專利名稱：電源管理電路和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電氣電源管理。
背景技術：
傳統(tǒng)上，當提供直流(DC)電壓的電源連接至電池供電的電子系統(tǒng)時，充電器或電池管理電路使用DC電壓對電池充電。另外，電池管理單元(PMU)使用DC電壓供電給該系統(tǒng)中的應用電路。另一方面，當DC電壓沒有連接至該系統(tǒng)時，電池施加電壓并且供電給該應用電路。這些方法通常使用管理電路的電池管理電路和電源管理單元(PMU)，例如，從而確定什么時候采用來自電池的電力供應和什么時候采用來自DC電壓源的電力供應。通常，電池管理電路和PUM為在互補芯片上所制造的兩個分離單元。有效功率調節(jié)和減小的形狀系數(shù)為可移動電子系統(tǒng)設計的兩個關鍵參數(shù)。在申請人已知的電源管理系統(tǒng)(PMU)中，電池管理電路和PMU使用開關DC-DC架構，從而改善了效率和最小化功率損耗。開關DC-DC架構通常采用功率電感器。使用分立功率電感器制造充電器和PUM的成本還是很昂貴，這是因為即使制造集成電路的硅成本已經(jīng)降低了，分立電感器的成本也沒有大幅降低。在多種情況下，分立電感器的成本幾乎超過了全部硅的成本。功率電感器與半導體制造和裝配工藝的結合很笨拙并且受到成本限制。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有技術中所存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種方法，包括確定是否存在第一電壓和/或生成所述第一電壓的電壓源；基于所述確定步驟的第一結果，執(zhí)行以下步驟將所述第一電壓變換為第二電壓；以及使用升壓變換器將所述第二電壓變換為第三電壓；以及基于所述確定步驟的第二結果，使用降壓變換器將所述第三電壓變換為所述第二電壓。在該方法中，所述升壓變換器包括選擇性地選自升壓控制器和降壓控制器的所述升壓控制器；以及所述降壓變換器包括選擇性地選自所述升壓控制器和所述降壓控制器的所述降壓控制器。在該方法中，所述升壓變換器包括升壓控制器、具有第一電感端和第二電感端的電感器件、具有第一端、第二端、以及第三端的第一開關、以及具有第四端、第五端、以及第六端信號線的第二開關；所述第一電感端被配置為接收所述第二電壓；所述第二電感端連接至所述第一開關的所述第一端和所述第二開關的所述第四端；所述第三端和所述第六端選擇性地連接至所述升壓控制器或所述降壓控制器；并且所述降壓變換器包括所述降壓控制器、所述電感器件、所述第一晶體管、以及所述第二晶體管。在該方法中，進一步包括使用所述第三電壓對所述電池充電。在該方法中，所述第三電壓連接至所述升壓控制器，并且，所述第二電壓連接至所述降壓控制器。在該方法中，所述升壓變換器和所述降壓變換器共用驅動器，以控制所述升壓變換器和所述降壓變換器所使用的開關。在該方法中，進一步包括使用信號線(signal line)反映出所述第一結果和所
述第二結果。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電路，包括電感器件，具有第一電感端和第二電感端；第一開關，具有第一端、第二端、以及第三端；第二開關，具有第四端、第五端、以及第六端；升壓控制器；以及降壓控制器，其中，所述第一電感端連接至所述第一開關的所述第一端和所述第二開關的所述第四端；所述第三端和所述第六端被配置為選擇性地連接至所述升壓控制器或所述降壓控制器；所述升壓控制器、所述電感器件、所述第一開關、以及所述第二開關被配置為用作升壓變換器，所述升壓變換器將所述第一電壓變換為所述第二電壓；所述降壓控制器、所述電感器件、所述第一開關、以及所述第二開關被配置為用作降壓變換器，所述降壓變換器將所述第二電壓變換為所述第一電壓。在該電路中，進一步包括電壓變換器，被配置為將第三電壓變換為所述第一電 壓。