一种电源转换方法、电源管理芯片及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电源转换方法、电源管理芯片及装置，涉及电源转换领域。本发明专利技术通过滤波器接收进入电源转换装置的输入电源，直流检测电路接收过滤后的输入电源并检测其电压，控制其直接输出或输入到滤波器，控制开关也连接滤波器，接收过滤后的输入电源，转换线圈将控制开关输出的输入电源，转换为输出电源，整流器将输出电源转换为直流输出电压，光耦合器可根据整流器输出的直流输出电压，透过光耦合产生1个光耦合信号，为电源管理芯片提供电流反馈，电源管理芯片连接光耦合器，可根据光耦合器产生的光耦合信号，输出控制信号来持续切换控制开关，以控制输出到转换线圈的输入电源大小，从而控制输出电压稳定。从而控制输出电压稳定。从而控制输出电压稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种电源转换方法、电源管理芯片及装置


[0001]本专利技术涉及电源转换领域，特别是涉及一种电源转换方法、电源管理芯片及装置。

技术介绍

[0002]电源转换，将直流电变成交流电或另一种直流电压值的电路。
[0003]这种通过开关晶体管和功率MOS型场效应晶体管等开关元件，控制其时间比来获得输出电压变换，故也称开关电源。开关元件若接近理想状态，电功率损耗很小，效率比工频稳压器高2～3倍，若提高开关频率，可使变压器和滤波电路小型化，重量和体积比减小4～10倍，因此在电器、信息、通信、卫星中被广泛使用。
[0004]在公开号“CN104682735B”公开的“电源转换电路”，本专利技术包括转换电路、开关电路、控制电路以及能量存储电路。转换电路用于将交流电转换为直流电，开关电路包括连接至控制电路的控制端口及分别连接至转换电路及能量存储电路的第一及第二受控端口。控制电路用于控制两个受控端口交替地断开及导通。能量存储电路和电感性负载在开关电路导通的时段内存储能量，并在开关电路断开的时段内向H桥驱动电路释放能量。
[0005]在上述专利技术中，电源转换电路中，由于开关电路是交替地断开及导通，感性负载充电时间较短，但是这样会导致输出电源不够稳定，转换电路的工作损耗较大，工作效率较低以及输电质量较低，而且功率器件的物理参数差异所导致的变换器输入母线不平衡问题和输出整流电路的输出电流不均衡。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种电源转换方法、电源管理芯片及装置，能够解决由于开关电路是交替地断开及导通，感性负载充电时间较短，但是这样会导致输出电源不够稳定，转换电路的工作损耗较大，工作效率较低以及输电质量较低，而且功率器件的物理参数差异所导致的变换器输入母线不平衡问题和输出整流电路的输出电流不均衡的问题：
[0007]本专利技术为一种电源转换方法，包括下列步骤：
[0008]S1、在电源转换电路中设置输入电源，并通过滤波器接收输入电源；
[0009]S2、在电源转换电路中设置直流检测电路，接收过滤后的输入电源并检测其电压：如果电压在默认电压范围内，判定输入电源为直流电源并导通直流开关，允许输入电源通过；如果电压不在默认电压范围内，则判定输入电源为交流电源并断开直流开关；
[0010]S3、接收过滤后的输入电源，并输出输入电源给转换线圈，转换线圈将输入电源转换为输出电源；
[0011]S4、输出电源连接整流器，整流器将输出电源转换为直流输出电压；
[0012]S5、光耦合器连接整流器，根据整流器输出的直流输出电压，透过光耦合产生1个光耦合信号，为电源管理芯片提供电流反馈；
[0013]S6、电源管理芯片连接光耦合器，根据光耦合器产生的光耦合信号，输出控制信号来持续切换控制开关，以控制输出到转换线圈的输入电源大小，从而控制输出电压稳定；
[0014]S7、DC/DC转换器接收由整流器或直流开关输出的直流输出电压，并将该直流输出电压转换为1个预设的特定电压，从而将输入电源转换为1个稳定电压的直流电源加以输出。
[0015]所述滤波器接收进入电源转换装置的输入电源，并过滤噪声；
[0016]其中，滤波器接收进入电源转换装置的输入电源，并过滤噪声，以提升后续电压判断的准确度，直流检测电路连接滤波器后端，接收过滤后的输入电源并检测其电压：如果电压在默认电压范围内，判定输入电源为直流电源并导通直流开关，允许输入电源通过，直接输出；如果电压不在默认电压范围内，则判定输入电源为交流电源并断开直流开关；控制开关也连接滤波器，接收过滤后的输入电源，转换线圈连接控制开关，将控制开关输出的输入电源，转换为输出电源，整流器连接转换线圈，将输出电源转换为直流输出电压，光耦合器连接整流器，可根据整流器输出的直流输出电压，透过光耦合产生1个光耦合信号，为电源管理芯片提供电流反馈，电源管理芯片连接光耦合器，可根据光耦合器产生的光耦合信号，输出控制信号来持续切换控制开关，以控制输出到转换线圈的输入电源大小，从而控制输出电压稳定，DC/DC转换器接收由整流器或直流开关输出的直流输出电压，并将该直流输出电压转换为1个预设的特定电压，从而将输入电源转换为1个稳定电压的直流电源加以输出，实现一个将输入电源转换为稳定电压的直流电源再加以输出的电源转换系统，可以为各种电子组件提供所需的稳定直流电源，降低了转换电路的工作损耗，提高了工作效率，提高了输电质量，直流电源同时该方法实施方便、电路简单、成本低廉，具有很好的社会效益和经济效益，提高了使用性能。
