宽输入电压范围的启动电路及电源管理器制造技术

本申请公开一种宽输入电压范围的启动电路及电源管理器，应用于集成电路技术领域，其中启动电路包括：辅助保护单元、第一限流电阻、高压启动通路单元以及低压启动通路单元；第一限流电阻向辅助保护单元、高压启动通路单元提供工作所需的工作电流；辅助保护单元在工作电流的作用下形成第一钳位保护电压和第二钳位保护电压，以在不同输入电压时对高压启动通路单元或者低压启动通路单元进行控制，从而为输入电压建立对应的输出电压。通过将高输入电压下的限流电流在高压启动通路单元中进行回收利用，实现低功耗、宽输入电压范围和集成电路版图面积更小的目标。版图面积更小的目标。版图面积更小的目标。

【技术实现步骤摘要】
宽输入电压范围的启动电路及电源管理器


[0001]本申请涉及集成电路
，具体涉及一种宽输入电压范围的启动电路及电源管理器。

技术介绍

[0002]对于开关电源，例如直流
‑
直流电源转换器来说，通常设置有启动电路。如图1所示，传统的启动电路经常采用简单的限流电阻R0和钳位二极管Z0串联的方式形成钳位支路，在输入电压Vin上电过程中为负载(如晶体管NM0)的工作提供启动控制，以使在负载的上电过程中使得输入电压Vin稳定可靠地为负载提供工作电源。虽然启动电路的结构简单，但随着芯片对低功耗、宽输入电压范围等提成新应用需求后，受限于启动电路自身因素，其性能不能满足低功耗、宽输入等应用要求。
[0003]基于此，需要一种低功耗、宽输入电压范围的新启动电路技术方案。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本说明书实施例提供一种宽输入电压范围的启动电路及电源管理器，实现低功耗、宽输入电压范围和芯片版图面积更小的集成电路设计目标。
[0005]本说明书实施例提供以下技术方案：
[0006]本说明书实施例提供一种宽输入电压范围的启动电路，包括：辅助保护单元、第一限流电阻、高压启动通路单元以及低压启动通路单元；
[0007]所述第一限流电阻的第一端连接输入电压，所述第一限流电阻的第二端分别与所述辅助保护单元、所述高压启动通路单元连接，以向所述辅助保护单元、所述高压启动通路单元提供工作所需的工作电流；
[0008]所述辅助保护单元用于在所述工作电流的作用下形成第一钳位保护电压和第二钳位保护电压，并将所述第一钳位保护电压输出至所述高压启动通路单元，以及将所述第二钳位保护电压为输出至所述低压启动通路单元；
[0009]其中，当所述输入电压为高于第一阈值的电压时，所述辅助保护单元所形成的所述第一钳位保护电压和所述第二钳位保护电压两者之差大于第二阈值，以使所述高压启动通路单元在所述第一钳位保护电压的控制下对所述输入电压建立对应的输出电压，而当所述输入电压为不高于第一阈值的电压时，所述辅助保护单元所形成的所述第一钳位保护电压和所述第二钳位保护电压两者之差不大于第二阈值，以使所述低压启动通路单元在所述第二钳位保护电压的控制下对所述输入电压建立对应的所述输出电压。
[0010]与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
[0011]低功耗的双通道高压启动电路有两条通路，用于低输入电压和高输入电压两种不同的极端条件下的正常工作，满足宽输入电源电压范围的供电需求；
[0012]低功耗的双通道高压启动电路具有更低的功耗，相比于传统降压启动电路中的限
流电阻通路浪费的无用电流，本专利技术能够将大部分限流电阻支路的电流利用在高压启动通路单元中，极大的降低了整体电路的功耗；
[0013]低功耗的双通道高压启动电路在版图中具有更小的面积，这是因为本专利技术中不需要大阻值的限流电阻进行限流，因此版图中该降压启动部分所占的面积也大大减小。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0015]图1是现有启动电路的结构示意图；
[0016]图2是本申请中一种宽输入电压范围的启动电路的结构示意图；
