[发明专利]电源设备及用于电源芯片的工作模式配置电路

说明书

本发明公开一种电源设备及用于电源芯片的工作模式配置电路，该配置电路包括：时序信号发生单元，用于基于预设时序依次输出第一触发信号、第二触发信号和第三触发信号；偏置电流源单元，设有可控开关，偏置电流源单元用于接收第二触发信号，并基于第二触发信号触发可控开关，调节施加到焊盘本体的偏置电流；连接状态检测单元，用于根据焊盘本体的连接点电压和偏置电流输出状态信号；配置输出单元，用于在第一时刻接收第一触发信号，并基于第一时刻对应的状态信号输出第一配置信号，在第二时刻接收第三触发信号，并基于第二时刻对应的状态信号输出第二配置信号。本发明通过数字电路检测单个焊盘本体的连接方式，电路可靠性高，成本低。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电源设备及用于电源芯片的工作模式配置电路。

背景技术

为了使电源芯片符合各种应用环境的要求，经常需要对芯片的工作模式进行配置。以直流-直流（DC/DC）变换器芯片为例，轻载状态的工作模式包括：强制续流模式（Continuous Conduction Mode，CCM）或者断流模式（Discontinuous Conduction Mode，DCM）。其中，在CCM模式下，在一个开关周期内，电感电流是连续的，且电流不会归零；在DCM模式下，在一个开关周期内，电感电流总会回归到零。

在CCM模式下，输出纹波电压和频率在整个负载变化范围内恒定，容易滤除噪声，适用于要求干扰噪声低的应用场景，例如，通讯设备应用场景。但是，同步降压直流-直流变换器（BUCK）芯片在轻载时采用CCM模式，会出现电感电流倒灌的现象，导致转换效率低，在低功耗应用设备中，例如：移动设备，必须采用DCM模式，以降低DC/DC的非必要损耗，提高待机时间。在选择DCM模式时，轻载时的工作频率低于CCM模式下的工作频率。CCM模式下的工作频率一般在几百KHz至几MHz之间。在DCM模式下，负载越轻，频率越低。当负载足够轻时，频率可能低于20KHz，进入人耳能听到的声音频率范围。在音频方面应用时，这样的工作方式会造成干扰，例如，音箱或者耳机，对于这类应用场景，需要限制DCM模式下最低的工作频率。由此可见，DC/DC变换器需要根据应用环境分别配置成CCM、有最低频率限制的DCM和无最低频率限制的DCM三种模式。

将DC/DC变换器芯片配置为不同的模式，通常采用如下方法：第一种，采用改写存储器内容的方式实现不同模式的配置，存储器可为带电可擦可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM）或者一次性可编程（One Time Programmable，OTP），该方法需要特殊的半导体工艺支持，且读写时需要专门的通讯电路；第二种，采用改变熔丝（Fuse）的熔断状态的方式实现不同模式的配置，该方法需要芯片做晶圆测试（Chip Probing）。以上配置方法，均会增加芯片的使用成本。因此，最常用的方法为：在晶圆（Die）上额外预留一个焊盘（Bonding Pad）。在封装时，通过改变该焊盘的连接方式，由内部电路检测连接方式的差别，并输出与连接方式对应的信号，实现不同模式的配置。

图1为现有的用于电源芯片的模式配置电路的电路原理图。

如图1所示，该模式配置电路包括分压电阻R_TOP、R_BOT、R₁、R₂和R₃，第一比较器COMP₁和第二比较器COMP₂。其中，第一比较器COMP₁的参考电压为V_H，第二比较器COMP₂的参考电压为V_L，焊盘PAD的电压为V_PAD＇，合理配置各分压电阻的阻值，使其满足如下工作原理：