[0017]所述S2中，如果电压在默认电压范围内，判定输入电源为直流电源并导通直流开关，允许输入电源通过，此时直流输出电压直接被DC/DC转换器接收。
[0018]所述直流开关设置在直流检测电路与DC/DC转换器之间，所述直流开关的通断控制输入电源通过。
[0019]所述光耦合器为垂直光耦合器，光耦合器的亚波长光栅由高折射率材料和低折射率材料交替构成，周期为T，占空比定义为硅材料长度a与周期长度T的比值。
[0020]一种应用于电源转换方法的电源管理芯片，包括两个输出端OUT1以及OUT2、FB端、用于产生对温度和电源电压不敏感的内部基准电压电路、用于产生周期性的方波信号的振荡器电路、用于将振荡器产生的方波信号转换成锯齿波信号的锯齿波产生电路、误差放大器、PWM波形产生与输出电路、均流控制电路、电流检测电路以及保护电路；所述误差放大器用于将FB端反馈的电压信号与基准电压信号进行比较放大，产生的信号和锯齿波进行比较，产生相应的PWM调制信号；所述PWM波形产生与输出电路将锯齿波产生的锯齿波信号和反馈电压进行比较，产生相应的PWM调制信号；所述均流控制电路；所述均流控制电路通过输出电流的检测，并通过电流镜将两相检测的电流求和平均，用平均后的电流产生一个控制电压，该电压改变PWM控制信号的占空比，从而实现两相输出电流的平均；如果某个通道中的电流值比平均值大，平衡控制信号就会减小输出脉冲的宽度，以达到输出电流的平均；
[0021]其中，电源管理芯片系统有两个控制环路，一个是电流型的内环控制，一个是电压型的外环控制；
[0022]电流环内环控制主要是通过对输出电流进行采样，利用采样电流对锯齿波电压直流偏置，实现对两路输出电流的检测，并通过电流镜将两路检测电流相加平均，用平均后的
电流产生一个控制电压，该电压改变外部MOSFET开关管控制信号的占空比，改变两路DC/DC转换模块的开关状态，从而实现两路输出电流的平均，用平均后的电流作为一个控制输出电流的信号；
[0023]电压环外环控制主要是对输出电压进行采样，将采样回来的反馈电压和内部基准电压比较后由误差放大器输出误差电压，然后由误差放大器输出误差电压，该误差电压和锯齿波电压比较，产生相应的PWM调制信号，控制MOSFET外部开关状态，调整输出电压，产生所需要CPU的供电电压；
[0024]在功率变换器的输入端加入均衡电路以减小由功率器件的物理参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电源转换方法，其特征在于，包括下列步骤：S1、在电源转换电路中设置输入电源，并通过滤波器接收输入电源；S2、在电源转换电路中设置直流检测电路，并设置一个默认电压范围，接收过滤后的输入电源并检测其电压，如果电压在默认电压范围内，判定输入电源为直流电源并导通直流开关，允许输入电源通过；如果电压不在默认电压范围内，则判定输入电源为交流电源并断开直流开关；S3、接收过滤后的输入电源，并输出输入电源给转换线圈，转换线圈将输入电源转换为输出电源；S4、输出电源连接整流器，整流器将输出电源转换为直流输出电压；S5、光耦合器连接整流器，根据整流器输出的直流输出电压，透过光耦合产生1个光耦合信号，为电源管理芯片提供电流反馈；S6、电源管理芯片连接光耦合器，根据光耦合器产生的光耦合信号，输出控制信号来持续切换控制开关，以控制输出到转换线圈的输入电源大小，从而控制输出电压稳定；S7、DC/DC转换器接收由整流器或直流开关输出的直流输出电压，并将该直流输出电压转换为1个预设的特定电压，从而将输入电源转换为1个稳定电压的直流电源加以输出。2.根据权利要求1所述的一种电源转换方法，其特征在于：所述滤波器接收进入电源转换装置的输入电源，并过滤噪声。3.根据权利要求1所述的一种电源转换方法，其特征在于：所述S2中，如果电压在默认电压范围内，判定输入电源为直流电源并导通直流开关，允许输入电源通过，此时直流输出电压直接被DC/DC转换器接收。4.根据权利要求1所述的一种电源转换方法，其特征在于：所述直流开关设置在直流检测电路与DC/DC转换器之间，所述直流开关的通断控制输入电源通过。5.根据权利要求1所述的一种电源转换方法，其特征在于：所述光耦合器为垂直光耦合器，光耦合器的亚波长光栅由高折射率材料和低折射率材料交替构成，周期为T，占空比定义为硅材料长度a与周期长度T的比值。6.一种应用于电源转换方法的电源管理芯片，其特征在于：包括两个输出端OUT1以及OUT2、FB...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敬沧，
申请(专利权)人：上海百功微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：