[發(fā)明專利]DC-DC轉(zhuǎn)換裝置和電源管理系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010470722.9
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111509978A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍英;高坤;尹江平;闕姍
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙學(xué)院;長沙變化率信息技術(shù)有限公司;遼寧中咨華宇環(huán)保技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/088
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃曉慶

本申請涉及一種DC?DC轉(zhuǎn)換裝置和電源管理系統(tǒng)。該裝置包括：誤差放大模塊、PWM控制模塊、PFM控制模塊、模式選擇模塊、功率變換模塊和負載模塊；模式選擇模塊用于獲取輸出電流，將輸出電流與預(yù)設(shè)電流臨界值進行比較得到比較結(jié)果，并根據(jù)比較結(jié)果選擇PWM控制模塊或選擇PFM控制模塊輸出對應(yīng)的控制信號至功率變換模塊以控制功率變換模塊進行電壓轉(zhuǎn)換。上述裝置，通過模式選擇模式獲取功率變換模塊的輸出電流，將輸出電流與預(yù)設(shè)電流臨界值進行比較得到比較結(jié)果，并根據(jù)比較結(jié)果來確定選擇PWM控制模塊或PFM控制模塊來控制功率變換模塊進行電壓轉(zhuǎn)換，使得DC?DC轉(zhuǎn)換裝置可以采用不同的控制模塊來控制功率變換模塊進行電壓轉(zhuǎn)換，從而達到提高電壓轉(zhuǎn)換效率的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電源管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種DC-DC轉(zhuǎn)換裝置和電 源管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，電源管理系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于各種不同的移動電子設(shè)備中，電源管理系 統(tǒng)由多部分組成，而其中最為關(guān)鍵的是DC-DC轉(zhuǎn)換器。傳統(tǒng)的DC-DC轉(zhuǎn)換器大 多采用PWM控制模式或者PFM控制模塊，PWM控制模式在固定頻率下工作，在重 載情況下可以得到高穩(wěn)定、低紋波的電壓，且能夠獲得較高的轉(zhuǎn)換效率；PFM控 制模式的開關(guān)頻率隨負載變化而變化，在輕負載情況下能夠獲得較高的轉(zhuǎn)換效 率。

但是，在采用PWM控制模式時，若負載電流降低，則其轉(zhuǎn)換效率將會降低， 而PFM控制模式在重負載情況下轉(zhuǎn)換效率則較低，使得很多電源管理系統(tǒng)無論 是采用PWM控制模式還是采用PFM控制模式都存在效率低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對電壓轉(zhuǎn)換效率低的問題，提供一種能夠提高效率的 DC-DC轉(zhuǎn)換裝置和電源管理系統(tǒng)。

一種DC-DC轉(zhuǎn)換裝置，包括：誤差放大模塊、PWM控制模塊、PFM控制模塊、 模式選擇模塊、功率變換模塊和負載模塊；誤差放大模塊連接PWM控制模塊、 PFM控制模塊和負載模塊；PWM控制模塊連接模式選擇模塊和功率變換模塊；PFM 控制模塊連接模式選擇模塊和功率變換模塊；功率變換模塊連接模式選擇模塊 和負載模塊，功率變換模塊還用于連接輸入電源；模式選擇模塊用于獲取功率 變換模塊的輸出電流，將輸出電流與預(yù)設(shè)電流臨界值進行比較得到比較結(jié)果， 并根據(jù)比較結(jié)果選擇PWM控制模塊或選擇PFM控制模塊根據(jù)誤差放大模塊的輸 出誤差，輸出對應(yīng)的控制信號至功率變換模塊以控制功率變換模塊進行電壓轉(zhuǎn) 換。

上述的DC-DC轉(zhuǎn)換裝置，通過模式選擇模式獲取功率變換模塊的輸出電流， 將輸出電流與預(yù)設(shè)電流臨界值進行比較得到比較結(jié)果，并根據(jù)比較結(jié)果來確定 選擇PWM控制模塊或PFM控制模塊來控制功率變換模塊進行電壓轉(zhuǎn)換，使得 DC-DC轉(zhuǎn)換裝置可以采用不同的控制模塊來控制功率變換模塊進行電壓轉(zhuǎn)換，從 而達到提高電壓轉(zhuǎn)換效率的目的。

在其中一個實施例中，誤差放大模塊包括放大器和基準電壓源，放大器的 反相輸入端與基準電壓源連接，放大器的同相輸入端與負載模塊連接，放大器 的輸出端分別與PWM控制模塊和PFM控制模塊連接。

在其中一個實施例中，DC-DC轉(zhuǎn)換裝置還包括軟啟動模塊，軟啟動模塊與放 大器的啟動端連接。

在其中一個實施例中，功率變換模塊包括第一開關(guān)管和第二開關(guān)管，第一 開關(guān)管的輸入端用于連接輸入電源，第一開關(guān)管的控制端分別與PWM控制模塊 和PFM控制模塊連接，第一開關(guān)管的輸出端連接第二開關(guān)管的輸入端和負載模 塊，第二開關(guān)管的控制端分別與PWM控制模塊和PFM控制模塊連接，第二開關(guān) 管的輸出端接地。

在其中一個實施例中，負載模塊包括電感組件、儲能充電組件和分壓電阻 組件，電感組件的一端與第一開關(guān)管的輸出端連接，電感組件的另一端連接儲 能充電組件的一端以及分壓電阻組件的輸入端，儲能充電組件的另一端與第二 開關(guān)管的輸出端連接，分壓電阻組件的輸出端與第二開關(guān)管的輸出端連接，分 壓電阻組件的反饋端與誤差放大模塊連接。