一种电源管理电路的利记博彩app
【专利摘要】本发明实施例公开了一种电源管理电路，包括：主控数字逻辑模块、工作模式电源稳压电路和休眠模式电源稳压电路；工作模式电源稳压电路的工作电源输出端和休眠模式电源稳压电路的休眠电源输出端均与主控数字逻辑模块的主控电源输入端连接；主控数字逻辑模块的信号输出端与工作模式电源稳压电路的控制端连接；在休眠模式时，主控数字逻辑模块控制工作模式电源稳压电路关闭，以在休眠模式时通过休眠模式电源稳压电路为主控数字逻辑模块提供工作电压。该电源管理电路中，休眠模式电源稳压电路的功耗低于工作模式电源稳压电路的功耗，从而在休眠模式下降低功耗，达到了超低功耗的要求。
【专利说明】
一种电源管理电路
技术领域
[0001]本发明实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种电源管理电路。【背景技术】
[0002]近年来，由电池提供电源的电子设备，如手持式移动设备，玩具和物联网传感器等应用得到广泛的发展和普及，如何降低系统的功耗，延长电池的使用寿命，也成了这方面系统设计的关键要求。
[0003]电子设备的系统中不是所有的模块或电路都一直处于工作状态，部分或所有模块只需要在特定的时间或条件下工作，其他时间可以处于休眠状态。基于降低系统功耗的考虑，当系统或某些模块在休眠状态时，可以将其电源电路关闭，当需要唤醒系统或模块时， 再打开其供电电路。参考图1，电源管理电路可以包括主控数字逻辑模块，用于控制和管理整个系统的工作状态。在电源管理方面，可以通过一个或多个稳压电路将外部的电源电压转换成内部的工作电源电压，给不同的电路模块提供电源电压。[〇〇〇4]在上述系统中，当系统处于工作状态时，各个模块由稳压电路供电，提供正常的工作状态功耗。当系统处于休眠状态时，系统中大部分模块及其稳压电源电路都可以处于关闭状态，以降低功耗。但是，主控数字逻辑模块还需要一个电源电压，使其能够维持最低功耗工作状态，如保持寄存器和存储器中的值，维持一个低速时钟发生器，以及能够接收外部唤醒信号，脱离休眠模式，发出启动信号启动其他电路模块等等。因此，主控数字电路的稳压电源电路在休眠模式下必须还要保持开启状态。由于这个稳压电源电路需要满足主控数字逻辑模块在工作状态下的电压和功耗要求，其自身的功耗不可能做得很小，这样就很难达到在休眠状态下，系统维持超低功耗的要求。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种电源管理电路，以在休眠模式下降低功耗以达到超低功耗的要求。
[0006]本发明实施例提供了一种电源管理电路，包括主控数字逻辑模块、工作模式电源稳压电路和休眠模式电源稳压电路；
[0007]所述工作模式电源稳压电路的工作电源输出端和所述休眠模式电源稳压电路的休眠电源输出端均与所述主控数字逻辑模块的主控电源输入端连接；
[0008]所述主控数字逻辑模块的信号输出端与所述工作模式电源稳压电路的控制端连接；
[0009]在休眠模式时，所述主控数字逻辑模块控制所述工作模式电源稳压电路关闭，以在休眠模式时通过所述休眠模式电源稳压电路为所述主控数字逻辑模块提供工作电压。
[0010]本发明实施例提供的技术方案，通过增加与工作模式电源稳压电路并联，且与主控数字逻辑模块连接的休眠模式电源稳压电路。在休眠模式下，主控数值逻辑模块控制工作模式电源稳压电路关闭，以在休眠模式时通过所述休眠模式电源稳压电路为主控数字逻辑模块提供工作电压。由于休眠模式电源稳压电路只需为处于休眠模式下的主控数字逻辑模块供电，而工作模式电源稳压电路需为处于工作模式下的主控数字逻辑模块供电，因而休眠模式电源稳压电路的功耗低于工作模式电源稳压电路的功耗，从而在休眠模式下降低功耗，达到了超低功耗的要求。【附图说明】
[0011]图1为相关的电源管理电路的结构示意图；
[0012]图2为本发明实施例中提供的一种电源管理电路的结构示意图；
[0013]图3为本发明实施例中提供的一种休眠模式电源稳压电路的结构示意图；
[0014]图4为本发明实施例中提供的又一种休眠模式电源稳压电路的结构示意图；
