升降压电荷泵的模式切换电路以及电压管理电路制造技术

本申请公开了一种升降压电荷泵的模式切换电路以及电压管理电路。该模式切换电路包括第一比较器、第二比较器以及逻辑模块，通过采用第一比较器和第二比较器将升降压电荷泵的第一端口电压的一半和第二端口电压进行比较，根据两个比较器的输出进行逻辑判断，根据判断结果控制升降压电荷泵工作于降压模式或者升压模式，从而实现自动的模式切换，只需要一个电荷泵即可实现升压和降压的功能，简化了电路的结构，极大的节省了成本，减小了系统功耗，提高了系统效率，有利于增长电池的使用和待机时间。间。间。

【技术实现步骤摘要】
升降压电荷泵的模式切换电路以及电压管理电路


[0001]本专利技术涉及功率转换器
，更具体地，涉及一种升降压电荷泵的模式切换电路以及电压管理电路。

技术介绍

[0002]随着电力电子产品的需求和半导体技术的发展，电源管理芯片在便携式电脑、移动电话、个人数字助理以及其他便携或非便携电子设备中的应用更加广泛。开关电源中开关变换器因转换效率高、输出电流大、静态电流小、输出负载范围宽等优点而被广泛应用。
[0003]电荷泵是一种典型的无磁性元件变换器，其由一定数量的开关器件和分压电容组成，通过开关控制电容的工作状态，实现电能的传递和转换。其能够通过较少的开关器件产生更高数量的输出电平，具有体积小、效率高和功率密度大等优点，已成为电池充电领域研究的一种趋势，但是现有的电荷泵只能进行升压或降压变换，无法实现降压/升压模式的自动切换，因此需要在电源管理芯片中使用升压和降压两种电荷泵，导致电源管理芯片的结构复杂，增大了系统的功耗。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种升降压电荷泵的模式切换电路以及电压管理电路，解决了开关电容式电压变换器降压/升压双向自动切换的问题，提高了电路的灵活性和应用范围。
[0005]根据本专利技术的一方面，提供了一种升降压电荷泵的模式切换电路，所述升降压电荷泵包括第一端口和第二端口，其中，所述模式切换电路包括：第一比较器，同相输入端接收第二端口电压，反相输入端接收与第一端口电压相关的参考电压，输出端用于输出第一比较信号；第二比较器，同相输入端接收所述参考电压，反相输入端接收所述参考电压，输出端用于输出第二比较信号；以及逻辑模块，用于根据所述第一比较信号和第二比较信号进行逻辑判断，并根据判断结果生成降压模式控制信号或者升压模式控制信号，所述升降压电荷泵根据所述降压模式控制信号切换至降压模式或者根据所述升压模式控制信号切换至升压模式。
[0006]可选的，所述参考电压等于所述第一端口电压的1/2。
[0007]可选的，所述第一比较器和所述第二比较器为迟滞比较器。
[0008]可选的，所述第一比较器和所述第二比较器具有第一门限电压和第二门限电压，所述第一门限电压为上限电压，所述第二门限电压为下限电压，且所述上限电压小于所述下限电压。
[0009]可选的，所述第一比较器被配置为：当所述参考电压与所述第二端口电压之间的电压差小于所述第一门限电压时，所述第一比较信号翻转为高电平，当所述参考电压与所述第二端口电压之间的电压差大于所述第二门限电压时，所述第一比较信号翻转为低电平。
[0010]可选的，所述第二比较器被配置为：当所述第二端口电压与所述参考电压之间的电压差小于所述第一门限电压时，所述第二比较信号翻转为高电平，当所述第二端口电压与所述参考电压之间的电压差大于所述第二门限电压时，所述第二比较信号翻转为低电平。
[0011]可选的，所述逻辑模块被配置为：当所述第一比较信号和所述第二比较信号表征所述参考电压小于所述第二端口电压，且二者之间的电压差大于所述第二门限电压时，输出所述升压模式控制信号；当所述第一比较信号和所述第二比较信号表征所述参考电压大于所述第二端口电压，且二者之间的电压差大于所述第二门限电压时，输出所述降压模式控制信号。
[0012]可选的，所述逻辑模块包括第一至第三反相器以及第一或非门和第二或非门，其中，第一反相器的输入端接收所述第一比较信号，输出端与所述第一或非门的第一输入端连接，第二反相器的输入端接收所述第二比较信号，输出端与所述第二或非门的第一输入端连接，所述第一或非门的第二输入端与所述第二或非门的输出端连接，所述第二或非门的第二输入端与所述第一或非门的输出端连接，所述第一或非门的输出端用于输出所述升压模式控制信号，所述第三反相器的输入端与所述第一或非门的输出端连接，所述第三反相器的输出端用于输出所述降压模式控制信号。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供了一种电压管理电路，其中，包括：升降压电荷泵，所述升降压电荷泵包括第一端口和第二端口；以及上述的模式切换电路。