在該電路中，進一步包括信號線，被配置為開啟所述電壓變換器，并且選擇性地選擇出所述升壓變換器，或者關閉所述電壓變換器，并且選擇性地選擇出所述降壓變換器。在該電路中，進一步包括電壓檢測器，被配置為基于是否存在所述第三電壓所指不的結果，生成第一信號。在該電路中，所述第三電壓為由交流電壓變換得到的直流電壓。在該電路中，進一步包括電池，被配置為接收所述第二電壓作為所述電池的充電電源。在該電路中，所述升壓控制器被配置為接收所述第二電壓作為第一反饋電壓，并且所述降壓控制器被配置為接收所述第一電壓作為第二反饋電壓。在該電路中，所述升壓控制器和所述降壓控制器被配置為共用驅動器，所述驅動器被配置為驅動所述第三端和所述第六端。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供個一種電路，包括電壓變換器，被配置為將第一電壓變換為第二電壓；控制器，具有升壓控制器和降壓控制器；電感式開關電路，連接至所述控制器并且被配置為接收所述第二電壓；電容器件，具有被配置為接收所述第二電壓的一端；以及電荷庫，具有第三電壓，其中，所述升壓控制器和所述降壓控制器被選擇性地配置為使得所述電荷庫、所述升壓控制器和所述電感式開關電路用作升壓變換器，所述升壓變換器將所述第二電壓變換為所述第三電壓；以及所述電容器件、所述降壓控制器、以及所述電感式開關電路用作降壓變換器，所述降壓變換器使用所述電荷庫作為電源，從而提供了所述第二電壓。在該電路中，所述電感式開關電路包括電感器件，具有第一電感端和第二電感端；第一開關，具有第一端、第二端、和第三端；以及第二開關，具有第四端、第五端、和第六端；所述第一電感端被配置為接收所述第二電壓；所述第二電感端、所述第一開關的所述第一端、以及所述第二開關的所述第四端連接在一起；所述第二開關的所述第五端連接至所述電荷庫；并且所述第三端和所述第六端選擇性地連接至所述升壓控制器或所述降壓控制器。在該電路中，所述升壓控制器和所述降壓控制器被配置為共用驅動器，以控制所述第三端和所述第六端。在該電路中，所述升壓變換器和所述降壓變換器基于所述第一電壓而被選擇性地配置。在該電路中，所述第一電壓為由交流電壓變換得到的直流電壓。


在附圖和以下描述中提出了本發(fā)明的一個或多個實施例的細節(jié)。從描述，附圖和權利要求中可以明顯發(fā)現(xiàn)其它特征和優(yōu)點。圖IA為根據(jù)一些實施例的電路的結構圖?！DIB為根據(jù)一些實施例的圖IA中的電路的示圖，其中，通過示例性實施例示出了各種電路。圖2為示出升壓控制器的實施例的電路圖。圖3為示出降壓控制器的實施例的電路圖。圖4為示出根據(jù)一些實施例的操作圖I中的電路的方法的流程圖。在各個附圖中，相似的參考標號指定相似的元件。
具體實施例方式以下使用具體的語言公開附圖示出的實施例或示例。然而應該理解這些實施例和示例不是用于限定。公開的實施例中的任何變化和改變，以及本發(fā)明公開的原理的任何進一步應用都是預期的，因為本領域的普通技術人員通常會發(fā)生這種情況。在整個實施例中可能會重復參考數(shù)字，但是即使這些實施例使用相同的參考數(shù)字，也不要求將一個實施例中的部件應用到另一個實施例中。一些實施例具有以下部件和/或優(yōu)點之一或組合。電源管理系統(tǒng)(PMS)使用較少的分立電感器。結果，減少了包含電感器的印刷電路板(PCB)的總面積。因為已經(jīng)減少了相對較高成本的電感器的數(shù)量，所以也降低了制造PMS的成本。與采用無感基DC-DC調節(jié)器的其他傳統(tǒng)架構相比較，PMS具有更大的功率效率。將充電器和PMS結合在一起，能夠降低用于更完整緊湊的電氣系統(tǒng)的芯片尺寸和元件數(shù)量。各個實施例可應用于接收單個輸入電壓但是生成比輸入電壓更低和更高的輸出電壓的系統(tǒng)。在一些實施例中，供電給應用電路并且同時對電池進行充電。該應用電壓升高(boost)，從而對電池充電。使用控制電路，從而形成升壓變換器和降壓變換器。在一些實施例中，將電池電壓降壓變換為提供應用電壓。