多級電壓輸出開關電源變換器及其泄壓控制模塊制造技術

本實用新型專利技術揭示了一種多級電壓輸出開關電源變換器及其泄壓控制模塊，其中泄壓控制模塊包括：延時電路接收電壓請求模塊的切換控制信號，將切換控制信號延時處理成控制電壓轉換開關管開/關的開關管控制信號；泄放電路接收切換控制信號，根據切換控制信號生成泄放控制信號，將泄放控制信號分別發送至所述開關電源變換器的泄放開關管和PWM控制模塊，以控制開關電源變換器的輸出電量，屏蔽PWM控制模塊因反饋電壓瞬時升高而誤觸發的輸出過壓保護信號；重置電路接收PWM控制模塊生成的驅動調制信號，根據該驅動調制信號重置所述泄放控制信號。本實用新型專利技術采用泄壓控制的電源變換器減少功率消耗，提高開關電源變換器使用的穩定性、可靠性和安全性。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及到開關電源變換器領域，特別是涉及到一種多級電壓輸出開關電源變換器及其泄壓控制方法和模塊。
技術介紹
開關電源變換器具有體積小、效率高以及大電流的優點，因此被廣泛應用于手機充電器等便攜式電子設備中。近年來，隨著便攜式電子設備電池容量不斷增加，對充電速度提出了更高的要求。為了提高充電速度，目前業界提出了兩種實現方法，一是增大充電電流，二則是提高充電電壓，其中第二種方法已成為業界主流。為了實現提高充電電壓、同時又向下兼容標準充電電壓(5V)的目的，也有兩種實現方法，一是使用普通開關電源變換器搭載一顆專用的接口芯片，二是使用整合了接口芯片功能、支持多級電壓輸出的開關電源變換器。本實用新型涉及多級電壓輸出開關電源變換器。圖1是一個支持兩級電壓輸出的降壓型異步整流DC/DC開關電源變換器拓撲的簡化示意圖。直流輸入電壓411輸入到開關電源控制器400的Vin端口，PWM控制模塊401控制功率開關管404的導通和關斷，通過電感繞組405和續流二極管406持續對輸出供電。第一電阻407、第二電阻408和第三電阻409組成采樣網絡，對輸出電壓采樣，并通過到開關電源控制器400的FB端口，反饋到PWM控制模塊401，轉換為功率開關管404的導通占空比，由此獲得穩定的輸出電壓。開關電源控制器400正常工作時，缺省狀態下電壓請求模塊402的輸出信號Vo_up為低電平，電壓轉換開關管403截止，此時第三電阻409支路斷開，采樣網絡僅由第一電阻407和第二電阻408串聯，輸出電壓為標準充電電壓(5V)。當高電壓輸出請求信號412通過開關電源控制器400的Vreq端口，輸入到電壓請求模塊402，其輸出信號Vo_up變為高電平，電壓轉換開關管403導通，此時第三電阻409支路導通，采樣網絡下電阻變為第二電阻408與第三電阻409并聯，采樣比改變，輸出電壓上升，實現高電壓輸出。在實際運用中，當受電設備移除或電壓請求信號變為標準電壓輸出請求時，開關電源控制器輸出電壓需要由高電壓轉為低電壓。這一過程所需時間由輸出電流決定，當輸出空載時，這一過程可能很長，若在輸出電壓尚未恢復到標準電壓輸出時又接入另一不兼容高電壓的受電設備，則易造成受電設備受損，故而為了加快轉換速度，增加了電阻410作為假負載，但由于在系統工作時電阻410支路一直導通，造成功率損耗。此外，在輸出電壓由高到低轉換時，由于采樣網絡結構改變，導致反饋電壓瞬時被抬高，這往往會觸發PWM控制模塊401內包含的輸出過壓保護(OVP)機制，造成開關電源控制器400不必要地進入保護模式，但若是取消輸出OVP機制，又會降低轉換器的可靠性和安全性。關于假負載損耗功率以及過壓保護機制不能適當啟動的問題，是需要解決問題。
技術實現思路
本技術的主要目的為提供一種無需假負載，以及控制過壓保護機制適當啟動的多級電壓輸出開關電源變換器及其泄壓控制模塊。為了實現上述技術目的，本技術提供一種多級電壓輸出開關電源變換器的泄壓控制模塊，包括延時電路、泄放電路和重置電路；所述延時電路接收電壓請求模塊的切換控制信號，并將切換控制信號延時處理成控制電壓轉換開關管開/關的開關管控制信號，以控制所述關電源變換器的采樣網絡模塊的電路結構；所述泄放電路接收切換控制信號，根據切換控制信號生成泄放控制信號，并將泄放控制信號分別發送至所述開關電源變換器的泄放開關管和PWM控制模塊，以控制開關電源變換器的輸出電量，以及屏蔽PWM控制模塊因反饋電壓瞬時升高而誤觸發的過壓保護信號；所述重置電路接收PWM控制模塊生成的驅動調制信號，并根據該驅動調制信號重置所述泄放控制信號。進一步地，所述延時電路包括延時緩沖器，所述延時緩沖器的輸入端連接所述電壓請求模塊，輸出端連接所述電壓轉換開關管。進一步地，所述泄放電路包括單脈沖發生器和RS觸發器；所述單脈沖發生器的接收所述電壓請求模塊的切換控制信號，并將切換控制信號轉換成正脈沖信號；所述RS觸發器將所述正脈沖信號轉換成泄放控制信號發送給所述泄放開關管和PWM控制模塊。