[0017]图3是本申请中一种宽输入电压范围的启动电路的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0019]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0020]要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0021]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0022]另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。
[0023]正如图1所示的传统启动电路，即由R0和稳压管Z0构成的钳位支路，使得稳压管Z0稳定地提供钳位电压，而使得输入电压Vin在负载开关管NM0在上电过程中稳定地建立相应电压信号。
[0024]虽然该启动电路的结构简单，但是该启动电路受限于稳压管Z0工作电流限制，无
法适应低功耗、宽输入电压范围等应用要求。
[0025]例如，在高输入电压情况下，流经限流电阻R0的电流较大，这时受限于稳压管Z0的工作电流限制，限流电阻R0需要选取较大阻值，以满足稳压管Z0工作于安全区间，而阻值较大的限流电阻在集成电路中需要占用较大的电阻版图面积；还有，当较大的电流流经限流电阻R0，限流电阻的功耗大，而且这部分能量无法回收利用，将被浪费，无法做到低功耗。
[0026]例如，若限流电阻的取值固定时，输入电压过大或者过小都会使启动电路无法正常工作，限制了输入电压的取值范围，不能适应宽输入电压范围的应用需要。
[0027]有鉴于此，专利技术人通过对电源电路及其启动电路进行深入研究及改进探索，提出了一种启动电路的结构方案：如图2所示，启动电路设置有两条通路及其保护单元，即辅助保护单元100、高压启动通路单元200和低压启动通路单元300。
[0028]具体地，第一限流电阻R1的第一端连接输入电压Vin，第一限流电阻R1的第二端分别与辅助保护单元100、高压启动通路单元200连接，以向所述辅助保护单元100、所述高压启动通路单元200提供工作所需的工作电流；
[0029]所述辅助保护单元100用于根据所述工作电流形成第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽输入电压范围的启动电路，其特征在于，包括：辅助保护单元、第一限流电阻、高压启动通路单元以及低压启动通路单元；所述第一限流电阻的第一端连接输入电压，所述第一限流电阻的第二端分别与所述辅助保护单元、所述高压启动通路单元连接，以向所述辅助保护单元、所述高压启动通路单元提供工作所需的工作电流；所述辅助保护单元用于在所述工作电流的作用下形成第一钳位保护电压和第二钳位保护电压，并将所述第一钳位保护电压输出至所述高压启动通路单元，以及将所述第二钳位保护电压为输出至所述低压启动通路单元；其中，当所述输入电压为高于第一阈值的电压时，所述辅助保护单元所形成的所述第一钳位保护电压和所述第二钳位保护电压两者之差大于第二阈值，以使所述高压启动通路单元在所述第一钳位保护电压的控制下对所述输入电压建立对应的输出电压，而当所述输入电压为不高于第一阈值的电压时，所述辅助保护单元所形成的所述第一钳位保护电压和所述第二钳位保护电压两者之差不大于第二阈值，以使所述低压启动通路单元在所述第二钳位保护电压的控制下对所述输入电压建立对应的所述输出电压。2.根据权利要求1所述的宽输入电压范围的启动电路，其特征在于，所述高压启动通路单元包括第一开关电路，所述低压启动通路单元包括第二开关电路；其中，所述第一限流电阻的第一端、所述第二开关电路的第一开关接入端连接所述输入电压，第一限流电阻的第二端与所述第一开关电路的第一开关接入端连接；所述第一开关电路的第二开关接入端和所述第二开关电路的第二开关接入端相连接后作为所述输出电压的输出端；所述第一开关电路的开关控制端输入所述第一钳位保护电压；所述第二开关电路的开关控制端输入所述第二钳位保护电压。3.根据权利要求2所述的宽输入电压范围的启动电路，其特征在于，所述第一开关电路包括第一晶体管，所述第二开关电路包括第二晶体管；其中，所述第一晶体管的栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：金炜东，
申请(专利权)人：上海芯享程半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：