专利名称：一种电源管理电路的制作方法
技术领域：
—种电源管理电路技术领域：
本实用新型涉及电源设计领域，特别是涉及一种电源管理电路。
背景技术：
对于集成多路电源通道的电源管理芯片，可能面临对多路电源管理分别修调，以保证每路输出电压都达到高精度。请参考图I所示，其为现有技术中具有多路电源通道的电源管理电路的电路示意图。所述电源管理电路中的每个电源通路采用一个独立的带隙基准电路。所述电源管理电路包括第一路电源通道和第二路电源通道，其中第一路电源通道和第二路电源通道的电路结构相似。以第一电源通路为例，其包括带隙基准电路Bandgapl、可修调电阻串110、低压差电压调节器LD0(Low DropOut Regulator) I。所述可修调电阻串110的一端与带隙基准电路Bandgapl的输出端和低压差电压调节器LDOl的输入端连接的节点相连，其另一端接地。其中所述带隙基准电路Bandgapl产生基准电流,该电流在电阻 串110上产生基准电压VR1，低压差电压调节器LDOl根据所述基准电压VRl输出驱动能力很强的电源输出电压V01。根据每路电源通道的输出电压所需精度不同，对修调位数即修调单元个数的需求也不同。例如，如果每路电源通道的输出电压VO所需精度为+/_2%，则对于标准CMOS工艺而言，为了将大多数芯片都校准到该精度，则通常需要五位修调位，SP对应五个修调单元。在图I中的第一电源通道中的可修调电阻串110包括依次串联的电阻Rla、修调电阻RlI、修调电阻R12、修调电阻R13、修调电阻R14和修调电阻R15，以及与修调电阻RlI、修调电阻R12、修调电阻R13、修调电阻R14和修调电阻R15分别并联的熔丝FlI、熔丝F12、熔丝F13、熔丝F14和熔丝F15，其中熔丝F11、熔丝F12、熔丝F13、熔丝F14和熔丝F15为修调单元。在晶圆测试时，测量电源输出电压VOl的电压值，计算与目标值的差异，然后对熔丝Fll至F15进行选择性熔断，熔断熔丝会导致可修调电阻串110电阻值增加，从而导致参考电压VRl增加，进而实现对VOl电压的校准(或者修调)。其他电源通道的修调过程与此相似。这种方法设计简单，只需简单复制电路即可实现。但是，由于每路电源通道都需要很多修调单元和很多用于修调的压点。这些压点在版图中与用封装键合金线的压焊点结构相似，但通常其面积较压焊点小，在晶圆测试时采用探针接触它们，然后在两个相邻的修调压点之间施加一定电压并产生大电流，从而将熔丝烧断，产生修调效果。由于多路电源通道要分别修调，导致集成多路电源通道的电源管理芯片所需要的总修调压点相当多，而测试环境通常要求封装键合的压焊点和修调压点都需布置在芯片四周的边缘上，以免测试时移动探针导致将芯片划伤，影响良率。但当所需压焊点和修调压点数目太多时，可能导致所需的所有压点和压焊点无法全部布置在芯片的边缘上，这种现象在多路输出电源管理芯片中很严重。因此，有必要提出一种改进的技术方案来解决上述问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种电源管理电路，其可以减少需要的修调单元和用于修调的压点。为了实现上述目的，本实用新型提出一种电源管理电路，其包括可修调参考电压产生电路和若干可修调电源转换电路，所述可修调参考电压产生电路产生参考电压，所述可修调参考电压产生电路包括有第一修调单元，其通过其内的第一修调单元对所述参考电压进行修调；每个可修调电源转换电路基于所述参考电压产生输出电压，每个可修调电源转换电路包括有第二修调单元，其通过其内的第二修调单元对所述输出电压进行修调。在一个进一步的实施例中，所述可修调参考电压产生电路包括参考电压产生电路、第一可修调分压电路和运算放大器，所述参考电压产生电路产生基准电压；第一可修调分压电路对所述基准电压进行分压并输出第一分压电压，所述第一修调单元位于第一可修调分压电路内，第一可修调分压电路通过其内的第一修调单元对该第一分压电压进行修调；所述运算放大器的一个输入端接所述第一分压电压，另一个输入端接其输出端，所述输出端输出所述参考电压。在一个进一步的实施例中，第一可修调分压电路包括串联在所述基准电压和地之 间的第一修调电阻、两个第一分压电阻，两个第一分压电阻之间的节点提供所述第一分压电压，所述第一修调电阻与第一修调单元并联。