CN113381609A - 用于供电管理系统的集成电路、供电管理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于供电管理系统的集成电路、供电管理系统及方法。供电管理系统包括外接的电感和可再充电电池，集成电路包括：电源接入端、提供输出电压的系统输出端、经电感耦接至电池的开关节点端、接地端、耦接在系统输出端和开关节点端之间的第一开关、耦接在开关节点端和接地端之间的第二开关以及控制电路，该控制电路控制第一开关与第二开关互补工作在降压模式或升压模式。本发明公开的集成电路和方法，仅产生一个固定时长，该固定时长既是降压模式下第一开关的固定关断时长，也是升压模式下第二开关的导通时长。

Description

用于供电管理系统的集成电路、供电管理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种电子电路，特别地，涉及供电管理系统、用于供电管理系统的集成电路及方法。
背景技术
图1示出了现有的供电管理系统10，适用于充电宝，蓝牙耳机等应用。系统负载由电阻RL表征。当供电管理系统10连接供电电源VS时，由供电电源VS给系统负载RL供电(如图1中路径151所示)，并且同时对电池BATT充电(如图1中路径152所示)；当供电管理系统10未连接供电电源VS时，电池BATT给系统负载RL供电(如图1中路径153所示)。在供电管理系统10连接供电电源VS的情况下，当系统负载RL较大时，供电电源VS将减小对电池BATT的充电电流，以满足系统负载RL的要求；当系统负载RL继续增大至超过供电电源VS的功率时，供电电源VS和电池BATT同时对系统负载RL供电(如图1中路径151和路径153所示)。因而，供电电源VS到电池BATT之需要有一个双向电路，既能支持供电电源VS到电池BATT的充电通路(152)，又能支持电池BATT到系统负载RL的放电通路(153)。
图1所示的电感L1、开关Q1和Q2即构成供电电源VS和电池BATT之间的双向开关电路20。开关Q3耦接在电源VS双向开关电路20之间，在供电管理系统10正常工作时保持长通状态。当供电电源VS对电池BATT进行充电时，电感L1、开关Q1和Q2构成BUCK电路；当电池BATT对系统负载RL放电时，电感L1、开关Q1和Q2构成BOOST电路。但在BUCK电路向BOOST电路切换的过程中，即电池BATT由充电状态切换至放电状态时，提供给系统负载RL的能量会有间断，即可能会有掉电现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于供电管理系统的集成电路、集成电路及方法，所要解决的技术问题是采用简单的控制方式来实现降压模式和升压模式的自由切换。
依据本发明一实施例的用于供电管理系统的集成电路，该供电管理系统包括外接的电感和可再充电电池，该集成电路包括：电源接入端；系统输出端，为负载提供系统输出电压；开关节点端，经电感耦接至电池；接地端；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至系统输出端，第二端耦接至开关节点端，控制端由第一驱动信号来驱动；第二开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至开关节点端，第二端耦接至接地端，控制端由第二驱动信号来驱动；以及控制电路，控制第一开关与第二开关互补工作在降压模式或升压模式，并控制第一开关在一固定时长内关断，且第二开关在所述固定时长内导通。
依据本发明另一实施例的供电管理系统，包括前述任一实施例的集成电路，还包括：供电电源，耦接至集成电路的电源接入端，以提供输入电压；以及电感，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至开关节点端，第二端耦接至可再充电电池。在一个实施例中，供电管理系统还包括电流检测电阻，耦接至在电感第二端与可充电电池之间，用于在降压模式下检测对电池的充电电流，在升压模式下检测由电池对负载的放电电流，并基于检测结果提供第一电感电流信号。
