本发明专利技术提供了一种I2C控制的四路输出电源管理系统，包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；欠压&过温保护电路，当电路中的电流过大时，断开电路连接；震荡电路起了引导作用；从而实现了四路不同的电压输出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电源供电或配电管理领域，特别是涉及一种由I2C控制的四路输出可调电源管理系统。
技术介绍
在消费电子领域，各种电子设备都需要电源来维持，在使用直流源的电子设备中，便携式设备应用越来越广泛，因此高度集成、更少的组件数及更小的板级空间，就成为一种迫切需求，进而就需要一种更加合理，简化高效的电池管理系统。电池管理系统(BMS)主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。现有的电池管理系统，部件繁多、体积庞大、结构复杂，并且大多电压输出是固定的。I2C总线支持任何IC生产过程(NMOS CMOS、双极性)。两线――串行数据(SDA)和串行时钟(SCL)线在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地址识别，而且都可以作为一个发送器或接收器。很明显，LCD驱动器只是一个接收器，而存储器则既可以接收又可以发送数据。除了发送器和接收器外器件在执行数据传输时也可以被看作是主机或从机。主机是初始化总线的数据传输并产生允许传输的时钟信号
的器件。此时，任何被寻址的器件都被认为是从机。本专利技术提供了一种高度集成、组件数量少及更小的板级空间、控制方式简单，利用I2C总线控制四路输出电源管理电路，可实现四种不同的电压输出及电路保护。
技术实现思路
本专利技术实现了一种，高度集成、组件更少、结构简单的I2C控制的四路输出电源管理系统。具体的I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；一个欠压&过温保护电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，当电路中的电流过大时，断开电路连接，从而保护电路系统；振荡器电路分别与三个不同的Buck型DC/DC相连；其中第一通道Buck型DC/DC与第三通道Buck型DC/DC相连，第二通道Buck型DC/DC与LDO电路相连。所述I2C总线是一种串行扩展技术，采用一条SDA数据线，加一条SCL时钟线来完成数据的传输及外围器件的扩展，I2C对各个节点的寻址方式为软寻址。本专利技术还提供了一种I2C总线控制数据传输的方法：(1)I2C总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时，总线处于空闲状态；(2)时钟线SCL处于高电平，数据线SDA上的电平被拉低信号启动，数据传输开始；(3)数据传输阶段，在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位地串行传送每一位数据；(4)接收器收到最后一个字节后，发出一个停止信号，时钟线SCL保持高电平期间，SDA返回高电平，一次数据传输终止，I2C总线将返回空闲状态。三个Buck DC/DC可以实现3.3V电压、1.5V电压、1.2V的电压输出，每个Buck DC/DC由Buck的功率输出管、一个误差放大器、一个PWM比较器、一个振荡器、一个电流采样电路、一个斜坡补偿电路、一个控制逻辑电路、一个PWM/PFM模式切换电路、一个输出级驱动电路、零电流检测电路及峰值电流限制及短路保护电路等电路构成。在I2C控制Buck使能使之工作后，软启动电路通过恒定的电流源对芯片内部电容充电产生软启动电压，软启动的斜坡电压先代替基准电压和反馈电压VFB比较，能有效的防止浪涌电流，当软启动电压升到基准电压以后，VBG电压与VFB电压送入误差放大器，误差放大器处理
之后将结果与电感电流的采样和斜坡补偿信号一同送入PWM比较器，PWM比较器的结果送入逻辑控制电路，经过输出级的驱动电路对Buck的Power管进行控制，通过外围的电感、电容及分压电阻网络分别得到3.3V电压、1.5V电压、1.2V的电压输出。并且电路中的零电流检测电路，通过对LX节点电压进行检测，判断Buck处于CCM模式还是DCM模式，通过逻辑控制对开关管的开启与关断，防止电感电流的反流；电路中还具有峰值电流保护与短路保护功能，防止流过电路的电流过大而造成的对内部器件的损坏，每个Buck都可以实现2A以上的带载能力。LDO电路由软启动电压，误差放大器、NMOS构成的LDO的输出功率管、输出限流保护电路及补偿网络构成。首先，LDO的软启动电路通产生一个稳定缓慢上升的阶梯斜坡，当软启动电压升到基准电压以后，软启动的斜坡电压退出工作，VBG电压与VFB电压送入误差放大器，误差放大器的输出控制LDO的输出功率管的导通，使输出电压保证1.8V的输出，同时可以达到1A的带载，系统对LDO进行限流保护，当负载电流大于1.3A时，LDO进入自动重启模式，直到负载电流正常后，LDO恢复正常工作。本专利技术还提供了一种Buck DC/DC电路，包括一个误差放大器、一个PWM比较器、一个振荡器、一个电流采样电路、一个斜坡补偿电路、一个控制逻辑电路、一个PWM/PFM模式切换电路、一个输出级驱动电路、Buck的功率输出管、零电流检测电路及峰值电流限制及短路保护电路。所述Buck DC/DC电路误差放大器输入端与VBG、VFB