在一个进一步的实施例中，所述可修调参考电压产生电路还包括第一双极型晶体管、第二双极型晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、运算放大器、第一修调电阻，第一修调电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一双极型晶体管依次串联，第一双极型晶体管的基极与其集电极相连，第四电阻与第二双极型晶体管依次串联，第二双极型晶体管的基极与其集电极相连，第四电阻的另一端与第一电阻和第二电阻的中间节点相连，所述运算放大器的一个输入端接第四电阻与第二双极型晶体管的中间节点，所述运算放大器的另一个输入端接第二电阻与第三电阻的中间节点，所述运算放大器的输出端与所述第一修调电阻的另一端相连，所述运算放大器的输出端输出所述参考电压，所述第一修调电阻与所述第一修调单元并联。在一个进一步的实施例中，第一修调电阻包括相互串联的多个，每个第一修调电阻与一个第一修调单元并联。在一个进一步的实施例中，每个可修调电源转换电路包括第二可修调分压电路和电源转换电路，第二可修调分压电路对所述可修调参考电压产生电路输出的参考电压进行分压并输出第二分压电压，所述第二修调单元位于第二可修调分压电路内，第二可修调分压电路通过其内的第二修调单元对该第二分压电压进行修调；所述电源转换电路基于所述第二分压电压产生所述输出电压。在一个进一步的实施例中，第二可修调分压电路包括串联在所述参考电压和地之间的第二修调电阻、两个第二分压电阻，两个第二分压电阻之间的节点提供所述第二分压电压，所述第二修调电阻与第二修调单元并联。在一个进一步的实施例中，第二修调电阻包括相互串联的多个，每个第二修调电阻与一个第二修调单元并联。在一个更进一步的实施例中，各个电源转换电路中的第二修调电阻都直接连接所述参考电压。与现有技术相比，在本实用新型中通过使得多个电源通道共用可修调参考电压产生电路，这样就减少了所需的 修调单元个数，从而减少了所需的修调压点个数，进而方便将修调压点和压焊点排布在芯片的边缘，避免了将修调压点布置在芯片的内侧。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中图I为现有技术中具有多路电源通道的电源管理电路的电路示意图；图2为本实用新型中的具有多路电源通道的电源管理电路在一个实施例中的电路不意图；图3为图2中的可修调参考电压产生电路在一个实施例中的电路示意图；图4为图2中的可修调参考电压产生电路在另一个实施例中的电路示意图；和图5为本实用新型中的具有多路电源通道的电源管理电路在另一个实施例中的电路不意图。
具体实施方式为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。除特别说明外，本文中的“连接”、“相接”、“接至”、“接”等涉及到电性连接的词均可以表示直接或间接电性连接。本文中的“若干”、“多个”表示两个或两个以上。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。由于电源管理电路中的电源通道输出的电压VO不准由两种原因构成一是由参考电压产生电路引起，其输出的参考电压VR本身因工艺产生偏差，导致芯片之间存在差异；二是由电源转换电路(如低压差电压调节器LDO中的误差放大器)引起，其输出电压VO因工艺产生偏差，导致芯片之间存在差异。因此，本实用新型中提供的电源管理电路包括可修调参考电压产生电路和若干可修调电源转换电路，每个可修调电源转换电路对应一个电源通道。所述可修调参考电压产生电路产生参考电压VR，所述可修调参考电压产生电路包括有第一修调单元，其通过其内的第一修调单元对所述参考电压VR进行修调。每个可修调电源转换电路基于所述参考电压VR产生输出电压V0，每个可修调电源转换电路包括有第二修调单元，其通过其内的第二修调单元对所述输出电压VO进行修调。这样，利用第一修调单元对参考电压VR进行粗调后，再利用第二修调单元对每个电源通道的输出电压VO进行精调，从而实现了对每个电源通道的精确调整。此外，由于对参考电压VR的粗调是针对所有电源通道的，因此需要的总的修调单元的个数将会减少。请参考图2所示，其为本实用新型中的具有多路电源通道的电源管理电路在一个实施例中的电路示意图。所述电源管理电路包括可修调参考电压产生电路210和两个可修调电源转换电路220。在此实施例中，仅示出了两个电源通道，很显然，在其他实施例中可以有三个或更多个电源通道。