开关电源系统及其功率传输协议芯片技术方案

提供了一种开关电源系统及其功率传输协议芯片。该功率传输协议芯片包括：输出电压总线引脚，用于从开关电源系统的输出电压总线接收开关电源系统的输出电压；输出电压导出引脚，用于将开关电源系统的输出电压提供给被充电设备；以及输出开关，其中：输出开关的漏极连接到输出电压总线引脚，输出开关的源极连接到输出电压导出引脚，当输出开关处于导通状态时，开关电源系统的输出电压经由输出电压总线引脚、输出开关、以及输出电压导出引脚被提供给被充电设备。根据本实用新型专利技术实施例的用于开关电源系统的功率传输协议芯片，可以实现开关电源系统(例如，PD快充电源)的小型化、低成本、高效率。高效率。高效率。

【技术实现步骤摘要】
开关电源系统及其功率传输协议芯片


[0001]本技术涉及电路领域，尤其涉及一种开关电源系统及其功率传输协议芯片。

技术介绍

[0002]随着手机、平板电脑、笔记本电脑等移动设备的功能越来越多，其电池容量爆发式增长。但是，由于通用串行总线(USB)的最大电流的限制，这些移动设备需要与充电器(即，开关电源系统)智能协商更高的电压，从传统的5V供电切换到9V、12V、甚至20V或其他特定电压供电，以实现其电池的快速充电。
[0003]功率传输(PD)协议是USB开发者论坛(USB
‑
IF)组织公布的功率传输协议，它的公布使充电器的电力输出能力从默认的10W提高到了100W。当充电器采用PD协议对被充电设备进行充电时，由于充电器的输出电压不是传统的5V输出，为了保证被充电设备的安全可靠，需要在充电器的输出电压总线上增加输出开关，只有充电器和被充电设备二者都满足PD协议的要求时才使输出开关导通，充电器才能为被充电设备充电。

