一种用于电源管理的控制电路、电源管理芯片和电子设备的制作方法

专利2026-06-15  1


本发明实施例涉及集成电路,尤其涉及一种用于电源管理的控制电路、电源管理芯片和电子设备。


背景技术:

1、随着便携式电子产品在日常生活中的广泛应用,对电源管理芯片的需求也呈指数上升趋势,其中,带路径管理功能的电源管理芯片广泛应用于智能手环、手表、无线耳机等便携式设备中。

2、若负载系统端存在较大的容性负载或者输出短路的情况,那么,当设备的内部电源放电时,传统电源管理芯片的软启动电路如果启动速度比较快,就会产生很大的浪涌电流,从而导致芯片端的电压有较大的波动。过大的浪涌电流可能会导致电源管理芯片中的功率管或其他电路烧毁;较大的电压波动可能会造成芯片反复启动,导致芯片工作异常。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明实施例提供一种用于电源管理的控制电路、电源管理芯片和电子设备,以至少部分解决上述问题。

2、根据本发明实施例的第一方面,提供了一种用于电源管理的控制电路,该控制电路包括开关模块、控制模块和驱动模块,开关模块电连接在内部电源和负载系统之间,用于导通或断开所述内部电源和所述负载系统之间的电连接;所述控制模块与所述负载系统的输入端电连接,所述控制模块被配置为在所述负载系统的上电阶段输出第一控制信号,并在上电完成后输出第二控制信号;驱动模块与所述内部电源和所述开关模块均电连接,所述驱动模块响应于所述第一控制信号而产生偏置电流,且输出第一驱动电压至所述开关模块;其中,所述开关模块被配置为在所述第一驱动电压的作用下导通并允许通过第一驱动电流,且所述第一驱动电流和所述偏置电流呈正相关。

3、根据本发明实施例的第二方面,提供了一种电源管理芯片,包括上述的控制电路。

4、根据本发明实施例的第三方面,提供了一种电子设备,包括上述的电源管理芯片。

5、基于上述技术方案,负载系统开始上电时,驱动模块响应于第一控制信号产生偏置电流以及第一驱动电压,如此就可以使第一驱动电流从内部电源经过开关模块流向负载系统,随着时间的累积,负载系统完成上电启动过程。在这个过程中,由于偏置电流恒定,因此第一驱动电流也恒定,从而实现稳定的上电启动。如此,只需将第一驱动电流和偏置电流之间的比例关系设定好就可以控制第一驱动电流的大小,实现良好的上电启动过程。该电路不需要纳安级小电流,因此可以降低温度、压力、制作工艺等因素对电路的影响,使电路可靠性更高;并且该电路通过限制平均软启动电流的方式来实现软启动,不会出现过流的问题,因此也不会出现芯片反复启动或者无法启动的问题。



技术特征:

1.一种用于电源管理的控制电路,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述第一驱动电流为所述偏置电流的整数倍。

3.根据权利要求1或2所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述控制电路还包括充放电模块,所述充放电模块被配置为用于产生充电使能信号或放电使能信号;

4.根据权利要求3所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述驱动模块包括第一驱动部,所述第一驱动部响应于所述第一控制信号而导通,并且响应于所述第二控制信号而关断;所述第一驱动部在导通时产生偏置电[aw202300291cn1][hs2311284ccn]流,且输出第一驱动电压至所述开关模块;

5.根据权利要求4所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述第一驱动部包括电压输出节点,所述第一驱动部导通时在所述电压输出节点输出第一驱动电压;所述开关模块包括多个第一开关,所述多个第一开关的第一端并联且均与所述内部电源的输出端电连接,所述多个第一开关的第二端并联且均与所述负载系统的输入端电连接,所述多个第一开关的控制端并联且均与所述电压输出节点电连接,各个所述第一开关在所述第一驱动电压的作用下导通以允许第一导通电流通过。

6.根据权利要求5所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述第一驱动部包括电流镜和第二mos管,所述电流镜的比例为1:1,

7.根据权利要求6所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述控制电路还包括电压选择模块,所述第一开关为mos管,所述电压选择模块的第一输入端和第二输入端分别输入内部电源电压和负载电压,所述电压选择模块将所述内部电源电压和所述负载电压中较低者作为输出电压输出,且所述电压选择模块的输出端与所述第二mos管的衬底、所述第一开关的衬底电连接。

8.根据权利要求7所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述第一驱动部还包括第三开关,所述第三开关为mos管,所述第三开关的第一端和所述第二mos管的衬底电连接,所述第三开关的第二端和所述电压选择模块的输出端连接,所述第三开关的控制端与控制模块电连接;响应于第一控制信号,所述第三开关导通,响应于第二控制信号,所述第三开关断开。

9.根据权利要求6所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述第一驱动部还包括第一与门和第四开关,

10.根据权利要求9所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述第一驱动部还包括第五开关,所述第五开关为mos管,

11.根据权利要求10所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述第一驱动部还包括第六开关,所述第六开关和所述第五开关相同,并且,

12.根据权利要求4所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述驱动模块还包括第二驱动部,所述第二驱动部电连接在所述电荷泵和所述开关模块之间,所述第二驱动部响应于所述第一控制信号而关断,并响应于所述第二控制信号而导通,所述第二驱动部导通时输出第二驱动电压,所述开关模块被配置为在所述第二驱动电压的作用下导通并允许通过第二驱动电流。

13.根据权利要求12所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述第二驱动部包括第七开关,所述第七开关的第一端与所述电荷泵的输出端电连接,所述第七开关的第二端与所述开关模块电连接;其中,

14.根据权利要求13所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述第七开关为pmos管,所述第二驱动部还包括逻辑门组、第八开关、第一电阻、第二电阻和电容,

15.根据权利要求12所述的用于电源管理的控制电路,其特征在于,所述控制电路还包括采样模块和分流模块,

16.一种电源管理芯片,包括如权利要求1-15中任一项所述的用于电源管理的控制电路。

17.一种电子设备,包括如权利要求16所述的电源管理芯片。


技术总结
本发明提供了一种用于内部电源管理的控制电路、内部电源管理芯片和电子设备,该控制电路包括开关模块、控制模块和驱动模块,开关模块电连接在内部电源和负载系统之间,用于导通或断开内部电源和负载系统之间的电连接;控制模块与负载系统的输入端电连接,控制模块被配置为在负载系统上电阶段输出第一控制信号,并在上电完成后输出第二控制信号;驱动模块与内部电源和开关模块均电连接,驱动模块响应于第一控制信号而产生偏置电流,且输出第一驱动电压至开关模块;开关模块被配置为在第一驱动电压的作用下导通并允许通过第一驱动电流,且第一驱动电流和偏置电流的正相关。如此可以有效控制第一驱动电流,实现良好的上电启动过程。

技术研发人员:孟威威,袁博群,王锡陆
受保护的技术使用者:上海艾为半导体技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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