專利名稱：用于電源路徑管理的電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)電源路徑管理，特別是關(guān)于一種用于電源路徑管理的電路及方法。
背景技術(shù)：
如圖1所示，現(xiàn)有的雙電源配置包含兩條電流路徑分別將電源Vin和電池10并聯(lián)到負(fù)載系統(tǒng)12，晶體管Ql耦接于電源輸入端IN及電源輸出端OUT之間作為低壓差線性穩(wěn)壓器(Low Drop-Out regulator ；LD0)控制從電源輸入端IN供應(yīng)的輸入電流Iin，晶體管Q2耦接于電源輸出端OUT及電池充電端BAT之間作為充電調(diào)整器控制流向電池10的充電電流Ibat，以及用于電源路徑管理的電路14藉放大器16比較系統(tǒng)電壓Vsys及參考電壓VAPPM，產(chǎn)生控制信號給驅(qū)動(dòng)器18以控制晶體管Q2，即控制對電池10的充電。在正常操作時(shí)，系統(tǒng)電壓Vsys約等于輸入電壓Vin且大于參考電壓VAPPM，因此放大器16會(huì)打開晶體管Q2供應(yīng)充電電流rtat給電池10。當(dāng)負(fù)載上升造成系統(tǒng)電流Isys及充電電流rtat的和超過輸入電流Iin的上限時(shí)，系統(tǒng)電壓Vsys會(huì)下降因而更接近參考電壓VAPPM，放大器16因應(yīng)系統(tǒng)電壓Vsys及參考電壓VAPPM之間的差異縮小調(diào)整給驅(qū)動(dòng)器18的控制信號，以控制晶體管Q2減少充電電流rtat，讓系統(tǒng)電流Isys得到更多電流。但是當(dāng)輸入電壓Vin下降到低于參考電壓VAPPM時(shí)，用于電源路徑管理的電路14會(huì)關(guān)閉充電電流rtat，電池10便無法充電。因此，輸入電壓Vin及參考電壓VAPPM之間的差值大小會(huì)決定電池10是否能夠充電。圖2及圖3是兩種控制參考電壓VAPPM的方法。在圖2的方法中，參考電壓VAPPM是固定的，輸入電壓Vin必須大于參考電壓VAPPM才能確保電池10獲得充電，當(dāng)輸入電壓Vin低于參考電壓VAPPM時(shí)，充電電流rtat會(huì)變?yōu)榱?。圖3的方法則是讓參考電壓VAPPM追蹤電池電壓Vbat的軌跡，保持比電池電壓Vbat高一個(gè)偏移電壓Vos，當(dāng)輸入電壓Vin下降時(shí)，系統(tǒng)電壓Vsys不會(huì)馬上低于參考電壓VAPPM，電池10能持續(xù)充電。但以能量的觀點(diǎn)來看，(Vin-VAPPM) XIin代表浪費(fèi)的能量，圖3中的參考電壓VAPPM隨著電池電壓Vbat改變，因此(Vin-VAPPM) X Iin相當(dāng)于(Vin-Vkit) X Iin，會(huì)比圖2中固定的參考電壓VAPPM浪費(fèi)較多的能量，而浪費(fèi)的能量會(huì)轉(zhuǎn)換成熱能，使系統(tǒng)溫度上升，造成負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，在于提出一種用于電源路徑管理的電路及方法。根據(jù)本發(fā)明，一種用于電源路徑管理的電路包含參考電壓產(chǎn)生器根據(jù)電源輸入端的電壓產(chǎn)生參考電壓，以及放大器根據(jù)電源輸出端的電壓及該參考電壓之間的差值產(chǎn)生控制信號，以控制耦接于該電源輸出端及電池充電端之間的充電調(diào)整器。根據(jù)本發(fā)明，一種用于電源路徑管理的方法包含根據(jù)電源輸入端的電壓產(chǎn)生參考電壓，以及根據(jù)電源輸出端的電壓及該參考電壓之間的差值產(chǎn)生控制信號，以控制耦接于該電源輸出端及電池充電端之間的充電調(diào)整器。本發(fā)明實(shí)施例具有良好的能量使用率。


圖1是現(xiàn)有的雙電源配置的電路圖2是用于電源路徑管理的現(xiàn)有方法；
圖3是用于電源路徑管理的現(xiàn)有方法；
圖4是本發(fā)明的實(shí)施例電路圖5是參考電壓產(chǎn)生器的第一實(shí)施例；
圖6是圖5的電路產(chǎn)生的參考電壓對輸入電壓的示意圖7是參考電壓產(chǎn)生器的第二實(shí)施例；
