专利名称：电源管理集成电路的控制方法及电源管理集成电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电学领域，特别涉及电学领域中的电源管理技术。
背景技术：
很多锂电池供电的便携设备都会将降压直流-直流转换(DC-DC)电路集成到片上系统(System-On-Chip，简称“S0C”)中，并使用降压DC-DC电路来延长电池的续航时间。降压DC-DC电路的特点是转换效率高，开关噪声大，其开关频率在几百KHz到几MHz，其电路如图1所示Q1、Q2、Q3为该降压DC-DC电路的电源功率管。其工作原理可以简单分为三个阶段第一阶段控制器Cl控制Ql导通、Q2关断、Q3也关断，这时VIN(输入电压)给电感 Ll充电，同时也给VOUT供电。第二阶段控制器Cl控制Ql关断、Q2导通、Q3关断，这时电感Ll放电给VOUT (输出电压)以及VOUT上的负载。第三阶段控制器Cl控制Ql和Q2关断、Q3导通，这个阶段发生的条件是电感电流为0时，为了防止电感电流震荡产生电磁干扰 (Electromagnetic Interference，简称 “EMI ”)，所以将 Ql 和 Q2 关断，并将 Q3 导通，即将电感Ll中的多余能量通过Q3消耗掉。集成有降压DC-DC电路的SOC所在的便携设备既支持音频和视频的播放，同时也支持收音机或射频(Radio Frequency，简称“RF”)等功能。实现播放音频或视频等功能的电路对高频噪声(如MHz级别或以上)的干扰并不太敏感，但是诸如实现收音机功能的电路对高频噪声的干扰就非常敏感了，甚至由于高频噪声的干扰会导致某些频段的电台无法被接收到。这些高频噪声的干扰的一个主要来源是便携设备中电源管理的降压DC-DC电路。目前，为了解决实现收音机等功能的电路不受降压DC-DC高频噪声干扰的一个主要方法是整个便携设备中不使用降压DC-DC电路，而使用低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，简称“LD0”)电路，LDO电路的特点是转换效率低，无开关噪声，其电路如图2 Q4为该LDO的电源功率管。其工作原理为控制器C2控制PMOS管Q4处于可变电阻区，当 VOUT电压略低于固定值时，控制器C2通过输出信号CQ4来减小Q4的导通电阻；当VOUT电压略高于固定值时，控制器C2通过输出信号CQ4来增大Q4的导通电阻，最终使输出VOUT 稳定在固定的电压值上。因此，使用LDO电路的便携设备就不会产生高频噪声，但是其缺点是电池的使用效率低，续航能力差。虽然，为了兼顾功耗和性能，提出了另一种解决方案在SOC中设计一套降压 DC-DC电路和一套LDO电路，如图3所示，在播放音频和视频等对高频噪声不敏感的应用时通过使能信号1使能降压DC-DC电路而通过使能信号2将LDO电路停止以减小电池端功耗提高电池利用效率，在播放收音机或者使用RF功能等对高频噪声敏感的应用时通过使能信号2使能LDO电路而通过使能信号1将降压DC-DC电路停止以提高电路性能。然而，本发明的发明人发现，在这种解决方案中，降压DC-DC电路和LDO电路是分开的，整个电路需要使用到多个功率管，即Q1/Q2/Q3/Q4，以及2套控制电路A1/C1和A2/ C2，占用SOC的面积会较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电源管理集成电路的控制方法及电源管理集成电路， 使得在SOC中实现降压DC-DC电路和LDO电路的复用，在尽可能节省SOC面积的同时，兼顾低功耗和优性能。为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电源管理集成电路的控制方法，包含以下步骤将电源功率管1 一端与输入电压相连接，另一端与电感和电源功率管2相连，电源功率管2的另一端与相对零电位连接，将电源功率管3并联于电感两端，由控制器输出控制信号给电源功率管1、电源功率管2和电源功率管3的栅极，控制电源功率管1、电源功率管 2和电源功率管3的导通和关闭；控制器接收使能信号1和使能信号2，在同一时间段，使能信号1和使能信号2择一有效；如果使能信号1有效，则根据降压DC-DC电路的工作原理对电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3进行控制，实现降压DC-DC电路；如果使能信号2有效，则根据低压差线性稳压器LDO电路的工作原理对电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3进行控制，实现LDO电路。