依据本发明再一实施例的运行集成电路的方法，该集成电路包括第一端、第二端、第三端、第四端、耦接在第二端和第三端之间的第一开关和耦接在第三端和第四端之间的第二开关，一外接的电感耦接在第三端和可再充电电池之间，该方法包括：选择多个反馈控制信号中的最小值作为反馈控制信号；提供表征流过电感电流的第一电感电流信号；在第一电感电流信号上叠加一个直流偏置电压，产生第二电感电流信号；将已选择的反馈控制信号与第二电感电流信号相比较，产生第一比较信号；根据第一比较信号，产生具有固定时长的固定时长控制信号；基于第一比较信号和固定时长控制信号，产生第一控制信号和第二控制信号，以及控制第一开关与第二开关互补工作在升压模式或降压模式，并控制第一开关在所述固定时长内关断，且第二开关在所述固定时长内导通。
在一个实施例中，该方法还包括：基于第一控制信号和第二控制信号，产生驱动第一开关的第一驱动信号和驱动第二开关的第二驱动信号；以及在第一驱动信号和第二驱动信号之间设置死区时间。
在另一个实施例中，该方法还包括基于流过集成电路第一端的输入电流，产生输入电流反馈控制信号；以及基于集成电路第二端的输出电压，产生输出电压反馈控制信号。
根据本发明的实施例，集成电路仅产生一个固定时长，该固定时长既是第一开关的固定关断时长，又是第二开关的固定导通时长，并基于反馈控制信号的最小值自动切换，即可控制第一开关和第二开关在降压模式和升压模式自由切换。
附图说明
图1示出了现有的供电管理系统10；
图2示出了根据本发明一实施例的使用集成电路的供电管理系统100的电路结构框图；
图3示出了根据本发明又一实施例的使用集成电路的供电管理系统100A的电路结构示意图；
图4示出了根据本发明一实施例的集成电路中开关控制电路110B的电路图；
图5示出了根据本发明一实施例的降压模式下集成电路的工作波形图；
图6示出了根据本发明一实施例的升压模式下集成电路的工作波形图；
图7示出了根据本发明一实施例的模式切换时集成电路的工作波形图；
图8示出了根据本发明又一实施例的模式切换时集成电路的工作波形图；
图9示出了根据本发明一实施例的运行集成电路的方法700的流程图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“连接到”或“耦接到”另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
图2示出了根据本发明一实施例的使用集成电路的供电管理系统100的电路结构框图。如图2所示，供电管理系统100包括供电电源VS、集成电路、电感L、可再充电电池BATT、输出电容器Co，为系统负载RL供电。集成电路包括电源接入端Vin、系统输出端Vout、开关节点端SW、接地端GND、第一开关Q1、第二开关Q2、输入电流限制开关Q3、开关控制电路110以及功率级120。
电源输入端Vin用于耦接至外部的供电电源VS，系统输出端Vout耦接至系统负载RL，集成电路被配置为经输入电流限制开关Q3将输入电压VIN转换为输出电压VOUT，为系统负载RL供电。
第一开关Q1具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至系统输出端Vout，第二端耦接至开关节点端SW，控制端接收第一驱动信号DRV1。第二开关Q2具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至开关节点端SW，第二端耦接至接地端GND，控制端由第二驱动信号DRV2来驱动。输入电流限制开关Q2耦接在电源接入端Vin和系统输出端Vout之间，在供电管理系统100正常工作时保持常通状态。
如图2所示，电感L具有第一端和第二端，其中第一端耦接第一开关Q1和第二开关Q2的公共连接点，即开关节点端SW，第二端耦接至电池BATT的一端，电池BATT的另一端接地。在图2所示的实施例中，集成电路与电感L一起，组成正向的降压电路或反向的升压电路，为系统负载RL供电。控制电路控制第一开关Q1与第二开关区互补工作在降压模式或升压模式，并控制第一开关Q1在一固定时长tconst内关断，且第二开关在所述固定时长tconst内导通。在一个实施例中，集成电路运行在强制的电流连续模式。