请参考图3所示，其为图2中的可修调参考电压产生电路210在一个实施例中的电路示意图。所述可修调参考电压产生电路210包括参考电压产生电路211、第一可修调分压电路212和运算放大器0P1。所述参考电压产生电路211产生基准电压。第一可修调分压电路212对所述基 准电压进行分压并输出第一分压电压VA，所述第一修调单元位于第一可修调分压电路212内，第一可修调分压电路通过其内的第一修调单元对该第一分压电压VA进行修调。在本实施例中，所述第一可修调分压电路212包括串联在所述基准电压和地之间的电阻Raa，第一修调电阻Rbl和Rb2，第一分压电阻Rb4和Rb5，以及两个第一修调单元即熔丝Fbl和Fb2，熔丝Fbl与第一分压电阻Rb2并联，熔丝Fb2与第一分压电阻Rb2并联，第一分压电阻Rb4和Rb5之间的节点提供所述第一分压电压VA。所述运算放大器OPl的正相输入端接所述第一分压电压VA，其负相输入端接其输出端，所述输出端输出所述参考电压VR。通过选择是否熔断熔丝Fbl和Fb2，使所述第一可修调分压电路212得到不同的分压比例，从而改变分压电压VA和参考电压VR的电压值，即对所述参考电压VR进行修调。请参考图4所示，其为图2中的可修调参考电压产生电路210在另一个实施例中的电路不意图。所述可修调参考电压产生电路210包括第一双极型晶体管PNP1，第二双极型晶体管PNP2，第一电阻Re I，第二电阻Rc2，第三电阻Rc3，第四电阻Rc4，运算放大器0P2，第一修调电阻Rbl和Rb2，以及两个第一修调单元即熔丝Fbl和Fb2。第一修调电阻Rbl和Rb2，第一电阻Rcl、第二电阻Rc2、第三电阻Rc3和第一双极型晶体管PNPl依次串联，第一双极型晶体管PNPl的基极与其集电极相连并接地。第四电阻Rc4与第二双极型晶体管PNP2依次串联，第二双极型晶体管PNP2的基极与其集电极相连并接地，第四电阻Rc4的另一端与第一电阻Rcl和第二电阻Rc2的中间节点相连。所述运算放大器0P2的正相输入端接第四电阻Rc4与第二双极型晶体管PNP2的中间节点，其负相输入端接第二电阻Rc2与第三电阻Rc3的中间节点，其输出端与所述第一修调电阻Rbl的另一端相连，其输出端输出所述参考电压VR，熔丝Fbl与第一分压电阻Rb2并联，熔丝Fb2与第一分压电阻Rb2并联。所述可修调参考电压产生电路210产生较准确的参考电压原理如下第一双极晶体管PNPl的发射极面积为比第二双极晶体管PNP2的发射极面积大，第二电阻Rc2和第四电阻Rc4的电阻设计为相等。因为运算放大器0P2将调整满足其正负相输入端的电压相等，又因第二电阻Rc2和第四电阻Rc4的另一端连接在一起，所以第二电阻Rc2和第四电阻Rc4上的电压降相等，则第二电阻Rc2和第四电阻Rc4上的电流相等。根据双极晶体管的电流电压特性，双极晶体管PNPl和PNP2的发射极-基极电压差为正温度系数，而两者的发射极-基极电压差等于第三电阻Rc3上的电压降，又因第二电阻Rc2上的电流等于第三电阻Rc3上的电流，所以第二电阻Rc2上的电压降也为正温度系数。第一电阻Rcl上的电流等于第二电阻Rc2上的电流和第四电阻Rc4上的电流之和，并等于第二电阻Rc2上的电流的两倍。所以第一电阻Rcl的电压降也为相同的正温度系数。这样导致参考电压VR节点到运算放大器0P2正相输入端的电压降为正温度系数，而第二双极晶体管PNP2的发射极-基极电压为负温度系数，这两个电压之和等于节点参考电压VR的电压，可以通过合适的电阻比例实现零温度系数的电压，这就是带隙基准源的温度补偿原理。通过选择性熔断熔丝Fbl和Fb2，从而实现输出温度补偿好的参考电压VR，即输出更为准确的参考电压VR。图4与图3相比可以节省一个运算放大器。图3中的参考电压产生电路内部一般也需要运算放大器。而图4中运算放大器0P2输出存在较强驱动能力，所以可以直接输出驱动VR节点的参考电压。在另一个实施例中，所述双极晶体管也可以为NPN型。图4中的实施例采用了带隙基准源实现方式，但显然，本实用新型也可以适用于其他各种基准源实现方式，如基于金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的耗尽型或增强型带隙基准源的实现方式。图3和图4中的可修调参考电压产生电路都包括两个相互串连的第一修调电阻，以及与其对应的两个第一修调单元。