一种电源管理芯片制造技术

本申请公开了一种电源管理芯片，包括：I2C接口电路，与芯片的逻辑引脚连接，用于与外部的主控制器进行通信，以传递主控制器设置的调整参数；以及驱动电路，用于将开关信号转换成驱动信号并施加到电源管理芯片中的功率开关的控制端，通过控制功率开关的导通和关断来调节电源管理芯片的输入端至输出端的电能传输，以提供稳定的输出电压，开关信号基于调整参数获得，其中，驱动电路的驱动速率和/或I2C接口电路的供电电压可以被调节，从而可以在I2C接口的通讯出现干扰时通过调节驱动电路的驱动速率和/或I2C接口电路的供电电压来提高芯片的通讯准确率。的通讯准确率。的通讯准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种电源管理芯片


[0001]本专利技术涉及电源管理
，更具体地涉及一种电源管理芯片。

技术介绍

[0002]随着5G、物联网的飞速发展，各类电子设备不断升级，需求也日益增加。这类电子设备一般不使用电网或者电池直接供电，而是将外部的高压通过开关电源变换器等稳压电源转换成精确、稳定的电源电压来供电。因此，电源管理芯片(Power Management Integrated Circuits)对这些电子设备非常重要。
[0003]在需要I2C通讯的电源管理芯片中，通常使用串行数据(SDA)和串行时钟(SCL)引脚实现外部主机(Host)与内部寄存器之间的信息交换，从而可以让用户灵活地配置充放电参数和读取电源所处的状态。
[0004]图1示出了现有的一种用于电源管理芯片的I2C接口电路100的电路示意图。如图1所示，I2C接口电路100包括由I/O电压供电的触发器模块110和由内部电压供电的输出缓冲器120。
[0005]触发器模块110包括输入端111，它用于接收逻辑输入信号SCL_in，并将该逻辑输入信号SCL_in耦合到晶体管M1～M4的栅极，晶体管M1～M4依次连接于供电电压VDIO和地电压Vss之间，其中供电电压VDIO为内部专为接口电路设计的I/O电压，地电压Vss为芯片内部的噪声地。反相器112的输入端与晶体管M2和M3的漏极连接于节点p1，输出端与输出缓冲器120中的晶体管M7的栅极连接，反相器113的输入端与反相器112的输出端连接，输出端与输出缓冲器120中的晶体管M8的栅极连接。晶体管M5的源极与晶体管M1的漏极以及晶体管M2的源极连接，漏极与地电压Vss连接，晶体管M6的源极与晶体管M3的源极以及晶体管M4的漏极连接，漏极与供电电压VDIO连接，晶体管M5和M6的栅极与反相器113的输出端连接于节点p2。
[0006]输出缓冲器120还包括晶体管M9和M10，晶体管M9和M10的源极与电源电压VDD连接，晶体管M9的栅极与晶体管M10的漏极连接，晶体管M10的栅极与晶体管M9的漏极连接，晶体管M9和M10的漏极还分别与晶体管M7和M8的漏极连接，晶体管M7和M8的源极与地电压Vss连接，晶体管M8的漏极还与逻辑输出信号SCL_out连接。
[0007]此外，图1中的电阻R1和晶体管M0为芯片外围电路，电阻R1和晶体管M0依次连接于电压VREF_out和地电压Vss_out之间，其中电压VREF_out和地电压Vss_out分别为外围电路的供电电源和地。
[0008]在芯片内外部电路的地和电源没有压差的情况下，主机的控制信号Host Control通过控制晶体管M0的栅极电压来控制它的导通和关断。当晶体管M0导通时，逻辑输入信号SCL_in等于Vss_out+Vds(M0)，约等于地电压Vss_out；当晶体管M0关断时，逻辑输入信号SCL_in等于电压VREF_out－VR1，约等于电压VREF_out。
[0009]当逻辑输入信号SCL_in为低电平时，晶体管M1、M2、M6导通，晶体管M3～M5关断，节点p1和p2的电压约等于供电电压VDIO，继而晶体管M8被导通，将逻辑输出信号SCL_out拉低
到地电压Vss。当逻辑输入信号SCL_in由低电平跳变为高电平时，当逻辑输入信号SCL_in的电压大于晶体管M4的导通阈值时，先把晶体管M4导通，接着把晶体管M3导通，随后晶体管M1和M2被关断，节点p1和p2被拉低到Vss，晶体管M8关断，逻辑输出信号SCL_out被拉高到电源VDD，最终实现逻辑输出信号SCL_out从低电平到高电平的跳变。同理，该电路还能够产生逻辑输出信号SCL_out从高电平到低电平的跳变，实现了外部电源轨的逻辑信号(即Host Control)与内部电源轨的逻辑信号之间的电平转换。
[0010]但是，在实际的应用中芯片的内外部电路的地和电源会因为噪声或者连接方式而存在一定的压差。当芯片内外部电路的电源轨存在压差时，可能会导致内部电路和I2C通讯的信号误触发或者漏触发的现象发生。
[0011]以内部地电压低于外部地电压的情况为例，如图2示出了现有的I2C接口电路100的工作波形图，在图2中分别示出了逻辑输入信号SCL_in和逻辑输出信号SCL_out的电平变化，且图2中的斜线区域表示理想情况下的有效输入电压范围，阴影区域表示实际情况下的有效输入电压范围。在理想情况下，当逻辑输入信号SCL_in的低电平落入Vss～VDD_lmax，高电平落入Vin_hmin～VDIO(如图2中的斜线区域所示)时，此时内部的I2C接口电路能够正常识别逻辑输入信号SCL_in而在输出发生翻转(如SCL_out信号的虚线所示的)。而当内部的I2C接口电路的地电压由于开关电源变换器的功率管开关噪声而变低时，有效电压范围随之变低，如图2中的阴影区域所示，此时逻辑输入信号SCL_in的高低电平可能会落入到阴影区域限定的电压范围之外，导致内部的I2C接口电路无法正常识别逻辑输入信号SCL_in的电平变化而出现漏翻转，如图2中的SCL_out的实线所示，从而对I2C通讯造成干扰。