圖8是圖7的電路產(chǎn)生的參考電壓對輸入電壓的示意圖9是參考電壓產(chǎn)生器的第三實(shí)施例；
圖10是圖9的電路產(chǎn)生的參考電壓對輸入電壓的示意圖11是參考電壓產(chǎn)生器的第四實(shí)施例；以及
圖12是圖11的電路產(chǎn)生的參考電壓對輸入電壓的示意圖。
附圖標(biāo)號
10電池
12負(fù)載系統(tǒng)
14用于電源路徑管理的電路
16放大器
18驅(qū)動(dòng)器
20用于電源路徑管理的電路
22參考電壓產(chǎn)生器
24可調(diào)式電流源
26高壓限制電路
28運(yùn)算放大器
30低壓限制電路
32運(yùn)算放大器
具體實(shí)施例方式圖4是本發(fā)明的實(shí)施例電路圖。用于電源路徑管理的電路20包含參考電壓產(chǎn)生器22耦接電源輸入端IN及放大器16，追蹤輸入電壓Vin的軌跡產(chǎn)生參考電壓VAPPM給放大器16，當(dāng)負(fù)載過大導(dǎo)致輸入電壓Vin及系統(tǒng)電壓Vsys下降時(shí)，參考電壓VAPPM也跟著下降，因此系統(tǒng)電壓Vsys依舊大于參考電壓VAPPM，放大器16產(chǎn)生的控制信號還是保持晶體管Q2導(dǎo)通，電池10維持于充電狀態(tài)。圖5是參考電壓產(chǎn)生器22的第一實(shí)施例，圖6是其產(chǎn)生的參考電壓VAPPM對輸入電壓Vin的示意圖。參考電壓產(chǎn)生器22包含電阻Rl及可調(diào)式電流源M串聯(lián)于電源輸入端IN和接地端之間，電流Il流經(jīng)電阻Rl產(chǎn)生壓差Vos，因此從參考電壓輸出端VAPPM取出的參考電壓VAPPM會(huì)比輸入電壓Vin減少偏移電壓Vos。偏移電壓Vos會(huì)隨著可調(diào)式電流源16提供的電流Il的大小而改變。以能量的觀點(diǎn)來看，由于本實(shí)施例產(chǎn)生的參考電壓VAPPM = Vin-Vos,故浪費(fèi)的能量(Vin-VAPPM) X I in將維持在Vos X I in，能夠具有良好的能
量使用率。圖7是參考電壓產(chǎn)生器22的第二實(shí)施例，圖8是其產(chǎn)生的參考電壓VAPPM對輸入電壓Vin的示意圖。此實(shí)施例是在圖5的電路增加高壓限制電路沈耦接參考電壓輸出端VAPPM，以限制參考電壓VAPPM的最大值。高壓限制電路沈包含MOSFET Sl耦接于參考電壓輸出端VAPPM及接地端之間，以及運(yùn)算放大器28根據(jù)參考電壓VAPPM及設(shè)定的最大電壓Vclamp_H之間的差值控制MOSFET Si。當(dāng)參考電壓VAPPM上升到最大電壓Vclamp_H時(shí)，運(yùn)算放大器28會(huì)控制MOSFET Sl將參考電壓VAPPM固定在最大電壓VclampJL圖9是參考電壓產(chǎn)生器22的第三實(shí)施例，圖10是其產(chǎn)生的參考電壓VAPPM對輸入電壓Vin的示意圖。此實(shí)施例是在圖5的電路增加低壓限制電路30耦接參考電壓輸出端VAPPM,以限制參考電壓VAPPM的最小值。低壓限制電路30包含MOSFET S2耦接于電源輸入端IN及參考電壓輸出端VAPPM之間，以及運(yùn)算放大器32根據(jù)參考電壓VAPPM及設(shè)定的最小電壓Vclamp_H之間的差值控制MOSFET S2。當(dāng)參考電壓VAPPM下降到最小電壓Vclamp_L時(shí)，運(yùn)算放大器32會(huì)控制MOSFET S2將參考電壓VAPPM固定在最小電壓Vclamp_L。圖11是參考電壓產(chǎn)生器22的第四實(shí)施例，圖12是其產(chǎn)生的參考電壓VAPPM對輸入電壓Vin的示意圖。本實(shí)施例是結(jié)合圖7及圖9的電路，因此，參考電壓VAPPM會(huì)追蹤輸入電壓Vin的軌跡而改變，但被限制于最大電壓Vc 1 amp_H及最小電壓Vc 1 amp_L之間。以上對于本發(fā)明的較佳實(shí)施例所作的敘述是為闡明的目的，而無意限定本發(fā)明精確地為所揭露的形式，基于以上的教導(dǎo)或從本發(fā)明的實(shí)施例學(xué)習(xí)而作修改或變化是可能的，實(shí)施例是為解說本發(fā)明的原理以及讓本領(lǐng)域技術(shù)人員以各種實(shí)施例利用本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用上而選擇及敘述，本發(fā)明的技術(shù)思想由權(quán)利要求及其均等來決定。
