单电感多输出的升降压型电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种单电感多输出的升降压型电路及其控制方法，先由第一开关和第三开关导通，通过输入电压给电感储能；储能完成后，则断开第三开关，以实现所述多路输出端依次导通，多路输出端依次导通的过程中，断开第一开关，第二开关导通续流，直至开关周期结束，最后一路输出端断开；本发明专利技术克服了单一升压或降压电路对输出电压的限制，并通过合理地设置各个开关的状态，提高了电路的工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种。
技术介绍
在电源管理集成电路当中，通常需要多个输出电压对相应的模块进行供电，例如，手机中既要对其内的CPU供电，还需要对屏幕供电，等等，而多个不同模块所需的供电电压是不同的。因而，需要多路输出才能满足使用的需求。但通常情况下，一个电压转换电路只有一路输出，也就需要多个电压转换电路才能满足需求。为了提高电路的集成程度、降低成本，单电感多输出电路便应运而生了。现有技术的单电感多输出电路一般存在降压型和升压型两种，分别如图1和图2所示。图1为降压型的单电感多输出电路，输入电压为Vin，主功率开关管Ql和整流管Q2交替导通，开关Q3、Q4和Q5分别控制相应路的输出，即0UTU0UT2和0UT3按顺序导通。受到电路结构本身的限制，每一个开关周期内，至少需要有一路的输出电压要低于输入电压，并且该路输出的导通时间需要超过一定的时间，否则电感不能储能，导致电路无法正常工作。图2为升压型的单电感多输出电路，输入电压为Vin，主功率开关管Ql导通给电感L储能，开关Q2、Q3和Q4分别控制相应路的输出，即0UT1、0UT2和0UT3按顺序导通，分别将电感L的能量传递给各路。该电路结构在每一个开关周期内，至少需要有一路的输出电压高于输入电压，并且该路输出的导通时间需要超过一定的时间，否则电感电流不能复位。由此可见，现有技术的单电感多输出电路存在固有的电路缺陷，导致其使用范围受限，且电路工作效率高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种，用以解决现有技术存在的输出电压范围受限、工作效率不高的技术问题。本专利技术的技术解决方案是，提供一种以下结构的单电感多输出的升降压型电路，包括第一开关、第二开关、第三开关、电感和多路输出端，每一路输出端上设有控制该路通断的开关，所述的第一开关的第一端接收输入电压，第一开关的第二端与第二开关的第一端连接，第一开关和第二开关的公共端连接在电感的第一端，所述电感的第二端与第三开关的第一端连接，第二开关和第三开关的第二端均接地，电感与第三开关的公共端与多路输出端连接；—个开关周期中，先由第一开关和第三开关导通，通过输入电压给电感储能；断开第三开关，所述多路输出端开始依次导通；断开第一开关，第二开关导通，所述多路输出端继续依次导通，直至开关周期结束。优选地，采用锯齿波信号与第一参考信号进行比较产生用于控制第一开关和第二开关通断的控制信号；所述锯齿波信号与第二参考信号进行比较产生用于控制第三开关通断的控制信号；第一参考信号与第二参考信号的压差小于所述锯齿波信号的峰峰值。优选地，采用电感电流并与锯齿波信号叠加后，再分别与第一参考信号和第二参考信号比较。优选地，对第三开关的控制信号取反用于导通多路输出端的第一路，采样第一路的输出电压，经反馈补偿得到相应的反馈补偿信号，采用第一路的输出电流并在其上叠加与该路相应的锯齿波信号，再与相应的反馈补偿信号进行比较用于断开第一路输出端。优选地，完成多路输出端第一路的导通和断开后，前一路断开后的同时则后一路导通，采样当前路的输出电压，经反馈补偿得到当前路相应的反馈补偿信号，采用当前路的输出电流并在其上叠加与该路相应的锯齿波信号，再与相应的反馈补偿信号进行比较用于断开当前路输出端。优选地，所述升降压型电路采用定频控制，则最后一路输出端导通至开关周期结束时候关断。