根据对所述参考电压精度的要求，所述第一修调电阻可以包括相互串联的更多个，每个第一修调电阻与一个第一修调单元并联。 图2中的每个可修调电源转换电路220基于所述参考电压VR产生输出电压V0，其中每个可修调电源转换电路220包括第二可修调分压电路221和电源转换电路222，第二可修调分压电路221对所述可修调参考电压产生电路输出的参考电压VR进行分压并输出第二分压电压VB，所述第二修调单元位于第二可修调分压电路221内，第二可修调分压电路221通过其内的第二修调单元对该第二分压电压VB进行修调；所述电源转换电路222基于所述第二分压电压VB产生所述输出电压V0，在此实施例中，所述电源转换电路222为低压差电压调节器，分别标记为LDOl和LD02。所述第二修调分压电路221包括串联在所述参考电压VR和地之间的电阻Rla，第二修调电阻R11、R12和R13，第二分压电阻R14和R15，以及第二修调单元即熔丝FlI、F12和F13，第二修调电阻Rl I和熔丝Fl I并联，第二修调电阻R12和熔丝F12并联，第二修调电阻R13和熔丝F13并联，第二分压电阻R14和第二分压电阻R15之间的节点提供所述第二分压电压VBl。低压差电压调节器LDOl基于所述第二分压电压VBl产生输出电压VOl。通过选择是否熔断熔丝F11、F12和F13，使所述第二可修调分压电路得到不同的分压比例，从而改变第二分压电压VB1，进而改变所述输出电压V01。同样的，通过选择是否熔断熔丝F21、F22和F23，从而可以改变第二分压电压VB2，进而改变所述输出电压V02。本实施例中，第二可修调分压电路221包括三个相互串连的第二修调电阻，以及与其对应的三个第二修调单元。根据对所述输出电压VO精度的要求，所述第二修调电阻可以包括相互串联的2个、4个或更多个，每个第二修调电阻与一个第二修调单元并联。在图2中，所述电源管理电路包括可修调参考电压产生电路和第一可修调电源转换电路组成的第一电源通道，以及可修调参考电压产生电路和第二可修调电源转换电路组成的第二电源通道。图2及后续图例仅描述两个电源通道的例子，但是显然本实用新型原理也适用于更多电源通道的情形。在晶圆测试时，可以先测试所有共享参考电压VR的各路电源通道的的输出电压V0，然后折算出分别对应的参考电压VR的电压值，并求这些VR电压值的平均值。然后根据该平均值计算出对所述可修调参考电压产生电路修调的修调数据，并对所述参考电压VR进行修调，此过程可看做是对各路输出电压VO进行粗调。粗调后再测量每个电源通道的输出电压V0，然后根据该输出电压VO计算出对该可修调电压转换电路修调的修调数据，并对其输出的输出电压VO进行修调，此过程可看做是对各路电源输出电压VO进行精调。结合图2和图3或者图2和图4可知，所述可修调参考电压产生电路中包括两个修调单元。每个可修调低电压差电压调节器LDO包括三个修调单元。对于现有技术中两路电源输出需要10个修调单元，而本实用新型只需要8个修调单元，节省2个修调单元，对于更多通道输出的情况，节省的修调单元数目会更多。请参考图5所示，其为本实用新型中的具有多路电源通道的电源管理电路在另一个实施例中的电路示意图。其与图2的区别 在于电阻Rla和R2a被换到修调电阻的下面，同时第一可修调电源转换电路中的第二修调电阻RlI和第二可修调电源转换器中的第二修调电阻R21都直接连接所述参考电压VR，这种方式比图2节省更多的修调压点。通常每个修调单元需两个修调压点，当通过修改修调单元位置后，可以实现修调单元Fll和修调单元F21共享一个修调压点，因为修调单元Fll和修调单元F21存在一个公共连接端。结合图4中的可修调参考电压产生电路时，同理，修调单元Fll还可以与图4中修调单元Fbl共享一个修调压点，因为他们存在一个公共连接端，从而节省更多的修调压点。本实用新型以熔丝做为修调单元，但本实用新型思想可以应用于其他如齐纳二极管等其他修调单元的实现方式。此外，本实用新型中举例描述了低压差调节器LD0(LowDropOut Regulator)，但实际上也可以为其他电源模块，如升压型直流-直流转换器或者降压型直流-直流转换器或者电荷泵型电源模块。本实用新型的原理是通过可修调参考电压产生电路和若干可修调电源转换电路，来实现对多路电源通道的输出电压进行管理。这样减少了所需的修调单元个数，从而减少了所需的修调压点个数，进而方便将修调压点和压焊点排布在芯片的边缘，避免了将修调压点布置在芯片的内侧。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