技术实现思路

[0004]根据本技术实施例的用于开关电源系统的功率传输协议芯片，包括：输出电压总线引脚，用于从开关电源系统的输出电压总线接收开关电源系统的输出电压；输出电压导出引脚，用于将开关电源系统的输出电压提供给被充电设备；以及输出开关，其中：输出开关的漏极连接到输出电压总线引脚，输出开关的源极连接到输出电压导出引脚，当输出开关处于导通状态时，开关电源系统的输出电压经由输出电压总线引脚、输出开关、以及输出电压导出引脚被提供给被充电设备。
[0005]根据本技术实施例的用于开关电源系统的功率传输协议芯片，集成了原本连接到开关电源系统的输出电压总线、用于控制是否向被充电设备提供输出电压的输出开关，可以实现开关电源系统(例如，PD快充电源)的小型化、低成本、高效率。
附图说明
[0006]从下面结合附图对本技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本技术，其中：
[0007]图1示出了采用常规的PD协议芯片的反激式开关电源的电路图。
[0008]图2示出了根据本技术实施例的PD协议芯片的框图。
[0009]图3示出了采用根据本技术实施例的PD协议芯片的反激式开关电源的电路图。
具体实施方式
[0010]下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本技术的全面理解。但是，对于本领域技术人
员来说很明显的是，本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术的更好的理解。本技术决不限于下面所提出的任何具体配置，而是在不脱离本技术的精神的前提下覆盖了元素和部件的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本技术造成不必要的模糊。另外，需要说明的是，这里使用的用语“A与B连接”可以表示“A与B直接连接”也可以表示“A与B经由一个或多个其他元件间接连接”。
[0011]图1示出了采用常规的PD协议芯片102的反激式开关电源100的电路图。从图1可以看出，由于PD协议芯片102的引脚多、外围器件冗余，反激式开关电源100的系统成本高且很难实现小型化。
[0012]鉴于上述问题，本技术提供了一种高度集成的PD协议芯片，以使得采用该PD协议芯片的开关电源系统能够实现小型化和高度集成化，从而降低采用该PD协议芯片的开关电源系统的成本。
[0013]图2示出了根据本技术实施例的PD协议芯片202的框图。如图2所示，PD协议芯片202包括输出电压总线引脚(即，引脚Vbus)、输出电压导出引脚(即，引脚Vbus_c)、以及输出开关。引脚Vbus用于从开关电源系统的输出电压总线接收开关电源系统的输出电压。引脚Vbus_c用于将开关电源系统的输出电压提供给被充电设备。输出开关的漏极连接到引脚Vbus。输出开关的源极连接到引脚Vbus_c。当输出开关处于导通状态时，开关电源系统的输出电压经由引脚Vbus、输出开关、以及引脚Vbus_c被提供给被充电设备。这里，需要说明的是，只有开关电源系统和被充电设备二者都满足PD协议的要求时，输出开关才可以从关断状态变为导通状态，开关电源系统的输出电压才可以被提供给被充电设备。
[0014]根据本技术实施例的PD协议芯片202集成了原本连接到开关电源系统100的输出电压总线、用于控制是否向被充电设备提供输出电压的输出开关，可以实现开关电源系统(例如，PD快充电源)的小型化、低成本、高效率。
[0015]如图2所示，在一些实施例中，PD协议芯片202还可以包括以下引脚中的一个或多个引脚：
[0016]·
数据通信引脚，用于连接通用串行总线接口的数据通信引脚，其中，引脚Vbus_c经由该通用串行总线接口将开关电源系统的输出电压提供给被充电设备。例如，在通用串行总线为USB PD类型C(TYPE
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C)接口时，PD协议芯片202可以包括USB PD TYPE
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C数据正(DP)引脚(即，引脚DP)和USB PD TYPE
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C数据负(DN)引脚(即，引脚DN)两个数据通信引脚，其中，引脚DP用于连接USB PD TYPE
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C接口的DP信号，引脚DN用于连接USB PD TYPE
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C接口的DN信号。
[0017]·
通道配置引脚，用于连接通用串行总线接口的通道配置引脚，其中，引脚Vbus_c经由该通用串行总线接口将开关电源系统的输出电压提供给被充电设备。例如，在通用串行总线为USB PD TYPE
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C接口时，PD协议芯片202可以包括USB PD TYPE
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C CC1引脚(即，引脚CC1)和USB PD TYPE
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C CC2引脚(即，引脚CC2)两个通道配置引脚，其中，引脚CC1用于连接USB PD TYPE
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C接口的CC1信号，引脚CC2用于接收USB PD TYPE
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C接口的CC2信号。
[0018]·
光耦驱动引脚(即，引脚OPTO)，用于连接开关电源系统中的光耦的输出端，以实现开关电源系统的系统级环路控制。
[0019]·
电压环路补偿引脚(即，引脚VFB),用于连接开关电源系统中的变压器的副边侧的参考地。例如，引脚VFB可以经由第一补偿电容和第一补偿电阻连接到开关电源系统中的变压器的副边侧的参考地，以实现开关电源系统的输出恒压的环路补偿。
[0020]·
电流环路补偿引脚(即，引脚IFB)，用于连接开关电源系统中的变压器的副边侧的参考地。例如，引脚IFB可以经由第二补偿电容和第二补偿电阻连接到开关电源系统中的变压器的副边侧的参考地，以实现开关电源系统的输出恒流的环路补偿。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于开关电源系统的功率传输协议芯片，其特征在于，包括：输出电压总线引脚，用于从所述开关电源系统的输出电压总线接收所述开关电源系统的输出电压；输出电压导出引脚，用于将所述开关电源系统的输出电压提供给被充电设备；以及输出开关，其中：所述输出开关的漏极连接到所述输出电压总线引脚，所述输出开关的源极连接到所述输出电压导出引脚，当所述输出开关处于导通状态时，所述开关电源系统的输出电压经由所述输出电压总线引脚、所述输出开关、以及所述输出电压导出引脚被提供给所述被充电设备。2.根据权利要求1所述的功率传输协议芯片，其特征在于，还包括：数据通信引脚，用于连接通用串行总线接口的数据通信引脚，所述输出电压导出引脚经由所述通用串行总线接口将所述开关电源系统的输出电压提供给所述被充电设备；通道配置引脚，用于连接所述通用串行总线接口的通道配置引脚；协议控制模块，连接到所述数据通信引脚和所述通道配置引脚，用于实现所述开关电源系统与所述被充电设备之间的通讯。3.根据权利要求2所述的功率传输协议芯片，其特征在于，所述协议控制模块还用于基于来自所述被充电设备的命令，实现不同的电压输出、电流输出、以及保护控制。4.根据权利要求1所述的功率传输协议芯片，其特征在于，还包括：光耦驱动引脚，用于连接所述开关电源系统中的光耦的输出端；以及电压/电流控制模块，连接到所述光耦驱动引脚，用于根据所述光耦驱动引脚处的电压实现所述开关电源系统的系统级环...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀红，姚超，张允超，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：新型
国别省市：