专利名称：单片集成电源选择电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路的供电电源，尤其涉及对集成电路的非单一供电电源 具备选择功能的电源选择电路，而且所述电源选择电路与所述集成电路集成于 同一芯片中。
技术背景集成电路芯片采用非单一电源供电时， 一般可以用电池供电或USB电源 供电，两者用电源选择电路进行选取。现有技术中采用外接二极管构成电源选 择电路，其缺点是电源选择电路置于集成电路芯片外面，导致集成电路芯片集 成度不高，而且当电池和USB电源同时接入集成电路芯片并由USB电源供电 时，并不能保证此时电池被断开，致使电池消耗快。 发明内容本发明主要解决现有电源选择电路置于集成电路芯片外面致使芯片集成度 不高、当由USB电源供电时不能保证电池同时被断开——致使电池消耗快的技 术问题，设计一种能与集成电路同时集成于单个芯片的电源选择电路，集成电 路芯片用该电源选择电路选择非单一供电电源之一种供电时，另一种供电电源 会断开。本发明的技术方案如下单片集成电源选择电路，包括集成于单片的各功率管，所述各功率管的输 入端分别与各供电电源连接，各功率管的输出端分别与电平转换电路连接，各 功率管的控制端分别与开关控制电路连接，所述开关控制电路控制各功率管中 的一个功率管导通，与此同时控制其余功率管截止，由此选择与所述导通功率管输入端相连接的供电电源供电。上面所述功率管最佳为PMOS功率管。进一步，所述功率管为两个PMOS 功率管，两个PMOS功率管的源端分别与电池及USB电源连接，两个PMOS 功率管的漏端分别与线性稳压电路以及直流转换电路连接；两个PMOS功率管 的栅端分别与开关控制电路连接，控制两个PMOS功率管中的一个导通，与此 同时控制另一个PMOS功率管截止，由此选择与导通PMOS功率管源端相连接的所述供电电源供电。上面所述开关控制电路为一比较器控制电路，USB电源输出电压以及实时 时钟电源电压分别通过电阻分压，接在电压比较器的正、负输入端，电压比较 器的输出电压经过一次反相得到的控制信号接在一个PMOS功率管的栅端，电 压比较器的输出电压经过二次反相得到的控制信号接在另一个PMOS功率管 的栅端。上述实时时钟电源电压通过电阻分压时，分压点接在电压比较器的负端， 实时时钟电源电压与分压点之间连接分压电阻，分压点与接地端之间连接分压 电阻及NMOS管，其中分压电阻与NMOS管的漏端连接，NMOS管的源端连 接地端，NMOS管的栅端连接USB电源输出电压端。本发明采用两个与集成电路同时集成于单个芯片内的PM0S功率管及其开 关控制电路，控制两个PMOS功率管的导通或截止，实现对与两个PM0S功率管 相连接的供电电源的选择，由此提高了芯片集成度，减少芯片外围连接器件的 个数，降低了成本，更适合于工业化生产。当选择由USB电源供电时，能保证 同时连接于芯片的电池被断开，避免电池的消耗。
图l为本发明电路结构的框图；图2为本发明实施例的电路连接图。
具体实施方式
下面结合
本发明的具体实施方式
。电路连接说明图l为本发明电路结构的框图，或本发明电路结构的原理图，图2为本发 明实施例的电路连接图。见图1及图2，本发明包括集成于单芯片18的两个 PMOS功率管6 (Mvbus)以及7 (Mbatt)， PMOS功率管6以及7的源端分 别通过芯片外管脚1与USB电源连接以及通过芯片外管脚2与电池19连接。 