[发明专利]单电感双输出开关电源的分时复用控制方法及其电路

权利要求书

1.一种单电感双输出开关电源的分时复用控制方法，在一块芯片中集成两个DC-DC变换器，产生两种电压的输出，两输出支路共用一个电感，采用分时复用的主、次环路控制方法，在每个输出支路的输出端设置分时导通开关，将一个时钟周期划分为多个单元，在每一时钟周期划分单元中，单独对一路输出进行控制，其特征在于：将两路输出的电压分别与基准电压比较，产生控制主环路和次环路的占空比脉冲信号，然后输入到选通信号产生模块，产生两个选通信号，将两个选通信号输入到驱动模块，产生主开关和次开关的选通信号，实现连续导电模式下无交叉影响的两路输出，达到输出两路稳定的电压和调节负载电流大小的目的。

2.一种实现权利要求1所述的单电感双输出开关电源的分时复用控制方法的电路，其特征在于：设有主环路和次环路控制模块、选通信号产生模块、驱动模块、功率级模块及电压采样模块，主环路和次环路控制模块输出连接选通信号产生模块，选通信号产生模块输出连接驱动模块，驱动模块输出连接功率级模块，功率级模块输出连接电压采样模块及主环路和次环路控制模块，电压采样模块输出连接主环路和次环路控制模块；其中：

主环路和次环路控制模块包括振荡器、斜波补偿电路、电流检测电路，第一误差放大器、第二误差放大器、第一脉冲宽度调制器及第二脉冲宽度调制器；振荡器输出时钟信号至斜坡补偿电路，电流检测电路输出的检测电流信号与斜坡补偿电路输出的三角波信号叠加后分别输入到第一脉冲宽度调制器及第二脉冲宽度调制器的一个输入端，第一脉冲宽度调制器及第二脉冲宽度调制器的另一个输入端分别连接第一误差放大器及第二误差放大器的输出端，第一误差放大器的正相输入端连接第一参考电压，第一误差放大器的反相输入端连接第一采样电压，第二误差放大器的正相输入端连接第二参考电压，第二误差放大器的反相输入端连接第二采样电压；

选通信号产生模块包括第一～第四4个反相器，第一～第七7个两输入与非门，一个两输入或非门，第一、第二2个缓冲器，第一、第二2个D触发器；主环路和次环路控制模块的第一脉冲宽度调制器的输出端分别连接第一反相器的输入端及第二两输入与非门的一个输入端，第二脉冲宽度调制器的输出端分别连接第二反相器的输入端、第一两输入与非门的一个输入端以及第一D触发器数据输入端；第一反相器的输出端分别连接第一两输入与非门的另一个输入端、两输入或非门的一个输入端、第二D触发器的时钟输入端以及第三两输入与非门的一个输入端，第二反相器的输出端分别连接第二两输入与非门的另一个输入端、第三两输入与非门的另一个输入端及两输入或非门的另一个输入端；第一、第二两输入与非门的输出端分别连接第四两输入与非门的两个输入端，第三两输入与非门的输出端连接第五两输入与非门的一个输入端及第三反相器输入端，第五两输入与非门的另一输入端分别连接第四反相器输入端及第二D触发器输出端，第四两输入与非门的输出端连接第一缓冲器的输入端，第一缓冲器的输出端连接第一D触发器时钟输入端，第一、第二D触发器的使能端同接外部使能信号，第一D触发器输出端连接第二D触发器数据输入端，第三、第四反相器的输出端分别连接第六两输入与非门的两个输入端，第五、第六两输入与非门的输出端分别连接第七两输入与非门的两个输入端，第七两输入与非门的输出端连接第二缓冲器的输入端； 

驱动模块包括死区控制电路和驱动电路，为已知电路，驱动模块设有2个输入端，分别与选通信号产生模块中第二缓冲器的输出端及两输入或非门的输出端连接，驱动模块的四个输出端分别输出第一主开关选通信号、第二主开关选通信号、次开关第一支路选通信号及次开关第二支路选通信号；

功率级模块包括4个开关管MP1、MN1、MP2和MP3及电感L，开关管MP1的栅极连接驱动模块输出的第一主开关选通信号，开关管MN1的栅极连接驱动模块输出的第二主开关选通信号，开关管MP2的栅极连接驱动模块输出的次开关第一支路选通信号，开关管MP2的栅极连接驱动模块输出的次开关第二支路选通信号；开关管MP1的源极连接本单电感双输出开关电源分时复用控制电路的输入端，开关管MP1的漏极和开关管MN1的漏极连接电感L的一端及主环路和次环路控制模块中电流检测电路的输入端，开关管MN1的源极接地，电感L的另一端连接开关管MP2和开关管MP3的源极，开关管MP2和开关管MP3的漏极分别为第一支路和第二支路输出电压的两个输出端；

电压采样模块包括6个电阻R1、R2、R3、R4、RL1和RL2、2个电容C1和C2，电容C1、电阻RL1及电阻R1的一端均连接开关管MP2的漏极，电容C1、电阻RL1的另一端及电阻R2的一端均连接到地，电阻R1和电阻R2的另一端均连接到主环路和次环路控制模块中第一误差放大器的反相输入端；电容C2、电阻RL2和电阻R3的一端均连接到开关管MP3的漏极，电容 C2、电阻RL2的另一端及电阻R4的一端均连接到地，电阻R3和电阻R4的另一端均连接到主环路和次环路控制模块中第二误差放大器的反相输入端。