MP2為相同類型的MOS管，功率管MP3的寬長比之比為輸出管MP2的寬長比之比的I/K倍，電流源11的電流值設計為低壓差電壓調節器120的最大輸出電流的1/K倍(K為大于I的自然數，在一個實際的實施例中，K= 10000)，這樣，功率管MP3上形成的電壓降等于低壓差電壓調節器120在最大輸出電流時在輸出管MP2源漏極上形成的最大電壓降；電壓源Vdsat的電壓值被設計為滿足低壓差電壓調節器120中運算放大器OPl工作在飽和區的最低輸出電壓，例如100mV。低壓差電壓調節器120的輸出電壓Vo加上Vp3(即功率管MP3源極和漏極上的電壓降)，即為滿足低壓差電壓調節器120最小輸入輸出電壓差的DC-DC轉換器110的輸出電壓值Vmin，通過將上述電壓設置為DC-DC轉換器110中誤差放大器EA的參考電壓Vref，則DC-DC轉換器110的負反饋環路將其輸出電壓VDC調整等于低壓差電壓調節器120最小輸入輸出電壓差的DC-DC轉換器110的輸出電壓值Vmin。這樣，可以實現最佳的低壓差電壓調節器輸入輸出電壓差，從而實現最高的系統效率。
[0028]在圖1所示的實施例中，運算放大器OPl的第一輸入端為正向輸入端，其第二輸入端為負向輸入端;輸出管MP2和功率管MP3均為PMOS晶體管。
[0029]在圖1所示的實施例中，所述反饋控制電路112包括誤差放大器EA、PWM比較器(PWMComparator)和驅動電路Driver。所述誤差放大器EA的第一輸入端與所述參考電壓Vref相連，其第二輸入端與所述DC-DC轉換器110的輸出電壓VDC相連，其輸出端與所述PWM比較器的第一輸入端相連;PWM比較器的第二輸入端與三角波信號Ramp相連，PWM比較器的輸出端與驅動電路Driver的輸入端相連;驅動電路Driver的第一輸出端與第一功率開關MPl的柵極相連，其第二輸出端與第二功率開關MNl的柵極相連。所述誤差放大器EA放大所述參考電壓Vref與所述輸出電壓VDC的誤差以得到并輸出誤差放大電壓ΕΑ0;所述WM比較器用于比較三角波信號Ramp和所述誤差放大電壓EAO以輸出脈寬調制信號PWMO:所述驅動電路Driver基于所述脈寬調制信號PffMO輸出第一驅動信號TORV和第二驅動信號NDRV。
[°03°]在圖1所不的實施例中，所述誤差放大器EA的第一輸入端為正向輸入端，其第二輸入端為負向輸入端;所述PWM比較器的第一輸入端為正向輸入端，其第二輸入端為負向輸入端。
[0031]所述電源轉換電路114包括第一功率開關MPl、第二功率開關MNl、電感LI和電容Cl。所述第一功率開關MPl的源極和襯體與輸入電壓VDD相連，其漏極與第二功率開關MNl的漏極相連，第二功率開關MNl的源極和襯體接地;第一功率開關MPl和第二功率開關MNl之間的連接節點依次經所述電感LI和電容CI接地，電感LI和電容CI之間的連接節點的電壓為所述輸出電壓VDC。在圖1所示的實施例中，第一功率開關MPI為PMOS晶體管，第二功率開關MNl為NMOS晶體管。
[0032]圖1中的DC-DC轉換器110為降壓轉換器，誤差放大器EA通過比較DC-DC轉換器110的輸出電壓VDC與參考電壓Vref，產生誤差放大電壓ΕΑ0，Ρ麗比較器比較誤差放大電壓EAO與三角波信號Ramp，產生脈寬調制信號PWM0，經過驅動器Driver來驅動第一功率開關MPl和第二功率開關麗I，經過電感LI和電容Cl濾波后產生DC-DC轉換器110的輸出電壓VDC，再反饋回誤差放大器EA的負相輸入端。這樣形成負反饋環路，此負反饋環路穩定時，VDC電壓等于參考電壓Vref。
[0033]綜上所述，本實用新型在現有技術的基礎上增設了參考電壓產生電路130，該參考電壓產生電路130基于低壓差電壓調節器120的輸出電壓Vo和反應低壓差電壓調節器120中的輸出管MP2上的最大電壓降的預設電壓求和，并將該求和電壓作為參考電壓提供給DC-DC轉換器110，則DC-DC轉換器的負反饋環路將其輸出電壓VDC調整等于低壓差電壓調節器110最小輸入輸出電壓差的DC-DC轉換器110的輸出電壓值Vmin。這樣，可以實現最佳的低壓差電壓調節器輸入輸出電壓差，從而實現最高的系統效率。
[0034]本實用新型中的“連接”、“相連”或“相接”等表示電性連接的詞語都表示電性的間接或直接連接。上述說明已經充分揭露了本實用新型的【具體實施方式】。需要指出的是，熟悉該領域的技術人員對本實用新型的【具體實施方式】所做的任何改動均不脫離本實用新型的權利要求書的范圍。相應地，本實用新型的權利要求的范圍也并不僅僅局限于前述【具體實施方式】。
【主權項】
