[發(fā)明專利]單電感多輸出的直流-直流轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110035822.3
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112671229B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王釗
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫中感微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10;H02M3/158;H02M1/32;H02M1/38
• 代理公司: 蘇州簡理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32371
• 代理人: 龐聰雅

本發(fā)明提供一種單電感多輸出的直流?直流轉(zhuǎn)換器，其包括：降壓輸出電路，其包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、電感和N條輸出支路，輸入電源經(jīng)串聯(lián)的第一開關(guān)和第二開關(guān)接地；電感一端與第一開關(guān)和第二開關(guān)之間的節(jié)點相連，另一端與第二連接節(jié)點相連；每條輸出支路中，支路開關(guān)和支路電容串聯(lián)于第二連接節(jié)點和接地端之間，支路開關(guān)和支路電容之間的節(jié)點與支路輸出端相連；反饋控制電路，其第一至第N個輸入端分別與N個支路輸出端相連，其第一至第N個輸出端分別與N個支路開關(guān)控制端相連，其第N+1個輸出端與第一開關(guān)控制端相連；其第N+2個輸出端與第二開關(guān)控制端相連；電壓抑制電路，其連接于第二連接節(jié)和接地端之間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以減小芯片面積和能量損耗。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，特別涉及一種單電感多輸出的直流-直流轉(zhuǎn)換器。

【背景技術(shù)】

單電感多輸出的直流-直流轉(zhuǎn)換器可以節(jié)省電感數(shù)量，相當于多個直流-直流轉(zhuǎn)換器共用一個電感。請參考圖1所示，其為現(xiàn)有技術(shù)中的一種單電感多輸出的直流-直流轉(zhuǎn)換器，圖1所示的單電感多輸出的直流-直流轉(zhuǎn)換器采用一個電感L1，產(chǎn)生兩路輸出電壓VO1、VO2，其中，VIN是輸入電源，VO1為第一路輸出電壓，VO2為第二路輸出電壓。圖1所示的單電感多輸出的直流-直流轉(zhuǎn)換器包括FB_CTRL模塊、高壓開關(guān)HVK1、HVK2、HVK3、HVK4、電感L1、電容C1、C2。FB_CTRL模塊為負反饋控制電路，根據(jù)VO1和VO2的電壓構(gòu)建負反饋電路，將VO1和VO2電壓調(diào)整至目標值。

在一種應(yīng)用例子中，VIN為鋰電池的電壓，一般其工作電壓為3V～4.2V，此時通常為了耐受此電壓，開關(guān)HVK1～HVK4采用高壓5V器件(即耐受5V電壓的器件)。這將導(dǎo)致以下問題：第一、5V器件占用芯片面積較大，導(dǎo)致成本較高；第二、由于5V器件占用芯片面積較大，導(dǎo)致其寄生電容也較大，這些寄生電容也導(dǎo)致開關(guān)損耗(當對這些寄生電容充放電時，會浪費能量)。

因此，有必要提出一種改進的技術(shù)方案來克服上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于提供一種單電感多輸出的直流-直流轉(zhuǎn)換器，其不僅可以減小芯片面積，而且可以減小能量損耗。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種直流-直流轉(zhuǎn)換器，其包括：降壓輸出電路，其包括輸入電源VIN、第一開關(guān)HVK1、第二開關(guān)HVK2、電感L1和N條輸出支路，其中，每條輸出支路包括支路開關(guān)、支路電容和支路輸出端，所述輸入電源VIN通過依次串聯(lián)的所述第一開關(guān)HVK1和第二開關(guān)HVK2接地；所述第一開關(guān)HVK1和第二開關(guān)HVK2之間的連接節(jié)點稱為第一連接節(jié)點SW1；所述電感L1的一端與所述第一連接節(jié)點SW1相連，其另一端與第二連接節(jié)點SW2相連；每條輸出支路中，所述支路開關(guān)和支路電容依次串聯(lián)于所述第二連接節(jié)點SW2和接地端之間，所述支路開關(guān)和支路電容之間的連接節(jié)點與所述支路輸出端相連，其中，N為大于等于2的自然數(shù)；反饋控制電路，其第一至第N個輸入端分別與所述N條輸出支路的N個支路輸出端相連，其第一至第N個輸出端分別與所述N條輸出支路的N個支路開關(guān)的控制端相連，其第N+1個輸出端與第一開關(guān)HVK1的控制端相連；其第N+2個輸出端與第二開關(guān)HVK2的控制端相連；電壓抑制電路，其連接于所述第二連接節(jié)點SW2和接地端之間，其用于抑制所述第二連接節(jié)點SW2的電壓。

進一步的，當所述反饋控制電路控制某條輸出支路中的支路開關(guān)導(dǎo)通時，控制其余輸出支路中的支路開關(guān)關(guān)斷，所述反饋控制電路基于該輸出支路的支路輸出端的電壓控制第一開關(guān)HVK1和第二開關(guān)HVK2交替導(dǎo)通，以將該輸出支路的支路輸出端的電壓調(diào)整到目標值。

進一步的，所述電壓抑制電路包括電壓抑制電容C3，所述電壓抑制電容C3連接于所述第二連接節(jié)點SW2和接地點之間。

進一步的，所述電壓抑制電容C3的取值范圍為100pF～100nF。