一种内部电源管理电路制造技术

本发明专利技术公开了一种内部电源管理电路。该内部电源管理电路包括电压转换单元、电压比较器和开关控制单元，电压转换单元用于根据与后级电路中各个电路元件的最小工作电压相关的第一基准电压或者根据电池电压获得的动态的第二基准电压获得用于为后级电路提供工作电压的转换电压，当电池电压大于/等于后级电路正常工作时所需的最小工作电压时，电压转换单元根据动态的第二基准电压将转换电压跟随电池电压变化。本发明专利技术的电压转换单元中的晶体管工作在深度线性区的范围更小，所以在大部分情况下都可以具有较高的电源纹波抑制能力和抗干扰能力，从而提高了系统的稳定性和安全性。从而提高了系统的稳定性和安全性。从而提高了系统的稳定性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种内部电源管理电路


[0001]本专利技术涉及电子电路
，更具体地涉及一种内部电源管理电路。

技术介绍

[0002]当前的便携式电子产品和可穿戴电子设备，诸如智能手机、平板电脑、智能手表等，都采用可充电电池为系统提供电源，这样可以实现在没有外部电源接入时，由电池为系统供电，使得系统仍然可以正常工作；当电池没有电时，通过外部电源对电池充电，并由外部电源为系统供电。因此，电池管理芯片(Power Management Integrated Circuits)对这些便携式电子产品非常重要。
[0003]现有的电源管理芯片一般包括电压转换单元、电压比较器和开关控制单元。电压转换单元可以将外部电源提供的外部电压转换为后级电路元件提供工作电压的转换电压，电压比较器用于比较电池电压和转换电压，开关控制单元用于根据电压比较器的比较结果控制为后级电路提供工作电压的供电路径，从而根据转换电压和电池电压中的较高者为后级电路进行供电。
[0004]现有的电源管理芯片中的电压转换单元一般通过低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)来实现。LDO具有结构简单、静态功耗小、输出电压纹波小等特点，但是LDO想要获得较高的PSRR(Power Supply Rejection Ratio，电源纹波抑制比)，需要很高的开环增益以及很宽的带宽，这样需要较大的器件面积以及较大的功耗，而且环路稳定性比较难设计，需要相对复杂的环路补偿网络。所以在外部电压的输入范围较宽(例如3.9
‑
14V)，而LDO环路带宽受限的情况下，当外部电压小于规定的目标值时，LDO会处于过驱动状态，此时稳压器中的晶体管工作在深度线性区，使得电路的PSRR较低，从而导致转换电压带有较大的电压纹波，而转换电压的电源纹波较大可能导致后级电路中的一些敏感元件受到电源纹波干扰而出现异常状态，会降低系统的稳定性和安全性。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种低成本的内部电源管理电路，具有较高的电源纹波抑制比和抗干扰性能。
[0006]根据本专利技术实施例提供了一种内部电源管理电路，包括：电压转换单元，用于将外部电源提供的外部电压转换为转换电压；电压比较器，用于比较电池的电池电压和所述转换电压的大小；以及开关控制单元，用于根据所述电压比较器的比较结果选择所述转换电压或者所述电池电压作为后级电路的供电电压，其中，所述电压转换单元用于在所述电池电压小于所述后级电路的最小工作电压的情况下，根据固定的第一基准电压调整所述转换电压，以及在所述电池电压大于/等于所述后级电路的最小工作电压的情况下，根据跟随所述电池电压动态变化的第二基准电压调整所述转换电压。
[0007]可选的，所述内部电源管理电路还包括：动态基准设置单元，用于采集所述电池电压，并基于所述电池电压得到所述第二基准电压。
[0008]可选的，所述动态基准设置单元基于所述电池电压与一失调电压的叠加得到所述第二基准电压。
[0009]可选的，所述动态基准设置单元包括：依次连接于所述电池电压和地之间的第一支路的第一电阻和第二电阻；依次连接于所述电池电压和地之间的第二支路的第三电阻、第二晶体管、第四电阻和第五电阻；以及运算放大器，反相输入端连接至所述第一电阻和所述第二电阻的公共端，正相输入端连接至所述第三电阻和所述第二晶体管的公共端，输出端连接至所述晶体管的控制端，所述第二晶体管和所述第四电阻的公共端用于输出所述第二基准电压。
[0010]可选的，所述电压转换单元为一低压差线性稳压器。
[0011]可选的，所述电压转换单元包括：依次连接于所述外部电源和地之间的第一晶体管、第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述第一晶体管和所述第一反馈电阻的公共端用于输出所述转换电压；以及误差放大器，第一反相输入端接收所述第一基准电压，第二反相输入端接收所述第二基准电压，正相输入端连接至所述第一反馈电阻和所述第二反馈电阻的公共端以接收一反馈电压，输出端连接至所述第一晶体管的控制端，其中，所述误差放大器根据所述反馈电压与所述第一基准电压或所述第二基准电压之间的误差驱动所述第一晶体管。