。
权利要求1.一种电源管理电路，其特征在于，其包括可修调参考电压产生电路和若干可修调电源转换电路， 所述可修调参考电压产生电路产生参考电压，所述可修调参考电压产生电路包括有第一修调单元，其通过其内的第一修调单元对所述参考电压进行修调； 每个可修调电源转换电路基于所述参考电压产生输出电压，每个可修调电源转换电路包括有第二修调单元，其通过其内的第二修调单元对所述输出电压进行修调。
2.根据权利要求I所述的电源管理电路，其特征在于，所述可修调参考电压产生电路包括参考电压产生电路、第一可修调分压电路和运算放大器， 所述参考电压产生电路产生基准电压； 第一可修调分压电路对所述基准电压进行分压并输出第一分压电压，所述第一修调单元位于第一可修调分压电路内，第一可修调分压电路通过其内的第一修调单元对该第一分压电压进行修调； 所述运算放大器的一个输入端接所述第一分压电压，另一个输入端接其输出端，所述输出端输出所述参考电压。
3.根据权利要求2所述的电源管理电路，其特征在于，第一可修调分压电路包括串联在所述基准电压和地之间的第一修调电阻、两个第一分压电阻，两个第一分压电阻之间的节点提供所述第一分压电压，所述第一修调电阻与第一修调单元并联。
4.根据权利要求I所述的电源管理电路，其特征在于，所述可修调参考电压产生电路还包括第一双极型晶体管、第二双极型晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、运算放大器、第一修调电阻， 第一修调电阻、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一双极型晶体管依次串联，第一双极型晶体管的基极与其集电极相连， 第四电阻与第二双极型晶体管依次串联，第二双极型晶体管的基极与其集电极相连，第四电阻的另一端与第一电阻和第二电阻的中间节点相连，所述运算放大器的一个输入端接第四电阻与第二双极型晶体管的中间节点，所述运算放大器的另一个输入端接第二电阻与第三电阻的中间节点，所述运算放大器的输出端与所述第一修调电阻的另一端相连，所述运算放大器的输出端输出所述参考电压， 所述第一修调电阻与所述第一修调单元并联。
5.根据权利要求3或4所述的电源管理电路，其特征在于，第一修调电阻包括相互串联的多个，每个第一修调电阻与一个第一修调单兀并联。
6.根据权利要求I所述的电源管理电路，其特征在于，每个可修调电源转换电路包括第二可修调分压电路和电源转换电路， 第二可修调分压电路对所述可修调参考电压产生电路输出的参考电压进行分压并输出第二分压电压，所述第二修调单元位于第二可修调分压电路内，第二可修调分压电路通过其内的第二修调单元对该第二分压电压进行修调； 所述电源转换电路基于所述第二分压电压产生所述输出电压。
7.根据权利要求6所述的电源管理电路，其特征在于，第二可修调分压电路包括串联在所述参考电压和地之间的第二修调电阻、两个第二分压电阻，两个第二分压电阻之间的节点提供所述第二分压电压，所述第二修调电阻与第二修调单元并联。
8.根据权利要求7所述的电源管理电路，其特征在于，第二修调电阻包括相互串联的多个，每个第二修调电阻与一个第二修调单元并联。
9.根据权利要求8所述的电源管理电路，其特征在于，各个电源转换电路中的第二修调电阻都直接连接所述参考电压。
专利摘要本实用新型提供一种电源管理电路，其包括可修调参考电压产生电路和若干可修调电源转换电路，所述可修调参考电压产生电路产生参考电压，所述可修调参考电压产生电路包括有第一修调单元，其通过其内的第一修调单元对所述参考电压进行修调；每个可修调电源转换电路基于所述参考电压产生输出电压，每个可修调电源转换电路包括有第二修调单元，其通过其内的第二修调单元对所述输出电压进行修调。与现有技术相比，在本实用新型中通过使得多个电源通道共用可修调参考电压产生电路，这样就减少了所需的修调单元个数，从而减少了所需的修调压点个数，进而方便将修调压点和压焊点排布在芯片的边缘，避免了将修调压点布置在芯片的内侧。
文档编号H02M3/06GK202384997SQ20112049222
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者王钊 申请人:无锡中星微电子有限公司