[发明专利]一种输出电压可调的电压变换器芯片

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术，尤其涉及一种输出电压可调的电压变换器芯片。

背景技术

在消费类电子异常繁荣的今天，移动设备的使用越来越普及。而在移动设备中，由于Android系统及以ARM架构的多内核CPU大行其道，而更多的内核意味着更高的功耗，因此，在电池容量短时间内难以突破的情况下，如何有效地降低CPU的待机功耗从而延长其待机时间显得异常重要。所以，通过借鉴过去在laptop computer上节省功耗的办法对ARM的内核的电源进行管理，业内也开始采用一种称为DVS(Dynamic Voltage Scaling，动态电压调节)的技术，即，在需要提供CPU性能来应对各种应用的时候，抬高对CPU的供电电压，而在需要节省功耗时，降低CPU电压。通常这些控制都是通过传统数字通讯实现的，例如通过I²C interface(接口)实现。

图1示出了现有技术中的一种典型的电压变换器芯片的内部电路——电压型降压电路，其输出电压可通过I²C接口调整。具体来说，图1中，VIN表示输入电压，VOUT表示输出电压，第一电阻111和第二电阻112组成了一个输出反馈网络，由第一电阻111和第二电阻112之间得到的反馈电压VFB传输至电压误差放大器(EA)101的负输入端，该电压误差放大器101的正输入端接收内部反馈基准电平VREF。该电路的工作原理如下：当输出电压VOUT低于正常值时，反馈电压VFB也将低于电压误差放大器101的内部反馈基准电平VREF，反馈电压VFB与内部反馈基准电平VREF的电压差值经过电压误差放大器101的比较放大后输出一个较高的电压VCOMP，该电压VCOMP通过PWM控制器102与斜坡发生器(Ramp Generator)104输出的信号进行比较，PWM控制器102的输出信号通过驱动电路(Driver)103驱动PMOS管107和NMOS管108的闭合，从而实现恒压输出。在上述结构中，内部反馈基准电平VREF可以由I²C接口105调整，具体来说，I²C接口105接收来自外围CPU109输出的控制信号SCL与数据信号SDL，编码后发送至数模转换器(DAC)106，数模转换器106将编码转变为模拟电压信号并作为反馈基准电压VREF输出至电压误差放大器101，由于不同的控制信号SCL和数据信号SDL代表不同的工作状态与反馈基准电压，从而通过这些不同的信号即可对输出电压VOUT进行调整。此方法虽然可以达到较高的输出电压调整精度，但其芯片内部需要一个复杂的I²C接口电路和一个精准的DAC电路，因此大大增加了芯片设计难度与芯片成本。

图2是现有技术中另一种典型的电压变换器芯片的内部电路图，在此仍以电压型降压电路为例，该电路通过外围CPU215发出的PWM信号调整输出电压反馈电阻，从而对输出电压的大小进行调整。具体来说，图2中，VIN表示输入电压，VOUT表示输出电压，该降压电路包括：电压误差放大器(EA)201、PWM控制器202、驱动电路(Driver)203、斜坡发生器(Ramp Generator)204、P型功率管205、N型功率管206、电感207、电容208、第一分压电阻209以及第二分压电阻210。该电路的输出电压通过CPU的PWM信号和外部元器件——第一电阻211、第二电阻212、开关213和电容214进行调整，当PWM信号为高电平时，开关213闭合，此时的反馈电压VFB1＝VOUT*(R210//R211)/(R209+(R210//R211))，反馈系数减小，从而使得输出电压VOUT升高；当PWM信号为低电平时，开关213打开，此时的反馈电压VFB2＝VOUT*R210/(R209+R210)，反馈系数增大，从而使得输出电压VOUT降低；不同占空比的PWM信号可以得到不同的输出电压值，从而达到了调整输出电压的目的。相较于典型的DC电压变换器，此方法在没有增加任何设计难度的基础上即可对输出电压进行调整，又极大的节约了设计成本和芯片成本，然而其缺点在于调整精度差、输出电压精度差，且需要多个外部元件，增加了系统成本。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种输出电压可调的电压变换器芯片，以对输出电压实现精确调整，并有效降低成本。

本发明所述的一种输出电压可调的电压变换器芯片，其包括具有一电压误差放大器电压变换电路以及一EN管脚，所述电压变换器芯片还包括：