本发明的实施方式还提供了一种电源管理集成电路，包含电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3、控制器、电感、使能信号1和使能信号2，在同一时间段，使能信号1和使能信号2择一有效；电源功率管1 一端与输入电压相连接，另一端与电感和电源功率管2相连，电源功率管2的另一端与相对零电位连接，电源功率管3并联于电感两端，控制器输出控制信号给电源功率管1、电源功率管2和电源功率管3的栅极，控制电源功率管1、电源功率管2和电源功率管3的导通和关闭；控制器用于接收使能信号1和使能信号2 ；所述使能信号1有效时，所述控制器与所述电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3的连接关系，与降压DC-DC电路中的控制器与3个电源功率管的连接关系完全相同；所述使能信号2有效时，所述控制器通过对所述电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3的控制，将所述控制器与所述电源功率管3的连接关系，等同于LDO电路中的控制器与电源功率管的连接关系；或者，所述控制器通过对所述电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3的控制，将所述控制器与所述电源功率管1的连接关系，等同于LDO电路中的控制器与电源功率管的连接关系。本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于由电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3、控制器和电感构成与降压DC-DC电路结构相同的电路，其中控制器还用于接收使能信号1和使能信号2，在同一时间段，使能信号1和使能信号2择一有效。在使能信号1有效时，通过对电源功率管1、电源功率管 2、电源功率管3的控制，实现降压DC-DC电路，在使能信号2有效时，通过对电源功率管1、 电源功率管2、电源功率管3的控制，实现LDO电路。由于电路装置的组成器件等同于降压 DC-DC电路的组成器件，并未额外增加用于实现LDO电路的器件，根据不同的使能信号，对各电源功率管进行相应的控制，实现不同使能信号所对应的电路。从而可以在不增加额外器件的情况下，在SOC中实现降压DC-DC电路和LDO电路的复用，不但节省了 SOC面积，同时可以根据需要决定采用功耗更低的降压DC-DC电路，还是采用性能更好的LDO电路，兼顾了低功耗和优性能，保证了应用方案的可靠性和稳定性。进一步地，通过将电源功率管2处于完全关断状态，将电源功率管1处于完全导通状态，电源功率管3工作在可变电阻区，实现LDO电路。通过对电源功率管的巧妙控制，使得电源功率管3等同于LDO电路中的电源功率管Q4，以降压DC-DC的电路结构实现LDO电路的复用，保证了降压DC-DC电路和LDO电路的复用可行性。进一步地，也可以通过将电源功率管2处于完全关断状态，将电源功率管3处于完全导通状态，将电源功率管1工作在可变电阻区，实现LDO电路，从而为本发明提供了灵活多变的实施方式。进一步地，电源功率管1和电源功率管3使用PMOS管，电源功率管2使用NMOS管。 无论是在实现降压DC-DC电路还是在实现LDO电路，都能与现有降压DC-DC电路或LDO电路中的电源功率管，采用相同的材质，使得本发明能与现有技术更好地兼容。
图1是根据现有技术中常用的降压DC-DC电路结构示意图；图2是根据现有技术中常用的LDO电路结构示意图；图3是根据现有技术中将降压DC-DC电路和LDO电路集成在SOC中的结构示意图；图4是根据本发明第一实施方式的电源管理集成电路的控制方法流程图；图5是根据本发明第一实施方式中的电路结构示意图；图6是根据现有技术中常用的降压DC-DC电路中各个电路连接点的工作波形示意图；图7是根据现有技术中常用的LDO电路中各个电路连接点的工作波形示意图；图8是根据本发明第三实施方式中的各个电路连接点的工作波形示意图；图9是根据本发明第四实施方式中的各个电路连接点的工作波形示意图。
