一种多电源供电的芯片电源切换电路制造技术

本发明专利技术提出一种多电源供电的芯片电源切换电路，包括：低压差线性稳压器、第一比较器、第二比较器、片外电源选择电路、或门、反相器和电源选择模块；其中，低压差线性稳压器的一个输出连接电源选择模块的输入，另一个输出连接第一比较器的正向输入；第一比较器的负向输入和低压差线性稳压器的输入连接参考电平，输出连接或门的一个输入；或门的输出连接电源选择模块的另一个输入；外部电源选择电路的两个输入分别连接外部直流电源和电池电源，输出连接第二比较器的正向输入；电池电源连接第二比较器的反向输入和电源选择模块的输入；第二比较器的输出连接反相器的输入和电源选择模块的输入；反相器的输出连接或门的另一个输入。反相器的输出连接或门的另一个输入。反相器的输出连接或门的另一个输入。

【技术实现步骤摘要】
一种多电源供电的芯片电源切换电路


[0001]本专利技术涉及一种电源切换电路，特别是一种多电源供电的芯片电源切换电路。

技术介绍

[0002]主控系统供电正常有两路，来自电网的VDC和来自电池的VBAT，正常要求电网掉电以后切换成电池供电。如图3所示，在深亚微米等工艺节点，好多器件都是工作在3.3V，所以需要对来自电网的5V在芯片内部转换成3.3V，一般情况下要求这个LDO在电池供电时候旁路(bypass)。这样会导致当电网突然来电，LDO启动需要一点时间，这时芯片内部接3.3V电源的器件就会直接接5V电源，可能导致内部器件的损伤。
[0003]对于IO电压支持5V的系统，其电源切换常见一种方案如图4所示，通过芯片外的Diode完成电源的切换，电网有电时，VDC电压高于VBAT，二极管D1导通，当电网掉电时，D0导通，实现对电源的切换，但是该系统不能满足内部IO device时3.3V的应用。
[0004]其对电网突然来电，LDO5VT33输出因为来不及相应，跟随输入，AVDD33输出电压可能超过器件耐压没有做相应的防护。
[0005]另外解决该方案是通过片外增加一个5V转3.3V LDO,然后芯片内部实现3.3V电源和VBAT电源直接的切换，但是会增加整体BOM成本。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种多电源供电的芯片电源切换电路。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种多电源供电的芯片电源切换电路，包括：低压差线性稳压器LDO、第一比较器CMOP0、第二比较器CMOP1、片外电源选择电路、或门OR1、反相器INV和电源选择模块；
[0008]其中，低压差线性稳压器LDO的一个输出端AVDD33连接电源选择模块的输入端，低压差线性稳压器LDO的另一个输出连接第一比较器CMOP0的正向输入端；
[0009]第一比较器CMOP0的负向输入端和低压差线性稳压器LDO的输入端连接参考电平VREF，第一比较器CMOP0的输出端连接或门OR1的一个输入端；
[0010]或门OR1的输出端连接电源选择模块的另一个输入端；
[0011]外部电源选择电路的两个输入端分别连接外部直流电源VDC和电池电源VBAT，外部电源选择电路的输出端连接第二比较器CMOP1的正向输入端；
[0012]电池电源VBAT还连接第二比较器CMOP1的反向输入端和电源选择模块的输入端；
[0013]第二比较器CMOP1的输出端连接反相器INV的输入端和电源选择模块的输入端；
[0014]反相器INV的输出端连接或门OR1的另一个输入端；
[0015]电源选择模块的输出端连接芯片内部负载区域。
[0016]本专利技术所述低压差线性稳压器LDO内部包括运算放大器OPAMP、第一电阻R0、第二电阻R1、第三电阻R2和功率管M0；
[0017]其中，运算放大器OPAMP的正向输入端连接参考电压VREF，负端连接第三电阻R2和第二电阻R1的公共端，运算放大器OPAMP的输出端连接功率管M0的栅端；
[0018]功率管M0的源端连接片外电源选择电路的输出端AVDD5，功率管M0的漏端连接第三电阻R2的正向输入端；
[0019]第三电阻R2的负向端连接第二电阻R1的正向端；
[0020]第二电阻R1的负向端连接第一比较器CMOP0的正向输入端和第一电阻R0的正向输入端；
[0021]第一电阻R0的负向端接地。
[0022]本专利技术所述片外电源选择电路包括第一二极管D0和第二二极管D1；
[0023]其中，第一二极管D0正向输入端连接外部直流电源VDC；
[0024]第二二极管D1正向输入端连接电池电源VBAT；
[0025]第一二极管D0和第二二极管D1的负向端连接，组成片外选择电路的输出端AVDD5。
[0026]本专利技术所述输入保护电路包括第二比较器CMOP1、第四电阻R3和第五电阻R4；
[0027]其中，第二比较器CMOP1的输入端依次连接第四电阻R3和第五电阻R4。
[0028]本专利技术所述电源选择模块包括第一开关SW0和第二开关SW1；
[0029]其中，第一开关SW0的源端连接低压差线性稳压器LDO的一个输出端AVDD33，第一开关SW0的栅端连接或门OR1的输出端，第一开关SW0的衬底和漏端连接第二开关SW1的漏端；
[0030]第二开关SW1的栅端连接第二比较器COMP1的输出端，第二开关SW1的源端接电池电源VBAT。