PMOS功率管6、 7的栅端分别与开关控制电路连接，所述开关控制电路为一 比较器14构成的控制电路，USB电源输出电压VBUS以及实时时钟的1.8v电 源RTC一VDD (此电源始终存在)分别通过各电阻1402分压，其中USB电源 输出电压VBUS通过电阻1402分压时，分压点接在电压比较器14的正输入端， 实时时钟电源电压RTC一VDD通过电阻1402分压时，分压点接在电压比较器 的负输入端，实时时钟电源电压与分压点之间连接分压电阻，分压点与接地端之间连接分压电阻及NMOS管1401，其中分压电阻与NMOS管1401的漏端 连接，NMOS管1401的源端连接地端，NMOS管1401的栅端连接USB电源 输出电压端，图2中连接于NMOS管栅端的分压电阻Rpd，对NMOS管栅端 施加一个标准电压。在电压比较器14的负输入端通过分压电阻1402接入 NMOS管1401的作用是只有当USB供电时，NMOS管1401才打开，此时 比较器14才能正常工作，进行电压比较，否则比较器14输出始终为高电平。 电压比较器14的输出电压经过反相器17 —次反相输出的控制信号SW—VBUS 接在PMOS功率管6的栅端，电压比较器14的输出电压经过反相器15及16 二次反相，输出的控制信号SW—BATT接在另一个PMOS功率管7的栅端。见图1及图2， PMOS功率管6及7的漏端连接在一起，接到单芯片18 的芯片外管脚20 (VDD—OUT),通过芯片外连接线与芯片外管脚3 (VDD—IN) 连接，管脚3分别连接集成于单芯片18中的线性稳压电路8及直流转换电路9， 线性稳压电路8及直流转换电路9都为电平转换电路，其中通过线性稳压电路 8进行电平转换，由单芯片18的芯片外管脚4 (V30—OUT)输出3.0V直流电 平，其中通过直流转换电路9进行电平转换，由单芯片18的芯片外管脚5 (V18—OUT)输出1.8V直流电平。线性稳压电路8及直流转换电路9可以按 上述电平转换的要求采用其已有技术进行设计及制作。本实施例中，PMOS功 率管6以及7按常规技术进行设计及制作，实施例采用0.18um下3.3V的PMOS 功率管。电压比较器14及各反相器15、 16、 17也可按其常规集成电路结构进 行设计及制作。见图1及图2，电压比较器14的输出端以及经过反相器15 —次反相的输 出端分别得到寄存器控制信号12 (BATT—STS)及13 (VBUS—STS)，接入电源 管理电路10。当长按开机或USB电源输出电压VBUS接入时，电源管理电路 10输出控制信号，分别接入线性稳压电路8及直流转换电路9的控制端，电源 管理电路10的作用是对PMOS功率管6以及7的电压输出进行有效分配与控 制。电源管理电路10的硬件及软件可以采用已有技术进行设计及制作。图2中11为产生实时时钟1.8v电源及其线性稳压电路，其实质上也为一 电平转换电路，其输入端通过芯片外的一对二极管接入USB电源供电或电池供 电，例如4.2伏电压，输出端输出实时时钟1.8v电压，电路ll采用已有技术 电路，并采用与其相应的集成电路己有技术进行设计及制作。本发明实施例中的版图设计及制作工艺按已有常规技术。电池19通过芯片外管脚2单独供电时，此时NMOS管1401栅极没有USB 电源输出电压VBUS的接入，NMOS管1401关断。由于连接于比较器14正 端的下拉电阻的作用，比较器14的正端始终为零电平，由于连接于比较器14 负端的上拉电阻的作用，比较器14的负端为高电平，所以电压比较器14的输 出信号始终为零电平，经过一次反相器17的电平变换，反相器17的输出 SW—VBUS为高电平。与此同时，电压比较器14的零电平输出信号经过反相 器15及16 二次反相器的电平变换，反相器16的输出SW一BATT为零电平， 由此PMOS功率管6关断，PMOS功率管7开启，电池19通过芯片外管脚2 以及PMOS功率管7对芯片18上的集成电路单独供电。同理，当USB电源通 过芯片外管脚1接入时，USB电源输出电压VBUS施加于NMOS管1401栅极， NMOS管1401导通。