[發明專利]雙路電壓轉換控制芯片、雙路電壓轉換器和電子式電能表

有效

• 申請號: 201510847458.5
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105406711B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 胡黎強;郁煒嘉;江甫;黃偉
• 申請（專利權）人: 上海晶豐明源半導體股份有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M3/07
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

本發明提供一種雙路電壓轉換控制芯片、雙路電壓轉換器及電子式電能表。所述芯片包括：一BUCK電路和一電荷泵電路，所述BUCK電路的輸入端與一外部的輸入電壓電連接；當BUCK電路的輸出電壓小于或等于第一閾值時，電荷泵電路的輸入端與外部輸入電壓相連接；當BUCK電路的輸出電壓大于第一閾值時，電荷泵電路的輸入端連接至BUCK電路的輸出端。本發明能夠實現雙路電壓轉換的功能，替代現有分離的BUCK結構和線性穩壓器的組合，不但解決線性穩壓器所造成的溫升較高的問題，而且可以實現當BUCK電路的輸出電壓處于異常時，并不影響電荷泵電路的輸出電壓，且通過使用雙路電壓轉換控制芯片可以節約系統板的空間。

技術領域

本發明涉及電子領域，尤其涉及雙路電壓轉換控制芯片、雙路電壓轉換器和電子式電能表。

背景技術

目前，在電子式電能表的應用中，有兩路共地的電源，一路輸出+12V(供電至通訊模塊)，一路輸出+5V(供電至單片機)。而在實際應用中，通常采用相互獨立工作的BUCK結構的降壓轉換器(+12V輸出)和LDO線性穩壓器(+5V輸出)實現雙路電壓的輸出。所述BUCK結構的降壓轉換器為一種常用的電壓轉換器的拓撲結構，其利用電感作為儲能元件，以實現電壓轉換功能。所述LDO線性穩壓器利用工作在線性區域的晶體管或者FET場效應管，輸入電壓減去超額電壓以產生經調節的輸出電壓。所述LDO線性穩壓器結構簡單，但是其輸入/輸出電壓差較大，效率較低且易溫升較高。出于散熱的考慮，所述LDO線性穩壓器通常采用SOT-89獨立封裝，無法與BUCK結構的降壓轉換器集成，以至增加了整個方案的體積和成本。另外，所述LDO線性穩壓器的使用也會降低整個系統的效率，且，過高的溫升也降低了整個系統的可靠性。

發明內容

為了解決上述問題，提供一種雙路電壓轉換控制芯片、雙路電壓轉換器和電子式電能表，其能夠實現雙路電壓轉換的功能，替代現有分離的BUCK結構和線性穩壓器的組合，不但解決線性穩壓器所造成的溫升較高的問題，而且可以實現當第一輸出電壓出現故障時，并不影響第二輸出電壓，且通過使用雙路電壓轉換控制芯片可以節約系統板的空間。

依據本發明的一方面，提供一種雙路電壓轉換控制芯片，包括：一BUCK電路和一電荷泵電路，所述BUCK電路的輸入端與一外部輸入電壓電連接；當所述BUCK電路的輸出電壓小于或者等于一第一閾值時，所述電荷泵電路的輸入端與外部輸入電壓電連接；當所述BUCK電路的輸出電壓大于所述第一閾值時，所述電荷泵電路的輸入端電連接至所述BUCK電路的輸出端。

在本發明一實施例中，所述BUCK電路包括：第一場效應管、第二場效應管、第一驅動單元和運算放大器；所述第一場效應管的柵極電連接至所述第一驅動單元的第一輸出端，所述第一場效應管的源極電連接至所述第二場效應管的漏極，所述第一場效應管的漏極與外部輸入電壓電連接；所述第二場效應管的柵極電連接至所述第一驅動單元的第二輸出端，所述第二場效應管的源極接地；所述運算放大器的第一輸入端連接第一基準電壓，所述運算放大器的第二輸入端電連接至所述BUCK電路的輸出端，所述運算放大器的輸出端電連接至所述第一驅動單元的第一輸入端。