一种智能电源开关芯片制造技术

本发明专利技术提供的一种智能电源开关芯片

【技术实现步骤摘要】
一种智能电源开关芯片、电源管理系统及电子设备


[0001]本专利技术涉及电源领域，尤其涉及一种智能电源开关芯片
、
电源管理系统及电子设备

技术介绍

[0002]在各种成本控制比较严格的电池供电系统产品中，其充电芯片往往会采用较为便宜的不带电源路径管理功能的芯片；其中，不带电源路径管理功能指的是充电芯片的输出脚既会接到待充电电池的正极，又会接到内部系统的电源输入脚
。
当有外置电源输入电源电压时，充电芯片的输出电压既可以为电池充电，也可以为内部系统供电
。
当无外置电源时，电池直接为内部系统供电
。
但这样的问题在于，难以通过长按外置按键以实现电池和内部系统之间完全切断和完全导通的切换，即难以通过长按外置按键来开机和对后端系统完全断电关机
。
[0003]请参考图
1(a)
和图
1(b)
，为解决上述问题，现有技术额外设置了微控制单元
(MCU)
以对外置按键的按压时间进行监控；若电源开关内部的
MOS
管处于导通状态，且外置按键的按压时间超过设定时间，则微控制单元会通过
IO
口发送控制信号至电源开关内部的逻辑控制模块，以使逻辑控制模块关断
MOS
管，即关机；若电源开关内部的
MOS
管处于关断状态，且外置按键的按压时间超过设定时间，则微控制单元会通过
IO
口发送控制信号至电源开关内部的逻辑控制模块，以使逻辑控制模块导通
MOS
管，即开机
。
而电源开关内部的比较器也会对电池是否足以维持电源开关正常工作进行监测；其中，若电池不足以维持电源开关正常工作，则逻辑控制模块会自动关断
MOS
管，以停止工作
。
但现有技术存在的问题在于：
(1)
额外设置的微控制单元会增加电路成本，以及电路系统的整体功耗
。(2)
当有外置电源输入电源电压时，无法主动导通
MOS
管，只能通过导通体二极管来对电池进行充电，影响充电效率
。(3)
无法对电池的电量进行监测；在超长关机定期唤醒的应用中，可能在唤醒前的超长关机过程中电池就没电了，但上位系统却不知晓，以至于无法唤醒设备
。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术的上述问题，本专利技术提供了一种智能电源开关芯片
、
电源管理系统及电子设备
。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了智能电源开关芯片，用于对充电管理芯片和电池进行智能隔离或智能连接；其中，所述智能电源开关芯片的第一电压端耦接至所述充电管理芯片的输出端，所述智能电源开关芯片的第二电压端耦接至所述电池的正极，该芯片包括：
[0006]第一开关单元，所述第一开关单元的第一端耦接至所述第二电压端；所述第一开关单元的第二端耦接至所述第一电压端；所述第一开关单元用于对充电管理芯片和电池进行隔离或连接；
[0007]第一比较单元，所述第一比较单元的第一输入端通过第一分压单元耦接至所述第
二电压端，所述第一比较单元的第二输入端通过第二分压单元耦接至所述第一电压端；所述第一比较单元用于对输入所述第二电压端的第一电池电压的分压和输入所述第一电压端的第一电源电压的分压进行比较，并根据比较结果输出第一控制信号；其中，所述第一控制信号用于表征所述电池是否需要充电；
[0008]第二比较单元，所述第二比较单元的第一输入端通过所述第一分压单元耦接至所述第二电压端，所述第二比较单元的第二输入端输入第一参考电压；所述第二比较单元用于对所述第一电池电压的分压和所述第一参考电压进行比较，并根据比较结果输出第二控制信号；所述第二控制信号用于表征所述电池的剩余电量是否低于第一阈值；
[0009]第三比较单元，所述第三比较单元的第一输入端通过所述第一分压单元耦接至所述第二电压端，所述第三比较单元的第二输入端输入第二参考电压；所述第三比较单元用于对所述第一电池电压的分压和所述第二参考电压进行比较，并根据比较结果输出第三控制信号；所述第三控制信号用于表征所述智能电源开关芯片能否正常工作；
[0010]按键控制单元和单线通信单元，所述按键控制单元的第一端和所述单线通信单元的第一端均耦接至所述智能电源开关芯片的复用通信端；所述按键控制单元用于根据所述复用通信端监测外部按键的按压时间，并根据该按压时间输出第四控制信号；所述单线通信单元用于根据所述复用通信端输入的通信信号，检测所述电池的剩余电量；
[0011]逻辑控制单元，所述逻辑控制单元的输入端分别耦接到所述第一比较单元的输出端至所述第三比较单元的输出端
、
所述按键控制单元的输出端
、
所述单线通信单元的输出端，所述逻辑控制单元的输出端耦接至所述第一开关单元的控制端；所述逻辑控制单元用于根据所述第一控制信号至所述第四控制信号，控制所述第一开关单元的导通或关断
。
[0012]可选的，所述第一开关单元包括第一
MOS
管
、
第一开关
、
第二开关；所述第一
MOS
管的第一端作为所述第一开关单元的第一端，所述第一
MOS
管的第二端作为所述第一开关单元的第二端，所述第一
MOS
管的栅极作为所述第一开关单元的控制端，所述第一
MOS
管用于对充电管理芯片和电池进行隔离或连接；所述第一开关耦接至所述第一
MOS
管的源极和衬底之间，所述第二开关耦接至所述第一
MOS
管的漏极和衬底之间；
[0013]其中，若所述第一电池电压大于所述第一电源电压，则所述第一开关被导通，所述第二开关被关断，以使所述第一