技术实现思路

[0012]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电源管理芯片，可调整I2C接口电路的供电电压，在提高I2C接口的通讯稳定性的同时平衡了DC/DC变换器的效率问题。
[0013]根据本专利技术实施例，提供了一种电源管理芯片，包括：I2C接口电路，与芯片的逻辑引脚连接，用于与外部的主控制器进行通信，以传递所述主控制器设置的调整参数；以及驱动电路，用于将开关信号转换成驱动信号并施加到所述电源管理芯片中的功率开关的控制端，通过控制所述功率开关的导通和关断来调节所述电源管理芯片的输入端至输出端的电能传输，以提供稳定的输出电压，所述开关信号基于所述调整参数获得，其中，所述驱动电路的驱动速率和/或所述I2C接口电路的供电电压可以被调节。
[0014]可选的，所述驱动电路包括：缓冲器，其输入端用于接收所述开关信号；并联的第一图腾柱电路和第二图腾柱电路，所述第一图腾柱电路和所述第二图腾柱电路用于基于所述缓冲器的输出对所述功率开关的控制端进行充放电；以及驱动控制模块，用于接收第一调整信号，并基于所述第一调整信号控制所述第二图腾柱电路与所述缓冲器之间的信号通路，通过控制所述第二图腾柱电路的开启和关闭来调节所述驱动电路的驱动速率。
[0015]可选的，所述I2C接口电路包括：供电电压产生模块，用于向触发器模块提供供电电压，所述供电电压产生模块还用于接收第二调整信号，并根据所述第二调整信号调节所述供电电压的电压值；所述触发器模块，用于从芯片的逻辑引脚接收逻辑输入信号，用于将所述逻辑输入信号与阈值电压进行比较，以生成第一信号；以及输出缓冲器，用于对所述第一信号整形以得到逻辑输出信号。
[0016]可选的，所述第二图腾柱电路包括：连接于第一电压和第二电压之间的第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管的控制端与所述驱动控制模块的输出连接，所述第一晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电源管理芯片，包括：I2C接口电路，与芯片的逻辑引脚连接，用于与外部的主控制器进行通信，以传递所述主控制器设置的调整参数；以及驱动电路，用于将开关信号转换成驱动信号并施加到所述电源管理芯片中的功率开关的控制端，通过控制所述功率开关的导通和关断来调节所述电源管理芯片的输入端至输出端的电能传输，以提供稳定的输出电压，所述开关信号基于所述调整参数获得，其中，所述驱动电路的驱动速率和/或所述I2C接口电路的供电电压可以被调节。2.根据权利要求1所述的电源管理芯片，其中，所述驱动电路包括：缓冲器，其输入端用于接收所述开关信号；并联的第一图腾柱电路和第二图腾柱电路，所述第一图腾柱电路和所述第二图腾柱电路用于基于所述缓冲器的输出对所述功率开关的控制端进行充放电；以及驱动控制模块，用于接收第一调整信号，并基于所述第一调整信号控制所述第二图腾柱电路与所述缓冲器之间的信号通路，通过控制所述第二图腾柱电路的开启和关闭来调节所述驱动电路的驱动速率。3.根据权利要求1所述的电源管理芯片，其中，所述I2C接口电路包括：供电电压产生模块，用于向触发器模块提供供电电压，所述供电电压产生模块还用于接收第二调整信号，并根据所述第二调整信号调节所述供电电压的电压值；所述触发器模块，用于从芯片的逻辑引脚接收逻辑输入信号，用于将所述逻辑输入信号与阈值电压进行比较，以生成第一信号；以及输出缓冲器，用于对所述第一信号整形以得到逻辑输出信号。4.根据权利要求2所述的电源管理芯片，其中，所述第二图腾柱电路包括：连接于第一电压和第二电压之间的第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管和所述第二晶体管的控制端与所述驱动控制模块的输出连接，所述第一晶体管和所述第二晶体管的中间节点与所述功率开关的控制端连接。5.根据权利要求4所述的电源管理芯片，其中，所述驱动控制模块包括：第一开关，连接于所述缓冲器的输出与所述第一晶体管的控制端之间；以及第二开关，连接于所述缓冲器的输出与所述第二晶体管的控制端之间，其中，所述第一调整信号通过控制所述第一开关和所述第二开关的导通和关断来控制所述缓冲器与所述第二图腾柱电路之间的信号通路。6.根据权利要求5所述的电源管理芯片，其中，所述驱动控制模块还包括：第三晶体管，其第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：易新敏，马玲莉，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：