[0012]可选的，所述第一基准电压等于所述后级电路的最小工作电压与所述低压差线性稳压器的反馈环路系数的比值。
[0013]可选的，所述误差放大器包括：差分输入级电路，包括第一至第三差分输入对管，第一差分输入对管的控制端接收所述第一基准电压，第二差分输入对管的控制端接收所述第二基准电压，第三差分输入对管的控制端接收所述反馈电压；以及输出级电路，与所述差分输入级电路连接，用于根据所述差分输入级电路输出的电流得到所述转换电压，其中，所述差分输入级电路还包括第六电阻，所述第六电阻的第一端连接至所述第一差分输入对管和所述第二差分输入对管的第二端，第二端连接至所述第三差分输入对管的第二端，所述第六电阻用于提供输入失调电压。
[0014]可选的，当所述电池电压大于所述转换电压时，所述电压比较器输出高电平，所述开关控制单元接通所述电池与所述后级电路之间的供电路径；当所述电池电压小于/等于所述转换电压时，所述电压比较器输出低电平，所述开关控制单元接通所述电压转换单元与所述后级电路之间的供电路径。
[0015]可选的，所述开关控制单元为MOS管组成的二选一开关。
[0016]本专利技术实施例的内部电源管理电路包括电压转换单元，电压转换单元用于根据与后级电路中各个电路元件的最小工作电压相关的第一基准电压或者根据电池电压获得的动态的第二基准电压获得后级电路提供工作电压的转换电压，当电池电压小于后级电路中各个电路元件正常工作时所需的最小工作电压时，电压转换单元根据第一基准电压将转换电压稳定在后级电路正常工作时所需的最小工作电压；当电池电压大于/等于后级电路正常工作时所需的最小工作电压时，电压转换单元根据动态的第二基准电压将转换电压跟随电池电压变化。本实施例的电压转换单元中的晶体管工作在深度线性区的范围更小，所以在大部分情况下都可以具有较高的电源纹波抑制能力和抗干扰能力，从而提高了系统的稳定性和安全性。
附图说明
[0017]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
[0018]图1示出根据本专利技术实施例的一种内部电源管理电路的示意性电路图；
[0019]图2示出根据本专利技术第一实施例的一种动态基准设置单元的示意性电路图；
[0020]图3示出根据本专利技术第二实施例的另一种动态基准设置单元的示意性电路图；
[0021]图4示出根据本专利技术第二实施例的误差放大器的示意性电路图；
[0022]图5示出根据本专利技术实施例的内部电源管理电路中的电压转换单元的工作波形示意图。
具体实施方式
[0023]以下将参照附图更详细地描述本专利技术。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内部电源管理电路，包括：电压转换单元，用于将外部电源提供的外部电压转换为转换电压；电压比较器，用于比较电池的电池电压和所述转换电压的大小；以及开关控制单元，用于根据所述电压比较器的比较结果选择所述转换电压或者所述电池电压作为后级电路的供电电压，其中，所述电压转换单元用于在所述电池电压小于所述后级电路的最小工作电压的情况下，根据固定的第一基准电压调整所述转换电压，以及在所述电池电压大于/等于所述后级电路的最小工作电压的情况下，根据跟随所述电池电压动态变化的第二基准电压调整所述转换电压。2.根据权利要求1所述的内部电源管理电路，还包括：动态基准设置单元，用于采集所述电池电压，并基于所述电池电压得到所述第二基准电压。3.根据权利要求2所述的内部电源管理电路，其中，所述动态基准设置单元基于所述电池电压与一失调电压的叠加得到所述第二基准电压。4.根据权利要求3所述的内部电源管理电路，其中，所述动态基准设置单元包括：依次连接于所述电池电压和地之间的第一支路的第一电阻和第二电阻；依次连接于所述电池电压和地之间的第二支路的第三电阻、第二晶体管、第四电阻和第五电阻；以及运算放大器，反相输入端连接至所述第一电阻和所述第二电阻的公共端，正相输入端连接至所述第三电阻和所述第二晶体管的公共端，输出端连接至所述晶体管的控制端，所述第二晶体管和所述第四电阻的公共端用于输出所述第二基准电压。5.根据权利要求1所述的内部电源管理电路，其中，所述电压转换单元为一低压差线性稳压器。6.根据权利要求5所述的内部电源管理电路，其中，所述电压转换单元包括：依次连接于所述外部电源和地之间的第一晶体管、第一反馈电阻和第二反馈电阻，所述第一晶体管和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：易新敏，徐海峰，马玲莉，李雅淑，刘晓琳，贾丽伟，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：