MOS
管的体二极管的正极耦接至所述第一电压端，所述第一
MOS
管的体二极管的负极耦接至所述第二电压端；若所述第一电池电压小于所述第一电源电压，则所述第一开关被关断，所述第二开关被导通，以使所述第一
MOS
管的体二极管的正极耦接至所述第二电压端，所述第一
MOS
管的体二极管的负极耦接至所述第一电压端
。
[0014]可选的，所述第一
MOS
管包括
PMOS
管
。
[0015]可选的，所述第一
MOS
管包括
NMOS
管
。
[0016]可选的，还包括供电单元；所述供电单元包括第一二极管子单元
、
第二二极管子单元
、
内部电源；
[0017]所述第一二极管子单元耦接至所述第二电压端和所述内部电源之间，所述第二二极管子单元耦接至所述第一电压端和所述内部电源之间；所述内部电源用于为所述智能电源开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种智能电源开关芯片，用于对充电管理芯片和电池进行智能隔离或智能连接；其中，所述智能电源开关芯片的第一电压端耦接至所述充电管理芯片的输出端，所述智能电源开关芯片的第二电压端耦接至所述电池的正极，其特征在于，该芯片包括：第一开关单元，所述第一开关单元的第一端耦接至所述第二电压端；所述第一开关单元的第二端耦接至所述第一电压端；所述第一开关单元用于对充电管理芯片和电池进行隔离或连接；第一比较单元，所述第一比较单元的第一输入端通过第一分压单元耦接至所述第二电压端，所述第一比较单元的第二输入端通过第二分压单元耦接至所述第一电压端；所述第一比较单元用于对输入所述第二电压端的第一电池电压的分压和输入所述第一电压端的第一电源电压的分压进行比较，并根据比较结果输出第一控制信号；其中，所述第一控制信号用于表征所述电池是否需要充电；第二比较单元，所述第二比较单元的第一输入端通过所述第一分压单元耦接至所述第二电压端，所述第二比较单元的第二输入端输入第一参考电压；所述第二比较单元用于对所述第一电池电压的分压和所述第一参考电压进行比较，并根据比较结果输出第二控制信号；所述第二控制信号用于表征所述电池的剩余电量是否低于第一阈值；第三比较单元，所述第三比较单元的第一输入端通过所述第一分压单元耦接至所述第二电压端，所述第三比较单元的第二输入端输入第二参考电压；所述第三比较单元用于对所述第一电池电压的分压和所述第二参考电压进行比较，并根据比较结果输出第三控制信号；所述第三控制信号用于表征所述智能电源开关芯片能否正常工作；按键控制单元和单线通信单元，所述按键控制单元的第一端和所述单线通信单元的第一端均耦接至所述智能电源开关芯片的复用通信端；所述按键控制单元用于根据所述复用通信端监测外部按键的按压时间，并根据该按压时间输出第四控制信号；所述单线通信单元用于根据所述复用通信端输入的通信信号，检测所述电池的剩余电量；逻辑控制单元，所述逻辑控制单元的输入端分别耦接到所述第一比较单元的输出端至所述第三比较单元的输出端
、
所述按键控制单元的输出端
、
所述单线通信单元的输出端，所述逻辑控制单元的输出端耦接至所述第一开关单元的控制端；所述逻辑控制单元用于根据所述第一控制信号至所述第四控制信号，控制所述第一开关单元导通或关断
。2.
根据权利要求1所述的智能电源开关芯片，其特征在于，所述第一开关单元包括第一
MOS
管
、
第一开关
、
第二开关；所述第一
MOS
管的第一端作为所述第一开关单元的第一端，所述第一
MOS
管的第二端作为所述第一开关单元的第二端，所述第一
MOS
管的栅极作为所述第一开关单元的控制端，所述第一
MOS
管用于对充电管理芯片和电池进行隔离或连接；所述第一开关耦接至所述第一
MOS
管的源极和衬底之间，所述第二开关耦接至所述第一
MOS
管的漏极和衬底之间；其中，若所述第一电池电压大于所述第一电源电压，则所述第一开关被导通，所述第二开关被关断，以使所述第一
MOS
管的体二极管的正极耦接至所述第一电压端，所述第一
MOS
管的体二极管的负极耦接至所述第二电压端；若所述第一电池电压小于所述第一电源电压，则所述第一开关被关断，所述第二开关被导通，以使所述第一
MOS
管的体二极管的正极耦接至所述第二电压端，所述第一
MOS
管的体二极管的负极耦接至所述第一电压端
。3.
根据权利要求2所述的智能电源开关芯片，其特征在于，所述第一
MOS
管包括
PMOS
管
。
4.
根据权利要求2所述的智能电源开关芯片，其特征在于，所述第一
MOS
管包括
NMOS
管
。5.
根据权利要求1所述的智能电源开关芯片，其特征在于，还包括供电单元；所述供电单元包括第一二极管子单元
、
第二二极管子单元
、
内部电源；所述第一二极管子单元耦接至所述第二电压端和所述内部电源之间，所述第二二极管子单元耦接至所述第一电压端和所述内部电源之间；所述内部电源用于为所述智能电源开关芯片内的各个单元供电；所述第一二极管子单元用于防止所述内部电源的电压倒灌至所述第二电压端，所述第二二极管子单元用于防止所述内部电源的电压倒灌至所述第一电压端；其中，若所述第一电池电压大于所述第一电源电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗勇进，
申请(专利权)人：上海爻火微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：