比较器14负端通过电阻串的分压得到负端输入电平，正 端也由于VBUS的接入，通过电阻串分压得到正端输入电平，比较器14的输 出电平即为正负端输入电平比较的结果，只要适当调节电阻串的比值，使电压 比较器14正端输入电平超过一定的值，电压比较器14便输出高电平，经过一 次反相器17的电平变换，反相器17的输出SW—VBUS为零电平，经过反相器 15及16 二次反相器的电平变换，反相器16的输出SW_BATT为高电平，由此 PMOS功率管6开启，PMOS功率管7关断，从而切断与PMOS功率管7连接 的电池供电，USB电源通过芯片外管脚1以及PMOS功率管6对芯片18上的 集成电路单独供电。从而完成本发明对供电电源的选择。在上述对供电电源的选择过程中，当电源管理电路IO检测到有供电电源接 入时，产生高电平控制信号，控制线性稳压电路8以及直流转换电路9开启， 分别通过芯片外管脚4及5输出直流转换电压。
权利要求
1.单片集成电源选择电路，其特征在于包括集成于单片的各功率管，所述各功率管的输入端分别与各供电电源连接，各功率管的输出端分别与电平转换电路连接，各功率管的控制端分别与开关控制电路连接，所述开关控制电路控制各功率管中的一个功率管导通，与此同时控制其余功率管截止，由此选择与所述导通功率管输入端相连接的供电电源供电。
2、 按照权利要求1所述的单片集成电源选择电路，其特征在于所述功率 管为PMOS功率管。
3、 按照权利要求1或2所述的单片集成电源选择电路，其特征在于所述 功率管为两个PMOS功率管，两个PMOS功率管的源端分别与电池及USB电 源连接，两个PMOS功率管的漏端分别与线性稳压电路以及直流转换电路连 接；两个PMOS功率管的栅端分别与开关控制电路连接，控制两个PMOS功 率管中的一个导通，与此同时控制另一个PMOS功率管截止，由此选择与导通 PMOS功率管源端相连接的所述供电电源供电。
4、 按照权利要求3所述的单片集成电源选择电路，其特征在于所述开关 控制电路为一比较器控制电路，USB电源输出电压以及实时时钟电源电压分别 通过电阻分压，分压点分别接在电压比较器的正、负输入端，电压比较器的输 出电压经过一次反相得到的控制信号接在一个PMOS功率管的栅端，电压比较 器的输出电压经过二次反相得到的控制信号接在另一个PMOS功率管的栅端。
5、 按照权利要求4所述的单片集成电源选择电路，其特征在于所述实时 时钟电源电压通过电阻分压时，分压点接在电压比较器的负端，实时时钟电源 电压与分压点之间连接分压电阻，分压点与接地端之间连接分压电阻及NMOS 管，其中分压电阻与NMOS管的漏端连接，NMOS管的源端连接地端，NMOS 管的栅端连接USB电源输出电压端。
全文摘要
本发明为与集成电路同时集成于单个芯片的集成电源选择电路，主要解决现有集成电路芯片采用非单一供电电源供电时，采用的电源选择电路置于集成电路芯片外面，致使芯片集成度不高，当由USB电源供电时不能保证电池同时被断开—致使电池消耗快的技术问题。其包括集成于单片的各功率管，各功率管的输入端分别与各供电电源连接，输出端分别与电平转换电路连接，控制端分别与开关控制电路连接，开关控制电路控制各功率管中的一个功率管导通，其余功率管截止，由此选择与所述导通功率管输入端相连接的供电电源供电。本发明提高了芯片集成度，降低了生产成本。当选择由USB电源供电时，能保证同时连接于芯片的电池被断开，避免电池的额外消耗。
文档编号H02J1/10GK101277027SQ20081002069
公开日2008年10月1日 申请日期2008年2月22日 优先权日2008年2月22日
发明者振 唐, 褚炜路 申请人:无锡紫芯集成电路系统有限公司