MP2为相同类型的MOS管，功率管MP3的宽长比之比为输出管MP2的宽长比之比的I/K倍，电流源11的电流值设计为低压差电压调节器120的最大输出电流的1/K倍(K为大于I的自然数，在一个实际的实施例中，K= 10000)，这样，功率管MP3上形成的电压降等于低压差电压调节器120在最大输出电流时在输出管MP2源漏极上形成的最大电压降；电压源Vdsat的电压值被设计为满足低压差电压调节器120中运算放大器OPl工作在饱和区的最低输出电压，例如100mV。低压差电压调节器120的输出电压Vo加上Vp3(即功率管MP3源极和漏极上的电压降)，即为满足低压差电压调节器120最小输入输出电压差的DC-DC转换器110的输出电压值Vmin，通过将上述电压设置为DC-DC转换器110中误差放大器EA的参考电压Vref，则DC-DC转换器110的负反馈环路将其输出电压VDC调整等于低压差电压调节器120最小输入输出电压差的DC-DC转换器110的输出电压值Vmin。这样，可以实现最佳的低压差电压调节器输入输出电压差，从而实现最高的系统效率。
[0028]在图1所示的实施例中，运算放大器OPl的第一输入端为正向输入端，其第二输入端为负向输入端;输出管MP2和功率管MP3均为PMOS晶体管。
[0029]在图1所示的实施例中，所述反馈控制电路112包括误差放大器EA、PWM比较器(PWMComparator)和驱动电路Driver。所述误差放大器EA的第一输入端与所述参考电压Vref相连，其第二输入端与所述DC-DC转换器110的输出电压VDC相连，其输出端与所述PWM比较器的第一输入端相连;PWM比较器的第二输入端与三角波信号Ramp相连，PWM比较器的输出端与驱动电路Driver的输入端相连;驱动电路Driver的第一输出端与第一功率开关MPl的栅极相连，其第二输出端与第二功率开关MNl的栅极相连。所述误差放大器EA放大所述参考电压Vref与所述输出电压VDC的误差以得到并输出误差放大电压ΕΑ0;所述WM比较器用于比较三角波信号Ramp和所述误差放大电压EAO以输出脉宽调制信号PWMO:所述驱动电路Driver基于所述脉宽调制信号PffMO输出第一驱动信号TORV和第二驱动信号NDRV。
[°03°]在图1所不的实施例中，所述误差放大器EA的第一输入端为正向输入端，其第二输入端为负向输入端;所述PWM比较器的第一输入端为正向输入端，其第二输入端为负向输入端。
[0031]所述电源转换电路114包括第一功率开关MPl、第二功率开关MNl、电感LI和电容Cl。所述第一功率开关MPl的源极和衬体与输入电压VDD相连，其漏极与第二功率开关MNl的漏极相连，第二功率开关MNl的源极和衬体接地;第一功率开关MPl和第二功率开关MNl之间的连接节点依次经所述电感LI和电容CI接地，电感LI和电容CI之间的连接节点的电压为所述输出电压VDC。在图1所示的实施例中，第一功率开关MPI为PMOS晶体管，第二功率开关MNl为NMOS晶体管。
[0032]图1中的DC-DC转换器110为降压转换器，误差放大器EA通过比较DC-DC转换器110的输出电压VDC与参考电压Vref，产生误差放大电压ΕΑ0，Ρ丽比较器比较误差放大电压EAO与三角波信号Ramp，产生脉宽调制信号PWM0，经过驱动器Driver来驱动第一功率开关MPl和第二功率开关丽I，经过电感LI和电容Cl滤波后产生DC-DC转换器110的输出电压VDC，再反馈回误差放大器EA的负相输入端。这样形成负反馈环路，此负反馈环路稳定时，VDC电压等于参考电压Vref。
[0033]综上所述，本实用新型在现有技术的基础上增设了参考电压产生电路130，该参考电压产生电路130基于低压差电压调节器120的输出电压Vo和反应低压差电压调节器120中的输出管MP2上的最大电压降的预设电压求和，并将该求和电压作为参考电压提供给DC-DC转换器110，则DC-DC转换器的负反馈环路将其输出电压VDC调整等于低压差电压调节器110最小输入输出电压差的DC-DC转换器110的输出电压值Vmin。这样，可以实现最佳的低压差电压调节器输入输出电压差，从而实现最高的系统效率。
[0034]本实用新型中的“连接”、“相连”或“相接”等表示电性连接的词语都表示电性的间接或直接连接。上述说明已经充分揭露了本实用新型的【具体实施方式】。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的【具体实施方式】所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述【具体实施方式】。
【主权项】
