供电装置和供电系统制造方法及图纸

本公开提供了供电装置和供电系统。供电装置包括开关降压器、控制器和线性稳压器。开关降压器被配置为将输入电压降压为第一输出电压。控制器被配置为基于该开关降压器的第一输出电压生成控制信号集。线性稳压器被配置为基于该控制信号集在第一时段基于输入电压生成第二输出电压，以及在第一时段之后的第二时段基于该第一输出电压生成第二输出电压。通过在第二时段基于第一输出电压生成第二输出电压，可以降低供电装置的功耗。可以降低供电装置的功耗。可以降低供电装置的功耗。

【技术实现步骤摘要】
供电装置和供电系统


[0001]本公开涉及电子电路，更具体而言，涉及供电装置和供电系统。

技术介绍

[0002]降压式电源管理芯片被广泛应用于各种电子设备的供电应用中。降压式电源管理芯片通过将由输入侧的供电设备(诸如，电池或适配器)提供的输入电压降压为适合输出侧的负载工作的输出电压，以使负载正常工作。
[0003]按照实现方式，降压式电源管理芯片主要分为连续工作降压器和开关降压器两类。一种连续工作降压器是线性稳压器(LDO)。LDO的输出功率管处于长通模式，因此其输出电压纹波较小并且电路结构简单，但是其能量转换效率较低。一种降压开关降压器是BUCK降压器。BUCK降压器的能量转换效率较高，但是纹波大并且电路复杂。然而，无论哪种类型的降压式电源管理芯片都存在不足。

