[发明专利]升压降压电荷泵、电压管理芯片、装置及方法

说明书

本发明公开了一种升压降压电荷泵、电压管理芯片、装置及方法，升压降压电荷泵只需要一个充放电电路和五组开关，即可实现升压和降压的功能，简化了电荷泵的结构，极大的节省了成本、减小了系统功耗，提高了系统效率，增长了电池(组)的使用和待机时间，克服了现有电源管理应用中采用线性稳压器存在的电源电压高时效率低、电源电压低时无法工作的技术问题。

技术领域

本发明涉及模拟集成电路技术领域，尤其涉及一种升压降压电荷泵、电压管理芯片、装置及方法。

背景技术

当前电机驱动行业很多应用采用电池(组)供电，电池(组)电量充足时，输出电压高，随着电池(组)存储电量的下降，电源电压也会相应的下降，甚至可以下降到低于50％。现有的电压管理芯片采用线性稳压器来实现直流到直流的降压输出，其存在两个弊端：一是在电池(组)电量充足时，输入电压和输出电压之间的差值比较大，线性稳压器的损耗大，效率很低，降低了电池(组)的使用时间和待机时间；二是在电池(组)电量低时，输入电压低于输出电压，线性稳压器又不能提供足够的输出。

随着电荷泵在需要电池的系统，如蜂窝式电话、寻呼机、蓝牙系统和便携式电子设备的广泛运用，电荷泵的输出功率和效率也得到了发展。电荷泵主要应用包括驱动用于手机背光的白光LED和毫瓦范围的数字处理器等。但是现有智能电源管理(power manager)应用中，需要用到升压和降压两种电荷泵，每个电荷泵需要一个飞电容和四组开关。

如何能既实现升压和降压的功能，又使得电荷泵的结构简单成为现有智能电源管理应用中亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中存在的技术问题，提供一种升压降压电荷泵、电压管理芯片、装置及方法，只需少量的组件就能实现升压和降压的功能，简化电荷泵的结构，减小系统功耗。

为实现上述目的，本发明提供了一种升压降压电荷泵，所述升压降压电荷泵用于接收升压模式控制信号切换至升压模式或者接收降压模式控制信号切换至降压模式；在升压模式时，所述升压降压电荷泵接收目标升压电压，对所述目标升压电压进行自举升压获取第二基准电压并输出；在降压模式时，所述升压降压电荷泵接收输入电源电压，对所述输入电源电压进行降压获取第一基准电压并输出。

为实现上述目的，本发明还提供了一种电压管理芯片，所述电压管理芯片包括本发明所述的升压降压电荷泵。

为实现上述目的，本发明还提供了一种电压管理装置，所述电压管理装置包括本发明所述的升压降压电荷泵。

为实现上述目的，本发明还提供了一种电压管理方法，所述方法包括如下步骤：(1)升压降压电荷泵接收升压模式控制信号并切换至升压模式，或者接收降压模式控制信号并切换至降压模式；(2)在升压模式时，所述升压降压电荷泵接收目标升压电压，对所述目标升压电压进行自举升压，获取第二基准电压并输出；(3)在降压模式时，所述升压降压电荷泵接收输入电源电压，对所述输入电源电压进行降压，获取第一基准电压并输出。

本发明的优点在于：本发明通过引入升压降压电荷泵，在电源电压较低的时候，升压降压电荷泵工作在升压模式进行自举升压来输出电压，在电源电压较高的时候，升压降压电荷泵工作在降压模式进行降压来输出电压，克服了现有电源管理应用中采用线性稳压器存在的电源电压高时效率低、电源电压低时无法工作的技术问题；且本发明提供的升压降压电荷泵只需要一个充放电电路和五组开关，即可实现升压和降压的功能，简化了电荷泵的结构，极大的节省了成本、减小了系统功耗，提高了系统效率，增长了电池(组)的使用和待机时间。本发明还可以实现闭环降压控制，以及可以通过控制开关控制信号的占空比来实现调整输出电压的大小。

附图说明

图1，本发明所述的升压降压电荷泵的架构示意图；

图2，本发明所述的升压降压电荷泵的一实施例的电路图；