1.一种电源管理电路，其特征在于，其包括DC-DC转换器、低压差电压调节器和参考电压产生电路，所述DC-DC转换器包括反馈控制电路和电源转换电路， 所述电源转换电路包括第一功率开关和第二功率开关，其通过第一功率开关和第二功率开关交替导通，将输入电压转换为输出电压VDC; 所述反馈控制电路包括与第一功率开关的栅极相连的第一输出端和与第二功率开关的栅极相连的第二输出端，所述反馈控制电路基于输出电压VDC和参考电压Vref，通过其第一输出端输出第一驱动信号，通过其第二输出端输出第二驱动信号，所述第一驱动信号驱动第一功率开关导通或关断，所述第二驱动信号驱动第二功率开关导通或关断； 所述低压差电压调节器的输入端与输出电压VDC相连，所述低压差电压调节器用于对输出电压VDC进行低压差调节，以得到输出电压Vo; 所述参考电压产生电路对低压差电压调节器的输出电压Vo和一预设电压求和，该求和电压作为参考电压Vref提供给DC-DC转换器。2.根据权利要求1所述的电源管理电路，其特征在于， 所述低压差电压调节器包括输出管和运算放大器， 所述预设电压等于低压差电压调节器在最大输出电流时在输出管的源漏极上形成的最大电压降。3.根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于， 所述参考电压产生电路包括功率管、第一电流源和电压源，所述第一电流源的正端与输入电压相连，其负端与功率管的源极相连;功率管的漏极与所述输出电压Vo相连，功率管的栅极与所述电压源的正极相连；电压源的负极接地，功率管的源极和漏极之间的电压降为所述预设电压，第一电流源和功率管之间的连接节点上的电压为所述参考电压Vref。4.根据权利要求3所述的电源管理电路，其特征在于， 功率管与输出管为相同类型的MOS管，功率管的宽长比之比为输出管的宽长比之比的1/K倍;第一电流源的电流值为低压差电压调节器的最大输出电流的1/K倍，K为大于I的自然数， 电压源的电压值等于低压差电压调节器中运算放大器工作在饱和区的最低输出电压。5.根据权利要求4所述的电源管理电路，其特征在于， 所述低压差电压调节器还包括第二电流源，所述输出管的源极和与所述输出电压VDC相连，其漏极与第二电流源的正端相连，第二电流源的负端接地;运算放大器的第一输入端与输出管和第二电流源之间的连接节点相连，其第二输入端与参考电压Ref相连，其输出端与输出管的栅极相连;输出管和第二电流源之间的连接节点的电压为输出电压Vo。6.根据权利要求5所述的电源管理电路，其特征在于， 运算放大器的第一输入端为正向输入端，其第二输入端为负向输入端； 输出管和功率管均为PMOS晶体管。7.根据权利要求5所述的电源管理电路，其特征在于， 所述反馈控制电路包括误差放大器、PWM比较器和驱动电路， 所述误差放大器的第一输入端与所述参考电压Vref相连，其第二输入端与所述输出电压VDC相连，其输出端与所述PffM比较器的第一输入端相连;PffM比较器的第二输入端与三角波信号Ramp相连，PffM比较器的输出端与驱动电路的输入端相连;驱动电路的第一输出端与第一功率开关的栅极相连，其第二输出端与第二功率开关的栅极相连。8.根据权利要求7所述的电源管理电路，其特征在于， 所述误差放大器放大所述参考电压Vref与所述输出电压VDC的误差以得到并输出误差放大电压； 所述PffM比较器用于比较参考信号和所述误差放大电压以输出脉宽调制信号； 所述驱动电路基于所述脉宽调制信号输出第一驱动信号和第二驱动信号NDRV。9.根据权利要求8所述的电源管理电路，其特征在于， 所述电源转换电路包括第一功率开关、第二功率开关、电感LI和电容Cl， 所述第一功率开关的源极与输入电压相连，其漏极与第二功率开关的漏极相连，第二功率开关的源极接地； 第一功率开关和第二功率开关之间的连接节点依次经所述电感LI和电容Cl接地，电感LI和电容Cl之间的连接节点的电压为所述输出电压VDC。10.根据权利要求9所述的电源管理电路，其特征在于， 所述误差放大器的第一输入端为正向输入端，其第二输入端为负向输入端;所述PWM比较器的第一输入端为正向输入端，其第二输入端为负向输入端； 所述第一功率开关为PMOS晶体管，第二功率开关为NMOS晶体管。
【专利摘要】本实用新型公开一种电源管理电路，其包括DC-DC转换器、低压差电压调节器和参考电压产生电路，DC-DC转换器包括反馈控制电路和电源转换电路。电源转换电路包括第一开关和第二开关，其通过第一开关和第二开关交替导通，将输入电压转换为输出电压VDC；反馈控制电路包括与第一开关的控制端相连的第一输出端和与第二开关的控制端相连的第二输出端，反馈控制电路基于输出电压VDC和参考电压，通过其第一输出端输出第一驱动信号，通过其第二输出端输出第二驱动信号；低压差电压调节器用于对输出电压VDC进行低压差调节，以得到输出电压Vo；参考电压产生电路对输出电压Vo和一预设电压求和，该求和电压作为参考电压。与现有技术相比，本实用新型可实现较佳的实现较佳的系统效率。
【IPC分类】H02M3/156, H02M1/14
【公开号】CN205283395
【申请号】CN201521129386
【发明人】王钊
【申请人】无锡中感微电子股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月29日