[发明专利]电源管理电路及其实现方法

说明书

本发明实施例提供一种电源管理电路，该电路包括：振荡器电路、电荷泵电路和负反馈电路；振荡器电路与电荷泵电路相连，负反馈电路分别与振荡器电路、电荷泵电路相连；振荡器电路，用于根据输入电压生成2个相反的时钟信号给电荷泵电路；电荷泵电路，用于根据振荡器电路生成的2个相反的时钟信号对输入电压进行升压并输出；负反馈电路，用于对电荷泵电路的输出电压进行稳压并输出反馈信号，反馈信号用于控制振荡器电路工作。本发明实施例同时还提供一种电源管理电路的实现方法。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种电源管理电路及其实现方法。

背景技术

如今，芯片的应用越来越广泛，小到一个微型的信号追踪器，大到宇宙空间站，芯片在各个应用领域，发挥着至关重要的作用。然而芯片的工作离不开电源的供给，对于大多数装置，我们可以通过更换电池为芯片提供持续的电源供给，但对于某些特殊装置，例如植入式医疗器械、动物追踪装置等，通过更换电池为芯片提供持续的电源供给几乎是不可能实现的。但是芯片工作所处的环境大多有可利用的能量，如：电磁波、光能、震动、温度变化等，我们可以通过某种方式将这些能源收集，进而转化为电能，如：利用温差发电的微型热能电池，个别的太阳能电池，微生物燃料电池，利用建筑物自身的极微小振动获得电能来监控房间温度的装置，从而不仅可以解决芯片无法实现供能的问题，而且也能减少低压电池的使用频率，再比如在蓝牙耳机中，现有电池的续航时间非常短，而由于成本和便携性的需求，蓝牙耳机又可能配备高性能的电池或大体积的电池，因此如果能利用环境能源收集进行自供电，可以很大程度上节省电池电量的消耗甚至可以完全代替电池。

然而在实际操作中，通过能源收集所得到的电能并不理想，收集的能源所提供的输出电压通常很低，往往需要采用变频电源管理电路转换到一个更高的电源电压才能进行使用。在最先进的互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)工艺下，即使金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，简称：MOSFET)的阈值电压已经能够达到低于400mV，对于0.5V下运行高性能的电路仍然是一个非常艰难的任务。因此，所收集的能源并不能直接作为芯片的供电源，还是需要进行升压、整流和稳压。那么这时候，一个我们就需要一个电路对这些低压能源进行整流，升压和稳压，才能供给芯片工作。现有技术中往往通过升压转换器电路对输入电压进行升压，然而这些升压转换器需要通过一些特殊的结构如额外的高电池电压和机械振荡开关来实现，结构十分复杂，实现困难。因此，如何简单、便捷地对环境中收集到的低压不稳定能源进行升压和稳压，以得到一个可以供给芯片工作的稳定电压是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种电源管理电路及其实现方法，以简单、便捷地对环境中收集到的低压不稳定能源进行升压和稳压，从而得到一个可以供给芯片工作的稳定电压。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种电源管理电路，包括：振荡器电路、电荷泵电路和负反馈电路；所述振荡器电路与所述电荷泵电路相连，所述负反馈电路分别与所述振荡器电路、所述电荷泵电路相连；

所述振荡器电路，用于根据输入电压生成2个相反的时钟信号给所述电荷泵电路；

所述电荷泵电路，用于根据所述振荡器电路生成的2个相反的时钟信号对所述输入电压进行升压并输出；

所述负反馈电路，用于对所述电荷泵电路的输出电压进行稳压并输出反馈信号，所述反馈信号用于控制所述振荡器电路工作。

如上所述的电源管理电路，所述负反馈电路为零温度系数负反馈电路。

如上所述的电源管理电路，所述振荡器电路包括环形振荡器电路和线性振荡器电路，所述环形振荡器电路由13个反相器组成，用于自激振荡生成一个第一时钟信号；所述线性振荡器电路用于将所述第一时钟信号分成2个相位相差180°的第二时钟信号。