技术实现思路

[0004]针对上述内容，本公开提供了一种供电装置和供电系统。
[0005]在本公开的第一方面，提供一种供电装置。该供电装置包括开关降压器、控制器和线性稳压器。开关降压器被配置为将输入电压降压为第一输出电压。控制器被配置为基于该开关降压器的第一输出电压生成控制信号集。线性稳压器被配置为基于该控制信号集在第一时段基于输入电压生成第二输出电压；以及在第一时段之后的第二时段基于该第一输出电压生成第二输出电压。
[0006]在本公开的第二方面，提供一种供电系统。该供电系统包括电源以及根据第一方面的供电装置，该供电装置由电源提供输入电压。
[0007]提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本
技术实现思路
并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
附图说明
[0008]通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开的上述以及其他目的、结构和特征将更加清楚。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
[0009]图1示出了根据本公开的实施例的供电装置可以实施在其中的供电系统的示意图。
[0010]图2示出了根据本公开的一个实施例的供电装置的示意框图。
[0011]图3示出了根据本公开的另一个实施例的供电装置的示意框图。
[0012]图4示出了根据本公开的一个实施例的供电装置中的控制器和线性稳压器的示意电路图。
[0013]图5示出了根据本公开的另一个实施例的供电装置中的控制器和线性稳压器的示意电路图。
[0014]图6示出了根据本公开的实施例的供电装置的各个信号的示意波形时序图。
具体实施方式
[0015]下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。在一些或所有情形中可以明显的是，可以不采用以下所述具体设计细节而实施以下所述的任何实施例。在其他一些情形中，以框图形式示出广泛已知的结构和装置以使得容易描述一个或多个实施例。
[0016]在本公开的实施例的描述中，表述“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。表述“基于”应当理解为“至少部分地基于”。表述“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。表述“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
[0017]降压式电源管理芯片朝着更高效率、更高集成度不断发展。例如，在一些相关方案中，通过在开关降压器内部集成能够独立工作的LDO，形成集成式开关降压器，就能同时为外部提供多种稳定电压。这可以丰富芯片功能，并且提高电源模块的集成度。
[0018]然而，在一些集成式开关降压器中，LDO会带来较大功耗，从而降低整个开关降压器的能量转换效率。此外，还会带来芯片散热问题，并且影响芯片的使用寿命。
[0019]在集成了LDO的集成式开关降压器的一些相关技术方案中，LDO的输入端与开关降压器的输入端连接，其输入电压即为开关降压器的输入电压V
IN
。LDO的输出电压为V
OUT
，且输出负载固定的情况下流过LDO的电流为I
LOAD
。在此情形下，LDO的功耗即为LDO的输入输出电压差及流过LDO的电流的乘积，即为(V
IN
‑
V
OUT
)*I
LOAD
。通常，这会产生较大的LDO功耗，从而导致降低整个集成式开关降压器的能量转换效率。此外，这还会使得芯片散热问题严重，甚至影响芯片的使用寿命。
[0020]在本公开的实施例中，提供了一种改进的供电装置，该供电装置提供了改进的控制器和LDO。LDO能够在开关降压器的输出电压稳定之前，将开关降压器的输入电压(例如，电源电压)作为LDO的输入电压，并且在开关降压器的输出电压稳定之后，将开关降压器的输出电压作为LDO的输入电压。这可以降低LDO的输入输出电压差，从而降低LDO引入的功耗。
[0021]图1示出了根据本公开的实施例的供电装置10可以实施在其中的供电系统1的示意图。供电系统1包括电源2以及供电装置10。在一个实施例中，电源2向供电装置10提供输入电压V
IN
。电源2例如可以是电池或适配器。在一个实施例中，输入电压V
IN
例如可以是基本上恒定电压，但是这仅是示意而非对本公开的范围进行限制。备选地，输入电压V
IN
可以在一定范围内变化。供电装置10可以被配置为向诸如车载部件、工业部件之类的负载4提供输出电压V
OUT
。输入电压V
IN
经过供电装置10被降压为输出电压V
OUT
，以用于提供给负载4。
[0022]图2示出了根据本公开的一个实施例的供电装置10的示意框图。供电装置10包括
开关降压器12、控制器14以及线性稳压器16。在一个实施例中，开关降压器12例如可以是BUCK降压器，并且被配置为将输入电压V
IN
转换为第一输出电压V
OUT1
。控制器14耦合至开关降压器12和线性稳压器16。控制器14被配置为基于开关降压器12的第一输出电压V
OUT1
生成控制信号集(图中未示出)。控制信号集包括至少一个控制信号以控制线性稳压器16在不同时段的工作，具体如下文所述。
[0023]在一个实施例中，线性稳压器16包括输入端和使能(EN)端，并且被配置为当使能端有效且线性稳压器16正常工作时，在不同的时段基于不同的输入端电压来生成第二输出电压V
OUT2
。例如，线性稳压器16在第一时段T1基于输入电压V
IN
生成第二输出电压V
OUT2
，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种供电装置(10)，包括：开关降压器(12)，被配置为将输入电压(V
IN
)降压为第一输出电压(V
OUT1
)；控制器(14)，被配置为基于所述开关降压器(12)的所述第一输出电压(V
OUT1
)生成控制信号集；以及线性稳压器(16)，被配置为基于所述控制信号集：在第一时段(T1)基于所述输入电压(V
IN
)生成第二输出电压(V
OUT2
)；以及在所述第一时段(T1)之后的第二时段(T2)基于所述第一输出电压(V
OUT1
)生成所述第二输出电压(V
OUT2
)。2.根据权利要求1所述的供电装置(10)，其中所述控制器(14)包括：第一控制电路(141)，被配置为基于第一中间信号(PG)生成第一控制信号(V
ctrl1
)，所述第一控制信号(Vctrl1)使所述线性稳压器(16)在所述第一时段(T1)基于所述输入电压(V
IN
)生成所述第二输出电压(V
OUT2
)；以及第二控制电路(142)，被配置为基于所述第一输出电压(VOUT1)生成所述第一中间信号(PG)和第二控制信号(V
ctrl2
)，所述第二控制信号(V
ctrl2
)使所述线性稳压器(16)在所述第二时段(T2)基于所述第一输出电压(V
OUT1
)生成所述第二输出电压(V
OUT2
)。3.根据权利要求1所述的供电装置(10)，其中所述线性稳压器(16)包括：第一线性稳压电路(161)，被配置为在所述第一时段(T1)基于所述输入电压(V
IN
)生成第二输出电压(V
OUT2
)并且在所述第二时段(T2)被禁用；以及第二线性稳压电路(162)，被配置为在所述第二时段(T2)基于所述第一输出电压(V
OUT1
)生成所述第二输出电压(V
OUT2
)并且在所述第一时段(T1)被禁用。4.根据权利要求2所述的供电装置(10)，其中所述第一控制电路(141)包括：延迟电路(1410)，被配置为将所述第一中间信号(PG)延迟为延迟信号(PG
d
)；第一晶体管(Q1)，耦合在第一电阻器的第一端和接地之间，并且被配置为响应于所述延迟信号(PG
d
)为第二值而导通；以及第二晶体管(Q2)，耦合在所述第一电阻器的第二端和所述线性稳压器(16)之间，并且被配置为响应于所述第一晶体管(Q1)导通而导通。5.根据权利要求2所述的供电装置(10)，其中所述第二控制电路(142)包括：第一比较器(1420)，被配置为基于所述第一参考电压(V
REF1
)和所述第一输出电压(V
OUT1
)生成所述第一中间信号(PG)；以及第三晶体管(Q3)，耦合在电源电压和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，张玉枚，张树春，王侠，李润德，
申请(专利权)人：芯洲科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：