各個實施例具有較好的功率效率，這是因為各個實施例使用了開關DC-DC變換器，從而對電池充電并且提供應用電壓。示例件電路圖IA為根據(jù)一些實施例的示例性電路100的結構圖。電路100從電源(未示出)接收DC電壓VDC，例如，交流電流-直流電流(AC-DC)適配器、通用串行總線電源、車載充電器等。在一些實施例中，從AC電壓轉換為電壓VDC。電壓檢測器110檢測是否存在電壓VD。并且生成信號EN。信號EN導通線性調節(jié)器122，該線性調節(jié)器提供了應用電壓VAPP。電感式開關電路128包括電感器118、開關115、以及開關125?？刂破?40控制了開關115和125的操作。控制器140與開關115和125以及電池130形成升壓(boost or step-up)變換器。電容器116用作濾波器,從而減少了電壓Vapp的波動(ripple),并且還用作降壓(buck orstep-down)變換器的一部分。電路100根據(jù)電壓VD。存在與否在至少兩種操作模式下運行。在第一操作模式下，當存在電壓VD。時，線性調節(jié)器122使用電壓VD。，從而通過電壓Vapp供電給各個應用電路(未示出)。另外，電感器188、開關115、開關125、電池130、以及控制器140用作升壓變換器，該升壓變換器將電壓Vapp變換為電壓VBAT，從而對電池130充電。在第二操作模式下，當不存在電壓Vdc時，電容器116、電感器118、開關115、開關125、以及控制器140用作降壓變換器，該降壓變換器將電池電壓Vbat變換為電源電壓Vapp。圖1B為根據(jù)一些實施例的電路100的示圖，其中，通過示例性實施例示出各個電路。在通過DC電壓源供電的示例性移動電話的背景下進行以下描述，但是沒有限定所公開的實施例。在一些實施例中，DC電壓檢測器110包括比較器104，該比較器將電壓Vdc與已知的參考電壓Vkefii進行比較。DC電壓檢測器110檢測是否存在DC電壓源和電壓VD。，并且生成信號EN。在一些實施例中，當將DC電壓源接通到移動電話中時，存在電壓VDC，并且當沒有將DC電壓源接通到移動電話中時，不存在電壓VDC。在一些實施例中，當存在DC電壓源時，在比較器104的正極端處的電壓Vdc高于在比較器104的負極端處的電壓VKEF11。結果，比較器104生成信號EN的高邏輯值(高電平，High)。但如果不存在電壓VD。，則在比較器104的正極端處的電壓Vdc低于在負極端處的電壓VKEF11。因此，比較器104生成信號EN的低邏輯值(低電平，Low)。將信號EN用于使線性調節(jié)器122開啟或關閉。例如，當信號EN為高電平時，線性調節(jié)器122開啟。但如果信號EN為低電平時，則線性調節(jié)器122關閉。線性調節(jié)器122基于電壓Vkef12將較高的電壓Vdc變換為較低的電壓VAPP。在該語境下，電壓Vdc用作電壓Vapp的電壓源。在一些實施例中，電壓Vdc為5. OV至20. 0V,而電壓Vapp為約0. 9V至I. 2V。此外，電壓Vapp提供給移動電話的各個應用元件，例如，應用處理器、基帶處理器、數(shù)字芯片上系統(tǒng)(SOC)、藍牙(BT)收發(fā)器、音頻編碼解碼器、相機模塊等。調節(jié)器122包括放大器120和晶體管105。當信號EN為低電平時，放大器120和晶體管105均截止。結果，電壓Vapp與電壓VD。電斷開。然而，當信號EN為高電平時，放大器120和晶體管105均導通。然后，放大器120將電壓Vapp的電壓值調節(jié)為與電壓Vkef12的相同的電壓值。換言之，放大器120使放大器120的兩個相應端子處的電壓Vkef12和電壓Vapp相等。在一些實施例中，確定電壓Vapp的目標值，并且將電壓Vkef12設置為將要生成的預定電壓VAPP。有效地，電壓Vapp的目標電壓值為所提供的電壓Vkef12的電壓值。線性調節(jié)器122用于例證。