一種集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片，包括依次連接的輸入電壓端口、輸出電壓端口、輸出電壓檢測單元、升壓模塊、相互連接的低電壓檢測單元及線性穩(wěn)壓單元，所述的輸出電壓檢測單元控制關(guān)斷開關(guān)的通斷狀態(tài)，所述的升壓模塊包括依次連接的升壓控制開關(guān)、PFM電路單元和參考電壓輸入單元。本新型設置輸出電壓檢測單元及低電壓檢測單元，集成LDO穩(wěn)壓及升壓模塊，輸出電壓檢測單元可根據(jù)輸出電壓控制關(guān)斷開關(guān)的通斷，同時IC檢測到低電壓后，延時一段時間再關(guān)斷VOUT，當輸入電壓Vdd出現(xiàn)短暫跌落時，此設置增強了LDO輸出電壓的穩(wěn)定性，并對電池狀態(tài)監(jiān)測更為精確，延長電池壽命，可避免系統(tǒng)頻繁重啟。
【專利說明】—種集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型屬于電子玩具領域，特別涉及到一種電源管理芯片電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的玩具行業(yè)中，大多都已實現(xiàn)電子控制化，然而，由于玩具為快消品，廠家在電源管理方面缺乏系統(tǒng)化的研發(fā)，因而現(xiàn)有的玩具電路上依然存在著如下缺點:
[0003](I)不能有效提供對于充電電池及干電池的保護，會導致電池壽命縮短；
[0004](2)由于現(xiàn)有電路檢測范圍狹窄，導致電源頻繁開關(guān)，從而電池過放電后產(chǎn)生漏液，對設備造成腐蝕；
[0005](3)在突發(fā)大電流負載情形下，會對系統(tǒng)產(chǎn)生擾動，導致頻繁出錯；
[0006](4) IC發(fā)熱時無法進行保護；
[0007](5)電池供電并處于低壓時無法穩(wěn)壓。
實用新型內(nèi)容
[0008]針對上述問題，本實用新型提供一種避免系統(tǒng)頻繁啟動、電池過度放電導致壽命縮短以及進行低電壓穩(wěn)壓的電源芯片。
[0009]通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的:
[0010]一種集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片，包括輸入電壓端口、輸出電壓端口、輸出電壓檢測單元、DC/DC升壓模塊、相互連接的低電壓檢測單元及線性穩(wěn)壓單元，所述的線性穩(wěn)壓單元包括關(guān)斷開關(guān)，所述的升壓模塊與低電壓檢測單元連接；低電壓檢測單元包括相互連接的電壓比較單元和電壓檢測單元，電壓比較單元的正相端與上限電壓輸入端連接，反相端與下限電壓輸入端連接，電壓檢測單元與輸入電壓端口、關(guān)斷開關(guān)連接，所述的輸出電壓檢測單元接于關(guān)斷開關(guān)及輸出電壓端口之間，電壓檢測單元與輸出電壓檢測單元控制關(guān)斷開關(guān)的通斷狀態(tài)；所述的升壓模塊包括依次連接的升壓控制開關(guān)、PFM電路單元和參考電壓輸入單元，PFM電路單元和參考電壓輸入單元通過比較器連接，所述的輸入電壓端口與所述比較器的反相端連接，參考電壓輸入單元分別與比較器的正相端及所述的電壓比較單元連接。
[0011]作為對上述集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片的進一步描述，所述的關(guān)斷開關(guān)為MOS管，輸出電壓檢測單元輸出端與MOS管的柵極連接。
[0012]作為對上述集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片的進一步描述，所述的關(guān)斷開關(guān)和輸出電壓端口之間接有一過溫度保護單元。
[0013]作為對上述集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片的進一步描述，低電壓檢測單元還通過使能開關(guān)與一線性穩(wěn)壓單元連接。
[0014]作為對上述集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片的進一步描述，所述的所述電壓比較單元和電壓檢測單元之間接有一定時電容。
[0015]本實用新型的有益效果是:集成LDO線性穩(wěn)壓模塊，DC/DC升壓模塊及LVD低電壓檢測模塊，設置輸出電壓檢測單元及電壓比較單元，輸出電壓檢測單元可根據(jù)輸出電壓控制關(guān)斷開關(guān)的通斷，電壓比較單元用于對輸入電壓及上下限值進行比對，當馬達處于啟動狀態(tài)時，當輸入電壓Vdd出現(xiàn)短暫跌落時，DC/DC模塊會馬上工作，對VDD進行升壓，增強了保證LDO輸出電壓的穩(wěn)定；當輸入電壓低于下限電壓輸入端的電壓值時，IC控制關(guān)斷開關(guān)延時一段時間后進行斷開，輸出電壓VOUT為零，當輸入電壓高于上限值后則控制關(guān)斷開關(guān)接通，輸出電壓重新恢復輸出。同時，IC檢測到低電壓后，不會馬上關(guān)斷V0UT，要延時一段時間，這個時間可通過外接的TCAP定時電容調(diào)整；集成OTA過溫度保護單元，可及時檢測IC溫度狀態(tài)；這種芯片可保證輸入電壓在很寬的電壓范圍內(nèi)變化時保證輸出電壓的穩(wěn)定，此新型的IC芯片對電池狀態(tài)監(jiān)測更為精確，延長電池壽命，并且可避免系統(tǒng)頻繁重啟。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的電路連接圖。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步說明:
