电源供给电路制造技术

本发明专利技术涉及一种将开关电容转换器(Switched Capacitor Converter)和三电平降压转换器(3

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电源供给电路


[0001]本专利技术涉及一种电源供给电路。具体而言，本专利技术涉及一种将开关电容转换器(Switched Capacitor Converter)和三电平降压转换器(3
‑
level Buck Converter)合并而成的电源供给电路。

技术介绍

[0002]电源供给电路在电子装置内可以用作执行电池充电或从外部充电设备接收的电压的转换等功能的电压调节器。
[0003]例如，在手机或平板电脑等移动电子装置内部通常含有被称为电力管理集成电路(PMIC)的装置，以管理电子装置内部的电力。为此，电力管理集成电路需要电压调节器来执行电池充电、从外部充电装备接收的电压的转换、电源选择等功能，本专利技术的电源供给电路例如在移动电子装置内用作电压调节器。
[0004]近年来，随着从外部对移动电子装置进行充电的充电器TA的多样化，正在使用由外部充电器提供的电压被固定为5V或9V等以及可在3V～11V或3V～20V范围内可变等多种充电方式。例如，USB
‑
PD PPS(USB Power Delivery Programmable Power Supply，USB供电可编程电源)方式的外部充电器通过与电子装置的通信可将电子装置所需的电压在3V～20V范围内以20mV为单位进行调节并提供。即，电子装置根据自身的状态向外部充电器请求最佳电压，从而可以高速及高效的充电。
[0005]由于如上所述的多种充电方式，用于电压调节器的电源供给电路需要考虑到从外部充电器提供的电压可以固定为规定值或可以在各种电压范围内可变的情况来优化工作。