將電壓Vdc變換為電壓Vapp的其他電壓變換器和/或線性調節(jié)器122的其他實施例在各個實施例的范圍內。例如，將NMOS晶體管105替換為PMOS晶體管。在這種情況下，將電壓Vapp和包括電感器188的相關電路連接至PMOS晶體管的漏極，并且反饋回放大器120的正極端。然后，將電壓Vkeff12連接至負極端。在一些實施例中，通過電壓Vdc或者電壓Vbat施加電SVapp。當通過電壓Vdc提供電壓Vapp時，電壓Vapp還用于通過升壓變換器對電池130充電。換言之，電壓Vapp還用于生成電壓VBAT。當電壓Vdc不可用時，電壓Vbat通過降壓變換器用作電壓Vapp的電壓源。電池130用于例證?？梢詫ζ渌娐泛推骷潆姡⑶移渌娐泛推骷峁┝送ㄟ^其他應用方式使用的充電電壓，這些其他電路和器件在各個實施例的范圍內。這些電路/器件的實例包括電荷庫、電容器等。在圖IB的實施例中，使用N溝道MOS (NMOS)晶體管實現(xiàn)開關115，并且使用P溝道MOS(PMOS)晶體管實現(xiàn)開關125。開關115和125中的每一個的其他實現(xiàn)方式在各個實施例的范圍內，例如，包括NMOS晶體管、PMOS晶體管、雙擴散金屬氧化物半導體(DMOS)晶體管、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等。如在圖IB中示例性地示出的，將NMOS晶體管115的漏極端(漏極)連接至PMOS晶體管125的漏極。NMOS晶體管115的源極端(源極)接地。PMOS晶體管125的源極連接至電池130。當通過不同類型的晶體管實現(xiàn)晶體管115和/125時，相應地改變源極/漏極連接。例如，如果晶體管115和125均為PMOS晶體管，則將PMOS晶體管115的源極連接至PMOS晶體管125的漏極。PMOS晶體管115的漏極接地。如果晶體管115為PMOS晶體管并且晶體管125為NMOS晶體管，則PMOS晶體管的源極連接至NMOS晶體管125的源極等。以上連接方式用于例證。用于不同類型的晶體管的不同連接方式在 同連接。類似地，對于不同類型的晶體管，將改變晶體管的柵極處的電壓值。例如，在圖IB中示出，當晶體管115為NMOS晶體管并且晶體管125為PMOS晶體管時，晶體管115的柵極端(柵極)的高電壓值將晶體管115導通，并且晶體管125的柵極的低電壓值將晶體管125導通。在一些實施例中，控制器140包括升壓控制器142、降壓控制器146、以及驅動電路148。將驅動電路148連接至晶體管115和125。信號EN用于選擇性地啟動升壓控制器142或降壓控制器146，并且用于將驅動電路148連接至升壓控制器142或降壓控制器146。有效地，信號EN用于通過驅動電路148將升壓控制器142或降壓控制器146選擇地連接至晶體管115和125。例如，當信號EN為高電平(High)時，通過驅動電路148將升壓控制器142連接至晶體管115和125。反之，當信號EN為低電平(Low)時，通過驅動電路148將降壓控制器146連接至晶體管115和125。驅動電路148用于例證?？蛇x地，將升壓控制器142或降壓控制器146連接至晶體管115和125的其他機構包含在各個實施例的范圍內。升壓控制器142、連同電感器118、晶體管115、晶體管125、以及電池130 —起用作升壓DC-DC變換器。在圖2中示出了示例性升壓變換器200。升壓變換器接收電壓Vapp作為輸入，并且生成電池130的電壓VBAT。在升壓操作的一些實施例中，電壓Vbat對電池130充電。此外，電壓Vapp為約O. 9V至I. 2V，而電壓Vbat根據(jù)電池130的充電狀態(tài)為約2. 7V至