如图2所示，集成电路的控制电路包括开关控制电路110和功率级120。开关控制电路110接收多个反馈信号，响应于多个反馈信号和表征流过电感的电流的第一电感电流信号IL1，产生第一控制信号CTRL1和第二控制信号CTRL2提供至功率级120。功率级120包括第一驱动电路和第二驱动电路，其中第一驱动电路基于第一控制信号CTRL1，提供第一驱动信号DRV1至第一开关Q1，第二驱动电路基于第二控制信号CTRL2，提供第二驱动信号DRV2至第二开关Q2。第一驱动信号DRV1与第二驱动信号DRV2为互补信号，以致当第一驱动信号DRV1为高电平时，第二驱动信号DRV2为低电平。当第一驱动信号DRV1为逻辑低电平时，第二驱动信号DRV2为逻辑高电平。
在正向降压模式，响应于第一驱动信号DRV1的高电平，第一开关Q1被导通，同时响应于第二驱动信号DRV2的低电平，第二开关Q2被关断。在反向升压模式，响应于第一驱动信号DRV1的低电平，第一开关Q1被关断，同时响应于第二驱动信号DRV2的高电平，第二开关Q2被导通。
在一个实施例中，开关控制电路110包括多个反馈控制电路，不同的反馈控制电路进行反馈检测和放大，可提供不同的反馈控制信号。每个反馈控制电路接收相应的基准信号和反馈信号，对相应的基准信号和反馈信号进行误差放大，在每个反馈控制电路的输出端输出相应的反馈控制信号。多个反馈信号包括但不仅限于输出电压反馈信号FBVOUT、输入电流反馈信号FBIIN等，其中输出电压反馈信号FBVOUT代表系统输出端Vout处的输出电压VOUT。输入电流反馈信号FBIIN代表流过电源接入端Vin的输入电流Iin。在其他实施例中，反馈信号还包括供电管理系统的温度、输入电压VIN、电池电压VBATT、充电电流ICHG以及其他电池充电的状态等。
根据本发明的实施例，本发明的一个技术特征是，集成电路中的控制电路仅产生一个固定时长tconst，固定时长tconst既是降压模式运行时第一开关Q1的固定关断时长，又是升压模式运行时第二开关Q2的固定导通时长。
图3示出了根据本发明又一实施例的使用集成电路的供电管理系统100A的电路结构示意图。如图3所示，供电管理系统100A包括供电电源VS、集成电路、电感L、电流检测电阻Rs、可再充电电池BATT、输出电容器Co，为系统负载RL供电。
在图3所示的实施例中，集成电路包括电源接入端Vin、系统输出端Vout、开关节点端SW、接地端GND、第一电流检测端CS1、第二电流检测端CS2、第一开关Q1、第二开关Q2、输入电流限制开关Q3、开关控制电路110A以及功率级120A。
与图2所示的供电管理系统100相比，供电管理系统100A进一步包括电流检测电阻Rs。电流检测电阻Rs耦接至在电感L的第二端与可充电电池BATT之间，用于在降压模式下检测对电池BATT的充电电流，在升压模式下检测由电池BATT至负载的放电电流。
相应地，图3所示的集成电路与图2相比，进一步包括第一电流检测端CS1和第二电流检测端CS2。电流检测电阻Rs耦接在第一电流检测端CS1和第二电流检测端CS2之间。电流检测电路101经两个电流检测端子CS1和CS2耦接至电流检测电阻Rs的两端，通过电流检测电阻Rs对流过电感L的双向电流进行检测，在输出端提供第一电感电流信号IL1。本领域的普通技术人员应当理解，任何可以实现双向电流检测的电流检测电路均可应用于本发明中。
在图3所示的实施例中，开关控制电路110A包括如前所述的电感电流检测电路101、多个反馈控制电路102、反馈选择电路103、偏置电压产生电路104、第一比较电路105、固定时长产生电路106和逻辑电路107。
在图3所示的实施例中，多个反馈控制电路102至少包括输出电压反馈控制电路102-1和输入电流反馈控制电路102-2。输出电压反馈控制电路102-1接收输出电压反馈信号FBVOUT，将输出电压反馈信号FBVOUT与输出电压基准信号REFVOUT进行误差放大，在输出端提供输出电压反馈控制信号Vcomp1。输入电流反馈控制电路102-2接收输入电流反馈信号FBIIN，将输入电流反馈信号FBIIN与输入电流基准信号REFIIN进行误差放大，在输出端提供输入电流反馈控制信号Vcomp2。
反馈选择电路103耦接至多个反馈控制电路102，接收每个反馈控制电路输出的反馈控制信号。在图3所示的实施例中，反馈选择电路103选择输出电压反馈控制信号Vcomp1与输入电流反馈控制信号Vcomp2中的较小值作为反馈控制信号VCOMP。偏置电压产生电路104接收电感电流检测电路101提供的第一电感电流信号IL1，对第一电感电流信号IL1叠加一直流偏置电压VOFFSET，在输出端提供第二电感电感信号IL2。其中该偏置电压VOFFSET由偏置电压产生电路104提供。在一个实施例中，通过设定合适的偏置电压VOFFSET，可使得第二电感电流信号IL2的谷值大于零。