[0014]可选的，在降压模式时，所述升降压电荷泵的第一端口电连接电源电压，对所述电源电压进行降压并通过所述第二端口输出；在升压模式时，所述升降压电荷泵的第二端口电连接电源电压，对所述电源电压进行自举升压并通过所述第一端口输出。
[0015]本专利技术的升降压电荷泵的模式切换电路采用第一比较器和第二比较器将升降压电荷泵的第一端口电压的一半和第二端口电压进行比较，根据两个比较器的输出进行逻辑判断，根据判断结果控制升降压电荷泵工作于降压模式或者升压模式，从而实现自动的模式切换，只需要一个电荷泵即可实现升压和降压的功能，简化了电路的结构，极大的节省了成本，减小了系统功耗，提高了系统效率，有利于增长电池的使用和待机时间。
附图说明
[0016]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，在附图中：
[0017]图1示出根据本专利技术实施例的一种电压管理电路的结构示意图；
[0018]图2示出根据本专利技术实施例的升降压电荷泵的示意性电路图；
[0019]图3A示出降压模式时升降压电荷泵的示意性电路图；
[0020]图3B示出图3A中部分节点波形示意图；
[0021]图4A示出升压模式时升降压电荷泵的示意性电路图；
[0022]图4B示出图4A中部分节点波形示意图；
[0023]图5示出根据本专利技术实施例的模式切换电路的示意性电路图；
[0024]图6A和图6B分别示出图5中的模式切换电路的第一比较器和第二比较器的工作时序图；
[0025]图7示出根据本专利技术实施例的电压管理电路的工作时序图。
具体实施方式
[0026]以下将参照附图更详细地描述本专利技术的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或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。
[0027]应当理解，在以下的描述中，“电路”可包括单个或多个组合的硬件电路、可编程电路、状态机电路和/或能存储由可编程电路执行的指令的元件。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
[0028]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0029]图1示出根据本专利技术实施例的一种电压管理电路的结构示意图。如图1所示，该电压管理电路包括升降压电荷泵100和模式切换电路200。其中，模式切换电路200通过向升降压电荷泵100提供升压模式控制信号和降压模式控制信号来控制升降压电荷泵100的工作模式。当升降压电荷泵100接收到升压模式控制信号时，其工作模式从降压模式切换成升压模式，或者当升降压电荷泵100接收到降压模式控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种升降压电荷泵的模式切换电路，所述升降压电荷泵包括第一端口和第二端口，其中，所述模式切换电路包括：第一比较器，同相输入端接收第二端口电压，反相输入端接收与第一端口电压相关的参考电压，输出端用于输出第一比较信号；第二比较器，同相输入端接收所述参考电压，反相输入端接收所述参考电压，输出端用于输出第二比较信号；以及逻辑模块，用于根据所述第一比较信号和第二比较信号进行逻辑判断，并根据判断结果生成降压模式控制信号或者升压模式控制信号，所述升降压电荷泵根据所述降压模式控制信号切换至降压模式或者根据所述升压模式控制信号切换至升压模式。2.根据权利要求1所述的模式切换电路，其中，所述参考电压等于所述第一端口电压的1/2。3.根据权利要求2所述的模式切换电路，其中，所述第一比较器和所述第二比较器为迟滞比较器。4.根据权利要求3所述的模式切换电路，其中，所述第一比较器和所述第二比较器具有第一门限电压和第二门限电压，所述第一门限电压为上限电压，所述第二门限电压为下限电压，且所述上限电压小于所述下限电压。5.根据权利要求4所述的模式切换电路，其中，所述第一比较器被配置为：当所述参考电压与所述第二端口电压之间的电压差小于所述第一门限电压时，所述第一比较信号翻转为高电平，当所述参考电压与所述第二端口电压之间的电压差大于所述第二门限电压时，所述第一比较信号翻转为低电平。6.根据权利要求5所述的模式切换电路，其中，所述第二比较器被配置为：当所述第二端口电压与所述参考电压之间的电压差小于所述第一门限电压时，所述第二比较信号翻转为高电平，当所述第二端口电压与所述参考电压之间的电压差大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峡，易新敏，谢云宁，郭廷，
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：