一种输出电压可调的电压变换器芯片制造技术

本发明专利技术涉及一种输出电压可调的电压变换器芯片，其包括具有一电压误差放大器电压变换电路以及一EN管脚，所述电压变换器芯片还包括：一反馈基准电平调制单元，其通过所述EN管脚接收一外围CPU输出的PWM信号，并通过该PWM信号对所述电压变换电路的一内部反馈基准电平进行调制滤波，以向所述电压误差放大器的负输入端输出一调制反馈基准电平，且该调制反馈基准电平等于所述内部反馈基准电平与PWM信号的占空比的乘积。本发明专利技术设计实现简单，输出电压调制范围宽，调制精度高，无需增加外部元器件，降低了芯片成本以及系统成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种输出电压可调的电压变换器芯片，其包括具有一电压误差放大器电压变换电路以及一EN管脚，所述电压变换器芯片还包括：一反馈基准电平调制单元，其通过所述EN管脚接收一外围CPU输出的PWM信号，并通过该PWM信号对所述电压变换电路的一内部反馈基准电平进行调制滤波，以向所述电压误差放大器的负输入端输出一调制反馈基准电平，且该调制反馈基准电平等于所述内部反馈基准电平与PWM信号的占空比的乘积。本专利技术设计实现简单，输出电压调制范围宽，调制精度高，无需增加外部元器件，降低了芯片成本以及系统成本。【专利说明】—种输出电压可调的电压变换器芯片
本专利技术涉及电源技术，尤其涉及一种输出电压可调的电压变换器芯片。
技术介绍
在消费类电子异常繁荣的今天，移动设备的使用越来越普及。而在移动设备中，由于Android系统及以ARM架构的多内核CPU大行其道，而更多的内核意味着更高的功耗，因此，在电池容量短时间内难以突破的情况下，如何有效地降低CPU的待机功耗从而延长其待机时间显得异常重要。所以，通过借鉴过去在laptop computer上节省功耗的办法对ARM的内核的电源进行管理，业内也开始采用一种称为DVS(Dynamic Voltage Scaling,动态电压调节)的技术，即，在需要提供CPU性能来应对各种应用的时候，抬高对CPU的供电电压，而在需要节省功耗时，降低CPU电压。通常这些控制都是通过传统数字通讯实现的，例如通过 I2C interface (接口 )实现。图1示出了现有技术中的一种典型的电压变换器芯片的内部电路一电压型降压电路，其输出电压可通过I2C接口调整。具体来说，图1中，VIN表示输入电压，VOUT表示输出电压，第一电阻111和第二电阻112组成了一个输出反馈网络，由第一电阻111和第二电阻112之间得到的反馈电压VFB传输至电压误差放大器(EA)IOl的负输入端，该电压误差放大器101的正输入端接收内部反馈基准电平VREF。该电路的工作原理如下:当输出电压VOUT低于正常值时，反馈电压VFB也将低于电压误差放大器101的内部反馈基准电平VREF，反馈电压VFB与内部反馈基准电平VREF的电压差值经过电压误差放大器101的比较放大后输出一个较高的电压VC0MP，该电压VCOMP通过PWM控制器102与斜坡发生器(Ramp Generator) 104输出的信号进行比较，PWM控制器102的输出信号通过驱动电路(Driver) 103驱动PMOS管107和NMOS管108的闭合，从而实现恒压输出。在上述结构中，内部反馈基准电平VREF可以由I2C接口 105调整，具体来说，I2C接口 105接收来自外围CPU109输出的控制信号SCL与数据信号SDL，编码后发送至数模转换器(DAC) 106，数模转换器106将编码转变为模拟电压信号并作为反馈基准电压VREF输出至电压误差放大器101，由于不同的控制信号SCL和数据信号SDL代表不同的工作状态与反馈基准电压，从而通过这些不同的信号即可对输出电压VOUT进行调整。此方法虽然可以达到较高的输出电压调整精度，但其芯片内部需要一个复杂的I2C接口电路和一个精准的DAC电路，因此大大增加了芯片设计难度与芯片成本。图2是现有技术中另一种典型的电压变换器芯片的内部电路图，在此仍以电压型降压电路为例，该电路通过外围CPU215发出的PWM信号调整输出电压反馈电阻，从而对输出电压的大小进行调整。具体来说，图2中，VIN表示输入电压，VOUT表示输出电压，该降压电路包括:电压误差放大器(EA) 201、PWM控制器202、驱动电路(Driver) 203、斜坡发生器(Ramp Generator) 204、P型功率管205、N型功率管206、电感207、电容208、第一分压电阻209以及第二分压电阻210。