第一比较电路105包括比较器CP1，将反馈控制信号VCOMP与第二电感电流信号IL2进行比较，产生第一比较信号CMP1。固定时长产生电路106耦接至第一比较电路105的输出端，根据第一比较信号CMP1，提供具有固定时长tconst的固定时长控制信号TC。逻辑电路107基于第一比较信号CMP1和固定时长控制信号TC，在输出端产生第一控制信号CTRL1和第二控制信号CTRL2，分别提供至第一驱动电路108和第二驱动电路109。
功率级120A包括第一驱动电路108和第二驱动电路109。第一驱动电路108基于第一控制信号CTRL1，产生第一驱动信号DRV1至第一开关Q1的控制端。第二驱动电路109基于第二控制信号CTRL2，产生第二驱动信号DRV2至第二开关Q2的控制端。一般地，驱动信号DRV1与DRV2互补。为了避免开关管S1和S2直通，第一驱动电路205通常包括死区时间控制电路，以在驱动信号DRV1与DRV2之间引入死区时间。
一般地，供电电源VS为系统负载RL连续地提供稳定的输出电压VOUT，同时对电池BATT进行充电，流过电感L的电流为正的充电电流，电池BATT两端的电压VBATT增加。在一个实施例中，电池两端的电压VBATT可示例性地从完全放电的3V充电至完全充满的4.2V。
系统负载RL可以由供电电源VS连续地供电，只要流过输入电流限制开关Q3的输入电流Iin未达到输入电流门限即可。当系统负载RL增大至超过供电电源VS的功率时，输入电流Iin开始增大，相应地，输入电流反馈信号FBIIN也增大。当输入电流Iin超过输入电流门限，输入电流限制开关Q3将运行在调节电流模式。同时输入电流反馈控制信号Vcomp2减小至小于输出电压反馈控制信号Vcomp1。反馈选择电路103选择输入电流反馈控制信号Vcomp2作为反馈控制信号，也就是输入电流Iin参与环路控制，集成电路自动由降压模式切换至升压模式，由电池BATT为系统负载RL进行补充供电，以减轻供电电源VS的负担。电感电流IL由正变负，流过电感L的电流为放电电流。
此外，当供电电源VS被拔走，输出电压VOUT开始下降，输出电压反馈信号FBVOUT也减小，当输出电压VOUT跌落至欠压点时，输出电压反馈控制信号Vcomp1也开始下降。反馈选择电路103自动选择输出电压反馈控制信号Vcomp1作为反馈控制信号VCOMP，电感电流IL反向，集成电路工作在反向升压模式。电池BATT以电池电压VBATT作为直流供电电源为系统负载RL供电。如前所述，电池电压在3V-4.2V的范围内变化，将电池BATT的能量放电给系统负载RL，流过电感的的电流IL为负，流过电感L的电流为放电电流。
图4示出了根据本发明一实施例的集成电路中开关控制电路110B的电路图。在图4所示的实施例中，开关控制电路110B包括多个反馈控制电路102B、反馈选择电路103B、第一比较电路105B、固定时长产生电路106B以及逻辑电路107B。
如图4所示，多个反馈控制电路102B包括除包括输出电压反馈控制电路102-1和输入电流反馈控制电路102-2之外，还包括充电电流反馈控制电路102-3和电池电压反馈控制电路102-4。其中充电电流反馈控制电路102-3接收充电电流反馈信号FBICHG，对充电电流反馈信号FBICHG和充电电流基准信号REFICHG进行误差放大，在输出提供充电电流反馈控制信号Vcomp3。电池电压反馈控制电路102-4接收电池电压反馈信号FBVABTT，对电池电压反馈信号FBVBATT和电池电压基准信号REFVBATT进行误差放大，在输出端提供输出电压反馈控制信号Vcomp4。反馈选择电路103B接收输出电压反馈控制信号Vcomp1、输入电流反馈控制信号Vcomp2、充电电流反馈控制信号Vcomp3以及电池电压反馈控制信号Vcomp4，选择其中的最小值作为反馈控制信号VCOMP提供至输出端。
第一比较电路105B包括比较器CP1。比较器CP1具有同向输入端、反向输入端和输出端，其中同向输入端接收第二电感电流信号IL2、反向输入端接收反馈控制信号VCOMP，在输出端提供第一比较信号CMP1。