4.2V。升壓控制器142控制晶體管115和125什么時候導通或截止。在一些實施例中，晶體管115和125交替導通。為了例證，當晶體管115導通并且晶體管125截止時，將升壓變換器稱作處于開啟狀態(tài)。另一方面，當晶體管115截止并且晶體管125導通時，將升壓變換器稱作處于關閉狀態(tài)。在一些實施例中，升壓變換器的周期包括當升壓變換器開啟時的開啟時間(on-time)和當升壓變換器關閉時的關閉時間(off-time)。為了例證,時間周期Tqnjst代表了升壓變換器開啟的時間，并且Ttw BT代表了當升壓變換器關閉時的時間周期，Dbt為升壓變換器的工作周期。在調節(jié)期間，在升壓變換器的工作周期和電壓值之間的關系遵循以下等式Dbt — Ton bt/ (Ton bt+Toff bt)Vbat = (I/(I-Dbt) )*VAPP 或者(I)
Dbt = 1-(VAPP/VBAT)在一些實施例中，已知電壓VAPP，電壓Vbat在2.7V至4.2V之間波動。升壓控制器142基于電壓Vbat的具體值調節(jié)工作周期Dbt，從而滿足等式(I)。當電壓Vbat改變時，控制器142相應地調節(jié)工作周期Dbt，從而繼續(xù)滿足等式(I)。在一些實施例中，當電壓Vdc不可用或者電壓Vapp與電壓Vdc斷開時，通過電壓Vbat施加電壓VAPP。降壓控制器146、連同電容器116、電感器118、晶體管115、以及晶體管125一起用作降壓DC-DC變換器。降壓變換器接收電壓Vbat作為輸入，并且生成電壓Vapp作為輸出。降壓控制器146控制晶體管115 和125什么時候導通或截止。為了例證，當晶體管125導體并且晶體管115截止時，將降壓變換器稱作開啟狀態(tài)。另一方面，當晶體管125截止并且晶體管115導通時，將降壓變換器稱作關閉狀態(tài)。在一些實施例中，降壓變換器的周期包括當降壓變換器開啟時的開啟時間(on-time)和當降壓變換器關閉時的關閉時間(off-time)。為了例證，時間周期Tqn BK代表了降壓變換器導通的時間，并且Ttw BK代表了當降壓變換器截止時的時間周期，Dbk為降壓變換器的工作周期。在調節(jié)期間，在降壓變換器的工作周期和電壓值之間的關系遵循以下等式Dbt — Ton bk/ (Ton_bk+Toff_bk)和Vapp = Dbk*Vbat(2)在一些實施例中，已知電壓VAPP，電壓Vbat在2. 7V至4. 2V之間波動。降壓控制器146基于電壓Vbat的具體值調節(jié)工作周期Dbk，從而滿足等式⑵。當電壓Vbat改變時，控制器146相應地調節(jié)工作周期Dbk，從而繼續(xù)滿足等式(2)。升壓變換器圖2為根據(jù)一些實施例的升壓變換器200的示圖。升壓變換器200由升壓控制器142、電感器118、電池130、晶體管115、以及晶體管125形成。為了例證，示出了電容器116。升壓變換器200將電壓Vapp變換為電壓Vbat。誤差放大器210將誤差放大器210的負極端處的電池電壓Vbat和誤差放大器210的正極端處的已知基準電壓Vkef13之間的電壓偏差放大。電壓Vkef13代表了電池130的目標電壓值。在一些實施例中，電壓Vkef13代表了實際的目標電池電壓。在一些其他實施例中，電壓vKEFn為目標電池電壓的縮小形式(scaIed down version),并且電壓Vbat相應縮小。誤差放大器210基于輸入電壓Vbat和Vkef13之間的電壓偏差生成線上信號212。在一些實施例中，斜率補償電路220補償了不期望的頻率分量，該不期望的頻率分量由在圖2中的模擬元件(例如，電容器116、電感器118、以及電池130)生成。然后，斜率補償電路220生成線上信號222。斜率補償電路220提高了升壓變換器200的相位裕度和穩(wěn)定性。在一些實施例中，斜率補償電路220還包括振蕩電路(未示出)，該振蕩電路生成周期信號，從而設置開關115和125的轉換動作(switching activity)的頻率。誤差比較器230將線上信號212和線上信號222進行比較，并且生成線上脈寬調制(PWM，Pulse Width Modulated)信號232?；谡`差放大器210和誤差比較器230的操作，線上PWM信號232包含目標工作周期Dbt的信息?；诰€上PWM信號232，柵極驅動器148在晶體管115和125的柵極處生成信號，從而控制了晶體管115和125。有效地，驅動器148基于線上PWM信號232控制晶體管115和125的柵極電壓，從而將晶體管115和125導通和截止?；诰w管115和125的轉換連同電感器118和電池130的操作一起，通過電壓Vapp生成電壓Vbat，從而滿足了以上等式⑴。降壓變換器圖3為根據(jù)一些實施例的降壓變換器300的示圖。降壓變換器300由降壓控制器146、電感器118、電容器116、晶體管115、以及晶體管125形成。為了例證,不出了電池130。