该电路的输出电压通过CPU的PWM信号和外部元器件——第一电阻211、第二电阻212、开关213和电容214进行调整，当PWM信号为高电平时，开关213 闭合，此时的反馈电压 VFBl = VOUT* (R210//R211) / (R209+ (R210//R211))，反馈系数减小，从而使得输出电压VOUT升高；当PWM信号为低电平时，开关213打开，此时的反馈电压VFB2 = V0UT*R210/(R209+R210)，反馈系数增大，从而使得输出电压VOUT降低；不同占空比的PWM信号可以得到不同的输出电压值，从而达到了调整输出电压的目的。相较于典型的DC电压变换器，此方法在没有增加任何设计难度的基础上即可对输出电压进行调整，又极大的节约了设计成本和芯片成本，然而其缺点在于调整精度差、输出电压精度差，且需要多个外部元件，增加了系统成本。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术旨在提供一种输出电压可调的电压变换器芯片，以对输出电压实现精确调整，并有效降低成本。本专利技术所述的一种输出电压可调的电压变换器芯片，其包括具有一电压误差放大器电压变换电路以及一 EN管脚，所述电压变换器芯片还包括:一反馈基准电平调制单元，其通过所述EN管脚接收一外围CPU输出的PWM信号，并通过该PWM信号对所述电压变换电路的一内部反馈基准电平进行调制滤波，以向所述电压误差放大器的负输入端输出一调制反馈基准电平，且该调制反馈基准电平等于所述内部反馈基准电平与PWM信号的占空比的乘积。在上述的输出电压可调的电压变换器芯片中，所述反馈基准电平调制单元包括:反相器、第一 PMOS管、第一 NMOS管、第一电阻和第一电容，其中，所述反相器的输入端与所述EN管脚连接，其输出端与所述第一 PMOS管和第一NMOS管的栅极连接；所述第一 PMOS管的源极接收所述内部反馈基准电平，其漏极与所述第一 NMOS管的漏极连接，该第一 NMOS管的源极接地；所述第一电阻的一端连接至所述第一 PMOS管和第一 NMOS管的漏极之间，其另一端与所述第一电容的一端连接，该第一电容的另一端与所述第一 NMOS管的源极连接，且所述电压误差放大器的负输入端连接至所述第一电阻与第一电容之间。在上述的输出电压可调的电压变换器芯片中，所述电压变换器芯片还包括一使能检测单元，其与所述EN管脚连接，以对所述PWM信号的高低进行检测，并产生用于控制所述电压变换器芯片启停的使能信号。在上述的输出电压可调的电压变换器芯片中，所述使能检测单元包括:缓冲器、计时器和RS触发器，其中，所述缓冲器的输入端与所述EN管脚连接，其输出端分别与所述计时器的使能端以及所述RS触发器的置位端连接；所述计时器的输出端与所述RS触发器的复位端连接，所述RS触发器的输出端输出所述使能信号。由于采用了上述的技术解决方案，本专利技术通过利用电压变换器芯片原有的EN管脚接收外围CPU输出的PWM信号，并采用反馈基准电平调制单元使PWM信号直接对内部反馈基准电平进行改进，从而实现调整输出电压的目的。由此可见，本专利技术与图1中的现有技术相比，仅需要利用芯片现有的管脚，而无需要设计复杂的I2C接口以及精确的DAC电路，从而大大减小了芯片的面积，降低了芯片的设计难度以及成本，且具有更高的可靠性，提高了量产的成功性；同时，本专利技术与图2中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输出电压可调的电压变换器芯片，其包括具有一电压误差放大器电压变换电路以及一EN管脚，其特征在于，所述电压变换器芯片还包括：一反馈基准电平调制单元，其通过所述EN管脚接收一外围CPU输出的PWM信号，并通过该PWM信号对所述电压变换电路的一内部反馈基准电平进行调制滤波，以向所述电压误差放大器的负输入端输出一调制反馈基准电平，且该调制反馈基准电平等于所述内部反馈基准电平与PWM信号的占空比的乘积。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：甘戈，
申请(专利权)人：钰泰科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31