在图4所示的实施例中，固定时长产生电路106B包括电流源IS、放电开关Q4、电容器CX和比较器CP2。其中电流源IS具有输入端和输出端，其中输入端接收供电电压VDD。电容器CX具有第一端和第二端，其中第一端耦接至电流源IS的输出端，第二端接地。放电开关Q4具有第一端、第二端和输出端，其中第一端耦接至电流源IS的输出端，第二端接地，控制端耦接至第一比较电路105B的输出端以接收第一比较信号CMP1。比较器CP2具有同向输入端、反向输入端和输出端，其中同向输入端耦接至电容器CX的第一端，反向输入端接直流参考电压VDC，在输出端提供固定时长控制信号TC。
在工作中，当第一比较信号CMP1具有高电平时，第一开关Q1被关断，放电开关Q4被导通以放电电容器CX。在电容器CX第一端的电压因此会处于或仅仅参考地电压。比较器CMP2将电容器CX第一端的电压与直流参考电压VDC相比较，当电容器CX第一端的电压小于直流参考电压VDC时，比较器CMP2输出具有具有低电平的固定时长控制信号TC。随后，放电开关Q4被关断，电流源IS允许对电容器CX进行充电，当电容器CX两端的电压达到直流参考电压VDC时，比较器CMP2改变输出，产生具有高电平的固定时长控制信号TC。在这种方式下，电容器CX的电容值或者电容器CX被充电到VDC的时长，建立了固定时长tconst。
继续如图4所示，逻辑电路107B包括RS触发器FF1。RS触发器FF1具有置位端、复位端、正向输出端和反向输出端，其中置位端耦接至固定时长产生电路106B以接收固定时长控制信号TC，复位端耦接至第一比较电路105B的输出端以接收第一比较信号CMP1，正向输出端提供第一控制信号CTRL1，反向输出端提供第二控制信号CTRL2。如图4所示，高电平的固定时长控制信号TC触发第一开关Q1的关断和第二开关Q2的导通。
图5示出了根据本发明一实施例的降压模式下集成电路的工作波形图。如图5所示，在时刻t0，第一开关Q1导通，第二开关Q2关断，随后电感电流IL开始增大，直到时刻t1，第二电感电流信号IL2增大到反馈控制信号VCOMP。在时刻t1，第一开关Q1关断，第二开关Q2导通。第一开关Q1的关断时长为tconst，由固定时长控制电路105产生的固定时长控制信号TC控制，同时，第二开关Q2的导通时长也为tconst。在时刻t2，第一开关Q1再次导通，第二开关Q2再次关断，前述过程不断重复。集成电路工作在正向降压模式，第一开关Q1与第二开关Q2互补导通。
图6示出了根据本发明一实施例的升压模式下集成电路的工作波形图。如图6所示，在时刻ta，第二开关Q2被关断，第一开关Q1导通，电感电流IL开始减小，第二电感电流信号IL2也减小，同时固定时长控制电路105开始计时，直到时刻tb计时结束，第二开关Q2关断，第一开关Q1导通，其中第二开关Q2的导通时长和第一开关的关断时长均由固定时长控制电路105的输出的固定时长控制信号TC来决定。在时刻tb之后，电感电流IL开始反向增大，直到第二电感电流信号IL2增大至反馈控制信号VCOMP时，第二开关Q2再次导通，第一开关Q1再次关断。前述过程不断重复。集成电路工作在反向升压模式，第一开关Q1与第二开关Q2互补导通。
图7示出了根据本发明一实施例的模式切换时集成电路的工作波形图。如图7所示，从上到下的波形分别为输入电流Iin、第一电感电流信号IL1以及输出电压VOUT。在时刻t11之前，供电电源VS为系统负载RL连续地提供5V的输出电压VOUT。同时，第一电感电流信号IL1为正，集成电路控制第一开关Q1和第二开关Q2互补工作在降压模式，供电电源VS提供充电电流到可再充电池BATT。
在时刻t11，系统负载突然变大，输入电流Iin增大并超过某一值，输入电流反馈控制信号Vcomp1变小，输入电流反馈控制信号Vcomp1作为反馈控制信号参与到环路控制。电感电流IL变负，集成电路自动由降压模式切换至升压模式。在升压模式期间，输入电流反馈信号Vcomp1对输入电流Iin进行调制。直到在时刻t12，系统负载变小，输入电流Iin重新变小，输入电流反馈控制信号Vcomp1变大时，输入电流反馈控制信号Vcomp1退出环路控制。电感电流IL变正，集成电路自动从升压模式切换至降压模式。
图8示出了根据本发明又一实施例的模式切换时集成电路的工作波形图。如图8所示，从上到下的波形分别为输入电流Iin、第一电感电流信号IL1以及输出电压VOUT。在时刻t11之前，供电电源VS为系统负载RL连续地提供5V的输出电压VOUT。同时，第一电感电流信号IL1为正，集成电路控制第一开关Q1和第二开关Q2互补工作在降压模式，供电电源VS提供充电电流到可再充电池BATT。
