结构图。图1B为根据一些实施例的图1A中的电路的示图，其中，通过示例性实施例示出了各种电路。图2为示出升压控制器的实施例的电路图。图3为示出降压控制器的实施例的电路图。图4为示出根据一些实施例的操作图1中的电路的方法的流程图。在各个附图中，相似的参考标号指定相似的元件。具体实施方式以下使用具体的语言公开附图示出的实施例或示例。然而应该理解这些实施例和示例不是用于限定。公开的实施例中的任何变化和改变，以及本专利技术公开的原理的任何进一步应用都是预期的，因为本领域的普通技术人员通常会发生这种情况。在整个实施例中可能会重复参考数字，但是即使这些实施例使用相同的参考数字，也不要求将一个实施例中的部件应用到另一个实施例中。一些实施例具有以下部件和/或优点之一或组合。电源管理系统(PMS)使用较少的分立电感器。结果，减少了包含电感器的印刷电路板(PCB)的总面积。因为已经减少了相对较高成本的电感器的数量，所以也降低了制造PMS的成本。与采用无感基DC-DC调节器的其他传统架构相比较，PMS具有更大的功率效率。将充电器和PMS结合在一起，能够降低用于更完整紧凑的电气系统的芯片尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电源管理的方法，包括：通过比较电压源的第一电压和第三参考电压，确定是否存在第一电压和/或生成所述第一电压的电压源；响应于使能信号的第一状态转换放大器至导通状态，响应于所述使能信号的第二状态转换所述放大器至截止状态，其中，所述使能信号基于所述比较；传输控制信号至第三晶体管，所述控制信号基于所述放大器的电平和所述第四参考电压之间的差；基于所述确定步骤的第一结果，执行以下步骤：基于所述控制信号控制第一节点处的第二电压；将所述第一电压变换为处于所述第一节点的所述第二电压；以及根据第二节点处的电压电平、第一参考电压的电压电平和第一斜率补偿电路的输出，使用升压控制器控制电感式开关电路将所述第二电压变换为处于所述第二节点处的第三电压；以及基于所述确定步骤的第二结果，根据第一节点处的电压电平，第二参考电压的电压电平和第二斜率补偿电路的输出，使用降压控制器控制所述电感式开关电路将所述第三电压变换为处于所述第一节点处的所述第二电压。

【技术特征摘要】
2011.07.11 US 13/180,2411.一种用于电源管理的方法，包括：通过比较电压源的第一电压和第三参考电压，确定是否存在第一电压和/或生成所述第一电压的电压源；响应于使能信号的第一状态转换放大器至导通状态，响应于所述使能信号的第二状态转换所述放大器至截止状态，其中，所述使能信号基于所述比较；传输控制信号至第三晶体管，所述控制信号基于所述放大器的电平和所述第四参考电压之间的差；基于所述确定步骤的第一结果，执行以下步骤：基于所述控制信号控制第一节点处的第二电压；将所述第一电压变换为处于所述第一节点的所述第二电压；以及根据第二节点处的电压电平、第一参考电压的电压电平和第一斜率补偿电路的输出，使用升压控制器控制电感式开关电路将所述第二电压变换为处于所述第二节点处的第三电压；以及基于所述确定步骤的第二结果，根据第一节点处的电压电平，第二参考电压的电压电平和第二斜率补偿电路的输出，使用降压控制器控制所述电感式开关电路将所述第三电压变换为处于所述第一节点处的所述第二电压。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电感式开关电路包括：具有第一电感端和第二电感端的电感器件、具有第一端、第二端、以及第三端的第一开关、以及具有第四端、第五端、以及第六端的第二开关；所述第一电感端连接至所述第一节点；所述第二电感端连接至所述第一开关的所述第一端和所述第二开关的所述第四端；所述第三端和所述第六端选择性地连接至所述升压控制器或所述降压控制器；并且所述第一开关的所述第二端连接至第二节点；降压变换器包括：所述降压控制器、所述电感器件、第一晶体管、以及第二晶体管。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使用所述第三电压对所述电池充电。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第三电压连接至所述升压控制器，并且，所述第二电压连接至所述降压控制器。5.根据权利要求1所述的方法，其中，升压变换器和所述降压变换器共用驱动器，以控制所述升压变换器和所述降压变换器所使用的开关。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使用信号线反映出所述第一结果和所述第二结果。7.一种用于电源管理的电路，包括：电感器件，具有第一电感端和第二电感端；电压变换器，被配置为将第三电压变换为第一电压，包括：比较器，电连接至比较器参考电压，并且电连接至电压源，所述电压源提供所述第三电压；放大器，电连接至所述比较器，并且响应于所述比较器的使能信号在导通和截止状态之间转换，所述放大器电连接至放大器参考电压，并且电连接至所述第一电压；晶体管，电连接至所述放大器，电连接至所述电压源，并且电连接至所述第一电压；第一开关，具有第一端、第二端、以及第三端；第二开关，具有第四端、第五端、以及第六端；升压控制器；以及降压控制器，其中，所述第一电感端连接至所述第一开关的所述第一端和所述第二开关的所述第四端；所述第三端和所述第六端被配置为选择性地连接至所述升压控制器或所述降压控制器；所述升压控制器、所述电感器件、所述第一开关、以及所述第二开关被配置为用作升压变换器，在控制信号为第一状态时，根据所述第一开关的所述第二端的电压电平和第一参考电压的电压电平，所述升压变换器将处于所述电感器件的所述第一电感端的所述第一电压变换为处于所述第一开关的所述第二端的所述第二电压；所述降压控制器、所述电感器件、所述第一开关、以及所述第二开关被配置为用作降压变换器，在所述控制信号为第二状态时，根据所述电感器件的所述第一电感端的电压电平和第二参...

【专利技术属性】
技术研发人员：石硕，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71