[发明专利]一种供电电源的升降压控制系统及其控制方法

说明书

一种供电电源的升降压控制系统，包括线性稳压器LDO、欠压保护电路UVLO、电荷泵CP和单刀双掷开关SPDT，欠压保护电路UVLO检测VDD，当VDD线性稳压器LDO输出额定LDOout_（NOM）时，自动采用降压模式，保持线性稳压器LDO输出供电电压LDOout稳定；当VDDLDOout_（NOM）时，欠压保护电路UVLO的输出控制电荷泵CP开启，自动进入升压模式，通过其输出信号CPout连接线性稳压器LDO的输入LDOin，保持输出供电电压LDOout稳定；当VDD额定的供电电压输出/2时，通过欠压保护电路UVLO的输出信号UVout2产生的使能信号EN关断线性稳压器LDO输出。

技术领域

本发明涉及供电电源的电源管理技术，尤其是一种供电电源的升降压控制系统及其控制方法，属于集成电路技术领域。

背景技术

随着便携式电子产品广泛使用于工作和生活的各个方面，对便携式电子产品的供电电源的性能提出了更高的要求，尤其是针对电池供电系统，随着电池的使用，电池电压会低于额定供电电压，这时电池虽然还有能量，但是供电系统不能提供额定的供电电压。因此，升降压电路就被用于这种电池供电系统。当电池电压高于额定供电电压，采用降压电路使供电系统的输出电压降低；当电池电压接近额定供电电压时，采用升压电路使供电系统的输出电压升高，以维持供电系统输出的额定供电电压稳定。目前现有技术的升降压电路主要是采用电感实现升压和降压，如图1所示，美国专利US 6166527通过四开关对电感的充放电，从而实现升压和降压操作，其内部电路主要是围绕如何产生四个开关的控制信号。这种应用由于有电感的周期性充放电过程而导致严重的电磁干扰EMI和辐射问题，对于射频等噪声敏感的场合，该应用会受到严重限制。

发明内容

为解决现有技术的缺陷，本发明提供一种供电电源的升降压控制系统及其控制方法，通过引入线性稳压器电路、电荷泵电路、欠压保护电路和转换开关电路实现升降压控制，由于线性稳压器优良的抗干扰能力以及电荷泵优良的EMI性能，可以在实现升降压的同时，显著改善电磁干扰EMI的问题，同时可以提供纹波可忽略的干净输出电源。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种供电电源的升降压控制系统，该控制系统包括电池VDD和供电电压输出电路，当VDD额定的输出供电电压时，控制系统自动采用降压模式，保持供电电压输出稳定；当VDD额定的输出供电电压时，控制系统自动采用升压模式，保持供电电压输出稳定；当VDD 额定的输出供电电压/2时，关断升压模式并且关断供电电压输出，更换电池；

其特征在于，供电电压输出电路包括线性稳压器LDO、欠压保护电路UVLO、电荷泵CP、单刀双掷开关SPDT以及为整个系统提供基准电压VREF和基准电流IBIAS的基准源；线性稳压器LDO的输出端LDOout为供电电源的输出端输出供电电压，LDOout_（NOM）为供电电源额定的输出供电电压，线性稳压器LDO的输入电压端LDOin连接单刀双掷开关SPDT的输出端SO，该输出端SO受控于单刀双掷开关SPDT的控制端SC，单刀双掷开关SPDT的一个输入端S1连接VDD和电荷泵CP的输入信号端CPin，单刀双掷开关SPDT的另一个输入端S2连接电荷泵CP的输出信号端CPout，电荷泵CP的一个控制端CPc连接欠压保护电路UVLO的输出信号端UVout和单刀双掷开关SPDT的控制端SC，电荷泵CP的另一个控制端CPc2连接欠压保护电路UVLO的另一个输出信号端UVout2和线性稳压器LDO的使能控制端；