降壓變換器300將電壓Vbat變換為電壓Vapp。誤差放大器310、斜率補償電路320、以及誤差比較器330的操作與位于電路200中的相應誤差放大器210、斜率補償電路220、以及誤差比較器230類似。然而，誤差放大器310、斜率補償電路320、以及誤差比較器330的操作有助于降壓操作，并且可通過本領域中的普通技術人員了解。 與電路200相比較，誤差放大器310在負極端接收電壓VAPP，而不是電壓VBAT。將電壓Vapp與基準電壓Vkefi4相比較，該基準電壓代表了應用電路(未示出)的目標電源電壓。與接收縮小形式的電壓Vbat的誤差放大器210類似，誤差放大器310也可以接收目標電壓Vapp的縮小形式，并且Vkefi4相應地縮小。誤差放大器310生成線上信號312，該線上信號表示了電源Vapp和目標基準電壓Vkefi4之間的偏差。通過誤差比較器330將線上信號312與斜率補償比較器320的線上輸出322相比較。將誤差比較器330的線上比較輸出信號332用作柵極驅動電路148的輸入。與升壓變換器電路200類似，在一些實施例中，斜率補償電路320包括振蕩電路(未示出)，該振蕩電路生成時鐘信號，從而設置晶體管115和125的轉換頻率。與位于電路200中的升壓變換器操作類似，位于電路300中的柵極驅動器148基于線上PWM信號332控制晶體管115和125的柵極電壓?；诰w管115和125的導通和截止以及電感器118和電容器116的操作，通過電壓Vbat生成電SVapp,從而滿足了以上等式⑵。在一些實施例中，柵極驅動電路148選擇來自位于電路300中的誤差比較器330的線上輸出信號332，或者來自位于電路200中的誤差比較器230的線上輸出信號232，從而在晶體管115和125的柵極生成了信號。有效地，將電路200中的線上信號232和電路300中的線上信號332分別在升壓操作或降壓操作中選擇性地連接至柵極驅動器148。驅動電路148基于來自位于升壓控制器142中的誤差比較器230的PWM信號或者基于來自位于降壓控制器146中的誤差比較器330的PWM信號來控制晶體管115和125的導通和截止。然后，柵極驅動器148在晶體管115和125的柵極生成信號，從而分別用作圖2中的升壓變換器200或者用作在圖3中的降壓變換器300。在一些實施例中，將本領域中的普通技術人員公知的緩沖器、電平位移器等實現(xiàn)為器件148。用作驅動器148的其他電路在各個實施例的范圍內。示例件方法圖4為示出根據(jù)一些實施例的操作電路100的方法的流程圖。在步驟405中，DC電壓檢測器110確定是否存在生成了電壓Vdc的電壓源和/或電壓VD。。為了例證，DC電壓檢測器110確定存在電壓Vdc。在步驟407中，如果確定存在電壓VD。，則在步驟410中，電壓檢測器110生成了具有高邏輯電平的信號ΕΝ。在步驟415中，讀出放大器120基于信號EN的高電壓電平而啟動。通過讀出放大器120控制晶體管105。由電壓Vdc生成電壓Vappo在步驟420中，控制器140基于信號EN的邏輯高電平選擇升壓控制器142。在步驟425中，由升壓控制器142、以及電感器118、電池130、晶體管115、和晶體管125形成升壓變換器200，該升壓變換器將電壓Vapp變換為電壓Vbat，從而對電池130充電。然而，在步驟407中，如果確定不存在電壓VD。，則在步驟445中，電壓檢測器110生成具有低邏輯電平的信號EN。在步驟450中，讀出放大器120關閉。晶體管105也截止。電壓Vapp與電壓Vdc電斷開。 在步驟455中，信號EN為低電平(Low)，并且控制器140選擇降壓控制器146。在步驟460中，降壓控制器146、以及電感器118、電容器116、晶體管115、和晶體