[0031]本专利技术所述第一开关SW0为PMOS开关。
[0032]本专利技术所述第二开关SW1为PMOS开关。
[0033]本专利技术中，当直流电源VDC正常供电5V时，比较器COMP1正端电压5V，经过一个二极管diode压降，设置为4.7V，比较器COMP1的负端接电池电源VBAT电压不超过3.6V，比较器COMP1输出PG_SEL为高电平，经过反相器INV后输出PG_SELN为低电平，使得PMOS开关SW1关闭；由于低压差线性稳压器LDO的一个输出端AVDD33正常输出，比较器COMP0输出AVDD_OK为低电平，第一比较器COMP0输出AVDD33_OK和反相器INV输出PG_SELN同时为低电平，使得或门OR1的输出MAIN_SEL输出为低电平，第一开关SW0导通，低压差线性稳压器LDO的一个输出端AVDD33通过第一开关SW0输出产生AVDDIO给后续电路供电。
[0034]本专利技术中，当直流电源VDC掉电时，电池电源VBAT送给片外电源选择电路的输出端AVDD5，比较器COMP1正端电压是电池电源VBAT经过一个二极管diode压降，比较器COMP1的负端接电池电源VBAT电压，比较器COMP1输出PG_SEL为低电平，第二开关SW1导通，比较器COMP1输出PG_SEL经过一个反相器后的输出PG_SELN为高电平，使得或门OR1的输出MAIN_SEL为高电平，第一开关SW0关闭；电池电源VBAT通过第二开关SW1输出产生AVDDIO给后续系统供电。
[0035]本专利技术中，当直流电源VDC来电时，由于低压差线性稳压器LDO旁路(bypass)，低压差线性稳压器LDO的一个输出端AVDD33过充，当过充大于3.6V时，比较器COMP0输出高电平，第一开关SW0关闭，同时比较器COMP1输出也为高电平，第二开关SW1关闭，当低压差线性稳压器LDO完成上电后，低压差线性稳压器LDO的一个输出端AVDD33输出稳定，比较器COMP0输
出低电平和输出PG_SEL的低电平或产生的输出MAIN_SEL为低电平，第一开关SW0打开，低压差线性稳压器LDO的一个输出端由AVDD33给后续电路供电。
[0036]有益效果：
[0037]1.本专利技术中芯片内置5V转3.3V LDO电路，且支持bypass，降低功耗同时，可以降低BOM成本；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多电源供电的芯片电源切换电路，其特征在于，包括：低压差线性稳压器LDO、第一比较器CMOP0、第二比较器CMOP1、片外电源选择电路、或门OR1、反相器INV和电源选择模块；其中，低压差线性稳压器LDO的一个输出端AVDD33连接电源选择模块的输入端，低压差线性稳压器LDO的另一个输出连接第一比较器CMOP0的正向输入端；第一比较器CMOP0的负向输入端和低压差线性稳压器LDO的输入端连接参考电平VREF，第一比较器CMOP0的输出端连接或门OR1的一个输入端；或门OR1的输出端连接电源选择模块的另一个输入端；外部电源选择电路的两个输入端分别连接外部直流电源VDC和电池电源VBAT，外部电源选择电路的输出端连接第二比较器CMOP1的正向输入端；电池电源VBAT还连接第二比较器CMOP1的反向输入端和电源选择模块的输入端；第二比较器CMOP1的输出端连接反相器INV的输入端和电源选择模块的输入端；反相器INV的输出端连接或门OR1的另一个输入端；电源选择模块的输出端连接芯片内部负载区域。2.根据权利要求1所述的一种多电源供电的芯片电源切换电路，其特征在于，所述低压差线性稳压器LDO内部包括运算放大器OPAMP、第一电阻R0、第二电阻R1、第三电阻R2和功率管M0；其中，运算放大器OPAMP的正向输入端连接参考电压VREF，负端连接第三电阻R2和第二电阻R1的公共端，运算放大器OPAMP的输出端连接功率管M0的栅端；功率管M0的源端连接片外电源选择电路的输出端AVDD5，功率管M0的漏端连接第三电阻R2的正向输入端；第三电阻R2的负向端连接第二电阻R1的正向端；第二电阻R1的负向端连接第一比较器CMOP0的正向输入端和第一电阻R0的正向输入端；第一电阻R0的负向端接地。3.根据权利要求2所述的一种多电源供电的芯片电源切换电路，其特征在于，所述片外电源选择电路包括第一二极管D0和第二二极管D1；其中，第一二极管D0正向输入端连接外部直流电源VDC；第二二极管D1正向输入端连接电池电源VBAT；第一二极管D0和第二二极管D1的负向端连接，组成片外选择电路的输出端AVDD5。4.根据权利要求3所述的一种多电源供电的芯片电源切换电路，其特征在于，所述输入保护电路包括第二比较器CMOP1、第四电阻R3和第五电阻R4；其中，第二比较器CMOP1的输入端依次连接第四电阻R3和第五电阻R4。5.根据权利要求4所述的一种多电源供电的芯片电源切换电路，其特征在于，所述电源选择模块包括第一开关SW0和第二开关SW1；其中，第一开关SW0的源端连接低压差线性稳压器LDO的一个输出端AVDD33，第一开关SW0的栅端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：江向阳，林玲，陈鹏鹏，王文泽，
申请(专利权)人：杭州万高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：