[0015]图5为本发明实施例中提供的又一种休眠模式电源稳压电路的结构示意图；
[0016]图6为本发明实施例中提供的又一种休眠模式电源稳压电路的结构示意图。【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0018]图2为本发明实施例中提供的一种电源管理电路的结构示意图，如图2所示，该电源管理电路包括主控数字逻辑模块10、工作模式电源稳压电路20和休眠模式电源稳压电路 30；[〇〇19]工作模式电源稳压电路20的工作电源输出端202和休眠模式电源稳压电路30的休眠电源输出端302均与主控数字逻辑模块10的主控电源输入端101连接；
[0020]主控数字逻辑模块10的信号输出端102与工作模式电源稳压电路20的控制端203 连接；[0021 ]在休眠模式时，主控数字逻辑模块10控制工作模式电源稳压电路20关闭，以在休眠模式时通过休眠模式电源稳压电路30为主控数字逻辑模块10提供工作电压。[〇〇22]其中，工作模式电源稳压电路20用于在工作模式下为主控数字逻辑模块10供电， 以使主控数字逻辑模块10能够控制和管理系统的工作状态。由于工作模式电源稳压电路20 需要满足主控数字逻辑模块10在工作状态下的电压和功耗要求，因而工作模式电源稳压电路20的功耗较大。休眠模式电源稳压电路30用于在休眠模式下为主控数字逻辑模块10供电，以使主控数字逻辑模块10维持较低功耗工作状态，如仅需保持寄存器和存储器中的值， 维持低速时钟发生器，接收外部唤醒信号以脱离休眠模式，以及向其他电路模块发送启动 f目号等。
[0023]综上，由于主控数字逻辑模块10处于休眠模式下的功耗远低于处于工作模式下的功耗，因而休眠模式电源稳压电路30的功耗低于工作模式电源稳压电路20的功耗。
[0024]本实施例提供的技术方案，通过增加与工作模式电源稳压电路并联，且与主控数字逻辑模块连接的休眠模式电源稳压电路。在休眠模式下，主控数值逻辑模块控制工作模式电源稳压电路关闭，以在休眠模式时通过休眠模式电源稳压电路为主控数字逻辑模块提供工作电压。由于休眠模式电源稳压电路只需为处于休眠模式下的主控数字逻辑模块供电，而工作模式电源稳压电路需为处于工作模式下的主控数字逻辑模块供电，因而休眠模式电源稳压电路的功耗低于工作模式电源稳压电路的功耗，从而在休眠模式下降低功耗， 达到了超低功耗的要求。
[0025]在工作模式下，由于工作模式电源稳压电路的设定输出电压要高于休眠模式电源稳压电路的设定输出电压，使得休眠模式电源稳压电路的输出级自动关闭，不影响工作模式电源稳压电路的输出电压。
[0026]本实施例提供的休眠模式电源稳压电路结构，通过特殊的带有自偏置功能的负反馈结构，可以实现超低功耗的稳压功能。
[0027]以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细、清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]在上述实施例的基础上，参考图2,主控数字逻辑模块10的信号输入端103,用于接收休眠或唤醒信号，以依据接收的休眠或唤醒信号控制系统的工作状态，如控制工作模式电源稳压电路20或其他电源稳压电路的工作状态。并且，工作模式电源稳压电路20的电源输入端201和休眠模式电源稳压电路30的电源输入端301均与外部电源连接。
[0029]图3为本发明实施例中提供的一种休眠模式电源稳压电路的结构示意图。参考图 3,该休眠模式电源稳压电路30可以包括休眠电源输入端Vin、负反馈电路31、限流电阻R2、 源极跟随器32和休眠电源输出端Vout;
[0030]负反馈电路31的电源端311、输出端312、输入端313和接地端314,分别与休眠电源输入端Vin、源极跟随器32的输入端323、休眠电源输出端Vout和地线连接；