在时刻t21，供电电源VS突然被拔走，输出电压VOUT开始下降，当跌落至欠压点，例如4.8V时，输出电压反馈控制信号Vcomp1也减小，进入环路控制中。集成电路自动由降压模式切换至升压模式，由电池BATT为系统负载RL供电，电感电流变负，输出电压VOUT基本稳定在4.8V左右。直到在时刻t22,供电电源VS重新插入时，为负载RL提供5V的输出电压VOUT，同时为电池BATT充电，电感电流变正。
图9示出了根据本发明一实施例的运行集成电路的方法700的流程图。该集成电路包括第一端、第二端、第三端、第四端、耦接在第二端和第三端之间的第一开关和耦接在第三端和第四端之间的第二开关，一外接的电感耦接在第三端和可再充电电池之间，该方法700包括步骤701～707。
在步骤701，选择多个反馈控制信号中的最小值作为反馈控制信号。该多个反馈控制信号由多个反馈控制电路产生，每个反馈控制电路接收相应的基准信号和反馈信号，对相应的基准信号和反馈信号进行误差放大，在每个反馈控制电路的输出端输出相应的反馈控制信号。
在一个实施例中，该方法进一步包括基于流过集成电路第一端的输入电流，产生输入电流反馈控制信号，基于集成电路第二端的输出电压，产生输出电压反馈控制信号。
在步骤702，对流过电感的电流进行检测，提供表第一电感电流信号。
在步骤703，在第一电感电流信号上叠加一个直流偏置电压，产生第二电感电流信号。在一个实施例中，第二电感电流信号的谷值大于零。
在步骤704，将已选择的反馈控制信号与第二电感电流信号相比较，产生第一比较信号。
在步骤705，根据第一比较信号，产生具有固定时长tconst的固定时长控制信号。
在步骤706，基于第一比较信号和固定时长控制信号，产生第一控制信号和第二控制信号。在一个实施例中，在降压模式下，采用第一比较信号控制第一开关的关断，采用固定时长控制信号控制第一开关的导通；以及在升压模式下，采用固定时长控制信号控制第二开关的导通，采用第一比较信号控制第二开关的关断。
在步骤707，控制第一开关与第二开关互补工作在升压模式或降压模式，并控制第一开关在所述固定时长tconst内关断，且第二开关在所述固定时长tconst内导通。
在一个实施例中，方法700进一步包括基于第一控制信号和第二控制信号，产生驱动第一开关的第一驱动信号和驱动第二开关的第二驱动信号；以及在第一驱动信号和第二驱动信号之间设置死区时间。
在说明书中，相关术语例如第一和第二等可以只是用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不必或不意味着在这些实体或动作之间的任意实体这种关系或者顺序。数字顺序例如“第一”、“第二”、“第三”等仅仅指的是多个中的不同个体，并不意味着任何顺序或序列，除非权利要求语言有具体限定。在任何一个权利要求中的文本的顺序并不意问这处理步骤必须以根据这种顺序的临时或逻辑顺序进行，除非权利要求语言有具体规定。在不脱离本发明范围的情况下，这些处理步骤可以按照任意顺序互换，只要这种互换不会是的权利要求语言矛盾并且不会出现逻辑上荒谬。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种用于供电管理系统的集成电路，该供电管理系统包括外接的电感和可再充电电池，该集成电路包括：
电源接入端；
系统输出端，为负载提供系统输出电压；
开关节点端，经电感耦接至电池；
接地端；
第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至系统输出端，第二端耦接至开关节点端，控制端由第一驱动信号来驱动；
第二开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至开关节点端，第二端耦接至接地端，控制端由第二驱动信号来驱动；以及
控制电路，控制第一开关与第二开关互补工作在降压模式或升压模式，并控制第一开关在一固定时长内关断，且第二开关在所述固定时长内导通。
2.如权利要求1所述的集成电路，其中所述控制电路包括：
开关控制电路，基于多个反馈信号和第一电感电流信号，产生第一控制信号和第二控制信号，其中第一电感电流信号表征流过电感的电流；