[0018]一種集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片，包括輸入電壓端口Vdd、輸出電壓端口 Vout、輸出電壓檢測單元SCP、DC/DC升壓模塊、相互連接的低電壓檢測單元LVD及線性穩(wěn)壓單元LD0，所述的線性穩(wěn)壓單元LDO包括關(guān)斷開關(guān)，所述的升壓模塊DC/DC與低電壓檢測單元LVD連接；低電壓檢測單元LVD包括相互連接的電壓比較單元OP和電壓檢測單元，電壓比較單元OP的正相端與上限電壓輸入端Vset2連接，反相端與下限電壓輸入端Vsetl連接，電壓檢測單元與輸入電壓端口 Vin、關(guān)斷開關(guān)連接，所述的輸出電壓檢測單元SCP接于關(guān)斷開關(guān)及輸出電壓端口 Vout之間，電壓檢測單元與輸出電壓檢測單元共同控制關(guān)斷開關(guān)的通斷狀態(tài)；所述的升壓模塊包括依次連接的升壓控制開關(guān)、PFM電路單元和參考電壓輸入單元Vref，PFM電路單元和參考電壓輸入單元Vref通過比較器連接，所述的輸入電壓端口 Vdd與所述比較器的反相端連接，參考電壓輸入單元Vref分別與比較器的正相端及所述的電壓比較單元OP連接。
[0019]作為對上述集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片的進一步描述，所述的關(guān)斷開關(guān)為MOS管，輸出電壓檢測單元SCP輸出端與MOS管的柵極連接。
[0020]作為對上述集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片的進一步描述，所述的關(guān)斷開關(guān)和輸出電壓端口之間接有一過溫度保護單元0ΤΑ，通過設置OTA過溫度保護單元，可及時檢測IC溫度狀態(tài)。
[0021]作為對上述集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片的進一步描述，低電壓檢測單元LVD還通過使能開關(guān)EN與一線性穩(wěn)壓單元連接。
[0022]作為對上述集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片的進一步描述，所述的所述電壓比較單元OP和電壓檢測單元之間接有一定時電容Tcap。
[0023]用在玩具等電池產(chǎn)品上，隨時間的增長，電池電壓會慢慢降低，1、當電池電壓低到一定程度時，IC要關(guān)斷電壓輸出，不然電池過放電，電池會損壞或漏液；2、用于玩具產(chǎn)品時，由于玩具中有馬達等大電流元件，而電池供電能力有限，當馬達啟動時，耗電較大，電壓可能比較低，這時關(guān)斷開關(guān)會關(guān)斷輸出(LVD檢測到輸入端的低電壓后，不會馬上關(guān)斷VOUT，關(guān)斷開關(guān)要延時一段時間，這個時間可通過外接的Tcap定時電容進行控制調(diào)整，如果在設定的延遲時間內(nèi)電壓恢復，則VOUT輸出不會關(guān)斷，VIN輸入低電壓時間超過設定延遲時間時，VOUT會關(guān)斷)，當馬達啟動完成后，電池電壓會恢復，這時關(guān)斷開關(guān)恢復控制輸出。同時當Vin出現(xiàn)短暫低電壓時，DC/DC會馬上升壓，DC/DC升壓模塊的輸出電壓一般設定為4V,當升壓模塊的輸出電壓偏尚參考輸入電壓時，米樣電壓與參考輸入電壓Vref(Vref=0.8V)比較產(chǎn)生一個誤差電壓，通過負反饋電壓去調(diào)整PFM電路，控制升壓控制開關(guān)，使DC/DC輸出調(diào)整到標準的設定值，將供給LDO穩(wěn)壓模塊的電壓升高，保證提供給LDO的電壓是穩(wěn)定的，其間接性地增強了保證LDO輸出電壓的穩(wěn)定。同時LDO可輸出整個IC的輸出電壓，可用以提供給需要穩(wěn)壓的負載進行供電。
[0024] 以上所述并非對本新型的技術(shù)范圍作任何限制，凡依據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上的實施例所作的任何修改、等同變化與修飾，均仍屬于本新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片，包括輸入電壓端口和輸出電壓端口，其特征在于:還包括輸出電壓檢測單元、DC/DC升壓模塊、相互連接的低電壓檢測單元及線性穩(wěn)壓單元；所述的線性穩(wěn)壓單元包括關(guān)斷開關(guān)，所述的升壓模塊與低電壓檢測單元連接；低電壓檢測單元包括相互連接的電壓比較單元和電壓檢測單元，電壓比較單元的正相端與上限電壓輸入端連接，反相端與下限電壓輸入端連接，電壓檢測單元與輸入電壓端口、關(guān)斷開關(guān)連接，所述的輸出電壓檢測單元接于關(guān)斷開關(guān)及輸出電壓端口之間，電壓檢測單元與輸出電壓檢測單元控制關(guān)斷開關(guān)的通斷狀態(tài)；所述的升壓模塊包括依次連接的升壓控制開關(guān)、PFM電路單元和參考電壓輸入單元，PFM電路單元和參考電壓輸入單元通過比較器連接，所述的輸入電壓端口與所述比較器的反相端連接，參考電壓輸入單元分別與比較器的正相端及所述的電壓比較單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片，其特征在于:所述的關(guān)斷開關(guān)為MOS管，輸出電壓檢測單元輸出端與MOS管的柵極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片，其特征在于:所述的關(guān)斷開關(guān)和輸出電壓端口之間接有一過溫度保護單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片，其特征在于:低電壓檢測單元通過使能開關(guān)與所述的線性穩(wěn)壓單元連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成輸出控制、低壓檢測及增強穩(wěn)壓輸出的電源芯片，其特征在于:所述電壓比較單元和電壓檢測單元之間接有一定時電容。
【文檔編號】H02H7/18GK203574422SQ201320769070
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月30日
【發(fā)明者】饒海山 申請人:東莞市宏旺電子科技有限公司