相连，输出端与比较器PWM相连，比较器输入端另外两个端口分别一个通过斜坡补偿电路与控制逻辑电路相连，另一个通过电流采样与PWM/PFM模式切换电路相连及峰值电流限制及短路保护电路相连，比较器输出端与控制逻辑电路相连；控制逻辑电路一端口与振荡器相连，另一端口通过零电流检测电路与地电位连接，控制逻辑电路还与峰值电流限制及短路保护相连，输出级驱动与峰值电流限制及短路保护、零电流检测电路、功率输出管相连。所述Buck DC/DC的软启动电路通过恒定的电流源对芯片内部电容充电，产生一个稳定缓慢上升的阶梯斜坡，当软启动电压升到基准电压以后，软启动的斜坡电压退出工作，VBG电压与VFB电压被送入误差放大器，误差放大器处理之后将结果与电感电流的采样和斜坡补偿信号一同送入PWM比较器，PWM比较器的结果送入逻辑控制电路，经过输出级的驱动电路对Buck的Power管进行控制，通过外围的电感、电容及分压电阻网络得到输出电压，并且电路中的零电流检测电路，通过对LX节点电压进行检测，判断Buck处于CCM模式还是DCM模式，通过逻辑控制对开关管的开启与关断。本专利技术所述LDO电路中输出功率管还可为NMOS。说明书附图图1是一种由I2C控制的四路输出可调电源管理单元电路图；图2是系统中Buck型DC/DC的系统结构图；图3是系统中LDO的系统结构图；图4是系统中I2C的控制时序图。具体实施方式为了使本领域技术人员能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，下面结合附图和实施方式对本专利技术实施例作详细说明。如图1该I2C控制的四路输出电源管理系统，包括三个带载能力不本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC电路、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；一个欠压&过温保护电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，，当电路中的电流过大时，断开电路连接，从而保护电路系统；振荡器电路分别与三个不同的Buck型DC/DC相连；其中第一通道Buck型DC/DC与第三通道Buck型DC/DC相连，第二通道Buck型DC/DC与LDO电路相连。
【技术特征摘要】
1.一种I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC电路、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；一个欠压&过温保护电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，，当电路中的电流过大时，断开电路连接，从而保护电路系统；振荡器电路分别与三个不同的Buck型DC/DC相连；其中第一通道Buck型DC/DC与第三通道Buck型DC/DC相连，第二通道Buck型DC/DC与LDO电路相连。2.根据权利要求1所述的一种I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：所述I2C控制电路中I2C总线是一种串行扩展技术，采用一条SDA数据线，加一条SCL时钟线来完成数据的传输及外围器件的扩展，I2C对各个节点的寻址方式为软寻址。3.根据权利要求1所述的一种I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：所述Buck型DC/DC电路包括功率输出管、一个误
\t差放大器、一个PWM比较器、一个振荡器、一个电流采样电路、一个斜坡补偿电路、一个控...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏雪，孙权，
申请(专利权)人：西安航天民芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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