[0031]源极跟随器32的电源端321通过限流电阻R2与休眠电源输入端Vin连接，源极跟随器32的输出端322与休眠电源输出端Vout连接。[〇〇32]参考图3,该休眠模式电源稳压电路的工作原理如下:负反馈电路31的输入端313 从休眠电源输出端Vout接收稳压电路输出电压后，由于负反馈电路31的反相放大作用，负反馈电路31的输出端312电压随输入端313电压反向变化，从而休眠电源输出端Vout电压保持稳定。
[0033]在上述实施例的基础上，负反馈电路可以通过负载电阻、N型场效应管和P型场效应管实现。参考图4,负反馈电路31可以包括负载电阻R1、第二N型场效应管MN2和第一 P型场效应管MP1;[〇〇34]负载电阻R1的第一端作为负反馈电路31的电源端311，负载电阻R1的第二端与第二N型场效应管MN2的漏极连接作为负反馈电路31的输出端312，第二N型场效应管MN2的栅极作为负反馈电路31的输入端313,第二N型场效应管MN2的源极与第一 P型场效应管MP1的源极连接，且第一 P型场效应管MP1的漏极和栅极连接作为负反馈电路31的接地端314。
[0035]参考图4,由于此负反馈电路的特殊结构的作用，可以使休眠模式电源稳压电路的输出电压Vout基本保持在一个N型场效应管的阈值电压加上一个P型场效应管的阈值电压再加上足够的过驱动电压。[〇〇36] 参考图5,源极跟随器32可以为第一 N型场效应管MN1，第一 N型场效应管MN1的栅极、漏极和源极，分别作为源极跟随器32的输入323、电源端321和输出端322。
[0037]参考图5,为了容许更低的外部电源，示例性的，第一N型场效应管MN1可以为耗尽型(Native)场效应管。具体的，由于第一N型场效应管MN1的栅极电压(输入电压)需要高于源极电压(输出电压)一个阈值电压的幅度，耗尽型场效应管的阈值电压接近于〇,因而第一 N型场效应管MN1的栅极电压可以接近或低于源极电压，从而能够有效降低外部电源的电压。[〇〇38]参考图5,示例性的，负载电阻R1的阻值可以是兆欧姆级。具体的，由于负载电阻R1 用来设置休眠模式电源稳压电路的工作电流，为了使休眠模式电源稳压电路的功耗为亚微安级，负载电阻R1的阻值可以为兆欧姆级。进一步地，为了减少休眠模式电源稳压电路在芯片上的面积，负载电阻R1可以为多晶硅电阻或预设数值个串联的栅极接地的窄长沟道P型场效应管。需要说明的是，本实施例对预设数值不作具体限定，只需能够使负载电阻R1的阻值达到兆欧姆级即可。[〇〇39]参考图5,示例性的，限流电阻R2的阻值可以是千欧姆级。如果休眠电源输出端 Vout与地线短路，限流电阻R2能够限制第二N型场效应管MN2及输出电流，防止短路电流过大造成电路损坏。
[0040]并且，休眠模式电源稳压电路的输出是和工作模式电源稳压电路的输出接在一起的。在工作模式下，工作模式电源稳压电路的输出要高于休眠模式电源稳压电路的本征输出电压，即第一 N型场效应管的源极或第二N型场效应管的栅极电压被拉高，由于第二N型场效应管的负反馈作用，第一 N型场效应管的栅极电压被拉低，使第一 N型场效应管不导通，因而在工作模式下，休眠模式电源稳压电路不影响工作模式电源稳压电路的工作。
[0041]参考图6,示例性的，休眠模式稳压电路可以包括补偿电容C1，补偿电容C1的一端与负反馈电路31的输出端312连接，另一端接地。由于休眠模式稳压电路是负反馈结构，需要补偿电容C1使回路的开环相位裕量足够大，让休眠模式稳压电路能够保持稳定状态。 [〇〇42]参考图6,示例性的，休眠模式稳压电路可以包括第三N型场效应管MN3;第三N型场效应管MN3的漏极与休眠电源输出端Vout连接，第三N型场效应管MN3的栅极和源极均接地。 由于第三N型场效应管MN3的栅极接地，始终处于不导通状态，只有纳安或皮安级的漏电流， 使得休眠电源输出端Vout在没有负载的情况下也能保持电压不会过高。[〇〇43]本发明实施例提供的技术方案，可以用在0.18um场效应管工艺的射频无线收发系统中，外部输入电压容许变化指标1.9V?3.6V，核心电路工作电压1.8V。在休眠模式下，休眠模式稳压电源电路的输出变化范围为1.3V?1.6V，整个系统休眠模式功耗小于luA。
