一种电源芯片管理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及电源芯片技术领域，且公开了一种电源芯片管理系统，包括有电源启动/低电压检测电路、电压转换电路、三个驱动电路、逻辑控制电路和随机存储器保护电路；所述电源启动/低电压检测电路的输入端与逻辑控制电路的输出端连接，所述电源启动/低电压检测电路的输出端与外接的数字逻辑电路/MCU连接；所述数字逻辑电路/MCU的输出端与逻辑控制电路的输入端连接。本发明专利技术通过为电源芯片提供稳定的电压，达到系统稳定工作的目的，还能进行低电压检测以及保护存储器中的内容，此外，还实现了SOC中的MCU模块对电压转换的动态控制，有利于降低系统的功耗，这对于SOC在由电池供电的嵌入式系统中应用中十分关键。

【技术实现步骤摘要】
一种电源芯片管理系统及方法
本专利技术涉及电源芯片
，具体为一种电源芯片管理系统及方法。
技术介绍
随着集成电路设计技术和超深亚微米技术的高速发展，集成电路设计已经步入系统芯片(SOC:System-On-Chip)时代，SOC可以在单一硅芯片上集成嵌人式微处理器、存储器、接口电路、时钟电路等数字电路与模拟电路的功能模块，可实现-一个完整的电子系统功能。它具有集成度高，时钟频率快的特点，因此，SOC的出现对提供能源的电源提出了更高的要求。目前的电源芯片存在诸多弊端，例如，电源电压的变化可导致数字电路不满足时序要求，从而使系统不能正常工作；此外，电压过低时，会导致随机存储器(RAM)里的内容遭到破坏，引起芯片的不正常工作，电源管理系统就是为解决上述问题而引入的，特别是在应用越来越广泛的由电池作为电源的移动嵌入式应用系统中，电源管理尤为重要，为此，我们提出一种电源芯片管理系统及方法。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种电源芯片管理系统及方法。为了实现上述目的，本专利技术提供的一种电源芯片管理系统，包括有电源启动/低电压检测电路、电压转换电路、三个驱动电路、逻辑控制电路和随机存储器保护电路；所述电源启动/低电压检测电路的输入端与逻辑控制电路的输出端连接，所述电源启动/低电压检测电路的输出端与外接的数字逻辑电路/MCU连接；所述数字逻辑电路/MCU的输出端与逻辑控制电路的输入端连接；所述逻辑控制电路与电压转换电路双向连接；所述电压转换电路的输出端分别与三个驱动电路的输入端连接；所述驱动电路包括有驱动电路一、驱动电路二和驱动电路三，所述驱动电路一的输出端与数字逻辑电路/MCU连接，所述驱动电路二的输出端与外接的锁相环电路连接，所述驱动电路三的输出端与外接内存连接；所述随机存储器保护电路的输入端和输出端分别与逻辑控制电路和外接的随机存储器连接，所述随机存储器保护电路的输入端与驱动电路一连接。优选的，所述电源启动/低电压检测电路包括有电源启动电路和低电压检测电路；所述电源启动电路包括有电源启动信号锁存电路，当外部电压(Vddpll)从零升高到某一个低电压时，电流参考信号(Iref)和电压参考信号(Vstopbias)就有了初值，此时信号Por_set被置于高电平,激励电源启动信号锁存电路对信号Por_set进行锁存,并产生电源启动信号(Por:PowerOnReset)，启动系统，外部电压继续升高，到某一值以后，Por_set就被置于低电平，但是由于电源启动信号锁存电路锁存了最初的高电平，所以电源启动信号维持有效，当系统完成启动以后，逻辑控制电路产生电源启动释放信号(Por_relcasc)，从而释放掉Por结束系统启动过程；所述低电压检测电路由电压参考电路、比较器和分压电路构成，内部电压Vregd是给SOC中的MCU和RAM供电的电压，当其数值降低到一定值时，造成Vx小于Vref，就产生低电压事件信号给系统，实现系统的低电压重启或是中断。优选的，所述驱动电路对电压转换电路提供的电压Vnominal进行调整，加大驱动能力，来实现驱动的目的。优选的，所述随机存储器保护电路包括有比较器、控制电路和开关电路，当外加电压Vstby正常时，Vstby通过NMOS管和开关电路，由Vregr端输出，当Vstby电压低于Vregd时，Vstbyref为低电平，Vregd通过开关电路由Vregr端输出，达到保护存储器的目的，并且产生一个高电平标志信号Stby_b，表示存储器由Vregd供电。优选的，所述逻辑控制电路包括有重写电路、状态控制电路、模拟控制电路、低电压逻辑电路和重启控制电路，重启控制电路接收电源启动信号和由低电压逻辑控制电路产生的低电压重启信号，产生控制信号给重写电路，由重写电路完成系统启动时各个状态控制位的初值设定，如果是电源启动，重写完成后，重写电路接收到系统的电源启动完成信号，产生电源启动释放信号给电源启动电路，释放掉电源启动信号，低电压逻辑控制电路接收低电压事件信号,并根据MCU提供的状态控制信号，决定系统是进行低电压重启，还是进行低电压中断，状态控制电路产生控制信号给模拟控制电路和电压转换电路，进行状态控制，模拟控制电路接收控制信号，进行逻辑转换，产生电源管理芯片中的模拟部分的使能信号。