權(quán)利要求
1.一種用于電源路徑管理的電路，其特征在于，所述的電路包含參考電壓產(chǎn)生器，耦接電源輸入端，根據(jù)所述電源輸入端的電壓產(chǎn)生參考電壓；以及放大器，耦接電源輸出端及所述參考電壓產(chǎn)生器，根據(jù)所述電源輸出端的電壓及所述參考電壓之間的差值產(chǎn)生控制信號，以控制耦接于所述電源輸出端及電池充電端之間的充電調(diào)整器。
2.如權(quán)利要求1所述的用于電源路徑管理的電路，其特征在于，所述參考電壓產(chǎn)生器包含電阻，耦接于所述電源輸入端及參考電壓輸出端之間；以及電流源，經(jīng)所述參考電壓輸出端與所述電阻串聯(lián)，以控制流過所述電阻的電流，進(jìn)而產(chǎn)生所述參考電壓與所述電源輸入端的電壓相差一偏移電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的用于電源路徑管理的電路，其特征在于，所述參考電壓產(chǎn)生器包含電阻，耦接于所述電源輸入端及參考電壓輸出端之間；電流源，經(jīng)所述參考電壓輸出端與所述電阻串聯(lián)，以控制流過所述電阻的電流，進(jìn)而產(chǎn)生所述參考電壓與所述電源輸入端的電壓相差一偏移電壓；以及高壓限制電路，耦接所述參考電壓輸出端，以限制所述參考電壓不大于一最大電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的用于電源路徑管理的電路，其特征在于，所述高壓限制電路包含M0SFET,耦接于所述參考電壓輸出端及所述接地端之間；以及運(yùn)算放大器，具有二輸入端分別接受所述參考電壓及所述最大電壓，以及輸出端耦接所述MOSFET的控制端。
5.如權(quán)利要求1所述的用于電源路徑管理的電路，其特征在于，所述參考電壓產(chǎn)生器包含電阻，耦接于所述電源輸入端及參考電壓輸出端之間；電流源，經(jīng)所述參考電壓輸出端與所述電阻串聯(lián)，以控制流過所述電阻的電流，進(jìn)而產(chǎn)生所述參考電壓與所述電源輸入端的電壓相差一偏移電壓；以及低壓限制電路，耦接所述參考電壓輸出端，以限制所述參考電壓不小于一最小電壓。
6.如權(quán)利要求5所述的用于電源路徑管理的電路，其特征在于，所述低壓限制電路包含M0SFET，耦接于所述電源輸入端及所述參考電壓輸出端之間；以及運(yùn)算放大器，具有二輸入端分別接受所述參考電壓及所述最小電壓，以及輸出端耦接所述MOSFET的控制端。
7.一種用于電源路徑管理的方法，其特征在于，所述的方法包含根據(jù)電源輸入端的電壓產(chǎn)生參考電壓；以及根據(jù)電源輸出端的電壓及所述參考電壓之間的差值產(chǎn)生控制信號，以控制耦接于所述電源輸出端及電池充電端之間的充電調(diào)整器。
8.如權(quán)利要求7所述的用于電源路徑管理的方法，其特征在于，根據(jù)電源輸入端的電壓產(chǎn)生參考電壓的步驟包含保持所述參考電壓與所述電源輸入端的電壓相差一偏移電壓。
9.如權(quán)利要求8所述的用于電源路徑管理的方法，其特征在于，所述的方法更包含限制所述參考電壓不大于一最大電壓。
10.如權(quán)利要求8所述的用于電源路徑管理的方法，其特征在于，所述的方法更包含限制所述參考電壓不小于一最小電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于電源路徑管理的電路及方法，追蹤電源輸入端的電壓以產(chǎn)生參考電壓，并根據(jù)電源輸出端的電壓及該參考電壓之間的差值產(chǎn)生控制信號，以控制耦接于該電源輸出端及電池充電端之間的充電調(diào)整器。本發(fā)明實(shí)施例具有良好的能量使用率。
文檔編號H02J7/00GK102593943SQ20111002335
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者林家祥, 王宣凱, 龔能輝 申請人:立锜科技股份有限公司