[发明专利]一种用于MCU芯片的电源管理电路及方法

说明书

本发明提供了一种用于MCU芯片的电源管理电路及方法，包括：第一电源模块，用于提供第一电压电源，给处于休眠状态的MCU芯片供电；第二电源模块，用于提供第二电压电源，给处于非休眠状态的MCU芯片供电；电源管理模块，采用低压逻辑设计，用于控制电源模式的切换；电平转换模块，用于当第一电压电源无效时，输出有效的高压使能信号；高压使能信号控制第二电源模块产生第二电压电源；当第二电压电源有效时，开关单元导通，将第二电压电源与第一电压电源短路。本发明降低了MCU芯片的电源系统的面积和成本，同时具备上电快速启动的优点。

技术领域

本发明涉及单片机领域，尤指一种用于MCU芯片的电源管理电路及方法。

背景技术

MCU(Micro Controller Unit，简称微控制器单元，又称为单片机)芯片的电源系统至关重要，通常希望电源系统以最小的面积来完成功能，以降低成本。

传统MCU的电源结构如图5所示，其中，BGR1是超低功耗的带隙基准源，LDO1是低压差线性稳压器，BGR1+LDO1提供第一电源1.5V(A)，其特点是精度差，启动时间很长(比如，10mS)，功耗很低，因而始终打开。而BGR2+LDO2提供第二电源1.5V(B)，其特点是精度高，启动快(比如，10uS)，但是功耗较高。当MCU芯片处于休眠状态时，为节省功耗，关闭BGR2和LDO2，仅BGR1和LDO1提供部分逻辑(比如IO电路)的维持电压，等待唤醒。唤醒后，第一电源1.5V(A)切换到第二电源1.5V(B)，由第二电源1.5V(B)为所有逻辑，比如SRAM、FLASH、Digital(数字逻辑电路)，提供1.5V电压。

第一电源1.5V(A)与第二电源1.5V(B)的切换，由HV PMU(电源管理单元)通过控制BGR2和LDO2的打开和关闭实现。其中，HVPMU使用高压逻辑设计，比如高压MOS管(5Vpower供电)。当5Vpower上电，1.5V(A)尚未生成时，HV PMU在5V power的驱动下产生有效的高压使能信号enable_hv，促使BGR2+LDO2快速提供第二电源1.5V(B)，从而实现MCU的快速上电启动。

但是使用高压逻辑设计HVPMU会带来较大面积，增加系统成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于MCU芯片的电源管理电路及方法，解决现有MCU芯片的电源系统的面积大、成本高的问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种用于MCU芯片的电源管理电路，包括：第一电源模块，用于提供第一电压电源，所述第一电压电源给处于休眠状态的MCU芯片供电；第二电源模块，用于提供第二电压电源，所述第二电压电源给处于非休眠状态的MCU芯片供电；电源管理模块，与所述第一电源模块电连接，采用低压逻辑设计，工作在低压域，用于控制电源模式的切换；电平转换模块，分别与所述电源管理模块的输出端、所述第一电源模块的输出端、所述第二电源模块的输入端电连接，用于当所述第一电压电源无效时，输出有效的高压使能信号；所述第二电源模块，进一步用于当所述高压使能信号有效时，产生所述第二电压电源；开关单元，分别与所述第二电源模块的输出端和所述第一电源模块的输出端电连接，用于当所述第二电压电源有效时，所述开关单元导通，将所述第二电压电源与所述第一电压电源短路。

进一步地，所述第一电源模块相对所述第二电源模块，启动时间长，功耗低；所述所述第一电压电源和第二电压电源均为低压电源，且所述第二电压电源等于所述第一电压电源。

进一步地，所述电源管理模块，进一步用于当所述第一电压电源有效时，生成低压使能信号；所述电平转换模块，进一步用于当所述第一电压电源有效时，将所述低压使能信号转换成对应的高压使能信号；所述第二电源模块，进一步用于当所述高压使能信号无效时，停止产生第二电压电源。