本专利技术的另一技术解决方案是，提供一种以下步骤的单电感多输出的升降压型电路的控制方法，基于所述的升降压型电路，所述的升降压型电路包括第一开关、第二开关、第三开关、电感和多路输出端，每一路输出端上设有控制该路通断的开关，所述的第一开关的第一端接收输入电压，第一开关的第二端与第二开关的第一端连接，第一开关和第二开关的公共端连接在电感的第一端，所述电感的第二端与第三开关的第一端连接，第二开关和第三开关的第二端均接地，电感与第三开关的公共端与多路输出端连接；—个开关周期中，先由第一开关和第三开关导通，通过输入电压给电感储能；断开第三开关，所述多路输出端开始依次导通；断开第一开关，第二开关导通，所述多路输出端继续依次导通，直至开关周期结束。优选地，采用锯齿波信号与第一参考信号进行比较产生用于控制第一开关和第二开关通断的控制信号；所述锯齿波信号与第二参考信号进行比较产生用于控制第三开关通断的控制信号；第一参考信号与第二参考信号的压差小于所述锯齿波信号的峰峰值。优选地，对第三开关的控制信号取反用于导通多路输出端的第一路，采样第一路的输出电压，经反馈补偿得到相应的反馈补偿信号，采用第一路的输出电流并在其上叠加与该路相应的锯齿波信号，再与相应的反馈补偿信号进行比较用于断开第一路输出端。优选地，完成多路输出端第一路的导通和断开后，前一路断开后的同时则后一路导通，采样当前路的输出电压，经反馈补偿得到当前路相应的反馈补偿信号，采用当前路的输出电流并在其上叠加与该路相应的锯齿波信号，再与相应的反馈补偿信号进行比较用于断开当前路输出端。优选地，所述升降压型电路采用定频控制，则最后一路输出端导通至开关周期结束时候关断。采用本专利技术的电路结构和方法，与现有技术相比，具有以下优点:先由第一开关和第三开关导通，通过输入电压给电感储能；储能完成后，则断开第三开关，以实现所述多路输出端依次导通，多路输出端依次导通的过程中，断开第一开关，第二开关导通续流，直至开关周期结束，最后一路输出端断开；本专利技术克服了单一升压或降压电路对输出电压的限制，并通过合理地设置各个开关的状态，提高了电路的工作效率。【附图说明】图1为现有技术的降压型单电感多输出电路的结构示意图；图2为现有技术的升压型单电感多输出电路的结构示意图；图3为本专利技术的升降压型的单电感多输出电路的拓扑结构图；图4为本专利技术的升降压型的单电感多输出电路的具体电路结构图；图5为本专利技术的工作波形图。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。参考图1所示，示意了现有技术的降压型的单电感多输出电路，输入电压为Vin，主功率开关管Ql和整流管Q2交替导通，开关Q3、Q4和Q5分别控制相应路的输出，即在一个开关周期内0UTU0UT2和0UT3按顺序导通。受到电路结构本身的限制，每一个开关周期内，至少需要有一路的输出电压要低于输入电压，并且该路输出的导通时间需要超过一定的时间，否则电感不能储能，导致电路无法正常工作。参考图2所示，示意了现有技术的升压型的单电感多输出电路，输入电压为Vin，主功率开关管Ql导通给电感L储能，开关Q2、Q3和Q4分别控制相应路的输出，即0UT1、0UT2和0UT3按顺序导通，分别将电感L的能量传递给各路。该电路结构在每一个开关周期内，至少需要有一路的输出电压高于输入电压，并且该路输出的导通时间需要超过一定的时间，否则电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单电感多输出的升降压型电路，包括第一开关、第二开关、第三开关、电感和多路输出端，每一路输出端上设有控制该路通断的开关，所述的第一开关的第一端接收输入电压，第一开关的第二端与第二开关的第一端连接，第一开关和第二开关的公共端连接在电感的第一端，所述电感的第二端与第三开关的第一端连接，第二开关和第三开关的第二端均接地，电感与第三开关的公共端与多路输出端连接；一个开关周期中，先由第一开关和第三开关导通，通过输入电压给电感储能；断开第三开关，所述多路输出端开始依次导通；断开第一开关，第二开关导通，所述多路输出端继续依次导通，直至开关周期结束。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杭开郎，孙良伟，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33