具体实施例方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。本发明第一实施方式涉及一种电源管理集成电路的控制方法，本实施方式中电路的基本元件为Ql (即电源功率管1)、Q2 (即电源功率管2)、Q3 (即电源功率管3)、Ll (即电感)，基本控制单元为Cl (即控制器)。本实施方式的具体流程如图4所示，在步骤410中，利用电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3、控制器和电感组成与降压DC-DC电路结构相同的电路，即将Ql —端与输入电压相连接，另一端与Ll和Q2相连，Q2的另一端与相对零电位连接，将Q3并联于Ll两端，由控制器Cl输出控制信号给Q1、Q2和Q3的栅极，控制Q1、Q2和Q3的导通和关闭，如图5所示。由于在现有技术中，降压DC-DC电路的基本器件也是3个电源功率管、控制器和电感，因此本步骤不存在任何的技术难度，在此不再赘述。接着，在步骤420中，通过控制器接收使能信号1和使能信号2，在同一时间段，使能信号1和使能信号2择一有效。也就是说，当使能信号1为高有效时，使能信号2只能设置为低无效；当使能信号2为高有效时，使能信号1只能设置为低无效。接着，在步骤430中，判断使能信号1是否为高有效。如果判定使能信号1为高有效，则进入步骤440。在步骤440中，根据降压DC-DC电路的工作原理对电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3进行控制，实现降压DC-DC电路。具体地说，当使能信号1为高有效时(此时使能信号2只能设置为低无效)，具体工作过程与现有的降压DC-DC电路一样可以简单分为三个阶段第一阶段控制器Cl通过控制信号CQ1、CQ2、CQ3分别控制Ql导通、Q2关断、Q3也关断，这时VIN给电感Ll充电，同时也给VOUT供电。第二阶段控制器Cl通过控制信号CQ1、CQ2、CQ3分别控制Ql关断、Q2导通、Q3关断，这时电感Ll放电给VOUT以及VOUT上的负载。第三阶段控制器Cl通过控制信号CQ1、CQ2、CQ3分别控制Ql和Q2关断、Q3导通， 这个阶段发生的条件是电感Ll电流为0时，为了防止电感电流震荡产生EMI，所以将Ql和 Q2关断，并将Q3导通，即将电感Ll中的多余能量通过Q3消耗掉。不难发现，本实施方式中控制器Cl通过对Ql、Q2、Q3的控制，实现降压DC-DC电路的方式，与现有技术中的控制器Cl通过对Ql、Q2、Q3的控制，实现降压DC-DC电路的方式完全相同。由于在现有技术中，Ql和Q3 —般使用PMOS管(P沟道的金属氧化物半导体场效应晶体管)，PMOS管在控制端为低时处于完全导通状态(即处于恒流区，导通电阻很小且不变)，在控制端为高时处于完全关断状态(即处于夹断区，电阻无穷大)。Q2使用NMOS 管(N沟道的金属氧化物半导体场效应晶体管)，NMOS在控制端为高时完全导通状态，为低时处于完全关断状态，即现有的该降压DC-DC电路在工作过程中各个控制信号工作时序和关键连接点电路SW的电压波形如图6所示。因此，为使本实施方式能与现有技术更好地兼容，在本实施方式中，电源功率管 1 (即Ql)和电源功率管3 (即Q3)使用PMOS管，电源功率管2 (即Q2)使用NMOS管。也就是说，在当使能信号1为高有效时，电源集成电路在工作过程中各个控制信号工作时序和关键连接点电路SW的电压波形与图6相同，控制信号CQ1、CQ2、CQ3以及中间点SW的电压波形都是快速翻转的信号，频率一般在几百KHz到几MHz，将会导致电磁兼容问题。但是根据降压DC-DC电路的工作原理，其能量传输效率可高达90%以上。因此，在对性能要求不高时，如实现播放音频或视频等功能时，可使使能信号1为高有效，使能信号2为低无效，以提高转换效率，降低功耗。如果在步骤430中，判定使能信号1并非为高有效，即使能信号1为低无效，也就是说，使能信号2为高有效，此时进入步骤450。在步骤450中，根据LDO电路的工作原理对电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3进行控制，实现LDO电路。