1.一種電源管理電路，其特征在于，其包括DC-DC轉換器、低壓差電壓調節器和參考電壓產生電路，所述DC-DC轉換器包括反饋控制電路和電源轉換電路， 所述電源轉換電路包括第一功率開關和第二功率開關，其通過第一功率開關和第二功率開關交替導通，將輸入電壓轉換為輸出電壓VDC; 所述反饋控制電路包括與第一功率開關的柵極相連的第一輸出端和與第二功率開關的柵極相連的第二輸出端，所述反饋控制電路基于輸出電壓VDC和參考電壓Vref，通過其第一輸出端輸出第一驅動信號，通過其第二輸出端輸出第二驅動信號，所述第一驅動信號驅動第一功率開關導通或關斷，所述第二驅動信號驅動第二功率開關導通或關斷； 所述低壓差電壓調節器的輸入端與輸出電壓VDC相連，所述低壓差電壓調節器用于對輸出電壓VDC進行低壓差調節，以得到輸出電壓Vo; 所述參考電壓產生電路對低壓差電壓調節器的輸出電壓Vo和一預設電壓求和，該求和電壓作為參考電壓Vref提供給DC-DC轉換器。2.根據權利要求1所述的電源管理電路，其特征在于， 所述低壓差電壓調節器包括輸出管和運算放大器， 所述預設電壓等于低壓差電壓調節器在最大輸出電流時在輸出管的源漏極上形成的最大電壓降。3.根據權利要求2所述的電源管理電路，其特征在于， 所述參考電壓產生電路包括功率管、第一電流源和電壓源，所述第一電流源的正端與輸入電壓相連，其負端與功率管的源極相連;功率管的漏極與所述輸出電壓Vo相連，功率管的柵極與所述電壓源的正極相連；電壓源的負極接地，功率管的源極和漏極之間的電壓降為所述預設電壓，第一電流源和功率管之間的連接節點上的電壓為所述參考電壓Vref。4.根據權利要求3所述的電源管理電路，其特征在于， 功率管與輸出管為相同類型的MOS管，功率管的寬長比之比為輸出管的寬長比之比的1/K倍;第一電流源的電流值為低壓差電壓調節器的最大輸出電流的1/K倍，K為大于I的自然數， 電壓源的電壓值等于低壓差電壓調節器中運算放大器工作在飽和區的最低輸出電壓。5.根據權利要求4所述的電源管理電路，其特征在于， 所述低壓差電壓調節器還包括第二電流源，所述輸出管的源極和與所述輸出電壓VDC相連，其漏極與第二電流源的正端相連，第二電流源的負端接地;運算放大器的第一輸入端與輸出管和第二電流源之間的連接節點相連，其第二輸入端與參考電壓Ref相連，其輸出端與輸出管的柵極相連;輸出管和第二電流源之間的連接節點的電壓為輸出電壓Vo。6.根據權利要求5所述的電源管理電路，其特征在于， 運算放大器的第一輸入端為正向輸入端，其第二輸入端為負向輸入端； 輸出管和功率管均為PMOS晶體管。7.根據權利要求5所述的電源管理電路，其特征在于， 所述反饋控制電路包括誤差放大器、PWM比較器和驅動電路， 所述誤差放大器的第一輸入端與所述參考電壓Vref相連，其第二輸入端與所述輸出電壓VDC相連，其輸出端與所述PffM比較器的第一輸入端相連;PffM比較器的第二輸入端與三角波信號Ramp相連，PffM比較器的輸出端與驅動電路的輸入端相連;驅動電路的第一輸出端與第一功率開關的柵極相連，其第二輸出端與第二功率開關的柵極相連。8.根據權利要求7所述的電源管理電路，其特征在于， 所述誤差放大器放大所述參考電壓Vref與所述輸出電壓VDC的誤差以得到并輸出誤差放大電壓； 所述PffM比較器用于比較參考信號和所述誤差放大電壓以輸出脈寬調制信號； 所述驅動電路基于所述脈寬調制信號輸出第一驅動信號和第二驅動信號NDRV。9.根據權利要求8所述的電源管理電路，其特征在于， 所述電源轉換電路包括第一功率開關、第二功率開關、電感LI和電容Cl， 所述第一功率開關的源極與輸入電壓相連，其漏極與第二功率開關的漏極相連，第二功率開關的源極接地； 第一功率開關和第二功率開關之間的連接節點依次經所述電感LI和電容Cl接地，電感LI和電容Cl之間的連接節點的電壓為所述輸出電壓VDC。10.根據權利要求9所述的電源管理電路，其特征在于， 所述誤差放大器的第一輸入端為正向輸入端，其第二輸入端為負向輸入端;所述PWM比較器的第一輸入端為正向輸入端，其第二輸入端為負向輸入端； 所述第一功率開關為PMOS晶體管，第二功率開關為NMOS晶體管。
【專利摘要】本實用新型公開一種電源管理電路，其包括DC-DC轉換器、低壓差電壓調節器和參考電壓產生電路，DC-DC轉換器包括反饋控制電路和電源轉換電路。電源轉換電路包括第一開關和第二開關，其通過第一開關和第二開關交替導通，將輸入電壓轉換為輸出電壓VDC；反饋控制電路包括與第一開關的控制端相連的第一輸出端和與第二開關的控制端相連的第二輸出端，反饋控制電路基于輸出電壓VDC和參考電壓，通過其第一輸出端輸出第一驅動信號，通過其第二輸出端輸出第二驅動信號；低壓差電壓調節器用于對輸出電壓VDC進行低壓差調節，以得到輸出電壓Vo；參考電壓產生電路對輸出電壓Vo和一預設電壓求和，該求和電壓作為參考電壓。與現有技術相比，本實用新型可實現較佳的實現較佳的系統效率。
【IPC分類】H02M3/156, H02M1/14
【公開號】CN205283395
【申請號】CN201521129386
【發明人】王釗
【申請人】無錫中感微電子股份有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月29日