[發明專利]單電感雙輸出開關電源的分時復用控制方法及其電路

有效

• 申請號: 201110285932.1
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN102332824A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 徐申;楊淼;王益峰;高慶;秦昌兵;孫偉鋒;陸生禮;時龍興
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

1.一種單電感雙輸出開關電源的分時復用控制方法，在一塊芯片中集成兩個DC-DC變換器，產生兩種電壓的輸出，兩輸出支路共用一個電感，采用分時復用的主、次環路控制方法，在每個輸出支路的輸出端設置分時導通開關，將一個時鐘周期劃分為多個單元，在每一時鐘周期劃分單元中，單獨對一路輸出進行控制，其特征在于：將兩路輸出的電壓分別與基準電壓比較，產生控制主環路和次環路的占空比脈沖信號，然后輸入到選通信號產生模塊，產生兩個選通信號，將兩個選通信號輸入到驅動模塊，產生主開關和次開關的選通信號，實現連續導電模式下無交叉影響的兩路輸出，達到輸出兩路穩定的電壓和調節負載電流大小的目的。

2.一種實現權利要求1所述的單電感雙輸出開關電源的分時復用控制方法的電路，其特征在于：設有主環路和次環路控制模塊、選通信號產生模塊、驅動模塊、功率級模塊及電壓采樣模塊，主環路和次環路控制模塊輸出連接選通信號產生模塊，選通信號產生模塊輸出連接驅動模塊，驅動模塊輸出連接功率級模塊，功率級模塊輸出連接電壓采樣模塊及主環路和次環路控制模塊，電壓采樣模塊輸出連接主環路和次環路控制模塊；其中：

主環路和次環路控制模塊包括振蕩器、斜波補償電路、電流檢測電路，第一誤差放大器、第二誤差放大器、第一脈沖寬度調制器及第二脈沖寬度調制器；振蕩器輸出時鐘信號至斜坡補償電路，電流檢測電路輸出的檢測電流信號與斜坡補償電路輸出的三角波信號疊加后分別輸入到第一脈沖寬度調制器及第二脈沖寬度調制器的一個輸入端，第一脈沖寬度調制器及第二脈沖寬度調制器的另一個輸入端分別連接第一誤差放大器及第二誤差放大器的輸出端，第一誤差放大器的正相輸入端連接第一參考電壓，第一誤差放大器的反相輸入端連接第一采樣電壓，第二誤差放大器的正相輸入端連接第二參考電壓，第二誤差放大器的反相輸入端連接第二采樣電壓；

選通信號產生模塊包括第一～第四4個反相器，第一～第七7個兩輸入與非門，一個兩輸入或非門，第一、第二2個緩沖器，第一、第二2個D觸發器；主環路和次環路控制模塊的第一脈沖寬度調制器的輸出端分別連接第一反相器的輸入端及第二兩輸入與非門的一個輸入端，第二脈沖寬度調制器的輸出端分別連接第二反相器的輸入端、第一兩輸入與非門的一個輸入端以及第一D觸發器數據輸入端；第一反相器的輸出端分別連接第一兩輸入與非門的另一個輸入端、兩輸入或非門的一個輸入端、第二D觸發器的時鐘輸入端以及第三兩輸入與非門的一個輸入端，第二反相器的輸出端分別連接第二兩輸入與非門的另一個輸入端、第三兩輸入與非門的另一個輸入端及兩輸入或非門的另一個輸入端；第一、第二兩輸入與非門的輸出端分別連接第四兩輸入與非門的兩個輸入端，第三兩輸入與非門的輸出端連接第五兩輸入與非門的一個輸入端及第三反相器輸入端，第五兩輸入與非門的另一輸入端分別連接第四反相器輸入端及第二D觸發器輸出端，第四兩輸入與非門的輸出端連接第一緩沖器的輸入端，第一緩沖器的輸出端連接第一D觸發器時鐘輸入端，第一、第二D觸發器的使能端同接外部使能信號，第一D觸發器輸出端連接第二D觸發器數據輸入端，第三、第四反相器的輸出端分別連接第六兩輸入與非門的兩個輸入端，第五、第六兩輸入與非門的輸出端分別連接第七兩輸入與非門的兩個輸入端，第七兩輸入與非門的輸出端連接第二緩沖器的輸入端；?

驅動模塊包括死區控制電路和驅動電路，為已知電路，驅動模塊設有2個輸入端，分別與選通信號產生模塊中第二緩沖器的輸出端及兩輸入或非門的輸出端連接，驅動模塊的四個輸出端分別輸出第一主開關選通信號、第二主開關選通信號、次開關第一支路選通信號及次開關第二支路選通信號；

功率級模塊包括4個開關管MP1、MN1、MP2和MP3及電感L，開關管MP1的柵極連接驅動模塊輸出的第一主開關選通信號，開關管MN1的柵極連接驅動模塊輸出的第二主開關選通信號，開關管MP2的柵極連接驅動模塊輸出的次開關第一支路選通信號，開關管MP2的柵極連接驅動模塊輸出的次開關第二支路選通信號；開關管MP1的源極連接本單電感雙輸出開關電源分時復用控制電路的輸入端，開關管MP1的漏極和開關管MN1的漏極連接電感L的一端及主環路和次環路控制模塊中電流檢測電路的輸入端，開關管MN1的源極接地，電感L的另一端連接開關管MP2和開關管MP3的源極，開關管MP2和開關管MP3的漏極分別為第一支路和第二支路輸出電壓的兩個輸出端；

電壓采樣模塊包括6個電阻R1、R2、R3、R4、RL1和RL2、2個電容C1和C2，電容C1、電阻RL1及電阻R1的一端均連接開關管MP2的漏極，電容C1、電阻RL1的另一端及電阻R2的一端均連接到地，電阻R1和電阻R2的另一端均連接到主環路和次環路控制模塊中第一誤差放大器的反相輸入端；電容C2、電阻RL2和電阻R3的一端均連接到開關管MP3的漏極，電容?C2、電阻RL2的另一端及電阻R4的一端均連接到地，電阻R3和電阻R4的另一端均連接到主環路和次環路控制模塊中第二誤差放大器的反相輸入端。