具体地说，通过控制器控制电源功率管2处于完全关断状态，通过控制器控制电源功率管1处于完全导通状态，通过控制器控制电源功率管3工作在可变电阻区，通过减小或增大电源功率管3的导通电阻，保证输出电压VOUT稳定在固定的电压值上(即电源功率管3等同于图2或图3中的电源功率管Q4)。也就是说，控制器Cl控制NMOS管Q2处于完全关断状态，其电阻近似无穷大，并控制PMOS管Ql处于完全导通状态，导通电阻为零点几欧姆，一般设计为0. 2欧姆以内，同时控制PMOS管Q3工作在可变电阻区，相当于图2或图3中的功率管Q4。Q3的电阻由输出电压VOUT决定，阻值范围可能从零点几Ω到几百kQ变化。当VOUT电压略低于固定值时， 控制器Cl通过输出信号CQ3来减小Q3的导通电阻；当VOUT电压略高于固定值时，控制器 Cl通过输出信号CQ3来增大Q3的导通电阻，最终使输出VOUT稳定在固定的电压值上。由于在现有的LDO电路中，Q4为PMOS管，用于控制Q4导通电阻的输出信号CQ4的波形为缓慢变化的波形，且不会有固定的频率，如图7所示。而本实施方式中等同于Q4的 Q3同样也为PMOS管，因此在当使能信号2为高有效时，CQ3的波形同样为缓慢变化的波形， 且不会有固定的频率。由此可见，本实施方式的电源管理集成电路的控制方法同样能实现LDO电路，具备LDO电路的优点电源噪声很小，稳定性较好。因此，在对性能要求较高时，如实现收音机功能和RF等功能时，可使使能信号2为高有效，使能信号1为低无有效，以提高性能。在步骤440或步骤450后，回到步骤420，继续接收使能信号1和使能信号2。由于在本实施方式中，电路的组成器件等同于降压DC-DC电路的组成器件，并未额外增加用于实现LDO电路的器件，根据不同的使能信号，对各电源功率管进行相应的控制，实现不同使能信号所对应的电路。从而可以在不增加额外器件的情况下，在SOC中实现降压DC-DC电路和LDO电路的复用，不但节省了 SOC面积，同时可以根据需要决定采用功耗更低的降压DC-DC电路，还是采用性能更好的LDO电路，兼顾了功耗和性能，保证了应用方案的可靠性和稳定性。本发明第二实施方式涉及一种电源管理集成电路的控制方法。第二实施方式与第一实施方式基本相同，区别主要在于在第一实施方式中，通过将电源功率管2处于完全关断状态，将电源功率管1处于完全导通状态，将电源功率管3工作在可变电阻区，通过减小或增大电源功率管3的导通电阻，保证输出电压VOUT稳定在固定的电压值上，实现LDO电路。然而在第二实施方式中，通过由控制器控制电源功率管2处于完全关断状态，控制电源功率管3处于完全导通状态，控制电源功率管1工作在可变电阻区，通过减小或增大电源功率管1的导通电阻，保证输出电压VOUT稳定在固定的电压值上(即电源功率管1等同于图2或图3中的电源功率管Q4)，实现LDO电路。也就是说，当使能信号2为高有效时 (此时使能信号1只能设置为低无效)，C1通过对Q1、Q2、Q3的控制，使得Ql等同于LDO电路中的电源功率管Q4，以降压DC-DC的电路结构实现LDO电路的复用。由于也可以通过将电源功率管2处于完全关断状态，将电源功率管3处于完全导通状态，将电源功率管1工作在可变电阻区，实现LDO电路。可见本发明的实施方式能灵活实现。本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称 “PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory, 简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。本发明第三实施方式涉及一种电源管理集成电路，该电路的基本元件为Ql(即电源功率管1)、Q2 (即电源功率管2)、Q3 (即电源功率管3)、Ll (即电感)，基本控制单元为 Cl (即控制器)，本实施方式的电源管理集成电路还包含2个使能信号，使能信号1和使能信号2，在同一时间段，使能信号1和使能信号2择一有效。也就是说，当使能信号1为高有效时，使能信号2只能设置为低无效；当使能信号2为高有效时，使能信号1只能设置为低无效。电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3、控制器和电感构成的电路结构与常用的降压DC-DC电路结构相同，即将电源功率管1 一端与输入电压相连接，另一端与电感和电源功率管2相连，电源功率管2的另一端与相对零电位连接，将电源功率管3并联于所述电感两端，由控制器输出控制信号给电源功率管1、电源功率管2和电源功率管3的栅极，控制电源功率管1、电源功率管2和电源功率管3的导通和关闭。