[發明專利]極低功耗開關型多電源管理電路

無效

• 申請號: 201110411392.7
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102420535A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 羅杰;李文昌;于廷江;黃國輝;劉劍
• 申請（專利權）人: 成都成電硅海科技股份有限公司
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M1/08
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所 51215
• 代理人: 劉勛

技術領域

本發明涉及集成電路技術。

背景技術

電源管理芯片是指可在85VAC～265VAC通用交流輸入范圍內都可獲得穩定的輸出電壓，同時可實現大范圍的DC-DC輸出的一類IC。

電源管理芯片系統中的功耗主要有功率開關管自身功耗、為電源供電的功耗、柵驅動功耗、控制模塊功耗。為電源供電的功耗僅次于功率開關管自身功耗，為整個電源管理芯片的第二大功耗來源。傳統的電源管理系統中的供電系統通過阻、容分壓實現線性降壓為芯片供電，此種方式為常見的線性電源供電方式。線性電源供電系統在高壓輸入時，降壓器件承受高壓大電流，自身會有極大的功耗。開關型供電模式可大大降低供電模塊中降壓管承受高壓大電流的時間，實現極低的供電功耗。

現有的電源管理芯片系統，一般為單電源供電。單電源供電本身決定了芯片內部控制模塊及功率開關管的柵驅動電壓為固定值，這不利于控制模塊功耗及功率開關管柵驅動電壓的最優化實現。多電源供電模式可以在降低芯片內部控制模塊功耗的同時獲得最有的驅動電壓。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠降低降壓管處于高壓大電流的時間，以降低供電功耗的多電源管理電路。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是：極低功耗開關型多電源管理電路，包括電阻網絡模塊、功率開關管，其特征在于，還包括降壓器件、內部低壓差電壓調制器、比較器、低壓控制模塊、中壓模塊，低壓控制模塊的VCC端通過內部低壓差電壓調制器連接到第一連接點，第一連接點通過電阻網絡模塊連接到比較器的第一輸入端，低壓控制模塊還與比較器的第二輸入端連接，第一連接點與中壓模塊連接，中壓模塊連接功率開關管的柵極，功率開關管的柵極還連接到比較器的第三輸入端，比較器的輸出端連接到降壓器件的控制端，降壓器件的一端接第一連接點，另一端接輸出點，輸出點接功率開關管。

所述降壓器件為Ffet，或者為耗盡型MOS管。

本發明提出的極低功耗開關型多電源供電解決方案，能適應從18V到450V的DC輸入電壓范圍，同時可實現在85VAC～265VAC通用交流輸入范圍可穩定可靠工作，并保證系統的高效能。

以下結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的說明。

附圖說明

圖1為現有方案的典型框圖。

圖2為本發明中采用Jfet降壓管的單片集成系統級結構示意圖。

圖3為本發明中采用耗盡型nmos(Dep?nmos)降壓管的單片集成系統級結構示意圖。

圖4為本發明中兩片式電源管理IC的系統級結構示意圖。

具體實施方式

圖1為現有方案的典型框圖。該方案由電源管理IC實現LED驅動的典型應用。該方案由降壓器件1、運算放大器OP?2、控制模塊controller?3、電阻網絡模塊Rnet?4、功率開關管5、二極管6、電感7、電容8、LED燈9、AC輸入10、全橋整流器11、芯片供電電容12組成。

現有方案中高壓輸入通過降壓器件1對芯片供電電容12充電，產生芯片內部供電電源VCC。VCC通過電阻網絡Rnet?4分壓后與芯片基準電壓通過運算放大器OP?2進行比較，將比較結果輸入到降壓器件以調節流過的電流值，最終實現調節電容12的電壓值。現有方案的供電方式為線性調壓供電模式，降壓器件1一直導通承受高壓大電流，功耗很大。現有方案芯片內部電源只有芯片供電電容12上的電壓VCC一個電平。

圖2為本發明中采用Jfet降壓管的單片集成系統級結構。該方案由電源管理IC實現LED驅動的典型應用。該方案由降壓器件Jfet13、內部低壓差電壓調制器LDO?14、比較器Com?15、低壓控制模塊LV?controller?16、中壓模塊MV?driver17、電阻網絡模塊Rnet?4、功率開關管5、二極管6、電感7、電容8、LED燈9、AC輸入10、全橋整流器11、芯片供電電容12組成。