技术实现思路

[0006]技术问题
[0007]根据实施例，本专利技术的一个目的在于提供一种电源供给电路，在从外部充电器提供的电压可以是固定的或可以是可变的状况下可高速和高效地对电池充电或者向电子装置内部的系统提供电力。
[0008]根据实施例，本专利技术的一个目的在于，使用一个结构简单的电路来提供在开关电容转换器(Switched Capacitor Converter)模式(电荷泵模式)和三电平降压转换器(3
‑
level Buck Converter)模式(降压模式)中可选择性地工作的电源供给电路，从而不仅可以针对多种外部充电方法有效地工作，而且可以减少元件数量并减小电感器的尺寸和损耗。
[0009]技术方案
[0010]本专利技术的一个方面提供了一种电源供给电路，从外部充电器接收电力并向电池和/或电子装置系统提供电力，包括：转换器，根据多个晶体管的导通/截止切换工作在电荷泵模式或降压模式中选择性地工作，所述多个晶体管中的至少一部分在所述电荷泵模式和所述降压模式中均进行切换工作；以及控制器，控制所述多个晶体管的切换工作。
[0011]在所述电源供给电路中，所述转换器包括：第一晶体管Q
CH
，连接于第一节点和第二节点之间；第二晶体管Q
DH1
，连接于第二节点和第三节点之间；第三晶体管Q
CL1
，连接于第三节点和第四节点之间；第四晶体管Q
DL
，连接于第四节点和第五节点之间；第五晶体管Q
DH2
，连接于第二节点和第六节点之间；第六晶体管Q
CL2
，连接于第六节点和第四节点之间；飞跨电容器，连接于第二节点和第四节点之间；以及电感器，连接于第六节点和第七节点之间，第一节点连接于输入电压，第三节点连接于电池电压，第五节点连接于基准电压PGND，第七节点连接于系统电压。
[0012]在所述电源供给电路中，所述转换器还包括连接于第三节点和第七节点之间的第七晶体管Q
BAT
。
[0013]在所述电源供给电路中，所述转换器构成为：在所述电荷泵模式下，通过所述第一晶体管至第四晶体管的切换工作，以所述输入电压与所述电池电压之比实际上具有2:1的关系的方式工作，在所述降压模式下，通过所述第一晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管以及所述第六晶体管的切换工作和所述电感器，所述系统电压低于所述输入电压，并且使所述输入电压V
IN
与所述系统电压V
SYS
之比可变。
[0014]在所述电源供给电路中，在所述电荷泵模式下，所述第一晶体管和所述第三晶体管实质上以0.5的占空比同时导通/截止，所述第二晶体管和所述第四晶体管实质上与所述第一晶体管相反地导通/截止。
[0015]在所述电源供给电路中，在所述电荷泵模式下，从所述第三节点向所述电池提供的电流不经过晶体管。
[0016]在所述电源供给电路中，在所述降压模式下，所述第一晶体管以第一占空比(duty)导通/截止，所述第五晶体管具有与所述第一晶体管实质上相同的占空比，并且以相移180度的形式导通/截止，所述第六晶体管与所述第五晶体管相反地导通/截止，所述第四晶体管与所述第一晶体管相反地导通/截止。
[0017]在所述电源供给电路中，所述控制器通过调节所述第一占空比来控制所述输入电压与所述系统电压之比。
[0018]在所述电源供给电路中，所述电感器的电流纹波(current ripple)频率是所述第一晶体管的切换频率的两倍。
[0019]在所述电源供给电路中，在所述电荷泵模式下，所述第五晶体管和所述第六晶体管不执行导通/截止工作。
[0020]在所述电源供给电路中，在所述电荷泵模式下，所述第五晶体管和所述第六晶体管也执行切换工作。
[0021]在所述电源供给电路中，所述第五晶体管与所述第二晶体管相同地导通/截止，所述第六晶体管与所述第三晶体管相同地导通/截止。
[0022]在所述电源供给电路中，第一节点所连接的所述输入电压是由从所述外部充电器提供的电压生成的中间总线电压。
[0023]在所述电源供给电路中，在连接所述外部充电器的节点与第一节点之间还包括输入端晶体管Q
RB
。
[0024]在所述电源供给电路中，所述第二晶体管、所述第三晶体管以及所述第七晶体管是能够双向控制的晶体管。
[0025]技术效果
[0026]根据本专利技术，通过实施例，在从充电器提供的电压可以是固定的或可以是可变的状况下可高速和高效地对电池充电或者向电子装置系统提供电力。
[0027]根据本专利技术，通过实施例，使用一个结构简单的电路来在开关电容转换器(Switched Capacitor Converter)模式(电荷泵模式)和三电平降压转换器(3
‑
level Buck Converter)模式(降压模式)中可选择性地工作，从而不仅可以针对多种外部充电方法有效地工作，而且可以减少元件数量并减小电感器的尺寸和损耗。
附图说明
[0028]图1示出了根据本专利技术一个实施例的电源供给电路。
[0029]图2至图4示例性地说明了根据图1的实施例的电源供给电路以开关电容转换器(Switched Capa本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电源供给电路，从外部充电器接收电力并向电池和/或电子装置系统提供电力，包括：转换器，根据多个晶体管的导通/截止切换工作在电荷泵模式或降压模式中选择性地工作，所述多个晶体管中的至少一部分在所述电荷泵模式和所述降压模式中均进行切换工作；以及控制器，控制所述多个晶体管的切换工作。2.根据权利要求1所述的电源供给电路，所述转换器包括：第一晶体管(Q
CH
)，连接于第一节点和第二节点之间；第二晶体管(Q
DH1
)，连接于第二节点和第三节点之间；第三晶体管(Q
CL1
)，连接于第三节点和第四节点之间；第四晶体管(Q
DL
)，连接于第四节点和第五节点之间；第五晶体管(Q
DH2
)，连接于第二节点和第六节点之间；第六晶体管(Q
CL2
)，连接于第六节点和第四节点之间；飞跨电容器，连接于第二节点和第四节点之间；以及电感器，连接于第六节点和第七节点之间，第一节点连接于输入电压，第三节点连接于电池电压，第五节点连接于基准电压(PGND)，第七节点连接于系统电压。3.根据权利要求2所述的电源供给电路，所述转换器还包括连接于第三节点和第七节点之间的第七晶体管(Q
BAT
)。4.根据权利要求2所述的电源供给电路，所述转换器构成为：在所述电荷泵模式下，通过所述第一晶体管至第四晶体管的切换工作，以所述输入电压与所述电池电压之比实际上具有2:1的关系的方式工作，在所述降压模式下，通过所述第一晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管以及所述第六晶体管的切换工作和所述电感器，所述系统电压低于所述输入电压，并且使所述输入电压与所述系统电压之比可变。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔载淳，崔硕文，薛庆植，白仁国，金永基，
申请(专利权)人：杭州芯迈半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：