控制器还用于接收使能信号1和使能信号2，并在使能信号1有效时，控制器通过对电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3的控制，将控制器与电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3的连接关系，与降压DC-DC电路中的控制器与3个电源功率管的连接关系完全相同；在使能信号2有效时，控制器通过对电源功率管1、电源功率管2、电源功率管 3的控制，将控制器与电源功率管3的连接关系，等同于LDO电路中的控制器与电源功率管的连接关系，从而可以根据LDO电路的工作原理对电源功率管1、电源功率管2、电源功率管 3进行控制，实现LDO电路。具体地说，当使能信号1为高有效时(此时使能信号2只能设置为低无效)，控制器通过对电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3的控制，与现有的降压DC-DC电路一样可以简单分为三个阶段第一阶段控制器Cl通过控制信号CQ1、CQ2、CQ3分别控制Ql导通、Q2关断、Q3也关断，这时VIN给电感Ll充电，同时也给VOUT供电。第二阶段控制器Cl通过控制信号CQ1、CQ2、CQ3分别控制Ql关断、Q2导通、Q3关断，这时电感Ll放电给VOUT以及VOUT上的负载。第三阶段控制器Cl通过控制信号CQ1、CQ2、CQ3分别控制Ql和Q2关断、Q3导通， 这个阶段发生的条件是电感Ll电流为0时，为了防止电感电流震荡产生EMI，所以将Ql和 Q2关断，并将Q3导通，即将电感Ll中的多余能量通过Q3消耗掉。由于在现有技术中，Ql和Q3 —般使用PMOS管，Q2使用NMOS管，因此，为使本实施方式能与现有技术更好地兼容，在本实施方式中，电源功率管1 (即Ql)和电源功率管3 (即 Q3)同样使用PMOS管，电源功率管2(即Q2)同样使用NMOS管。当使能信号2为高有效时(此时使能信号1只能设置为低无效)，Cl通过对Q1、Q2、Q3的控制，使得Q3等同于LDO电路中的电源功率管Q4，以降压DC-DC的电路结构实现 LDO电路的复用。具体工作过程如图8所示当使能信号1从高有效变为低无效，使能信号2从低无效变为高有效时，控制器Cl 控制NMOS管Q2处于完全关断状态，其电阻近似无穷大，并控制PMOS管Ql处于完全导通状态，导通电阻为零点几欧姆，一般设计为0. 2欧姆以内，同时控制PMOS管Q3工作在可变电阻区，相当于图2或图3中的功率管Q4。Q3的电阻由输出电压VOUT决定，阻值范围可能从零点几Ω到几百kQ变化。当VOUT电压略低于固定值时，控制器Cl通过输出信号CQ3来减小Q3的导通电阻；当VOUT电压略高于固定值时，控制器Cl通过输出信号CQ3来增大Q3 的导通电阻，最终使输出VOUT稳定在固定的电压值上。由于在现有的LDO电路中，Q4为PMOS管，用于控制Q4导通电阻的输出信号CQ4的波形为缓慢变化的波形，且不会有固定的频率。而本实施方式中等同于Q4的Q3同样也为 PMOS管，因此在当使能信号2为高有效时，CQ3的波形同样为缓慢变化的波形，且不会有固定的频率，此时SW点的波形与输入电压波形VIN基本一样(如图8所示)。由此可见，本实施方式的电源管理集成电路同样能实现LDO电路，具备LDO电路的优点电源噪声很小，稳定性较好。因此，在对性能要求较高时，如实现收音机功能和RF等功能时，可使使能信号2为高有效，使能信号1为低无有效，以提高性能。不难发现，本实施方式是与第一实施方式相对应的装置实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。本发明第四实施方式涉及一种电源管理集成电路。第四实施方式与第三实施方式基本相同，区别主要在于在第三实施方式中，控制器通过将电源功率管2处于完全关断状态，将电源功率管1处于完全导通状态，将电源功率管3工作在可变电阻区，通过减小或增大电源功率管3 的导通电阻，保证输出电压VOUT稳定在固定的电压值上，使得控制器与电源功率管3的连接关系，等同于LDO电路中的控制器与电源功率管的连接关系，从而实现LDO电路。然而在第四实施方式中，控制器通过以下方式对电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3进行控制，将控制器与电源功率管1的连接关系，等同于LDO电路中的控制器与电源功率管的连接关系控制器控制电源功率管2处于完全关断状态。