管125用作降壓變換器300，該降壓變換器將電壓Vbat變換為電壓VAPP。換言之，Vbat用作電壓Vapp的電壓源。已經(jīng)描述了多個實施例。然而，可以理解，可以在不背離本發(fā)明的主旨和范圍的情況下，進行各種修改。例如，示出為特定摻雜類型的各個晶體管(例如，N型或P型金屬氧化物半導體(NM0S或PMOS))是為了例證。本發(fā)明的實施例不僅限于特定類型。選擇不同摻雜類型的特定晶體管在各個實施例的范圍內。用在以上描述中的各種信號的低邏輯電平或高邏輯電平(例如，低電平(Low)或高電平(High))也是為了例證。當激活或去激活信號時，各個實施例不僅限于特定電平。選擇不同電平包含在各個實施例的范圍內。用作升壓控制器142和/或降壓控制器146的不同電路包含在各個實施例的范圍內。僅作為例證，各個附圖示出了使用分立電感器和電容器的電感器/電容器電路。可以使用等效電路。例如，可以使用電感器件、電路、或者網(wǎng)絡(例如，電感器、電感器件、電路等的組合)替換電感器。類似地，可以使用電容器件、電路、或網(wǎng)絡(例如，電感器、電感器件、電路等的組合)替換電感器。一些實施例涉及一種方法。在該方法中，其中，確定是否存在第一電壓和/或電壓源?；诖_定步驟的第一結果，將第一電壓變換為第二電壓。使用升壓變換器，從而將第二電壓變換為第三電壓?？蛇x地，基于確定步驟的第二結果，使用降壓變換器，從而將第三電壓變換為第二電壓。一些實施例涉及一種電路，該電路包括電感器件、第一開關、第二開關、升壓控制器、以及降壓控制器。電感器件具有第一電感端和第二電感端。第一開關具有第一端、第二端、以及第三端。第二開關具有第四端、第五端、以及第六端。第一電感端連接至第一開關的第一端和第二開關的第四端。第三端和第六端被配置為選擇性地連接至升壓控制器或者降壓控制器。升壓控制器、電感器件、第一開關、以及第二開關被配置為用作升壓變換器，該升壓變換器將第一電壓變換為第二電壓。降壓控制器、電感器件、第一開關、以及第二開關被配置為用作降壓變換器，該降壓變換器將第二電壓變換為第一電壓。一些實施例涉及一種電路，該電路包括電壓變換器、控制器、電感式開關電路、電容器件、以及電荷庫。電壓變換器被配置為將第一電壓變換為第二電壓?？刂破靼ㄉ龎鹤儞Q器和降壓變換器。電感式開關電路連接至控制器并且被配置為接收第二電壓。電容器件具有被配置為接收第二電壓的一端。升壓控制器和降壓控制器被選擇性地配置為使得電荷庫、升壓控制器、以及電感式開關電路用作升壓變換器，該升壓變換器將第二電壓變換為第三電壓，并且電感器件、降壓控制器、以及電感式開關電路被配置用作降壓變換器，該降壓變換器使用第三電壓作為電源，從而提供了第二電壓。以上方法僅為示例性步驟，但是沒有必要按所示順序實施這些步驟。根據(jù)所公開 的實施例的主旨和范圍，可以適當添加、替換多個步驟，改變多個步驟的順序，和/或去除多個步驟。
權利要求
1.一種方法，包括 確定是否存在第一電壓和/或生成所述第一電壓的電壓源； 基于所述確定步驟的第一結果，執(zhí)行以下步驟 將所述第一電壓變換為第二電壓；以及 使用升壓變換器將所述第二電壓變換為第三電壓；以及 基于所述確定步驟的第二結果，使用降壓變換器將所述第三電壓變換為所述第二電壓。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中， 所述升壓變換器包括選擇性地選自升壓控制器和降壓控制器的所述升壓控制器；以及 所述降壓變換器包括選擇性地選自所述升壓控制器和所述降壓控制器的所述降壓控制器。