优选的，所述电压转换电路包括有辅助模块、三个振荡器、三个反馈电路和三个泵电路，在逻辑控制电路的控制下，动态地对外部电源电压进行转换，提供稳定的电压Vnominal给驱动电路；振荡器根据外部电压信号和由电源管理芯片产生的参考电压产生方波，提供给泵电路，泵电路从振荡器接受方波，输出比较稳定的电压Vnonnina1，要获得稳定的Vominal，就要求振荡器电路与泵电路相互补充，以至最终输出稳定的电压，三个反馈电路分别对三个驱动电路的输出电压进行监测，并将控制信号输送给振荡器，调整振荡器的工作状态，进而达到调整电压的目的。一种电源芯片管理系统的方法，具体步骤如下：(1)电源启动电路负责电源的启动和重启，产生电源启动信号；(2)低电压检测电路是对内部电源(Vregd)进行监测，产生低电压事件信号；(3)电压转换电路在逻辑控制电路的控制下，对外部电源进行转换，提供电压(Vnominal)给驱动电路，三个驱动电路分别向电源芯片中的内存、锁相环和微控制器(MCU)提供电源电压；(4)逻辑控制电路和MCU、电源启动电路、低电压检测电路相互关联，对电压转换电路进行控制，达到确定电源管理模块工作状态的目的，实现对电源的动态管理；(5)随机存贮器保护电路根据外部实际电压的情况,在电压Vregd和Vstby之间进行选择，为存储器提供一个不间断电源,保护其内容不被破坏。与现有技术相比较，本专利技术提供的电源芯片管理系统及方法，具有以下有益效果：本专利技术通过动态的方法对外部电源进行管理，以实现稳定的系统供电，可以为电源芯片提供稳定的电压，达到系统稳定工作的目的，还能进行低电压检测以及保护存储器中的内容，此外，还实现了SOC中的MCU模块对电压转换的动态控制，有利于降低系统的功耗，这对于SOC在由电池供电的嵌入式系统中应用中十分关键。附图说明图1为本专利技术的系统示意图；图2为本专利技术的电源启动电路示意图；图3为本专利技术的低电压检测电路示意图；图4为本专利技术的驱动电路及其输出的I-V特性曲线示意图；图5为本专利技术的随机存储器保护电路示意图；图6为本专利技术的逻辑控制电路示意图；图7为本专利技术的电压转换电路示意图。具体实施方式为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。请参阅图1-7，一种电源芯片管理系统，包括有电源启动/低电压检测电路、电压转换电路、三个驱动电路、逻辑控制电路和随机存储器保护电路；所述电源启动/低电压检测电路的输入端与逻辑控制电路的输出端连接，所述电源启动/低电压检测电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源芯片管理系统，其特征在于，包括有电源启动/低电压检测电路、电压转换电路、三个驱动电路、逻辑控制电路和随机存储器保护电路；/n所述电源启动/低电压检测电路的输入端与逻辑控制电路的输出端连接，所述电源启动/低电压检测电路的输出端与外接的数字逻辑电路/MCU连接；/n所述数字逻辑电路/MCU的输出端与逻辑控制电路的输入端连接；/n所述逻辑控制电路与电压转换电路双向连接；/n所述电压转换电路的输出端分别与三个驱动电路的输入端连接；/n所述驱动电路包括有驱动电路一、驱动电路二和驱动电路三，所述驱动电路一的输出端与数字逻辑电路/MCU连接，所述驱动电路二的输出端与外接的锁相环电路连接，所述驱动电路三的输出端与外接内存连接；/n所述随机存储器保护电路的输入端和输出端分别与逻辑控制电路和外接的随机存储器连接，所述随机存储器保护电路的输入端与驱动电路一连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种电源芯片管理系统，其特征在于，包括有电源启动/低电压检测电路、电压转换电路、三个驱动电路、逻辑控制电路和随机存储器保护电路；
所述电源启动/低电压检测电路的输入端与逻辑控制电路的输出端连接，所述电源启动/低电压检测电路的输出端与外接的数字逻辑电路/MCU连接；
所述数字逻辑电路/MCU的输出端与逻辑控制电路的输入端连接；
所述逻辑控制电路与电压转换电路双向连接；
所述电压转换电路的输出端分别与三个驱动电路的输入端连接；
所述驱动电路包括有驱动电路一、驱动电路二和驱动电路三，所述驱动电路一的输出端与数字逻辑电路/MCU连接，所述驱动电路二的输出端与外接的锁相环电路连接，所述驱动电路三的输出端与外接内存连接；
所述随机存储器保护电路的输入端和输出端分别与逻辑控制电路和外接的随机存储器连接，所述随机存储器保护电路的输入端与驱动电路一连接。