控制器控制电源功率管3处于完全导通状态。控制器控制电源功率管1工作在可变电阻区，通过减小或增大电源功率管1的导通电阻，保证输出电压VOUT稳定在固定的电压值上。也就是说，当使能信号2为高有效时(此时使能信号1只能设置为低无效)，Cl通过对Ql、Q2、Q3的控制，使得Ql等同于LDO电路中的电源功率管Q4，以降压DC-DC的电路结构实现LDO电路的复用。具体工作过程如图9所示当使能信号1从高有效变为低无效，使能信号2从低无效变为高有效时，控制器Cl 控制NMOS管Q2处于完全关断状态，其电阻近似无穷大，并控制PMOS管Q3处于完全导通状态，导通电阻为零点几欧姆，一般设计为0. 2欧姆以内，同时控制PMOS管Ql工作在可变电阻区，相当于图2或图3中的功率管Q4。Ql的电阻由输出电压VOUT决定，阻值范围可能从零点几Ω到几百kQ。当VOUT电压略低于固定值时，控制器Cl通过输出信号CQl来减小 Ql的导通电阻；当VOUT电压略高于固定值时，控制器Cl通过输出信号CQl来增大Ql的导通电阻，最终使输出VOUT稳定在固定的电压值上。CQl的波形为缓慢变化的波形，且不会有固定的频率，此时SW点的波形与输出电压波形VOUT基本一样。其能量传输效率为输出电压除以输入电压。不难发现，本实施方式是与第二实施方式相对应的装置实施方式，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种电源管理集成电路的控制方法，其特征在于，包含以下步骤将电源功率管1 一端与输入电压相连接，另一端与电感和电源功率管2相连，所述电源功率管2的另一端与相对零电位连接，将电源功率管3并联于所述电感两端，由控制器输出控制信号给所述电源功率管1、所述电源功率管2和所述电源功率管3的栅极，控制所述电源功率管1、所述电源功率管2和所述电源功率管3的导通和关闭；所述控制器接收使能信号1和使能信号2，在同一时间段，所述使能信号1和使能信号 2择一有效；如果所述使能信号1有效，则根据降压DC-DC电路的工作原理对所述电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3进行控制，实现降压DC-DC电路；如果所述使能信号2有效，则根据LDO电路的工作原理对所述电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3进行控制，实现 LDO电路。
2.根据权利要求1所述的电源管理集成电路的控制方法，其特征在于，所述根据LDO电路的工作原理对所述电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3进行控制，实现LDO电路的步骤中，包含以下子步骤通过所述控制器控制所述电源功率管2处于完全关断状态；通过所述控制器控制所述电源功率管1处于完全导通状态；通过所述控制器控制所述电源功率管3工作在可变电阻区，通过减小或增大所述电源功率管3的导通电阻，保证输出电压VOUT稳定在固定的电压值上。
3.根据权利要求2所述的电源管理集成电路的控制方法，其特征在于，所述控制器通过将所述电源功率管1的导通电阻设计在0. 2欧姆以内，控制所述电源功率管1处于完全导通状态。
4.根据权利要求1所述的电源管理集成电路的控制方法，其特征在于，所述根据LDO电路的工作原理对所述电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3进行控制，实现LDO电路的步骤中，包含以下子步骤通过所述控制器控制所述电源功率管2处于完全关断状态；通过所述控制器控制所述电源功率管3处于完全导通状态；通过所述控制器控制所述电源功率管1工作在可变电阻区，通过减小或增大所述电源功率管1的导通电阻，保证输出电压VOUT稳定在固定的电压值上。
5.根据权利要求4所述的电源管理集成电路的控制方法，其特征在于，所述控制器通过将所述电源功率管3的导通电阻设计在0. 2欧姆以内，控制所述电源功率管3处于完全导通状态。