進一步地，所述重置電路包括三輸入與門、第一反相器、第二反相器和所述RS觸發器；所述第一反相器接收所述PWM控制模塊的驅動調制信號，并對其進行反相處理后發送到三輸入與門；所述第二反相器接收所述單脈沖發生器生成的正脈沖信號，并將其進行反相處理后發送至三輸入與門，對反相處理的驅動調制信號進行消隱；所述三輸入與門接收所述泄放控制信號，以控制該三輸入與門的開和關，當三輸入與門開通時，三輸入與門將反相處理的驅動調制信號發送至所述RS觸發器重置泄放控制信號。本技術還提供一種多級電壓輸出開關電源變換器，包括電壓請求模塊、泄放控制模塊、電壓轉換開關管、采樣網絡模塊、泄放開關管、PWM控制模塊和功率開關管；所述電壓請求模塊接收外部電壓請求信號，并將該電壓請求信號轉換為電壓切換控制信號發送給所述泄放控制模塊；所述泄放控制模塊延時處理所述電壓切換控制信號，并生成開關管控制信號發送至所述電壓轉換開關管，以控制采樣網絡模塊的電路結構；并根據所述電壓切換控制信號生成泄放控制信號，并將泄放控制信號分別發送至泄放開關管和PWM控制模塊，以控制泄放開關管的工作狀態，以及屏蔽PWM控制模塊因反饋電壓瞬時升高而誤觸發的過壓保護信號；所述PWM控制模塊接收所述采樣網絡模塊的反饋電壓生成對應的驅動調制信號，控制所述功率開關管的工作狀態；并將驅動調制信號發送至所述泄放控制模塊，使泄放控制模塊進行重置泄放控制信號。進一步地，所述泄壓控制模塊包括延時電路、泄放電路和重置電路；所述延時電路接收電壓請求模塊的切換控制信號，并將切換控制信號延時處理成控制電壓轉換開關管開/關的開關管控制信號，以控制所述關電源變換器的采樣網絡模塊的電路結構；所述泄放電路接收切換控制信號，根據切換控制信號生成泄放控制信號，并將泄放控制信號分別發送至所述開關電源變換器的泄放開關管和PWM控制模塊，以控制開關電源變換器的輸出電量，以及屏蔽PWM控制模塊因反饋電壓瞬時升高而誤觸發的輸出過壓保護信號；所述重置電路接收PWM控制模塊生成的驅動調制信號，并根據該驅動調制信號重置所述泄放控制信號。進一步地，所述延時電路包括延時緩沖器，所述延時緩沖器的輸入端連接所述電壓請求模塊，輸出端連接所述電壓轉換開關管。進一步地，所述泄放電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多級電壓輸出開關電源變換器的泄壓控制模塊，其特征在于，包括延時電路、泄放電路和重置電路；所述延時電路接收電壓請求模塊的切換控制信號，并將切換控制信號延時處理成控制電壓轉換開關管開/關的開關管控制信號，以控制所述關電源變換器的采樣網絡模塊的電路結構；所述泄放電路接收切換控制信號，根據切換控制信號生成泄放控制信號，并將泄放控制信號分別發送至所述開關電源變換器的泄放開關管和PWM控制模塊，以控制開關電源變換器的輸出電量，以及屏蔽PWM控制模塊因反饋電壓瞬時升高而誤觸發的過壓保護信號；所述重置電路接收PWM控制模塊生成的驅動調制信號，并根據該驅動調制信號重置所述泄放控制信號。

【技術特征摘要】
1.一種多級電壓輸出開關電源變換器的泄壓控制模塊，其特征在于，包括
延時電路、泄放電路和重置電路；
所述延時電路接收電壓請求模塊的切換控制信號，并將切換控制信號延時
處理成控制電壓轉換開關管開/關的開關管控制信號，以控制所述關電源變換器
的采樣網絡模塊的電路結構；
所述泄放電路接收切換控制信號，根據切換控制信號生成泄放控制信號，
并將泄放控制信號分別發送至所述開關電源變換器的泄放開關管和PWM控制
模塊，以控制開關電源變換器的輸出電量，以及屏蔽PWM控制模塊因反饋電壓
瞬時升高而誤觸發的過壓保護信號；
所述重置電路接收PWM控制模塊生成的驅動調制信號，并根據該驅動調制
信號重置所述泄放控制信號。
2.根據權利要求1所述的多級電壓輸出開關電源變換器的泄壓控制模塊，
其特征在于，所述延時電路包括延時緩沖器，
所述延時緩沖器的輸入端連接所述電壓請求模塊，輸出端連接所述電壓轉
換開關管。
3.根據權利要求1所述的多級電壓輸出開關電源變換器的泄壓控制模塊，
其特征在于，所述泄放電路包括單脈沖發生器和RS觸發器；
所述單脈沖發生器的接收所述電壓請求模塊的切換控制信號，并將切換控
制信號轉換成正脈沖信號；
所述RS觸發器將所述正脈沖信號轉換成泄放控制信號發送給所述泄放開
關管和PWM控制模塊。
4.根據權利要求3所述的多級電壓輸出開關電源變換器的泄壓控制模塊，
其特征在于，所述重置電路包括三輸入與門、第一反相器、第二反相器和所述
RS觸發器；
所述第一反相器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：冷悅，
申請(專利權)人：深圳市瑞之辰科技有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44