多模式開關電源控制芯片的低功耗設計方案
加入技術交流群
圖3 用外部遲滯實現的欠壓鎖定電路
兩種方案的工作特性對比結果如表2所列。需要指出的是，若直接用門電路實現施密特觸發，由于"的工藝離散性，將使觸發電壓難以準確控制。
表2 兩種欠壓鎖定電路比較
經比較可知，UVL02結構較為簡單，面積小，啟動電流小，有利于降低功耗。因此，本設計最終采用了UVL02方案。此外，為最大限度減小功耗，設計中將帶隙基準電壓、數字電源和欠壓鎖定電路集成在一起。具體電路圖見圖4。
圖4 欠壓鎖定和數字電源的具體電路圖
圖中利用帶隙基準電壓加上四個二極管連接的三極管產生一個大于4 V 的電壓，然后經過M0S管產生一個大約2.65 V左右的電壓。這個電壓在基準電壓建立后就產生了，主要用于為欠壓鎖定電路的數字部分供電，并且擔任了為整個系統的數字電路供電的任務。
1.3 5 V基準電壓源(REG)
圖5為5 V穩定電壓源(REG)的電路原理。其中P1、P2、P3、P4組成共源共柵結構，可以提高電流鏡的鏡像精度，同時提高電源抑制比。Q3、Q4、R 1、R2組成一個帶隙基準電壓，這樣可以減小額外的電流支路，降低功耗。Q1、Q2組成達林頓結構，增加輸出能力。P5、P6增加匹配，減小溝道長度調制效應。Q1、Q2、R3、R4、R5、R6、Q4、P5、P6組成一個負反饋環路，將REG電壓穩定在5 V。圖中C具有兩種作用：1、記憶直流工作點;2、補償環路電容。
穩壓機理如下：當負載增加時，REG電壓下降，則Q4基極下降，集電極升高，經過P5、P6,使得Q1、Q2基極升高，REG 電壓升高;反之亦然。
REG電壓是片上多數模塊的供電電壓，驅動能力設計為4mA。
圖5 5 V 穩定電壓源
1.4 4.3 V穩定電壓源
4.3 V 的穩定電壓源(VDD-AD)用來在輕載時為系統供電，始終保持工作，在BURST模式下由它為模擬模塊供電。
圖6 4.3 V 的穩定電壓源
是帶隙基準電壓，通過一個運放、一個達林頓結構的晶體管和一個電阻分壓網絡組成負反饋環路來產生4.3 V 的穩定電壓。其穩壓機理如下：當負載增大時，VDD-AD電壓下降，此時A點電壓下降，使運放的輸出上升，則Q1、Q2基極升高，REG電壓重新升高，獲得穩定;反之亦然。
VDD-AD是檢測模塊的供電電壓，設計驅動能力為2 mA.芯片負載減小時，關斷REG,減小了芯片的靜態功耗，這樣既能保證芯片的驅動能力，又同時降低了芯片的靜態功耗。
圖7 REF-OK 電路的設計
1.5 REF_OK模塊
REF_0K模塊用以標志電源系統是否建立好，以控制決定供電單元是否正常開始工作。其中兩個比較參考電平REFOK1、REF0K2的關系始終保持為REFOK1
表3 REF_OK 的基本功能表
評論