第一驱动电路，基于第一控制信号，提供第一驱动信号至第一开关；以及
第二驱动电路，基于第二控制信号，提供第二驱动信号至第二开关。
3.如权利要求2所述的集成电路，其中所述开关控制电路包括：
多个反馈控制电路，每个反馈控制电路接收相应的基准信号和反馈信号，对相应的基准信号和反馈信号进行误差放大，在每个反馈控制电路的输出端输出相应的反馈控制信号；
反馈选择电路，接收多个反馈控制信号，输出多个反馈控制信号中的最小值作为反馈控制信号；
偏置电压产生电路，接收第一电感电流信号，对第一电感电流信号叠加一直流偏置电压后，产生第二电感电流信号；
第一比较电路，将反馈控制信号与第二电感电流信号进行比较，产生第一比较信号；
固定时长产生电路，根据第一比较电路输出的第一比较信号，提供具有所述固定时长的固定时长控制信号；以及
逻辑电路，基于第一比较信号和固定时长控制信号，产生第一控制信号和第二控制信号。
4.如权利要求3所述的集成电路，其中所述第二电感电流信号的谷值大于零。
5.如权利要求3所述的集成电路，其中所述固定时长产生电路包括：
电流源，具有输入端和输出端，其中输入端接收供电电压；
第一电容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至电流源的输出端，第二端接地；
放电开关，具有第一端、第二端和输出端，其中第一端耦接至电流源的输出端，第二端接地，控制端耦接至第一比较电路以接收第一比较信号；以及
第二比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收直流参考电压，第二输入端耦接至第一电容器的第一端，在输出端提供固定时长控制信号。
6.如权利要求3所述的集成电路，其中所述逻辑电路包括：
RS触发器，具有置位端、复位端、正向输出端和反向输出端，其中置位端耦接至固定时长产生电路以接收固定时长控制信号，复位端耦接至第一比较电路的输出端以接收第一比较信号，正向输出端提供第一控制信号，反向输出端提供第二控制信号。
7.如权利要求2所述的集成电路，其中所述第一驱动电路和第二驱动电路均包括死区时间控制电路。
8.一种供电管理系统，包括如权利要求1-7任一项所述的集成电路，还包括：
供电电源，耦接至集成电路的电源接入端，以提供输入电压；以及
电感，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至开关节点端，第二端耦接至可再充电电池。
9.如权利要求8所述的供电管理系统，还包括：
电流检测电阻，耦接至在电感第二端与可充电电池之间，用于在降压模式下检测对电池的充电电流，在升压模式下检测由电池至负载的放电电流，并基于检测结果提供第一电感电流信号。
10.一种运行集成电路的方法，该集成电路包括第一端、第二端、第三端、第四端、耦接在第二端和第三端之间的第一开关和耦接在第三端和第四端之间的第二开关，一外接的电感耦接在第三端和可再充电电池之间，该方法包括：
选择多个反馈控制信号中的最小值作为反馈控制信号；
对流过电感的电流进行检测，提供第一电感电流信号；
在第一电感电流信号上叠加一个直流偏置电压，产生第二电感电流信号；
将已选择的反馈控制信号与第二电感电流信号相比较，产生第一比较信号；
根据第一比较信号，产生具有固定时长的固定时长控制信号；
基于第一比较信号和固定时长控制信号，产生第一控制信号和第二控制信号，以及
控制第一开关与第二开关互补工作在升压模式或降压模式，并控制第一开关在所述固定时长内关断，且第二开关在所述固定时长内导通。
11.如权利要求10所述的方法，还包括：
基于第一控制信号和第二控制信号，产生驱动第一开关的第一驱动信号和驱动第二开关的第二驱动信号；以及
在第一驱动信号和第二驱动信号之间设置死区时间。
12.如权利要求10所述的控制方法，还包括：
基于流过集成电路第一端的输入电流，产生输入电流反馈控制信号；以及
基于集成电路第二端的输出电压，产生输出电压反馈控制信号。
13.如权利要求10所述的控制方法，还包括：
在降压模式下，采用第一比较信号控制第一开关的关断，采用固定时长控制信号控制第一开关的导通；以及
在升压模式下，采用固定时长控制信号控制第二开关的导通，采用第一比较信号控制第二开关的关断。
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