[實用新型]電壓調節系統

有效

• 申請號: 201920373709.4
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN209472552U
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 楊偉;李東;金寧
• 申請（專利權）人: 北京集創北方科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 北京市京師律師事務所 11665
• 代理人: 高曉麗

本實用新型提供了一種電壓調節系統，包括：直流?直流轉換器用于根據反饋信號產生切換信號以將輸入電壓轉換成第一輸出電壓，并用于根據可調分壓比例對第一輸出電壓進行分壓操作以產生反饋信號；以及，電壓調節單元用于將第一輸出電壓轉換為第二輸出電壓。直流?直流轉換器包括：負載電流狀態檢測單元，根據電感電流在預定期間內的過零次數是否超過預定次數確定負載電流狀態，并根據負載電流狀態確定可調分壓比例。本實用新型能夠調整調節壓差的大小，還能夠調降直流?直流轉換器的輸出電壓，優化輕載時的效率，從而提高整個電壓調解系統在輕載時的整體復合效率。

技術領域

本實用新型涉及電壓調節技術領域，具體涉及一種可自動調整壓差以提高整體轉換效率的電源系統。

背景技術

在實際的供電應用中，經常需要在DC-DC(direct current-direct current；直流-直流)轉換器后級聯一個或多個LDO(low dropout；低調節壓差)線性穩壓器，或者在DC-DC轉換器后級聯一個或多個電荷泵。參照圖1-a至圖1-d，其中，圖1-a所示由DC-DC轉換器10級聯LDO線性穩壓器11所組成的電源管理系統；圖1-b所示由DC-DC轉換器10級聯電荷泵12所組成的電源管理系統；圖1-c所示由DC-DC 轉換器10級聯LDO線性穩壓器11和電荷泵12所組成的電源管理系統；以及圖1-d所示由DC-DC轉換器10級聯多個LDO線性穩壓器11 和多個電荷泵12所組成的電源管理系統；其中，LDO線性穩壓器11 和電荷泵12的輸入電壓均需要比輸出電壓高出預定的調節壓差 (headroom或dropout)才能正常工作。

如圖1-a所示，DC-DC轉換器10用于將輸入電壓V_in轉成第一輸出電壓V_reg，而LDO線性穩壓器11則是用于將第一輸出電壓V_reg轉成第二輸出電壓V_ldo，其中V_reg須比V_ldo高出預定的調節壓差；如圖1-b 所示，DC-DC轉換器10用于將輸入電壓V_in轉成第一輸出電壓V_reg，而電荷泵12則是用于將第一輸出電壓V_reg轉成第二輸出電壓V_cp，其中V_reg須比V_cp高出預定的調節壓差；如圖1-c所示，DC-DC轉換器 10用于將輸入電壓V_in轉成第一輸出電壓V_reg，LDO線性穩壓器11是用于將第一輸出電壓V_reg轉成第二輸出電壓V_ldo，且電荷泵12是用于將第一輸出電壓V_reg轉成第三輸出電壓V_cp，其中V_reg須比V_ldo高出預定的第一調節壓差且須比V_cp高出預定的第二調節壓差；以及如圖1-d 所示，DC-DC轉換器10用于將輸入電壓V_in轉成第一輸出電壓V_reg，各LDO線性穩壓器11是用于將第一輸出電壓V_reg轉成第二輸出電壓V_ldoi，i為1到n之間的正整數，且各電荷泵12是用于將第一輸出電壓V_reg轉成第三輸出電壓V_cpi，i為1到n之間的正整數，其中V_reg須比各V_ldoi高出預定的第一調節壓差且須比各V_cpi高出預定的第二調節壓差，也就是說，V_reg須足夠高以確保各LDO線性穩壓器11及各電荷泵 12均能正常工作。

另外，在電壓調節系統中，調節壓差一般會根據最大負載條件確定，且調節壓差在確定后，在整個工作期間就不會再改變。另外，電壓調節系統的復合效率等于DC-DC轉換器的效率乘以LDO線性穩壓器或者電荷泵的效率，而LDO線性穩壓器和電荷泵的理想最大效率η是與調節壓差直接相關，該理想最大效率η可表示如下式：