[实用新型]多级电压输出开关电源变换器及其泄压控制模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及到开关电源变换器领域，特别是涉及到一种多级电压输出 开关电源变换器及其泄压控制方法和模块。

背景技术

开关电源变换器具有体积小、效率高以及大电流的优点，因此被广泛应用 于手机充电器等便携式电子设备中。近年来，随着便携式电子设备电池容量不 断增加，对充电速度提出了更高的要求。为了提高充电速度，目前业界提出了 两种实现方法，一是增大充电电流，二则是提高充电电压，其中第二种方法已 成为业界主流。

为了实现提高充电电压、同时又向下兼容标准充电电压(5V)的目的，也 有两种实现方法，一是使用普通开关电源变换器搭载一颗专用的接口芯片，二 是使用整合了接口芯片功能、支持多级电压输出的开关电源变换器。本实用新 型涉及多级电压输出开关电源变换器。

图1是一个支持两级电压输出的降压型异步整流DC/DC开关电源变换器拓 扑的简化示意图。直流输入电压411输入到开关电源控制器400的Vin端口，PWM 控制模块401控制功率开关管404的导通和关断，通过电感绕组405和续流二极管 406持续对输出供电。第一电阻407、第二电阻408和第三电阻409组成采样网络， 对输出电压采样，并通过到开关电源控制器400的FB端口，反馈到PWM控制模 块401，转换为功率开关管404的导通占空比，由此获得稳定的输出电压。

开关电源控制器400正常工作时，缺省状态下电压请求模块402的输出信号 Vo_up为低电平，电压转换开关管403截止，此时第三电阻409支路断开，采样网 络仅由第一电阻407和第二电阻408串联，输出电压为标准充电电压(5V)。当高 电压输出请求信号412通过开关电源控制器400的Vreq端口，输入到电压请求模 块402，其输出信号Vo_up变为高电平，电压转换开关管403导通，此时第三电阻 409支路导通，采样网络下电阻变为第二电阻408与第三电阻409并联，采样比改 变，输出电压上升，实现高电压输出。

在实际运用中，当受电设备移除或电压请求信号变为标准电压输出请求时， 开关电源控制器输出电压需要由高电压转为低电压。这一过程所需时间由输出 电流决定，当输出空载时，这一过程可能很长，若在输出电压尚未恢复到标准 电压输出时又接入另一不兼容高电压的受电设备，则易造成受电设备受损，故 而为了加快转换速度，增加了电阻410作为假负载，但由于在系统工作时电阻410 支路一直导通，造成功率损耗。此外，在输出电压由高到低转换时，由于采样 网络结构改变，导致反馈电压瞬时被抬高，这往往会触发PWM控制模块401内包 含的输出过压保护(OVP)机制，造成开关电源控制器400不必要地进入保护模 式，但若是取消输出OVP机制，又会降低转换器的可靠性和安全性。

关于假负载损耗功率以及过压保护机制不能适当启动的问题，是需要解决 问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种无需假负载，以及控制过压保护机制适 当启动的多级电压输出开关电源变换器及其泄压控制模块。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种多级电压输出开关电源 变换器的泄压控制模块，包括延时电路、泄放电路和重置电路；

所述延时电路接收电压请求模块的切换控制信号，并将切换控制信号延时 处理成控制电压转换开关管开/关的开关管控制信号，以控制所述关电源变换器 的采样网络模块的电路结构；

所述泄放电路接收切换控制信号，根据切换控制信号生成泄放控制信号， 并将泄放控制信号分别发送至所述开关电源变换器的泄放开关管和PWM控制 模块，以控制开关电源变换器的输出电量，以及屏蔽PWM控制模块因反馈电压 瞬时升高而误触发的过压保护信号；

所述重置电路接收PWM控制模块生成的驱动调制信号，并根据该驱动调制 信号重置所述泄放控制信号。

进一步地，所述延时电路包括延时缓冲器，

所述延时缓冲器的输入端连接所述电压请求模块，输出端连接所述电压转 换开关管。

进一步地，所述泄放电路包括单脉冲发生器和RS触发器；

所述单脉冲发生器的接收所述电压请求模块的切换控制信号，并将切换控 制信号转换成正脉冲信号；

所述RS触发器将所述正脉冲信号转换成泄放控制信号发送给所述泄放开 关管和PWM控制模块。