[實(shí)用新型]一種電源管理芯片、供電系統(tǒng)和電子設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720948972.2
• 申請(qǐng)日: 2017-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN207150424U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳佳;黃昌松;劉小勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海市魅族科技有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/00
• 分類號(hào): H02M3/00;H02M3/07
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11291
• 代理人: 黃志華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電源芯片技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電源管理芯片、供電系統(tǒng)和電子設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著芯片制程工藝越來越先進(jìn)，芯片體積減小，功耗降低已成為發(fā)展趨勢(shì)。一般芯片內(nèi)核的供電電壓為0.5V-1.4V，如CPU供電電壓(VCORE)、圖形處理器(Graphics Processing Unit，GPU)供電電壓(VGPU)、調(diào)制解調(diào)器MODEM供電電壓(VMD)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)，供電電壓(VDRAM)為0.5V-1.4V。電源管理芯片內(nèi)部設(shè)置有降壓式轉(zhuǎn)換電路，一般為BUCK降壓電路，對(duì)電源管理芯片的輸入電壓進(jìn)行降壓，達(dá)到芯片內(nèi)核的供電電壓值。圖1為傳統(tǒng)的電源管理芯片的供電示意圖，BUCK降壓電路將3V-5V的供電單元為其提供的輸入電壓降壓到0.5V-1.4V，為與電源管理芯片連接的負(fù)載供電，可以理解為給芯片內(nèi)核供電，當(dāng)然也可以是其他的負(fù)載。

由于BUCK降壓電路中的開關(guān)管存在導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗，電感存在線圈損耗和磁芯損耗，所以BUCK降壓電路的降壓轉(zhuǎn)換效率不能做到很高，BUCK降壓電路的轉(zhuǎn)換效率一般為80％-85％左右。并且針對(duì)BUCK降壓電路，輸入電壓與輸出電壓的壓差越大，轉(zhuǎn)換效率越低。因此隨著芯片內(nèi)核的供電電壓越來越低，BUCK降壓電路的轉(zhuǎn)換效率持續(xù)下降，并且芯片的發(fā)熱也會(huì)加強(qiáng)。

以下的表1為國(guó)外的某知名電源廠家的BUCK降壓電路的轉(zhuǎn)換效率：

表1

由表1可以得出，當(dāng)輸出電流相同時(shí)，輸入電壓與輸出電壓的壓差越大，轉(zhuǎn)換效率越低。這些都是原廠在嵌入式計(jì)算機(jī)板(Embedded Computer Board，EVB)上，在散熱性，功率電感等都是最優(yōu)的情況下，測(cè)試得到的數(shù)據(jù)。但是在實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中，較多的采用印制電路板(Printed Circuit Board，PCB)，由于受到PCB布局走線，器件選型的影響，BUCK降壓電路的轉(zhuǎn)換效率還會(huì)再降低1％-5％。終端中使用的電源管理芯片，是將相關(guān)的BUCK降壓電路集成在一起，集成后的BUCK降壓電路，比單個(gè)BUCK降壓電路的轉(zhuǎn)換效率還要降低，并且在受到布局走線，器件選型，散熱等的影響后，BUCK降壓電路的實(shí)際轉(zhuǎn)換效率還要再降低。因此提高電源管理芯片的轉(zhuǎn)換效率已變得非常重要。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種電源管理芯片、供電系統(tǒng)和電子設(shè)備，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中電源管理芯片轉(zhuǎn)換效率低的問題。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種電源管理芯片，所述電源管理芯片包括：電荷泵轉(zhuǎn)換模塊和BUCK降壓轉(zhuǎn)換模塊；

所述電荷泵轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與所述BUCK降壓轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，所述BUCK降壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與對(duì)應(yīng)的負(fù)載連接；

所述電荷泵轉(zhuǎn)換模塊，用于將電源管理芯片的輸入電壓進(jìn)行第一次降壓，并將第一次降壓后的第一電壓傳輸給所述BUCK降壓轉(zhuǎn)換模塊；

所述BUCK降壓轉(zhuǎn)換模塊，用于將接收到的第一電壓進(jìn)行第二次降壓，并將第二次降壓后的第二電壓輸出給對(duì)應(yīng)的負(fù)載。

進(jìn)一步地，所述BUCK降壓轉(zhuǎn)換模塊包括一個(gè)BUCK降壓電路或兩個(gè)以上并聯(lián)的BUCK降壓電路。

進(jìn)一步地，所述電荷泵轉(zhuǎn)換模塊包括一個(gè)電荷泵轉(zhuǎn)換子電路，所述電荷泵轉(zhuǎn)換子電路的輸出端和一個(gè)BUCK降壓電路的輸入端連接，或者所述電荷泵轉(zhuǎn)換子電路的輸出端與兩個(gè)以上并聯(lián)的BUCK降壓電路的輸入端連接。

進(jìn)一步地，所述電荷泵轉(zhuǎn)換模塊包括兩個(gè)以上并聯(lián)的電荷泵轉(zhuǎn)換子電路，當(dāng)所述BUCK降壓轉(zhuǎn)換模塊包括兩個(gè)以上并聯(lián)的BUCK降壓電路時(shí)，其中，每個(gè)電荷泵轉(zhuǎn)換子電路的輸出端與一個(gè)BUCK降壓電路或兩個(gè)以上并聯(lián)的BUCK降壓電路的輸入端連接。

進(jìn)一步地，每個(gè)電荷泵轉(zhuǎn)換子電路的輸出端分別與所有并聯(lián)的BUCK降壓電路的輸入端連接。

進(jìn)一步地，

針對(duì)任一電荷泵轉(zhuǎn)換子電路，所述電荷泵轉(zhuǎn)換子電路包括：第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第一電容以及第二電容；其中：

所述第一開關(guān)的輸入端與為所述電源管理芯片提供輸入電壓的供電單元的輸出端連接，所述第一開關(guān)的輸出端分別與所述第三開關(guān)的輸入端、所述第一電容的第一端相連；

所述第二開關(guān)的輸入端與所述第一電容的第二端以及所述第四開關(guān)的輸入端相連；所述第二開關(guān)的輸出端與所述第二電容的第一端以及所述第三開關(guān)的輸出端相連；