DC-DC转换装置和电源管理系统制造方法及图纸

本申请涉及一种DC‑DC转换装置和电源管理系统。该装置包括：误差放大模块、PWM控制模块、PFM控制模块、模式选择模块、功率变换模块和负载模块；模式选择模块用于获取输出电流，将输出电流与预设电流临界值进行比较得到比较结果，并根据比较结果选择PWM控制模块或选择PFM控制模块输出对应的控制信号至功率变换模块以控制功率变换模块进行电压转换。上述装置，通过模式选择模式获取功率变换模块的输出电流，将输出电流与预设电流临界值进行比较得到比较结果，并根据比较结果来确定选择PWM控制模块或PFM控制模块来控制功率变换模块进行电压转换，使得DC‑DC转换装置可以采用不同的控制模块来控制功率变换模块进行电压转换，从而达到提高电压转换效率的目的。

【技术实现步骤摘要】
DC-DC转换装置和电源管理系统
本申请涉及电源管理系统
，特别是涉及一种DC-DC转换装置和电源管理系统。
技术介绍
目前，电源管理系统已经应用于各种不同的移动电子设备中，电源管理系统由多部分组成，而其中最为关键的是DC-DC转换器。传统的DC-DC转换器大多采用PWM控制模式或者PFM控制模块，PWM控制模式在固定频率下工作，在重载情况下可以得到高稳定、低纹波的电压，且能够获得较高的转换效率；PFM控制模式的开关频率随负载变化而变化，在轻负载情况下能够获得较高的转换效率。但是，在采用PWM控制模式时，若负载电流降低，则其转换效率将会降低，而PFM控制模式在重负载情况下转换效率则较低，使得很多电源管理系统无论是采用PWM控制模式还是采用PFM控制模式都存在效率低的问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对电压转换效率低的问题，提供一种能够提高效率的DC-DC转换装置和电源管理系统。一种DC-DC转换装置，包括：误差放大模块、PWM控制模块、PFM控制模块、模式选择模块、功率变换模块和负载模块；误差放大模块连接PWM控制模块、PFM控制模块和负载模块；PWM控制模块连接模式选择模块和功率变换模块；PFM控制模块连接模式选择模块和功率变换模块；功率变换模块连接模式选择模块和负载模块，功率变换模块还用于连接输入电源；模式选择模块用于获取功率变换模块的输出电流，将输出电流与预设电流临界值进行比较得到比较结果，并根据比较结果选择PWM控制模块或选择PFM控制模块根据误差放大模块的输出误差，输出对应的控制信号至功率变换模块以控制功率变换模块进行电压转换。上述的DC-DC转换装置，通过模式选择模式获取功率变换模块的输出电流，将输出电流与预设电流临界值进行比较得到比较结果，并根据比较结果来确定选择PWM控制模块或PFM控制模块来控制功率变换模块进行电压转换，使得DC-DC转换装置可以采用不同的控制模块来控制功率变换模块进行电压转换，从而达到提高电压转换效率的目的。在其中一个实施例中，误差放大模块包括放大器和基准电压源，放大器的反相输入端与基准电压源连接，放大器的同相输入端与负载模块连接，放大器的输出端分别与PWM控制模块和PFM控制模块连接。在其中一个实施例中，DC-DC转换装置还包括软启动模块，软启动模块与放大器的启动端连接。在其中一个实施例中，功率变换模块包括第一开关管和第二开关管，第一开关管的输入端用于连接输入电源，第一开关管的控制端分别与PWM控制模块和PFM控制模块连接，第一开关管的输出端连接第二开关管的输入端和负载模块，第二开关管的控制端分别与PWM控制模块和PFM控制模块连接，第二开关管的输出端接地。在其中一个实施例中，负载模块包括电感组件、储能充电组件和分压电阻组件，电感组件的一端与第一开关管的输出端连接，电感组件的另一端连接储能充电组件的一端以及分压电阻组件的输入端，储能充电组件的另一端与第二开关管的输出端连接，分压电阻组件的输出端与第二开关管的输出端连接，分压电阻组件的反馈端与误差放大模块连接。在其中一个实施例中，第一开关管组件和第二开关管组件均为场效应管。在其中一个实施例中，PFM控制模块包括PFM控制器以及振荡器，振荡器与PFM控制器连接，PFM控制器连接误差放大模块、模式选择模块以及功率变换模块，PFM控制器根据振荡器的振荡信号以及误差放大模块的输出误差，输出对应的控制信号至功率变换模块以控制功率变换模块进行电压转换。在其中一个实施例中，PWM控制模块包括比较器，比较器的正输入端与误差放大模块连接，比较器的负输入端用于接入预设波形的电压信号，比较器的输出端与功率变换模块连接，比较器的控制端与模式选择模块连接，比较器用于根据预设波形的电压信号以及误差放大模块的输出误差，输出对应的控制信号至转换模式以控制功率变换模块进行电压转换。一种电源管理系统，电源管理系统包括上述的DC-DC转换装置。在其中一个实施例中，电源管理系统还包括无线收发器、微控制器和传感器，线收发器、微控制器和传感器均与DC-DC转换装置连接。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；图1为一实施例中DC-DC转换装置的系统框架结构示意图；图2为一实施例中DC-DC转换装置的具体结构示意图；图3为一实施例中DC-DC转换装置的具体结构示意图；图4为一实施例中PFM控制模块的结构示意图；图5为一实施例中PWM控制模块的结构示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。在一个实施例中，如图1所示，提供了一种DC-DC转换装置，该DC-DC转换装置包括误差放大模块100、PWM控制模块200、PFM控制模块300、模式选择模块400、功率变换模块500和负载模块600；误差放大模块100连接PWM控制模块200、PFM控制模块300和负载模块600；PWM控制模块200连接模式选择模块400和功率变换模块500；PFM控制模块300连接模式选择模块400和功率变换模块500；功率变换模块500连接模式选择模块400和负载模块600，功率变换模块500还用于连接输入电源。模式选择模块400用于获取功率变换模块500的输出电流，将输出电流与预设电流临界值进行比较得到比较结果，并根据比较结果选择PWM控制模块200或选择PFM控制模块300根据误差放大模块100的输出误差，输出对应的控制信号至功率变换模块500以控制功率变换模块500进行电压转换。具体的，DC-DC转换是指直流-直流转换，在DC-DC转换装置进行直流-直流转换时，是将输入电源输出的电流进行转换，即由功率变换模块500实现对输入电源的电流进行直流-直流转换的过程，然后由功率变换模块500将转换后的电流输出至负载模块600，而功率变换模块500在将输入电源输出的电流进行直流-直流转换的整个过程中，是受PFM控制模块300或者PWM控制模块200控制的，即由PFM控制模块300或者PWM控制模块200输出对应的控制信号给功率变换模块500，从而控制功率变换模块500对输入电源的电流进行转换，最终从负载模块600输出。进一步的，如何确定由PFM控制模块300或PWM控制模块200来控制功率变换模块500，则是由模式选择模块400获取功率变换模块500的输出电流来进行判断，例如当功率变换模块500的输出电流大于或等于预设电流临界值时，则选择PWM控制模块200来控制功率变换模块500，即PFM控制模块300不工作，通过PWM控制模块200输出对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DC-DC转换装置，其特征在于，包括：误差放大模块、PWM控制模块、PFM控制模块、模式选择模块、功率变换模块和负载模块；/n所述误差放大模块连接所述PWM控制模块、PFM控制模块和所述负载模块；/n所述PWM控制模块连接所述模式选择模块和所述功率变换模块；所述PFM控制模块连接所述模式选择模块和所述功率变换模块；/n所述功率变换模块连接所述模式选择模块和所述负载模块，所述功率变换模块还用于连接输入电源；/n所述模式选择模块用于获取所述功率变换模块的输出电流，将所述输出电流与预设电流临界值进行比较得到比较结果，并根据所述比较结果选择所述PWM控制模块或选择所述PFM控制模块根据所述误差放大模块的输出误差，输出对应的控制信号至所述功率变换模块以控制所述功率变换模块进行电压转换。/n