2.根据权利要求1所述的一种电源芯片管理系统，其特征在于，所述电源启动/低电压检测电路包括有电源启动电路和低电压检测电路；
所述电源启动电路包括有电源启动信号锁存电路，当外部电压(Vddpll)从零升高到某一个低电压时，电流参考信号(Iref)和电压参考信号(Vstopbias)就有了初值，此时信号Por_set被置于高电平,激励电源启动信号锁存电路对信号Por_set进行锁存,并产生电源启动信号(Por:PowerOnReset)，启动系统，外部电压继续升高，到某一值以后，Por_set就被置于低电平，但是由于电源启动信号锁存电路锁存了最初的高电平，所以电源启动信号维持有效，当系统完成启动以后，逻辑控制电路产生电源启动释放信号(Por_relcasc)，从而释放掉Por结束系统启动过程；
所述低电压检测电路由电压参考电路、比较器和分压电路构成，内部电压Vregd是给SOC中的MCU和RAM供电的电压，当其数值降低到一定值时，造成Vx小于Vref，就产生低电压事件信号给系统，实现系统的低电压重启或是中断。


3.根据权利要求1所述的一种电源芯片管理系统，其特征在于，所述驱动电路对电压转换电路提供的电压Vnominal进行调整，加大驱动能力，来实现驱动的目的。


4.根据权利要求1所述的一种电源芯片管理系统，其特征在于，所述随机存储器保护电路包括有比较器、控制电路和开关电路，当外加电压Vstby正常时，Vstby通过NMOS管和开关电路，由Vregr端输出，当Vstby电压低于Vregd时，Vstbyref...

【专利技术属性】
技术研发人员：田云，
申请(专利权)人：深圳金茂电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44