[发明专利]一种电源管理架构及应用于该电源管理架构的升压变换器

权利要求书

1.一种电源管理架构用升压变换器，其特征在于，电源管理架构包括升压变换器，升压变换器包括Boost变换器、开关电容变换器以及SCB升压变换器，升压变换器的输入端分别与为数字电路提供低压电源的引脚V_IN以及SoC系统级芯片中的数字电路连接；升压变换器的输出端与低压差线性稳压器LDO的电源连接，低压差线性稳压器LDO的输出为模拟和射频电路提供高压电源，低压差线性稳压器LDO包括数字低压差线性稳压器、模拟低压差线性稳压器以及数模混合低压差线性稳压器，升压变换器和低压差线性稳压器LDO在电源管理架构中的个数至少为一个；当电源管理架构为电源管理芯片时，设置在SoC系统级芯片的外部；当电源管理架构为电源管理模块时，设置在SoC系统级芯片的内部，每个升压变换器的输出端至少连接一个低压差线性稳压器LDO的电源；

在变换器中引入k个电容，将输入电压提升1+k倍实现升压变换，即V_OUT = (1 + kD)•V_IN，D是占空比；

升压变换器的拓扑电路为：

开关S_0.1的公共端接地，常开端分k+1路，第一路经开关S_0.2后分别与V_IN和开关S_0.3的公共端连接，开关S_0.3的常开端经电感L后连接V_OUT，电感L还分别经电容C_L和电阻R_L接地；开关S_0.1常开端的第二路经电容C₁和开关S_1.1与开关S_0.3的常开端连接；开关S_0.1常开端的第三路至第k-1路中，每一路分别连接对应开关S_2.3，S_3.3……S_k-1.3的公共端，开关S_2.3，S_3.3……S_k-1.3的常开端分别连接对应的电容C₂，……C_k-1后连接对应开关S_2.1，……S_k-1.1的公共端，开关S_2.1，……S_k-1.1的常开端分别与开关S_0.3的常开端连接；开关S_0.1常开端的第k路与开关S_k.3的公共端连接，开关S_k.3的常开端经电容C_K与开关S_0.3的常开端连接；开关S_1.1，S_2.1……S_k-1.1的公共端分别经开关S_2.2，S_3.2……S_k.2与开关S_2.3，S_3.3……S_k.3的常开端连接，充电周期中，开关S_0.1，S_0.3；S_1.1，S_2.1……S_k-1.1；S_2.3，S_3.3……S_k.3闭合，其他开关断开，电容两端电压被充电至V_IN；放电周期中，开关S_0.2；S_2.2，S_3.2……S_k.2闭合，其他开关断开，电感L左边电压变为(1+k)·V_IN；

SCB变换器的启动阶段的占空比被限制在最大值D_MAX，当输出电压超过设定值后占空比下降，输出电压经过冲后被调整到设定值，同时占空比变为与输出对应的稳定值。