[發明專利]一種超低功耗高可靠性電源管理設計及實現方法

有效

• 申請號: 201710789621.6
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107562106B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 劉慧;牟晨杰
• 申請（專利權）人: 華大半導體有限公司
• 主分類號: G05F1/46
• 分類號: G05F1/46
• 代理公司: 上海專尚知識產權代理事務所(普通合伙) 31305
• 代理人: 張政權;周承澤

一種電壓調控器，可以自適應的控制輸出電壓值。所述電壓調控器包括電壓提供單元和用于模擬用電單元狀況的電壓檢測電路，所述電壓提供單元向用電單元提供第一電壓，所述電壓提供單元為所述電壓檢測電路提供第二電壓，所述電壓提供單元根據所述電壓檢測電路的反饋，調節所述第一電壓的電壓值。

技術領域

本發明涉及數字電路，尤其涉及一種超低功耗高可靠性電源管理設計及實現方法。

背景技術

隨著IC芯片的規模越來越大，數字電路也相應的越來越多，隨之而來的就是功耗會越來越大。對于便攜式設備以及使用電池的設備而言，降低IC芯片功耗的需求越來越強烈。隨著綠色能源的普及，同樣對于IC芯片的低功耗，超低功耗提出了苛刻的挑戰。

芯片工作的外部環境以及工藝等都可能對芯片的功耗產生影響。隨著技術的發展，各種減小功耗的方法得到嘗試。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，克服現有技術中存在的問題，提供一種新型的電壓調控器，能夠以極低的成本，極大地減低數字電路等用電單元的動態功耗以及靜態功耗，并增強芯片工作可靠性。

根據本發明的一個方面，提供一種電壓調控器，包括電壓提供單元和用于模擬用電單元狀況的電壓檢測電路，所述電壓提供單元向用電單元提供第一電壓，所述電壓提供單元為所述電壓檢測電路提供第二電壓，所述電壓提供單元根據所述電壓檢測電路的反饋，調節所述第一電壓的電壓值；且，在降低所述第一電壓的電壓值時，所述第二電壓的電壓值低于所述第一電壓的電壓值。

在所述的電壓調控器中，先降低所述第二電壓的電壓值，如果在降壓后所述第二電壓下，所述電壓檢測電路的反饋為穩定結果，則將所述第一電壓的電壓值降低為降壓后所述第二電壓的電壓值；如果在降壓后所述第二電壓下，所述電壓檢測電路的反饋為不穩定結果，則升高所述第二電壓至所述第一電壓的電壓值。

在所述的電壓調控器中，所述反饋的結果為不穩定結果，所述電壓提供單元提高所述第二電壓的電壓值，如果所述第二電壓的電壓值等于第一電壓的電壓值，同時提高所述第一電壓的電壓值。

在所述的電壓調控器中，在降壓模式下，如果所述反饋的結果為穩定結果，所述電壓提供單元降低所述第一電壓。

在所述的電壓調控器中，如果所述第一電壓為安全電壓，進入降壓模式；所述降壓模式結束后，所述反饋的結果為穩定結果時，進入升壓模式。

在所述的電壓調控器中，如果所述反饋的結果為穩定結果，所述第一電壓和第二電壓維持不變。

在所述的電壓調控器中，所述電壓調控器還包括開關接口和復位電路；所述開關接口接收開啟信號，所述開啟信號控制所述電壓檢測電路開始工作；當所述第一電壓或/和第二電壓的電壓超過一預定電壓范圍時，所述復位電路控制所述電壓提供單元的輸出電壓進行復位。

在所述的電壓調控器中，所述電壓檢測電路在第二電壓下的頻率變化反映所述電壓提供單元在第一電壓下的穩定性；在所述第一電壓和第二電壓相同時，隨所述第一電壓的變化，所述電壓提供單元的頻率與所述數字電路的頻率具有一一對應關系；所述電壓檢測電路包括高頻振蕩器，所述高頻振蕩器接收所述第二電壓以得到第一時鐘；一計數器在預定計數周期內對所述第一時鐘進行計數，以得到計數值；一比較器比較所述計數值和預定值，如果所述計數值大于預定值，所述反饋的結果為穩定結果；如果所述計數值小于預定值，所述反饋的結果為不穩定結果。

根據本發明的另一面，提供一種電源管理電路，包括如上任意一項所述電壓調控器。

根據本發明的又一面，提供一種電壓調控方法，包括：