【技术特征摘要】
1.一种DC-DC转换装置，其特征在于，包括：误差放大模块、PWM控制模块、PFM控制模块、模式选择模块、功率变换模块和负载模块；
所述误差放大模块连接所述PWM控制模块、PFM控制模块和所述负载模块；
所述PWM控制模块连接所述模式选择模块和所述功率变换模块；所述PFM控制模块连接所述模式选择模块和所述功率变换模块；
所述功率变换模块连接所述模式选择模块和所述负载模块，所述功率变换模块还用于连接输入电源；
所述模式选择模块用于获取所述功率变换模块的输出电流，将所述输出电流与预设电流临界值进行比较得到比较结果，并根据所述比较结果选择所述PWM控制模块或选择所述PFM控制模块根据所述误差放大模块的输出误差，输出对应的控制信号至所述功率变换模块以控制所述功率变换模块进行电压转换。


2.根据权利要求1所述的DC-DC转换装置，其特征在于，所述误差放大模块包括放大器和基准电压源，所述放大器的反相输入端与所述基准电压源连接，所述放大器的同相输入端与所述负载模块连接，所述放大器的输出端分别与所述PWM控制模块和所述PFM控制模块连接。


3.根据权利要求2所述的DC-DC转换装置，其特征在于，所述DC-DC转换装置还包括软启动模块，所述软启动模块与所述放大器的启动端连接。


4.根据权利要求1所述的DC-DC转换装置，其特征在于，所述功率变换模块包括第一开关管组件和第二开关管组件，所述第一开关管组件的输入端用于连接所述输入电源，所述第一开关管组件的控制端分别与所述PWM控制模块和所述PFM控制模块连接，所述第一开关管组件的输出端连接所述第二开关管组件的输入端和所述负载模块，所述第二开关管组件的控制端分别与所述PWM控制模块和所述PFM控制模块连接，所述第二开关管组件的输出端接地。


5.根据权利要求4所述的D...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙英，高坤，尹江平，阙姗，
申请(专利权)人：长沙学院，长沙变化率信息技术有限公司，辽宁中咨华宇环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43