6.一种电源管理集成电路，其特征在于，包含电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3、控制器、电感、使能信号1和使能信号2，在同一时间段，所述使能信号1和使能信号2 择一有效；所述电源功率管1 一端与输入电压相连接，另一端与所述电感和所述电源功率管2相连，所述电源功率管2的另一端与相对零电位连接，所述电源功率管3并联于所述电感两端，所述控制器输出控制信号给所述电源功率管1、所述电源功率管2和所述电源功率管3 的栅极，控制所述电源功率管1、所述电源功率管2和所述电源功率管3的导通和关闭；所述控制器用于接收所述使能信号1和使能信号2 ；所述使能信号1有效时，所述控制器与所述电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3 的连接关系，与降压DC-DC电路中的控制器与3个电源功率管的连接关系完全相同；所述使能信号2有效时，所述控制器通过对所述电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3的控制，将所述控制器与所述电源功率管3的连接关系，等同于LDO电路中的控制器与电源功率管的连接关系；或者，所述控制器通过对所述电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3的控制，将所述控制器与所述电源功率管1的连接关系，等同于LDO电路中的控制器与电源功率管的连接关系。
7.根据权利要求6所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述控制器通过以下方式对所述电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3进行控制，将所述控制器与所述电源功率管3的连接关系，等同于LDO电路中的控制器与电源功率管的连接关系所述控制器控制所述电源功率管2处于完全关断状态；所述控制器控制所述电源功率管1处于完全导通状态；所述控制器控制所述电源功率管3工作在可变电阻区，通过减小或增大所述电源功率管3的导通电阻，保证输出电压VOUT稳定在固定的电压值上。
8.根据权利要求7所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述控制器通过将所述电源功率管1的导通电阻设计在0. 2欧姆以内，控制所述电源功率管1处于完全导通状态。
9.根据权利要求6所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述控制器通过以下方式对所述电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3进行控制，将所述控制器与所述电源功率管1的连接关系，等同于LDO电路中的控制器与电源功率管的连接关系所述控制器控制所述电源功率管2处于完全关断状态；所述控制器控制所述电源功率管3处于完全导通状态；所述控制器控制所述电源功率管1工作在可变电阻区，通过减小或增大所述电源功率管1的导通电阻，保证输出电压VOUT稳定在固定的电压值上。
10.根据权利要求9所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述控制器通过将所述电源功率管3的导通电阻设计在0. 2欧姆以内，控制所述电源功率管3处于完全导通状态。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述电源功率管1和所述电源功率管3使用PMOS管；所述电源功率管2使用NMOS管。
全文摘要
本发明涉及电学领域，公开了一种电源管理集成电路的控制方法及电源管理集成电路。本发明中，由电源功率管1、电源功率管2、电源功率管3、控制器和电感构成与降压DC-DC电路结构相同的电路，其中控制器还用于接收使能信号1和使能信号2，在同一时间段，使能信号1和使能信号2择一有效。在使能信号1有效时，通过对各电源功率管的控制，实现降压DC-DC电路，在使能信号2有效时，通过对各电源功率管的控制，实现LDO电路，由于可以根据需要决定采用功耗更低的降压DC-DC电路，还是采用性能更好的LDO电路，从而不仅节省SOC面积，同时兼顾了低功耗和优性能，保证了应用方案的可靠性和稳定性。
文档编号G05F1/56GK102375464SQ201010251299
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月12日 优先权日2010年8月12日
发明者肖丽荣 申请人:上海炬力集成电路设计有限公司