3.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中， 所述升壓變換器包括升壓控制器、具有第一電感端和第二電感端的電感器件、具有第一端、第二端、以及第三端的第一開關、以及具有第四端、第五端、以及第六端的第二開關；所述第一電感端被配置為接收所述第二電壓；所述第二電感端連接至所述第一開關的所述第一端和所述第二開關的所述第四端；所述第三端和所述第六端選擇性地連接至所述升壓控制器或所述降壓控制器；并且 所述降壓變換器包括所述降壓控制器、所述電感器件、所述第一晶體管、以及所述第二晶體管。
4.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，所述第三電壓連接至所述升壓控制器，并且，所述第二電壓連接至所述降壓控制器。
5.—種電路,包括 電感器件，具有第一電感端和第二電感端； 第一開關，具有第一端、第二端、以及第三端； 第二開關，具有第四端、第五端、以及第六端； 升壓控制器；以及 降壓控制器， 其中， 所述第一電感端連接至所述第一開關的所述第一端和所述第二開關的所述第四端； 所述第三端和所述第六端被配置為選擇性地連接至所述升壓控制器或所述降壓控制器； 所述升壓控制器、所述電感器件、所述第一開關、以及所述第二開關被配置為用作升壓變換器，所述升壓變換器將所述第一電壓變換為所述第二電壓； 所述降壓控制器、所述電感器件、所述第一開關、以及所述第二開關被配置為用作降壓變換器，所述降壓變換器將所述第二電壓變換為所述第一電壓。
6.根據(jù)權利要求5所述的電路，進一步包括電壓變換器，被配置為將第三電壓變換為所述第一電壓，并且 進一步包括信號線，被配置為開啟所述電壓變換器，并且選擇性地選擇出所述升壓變換器，或者關閉所述電壓變換器，并且選擇性地選擇出所述降壓變換器。
7.根據(jù)權利要求5所述的電路，進一步包括電壓檢測器，被配置為基于是否存在所述第三電壓所指示的結果，生成第一信號，并且 其中，所述第三電壓為由交流電壓變換得到的直流電壓。
8.根據(jù)權利要求5所述的電路，進一步包括電池，被配置為接收所述第二電壓作為所述電池的充電電源。
9.根據(jù)權利要求5所述的電路，其中，所述升壓控制器被配置為接收所述第二電壓作為第一反饋電壓，并且所述降壓控制器被配置為接收所述第一電壓作為第二反饋電壓。
10.一種電路,包括 電壓變換器，被配置為將第一電壓變換為第二電壓； 控制器，具有升壓控制器和降壓控制器； 電感式開關電路，連接至所述控制器并且被配置為接收所述第二電壓； 電容器件，具有被配置為接收所述第二電壓的一端；以及 電荷庫，具有第三電壓， 其中，所述升壓控制器和所述降壓控制器被選擇性地配置為使得 所述電荷庫、所述升壓控制器和所述電感式開關電路用作升壓變換器，所述升壓變換器將所述第二電壓變換為所述第三電壓；以及 所述電容器件、所述降壓控制器、以及所述電感式開關電路用作降壓變換器，所述降壓變換器使用所述電荷庫作為電源，從而提供了所述第二電壓，并且其中， 所述電感式開關電路包括電感器件，具有第一電感端和第二電感端；第一開關，具有第一端、第二端、和第三端；以及第二開關，具有第四端、第五端、和第六端； 所述第一電感端被配置為接收所述第二電壓； 所述第二電感端、所述第一開關的所述第一端、以及所述第二開關的所述第四端連接在一起; 所述第二開關的所述第五端連接至所述電荷庫；并且 所述第三端和所述第六端選擇性地連接至所述升壓控制器或所述降壓控制器，并且其中，所述升壓控制器和所述降壓控制器被配置為共用驅動器，以控制所述第三端和所述第六端。
全文摘要
描述了電源管理電路和方法。在該方法中，確定是否存在第一電壓和/或電壓源?；谠摯_定的第一結果，將第一電壓變換為第二電壓。升壓變換器用于將第二電壓變換為第三電壓?？蛇x地，基于該確定的第二結果，降壓變換器用于將第三電壓變換為第二電壓。
文檔編號H02M3/155GK102882240SQ201210023508
公開日2013年1月16日 申請日期2012年2月2日 優(yōu)先權日2011年7月11日
發(fā)明者石碩 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司