[0044]本发明实施例提供的技术方案，能够在超低功耗下为主控数字逻辑控制模块提供稳定的电源电压，并使系统可以容许较大的外部输入电源电压变化范围，有效地延长电池的使用寿命，同时使系统应用有更大的灵活性。[〇〇45]注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解， 本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、 重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种电源管理电路，其特征在于，包括主控数字逻辑模块、工作模式电源稳压电路和 休眠模式电源稳压电路；所述工作模式电源稳压电路的工作电源输出端和所述休眠模式电源稳压电路的休眠 电源输出端均与所述主控数字逻辑模块的主控电源输入端连接；所述主控数字逻辑模块的信号输出端与所述工作模式电源稳压电路的控制端连接；在休眠模式时，所述主控数字逻辑模块控制所述工作模式电源稳压电路关闭，以在休 眠模式时通过所述休眠模式电源稳压电路为所述主控数字逻辑模块提供工作电压。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述主控数字逻辑模块的信号输入端，用 于接收休眠或唤醒信号。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述休眠模式稳压电路包括休眠电源输入 端、负反馈电路、限流电阻、源极跟随器和休眠电源输出端；所述负反馈电路的电源端、输出端、输入端和接地端，分别与所述休眠电源输入端、所 述源极跟随器的输入端、所述休眠电源输出端和地线连接；所述源极跟随器的电源端通过所述限流电阻与所述休眠电源输入端连接，所述源极跟 随器的输出端与所述休眠电源输出端连接。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述负反馈电路包括负载电阻、第二N型场效应管和第一 P型场效应管；所述负载电阻的第一端作为所述负反馈电路的电源端，所述负载电阻的第二端与所述 第二N型场效应管的漏极连接作为所述负反馈电路的输出端，所述第二N型场效应管的栅极 作为所述负反馈电路的输入端，所述第二N型场效应管的源极与所述第一 P型场效应管的源 极连接，且所述第一 P型场效应管的漏极和栅极连接作为所述负反馈电路的接地端。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述源极跟随器为第一 N型场效应管，所述第一 N型场效应管的栅极、漏极和源极，分别 作为所述源极跟随器的输入端、电源端和输出端。6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一 N型场效应管为耗尽型场效应管。7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述负载电阻的阻值是兆欧姆级，所述限 流电阻的阻值是千欧姆级。8.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述休眠模式稳压电路包括补偿电容，所 述补偿电容的一端与所述负反馈电路的输出端连接，另一端接地。9.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述休眠模式稳压电路包括第三N型场效应管；所述第三N型场效应管的漏极与所述休眠电源输出端连接，所述第三N型场效应管的栅 极和源极均接地。10.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述负载电阻为多晶硅电阻或预设数值 个串联的栅极接地的窄长沟道P型场效应管。
【文档编号】H02M1/00GK105958799SQ201610487946
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】郝虹宇
【申请人】上海晶曦微电子科技有限公司