一种开关电源的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种开关电源的控制装置

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源的控制装置、开关电源及其控制方法


[0001]本专利技术属于开关电源
，具体涉及一种开关电源的控制装置
、
开关电源及其控制方法，尤其涉及一种高集成度的
DC
‑
DC
变换器电路的宽范围高准确性的电流和电压采样及保护装置
、
具有该电流和电压采样及保护装置的开关电源
、
以及该开关电源的控制方法
。

技术介绍

[0002]随着电子系统工作频率的不断提高和工作电压的不断降低，要求电源的纹波越来越小
。
另外，在电子系统中，对于便携式电子设备的而言，由于便携式电子设备的安装空间有限
、
且整体结构日益“轻薄”，要求便携式电子设备的供电电源的设计中采用体积小
、
高度低的电子元器件
。BUCK
电路的输出电流的纹波较大，在大功率情况下
BUCK
电路中的功率器件
(
如开关管
、
二极管
、
电感等
)
的体积，会因为
BUCK
电路的输出电流
(
即
BUCK
电路中功率器件的电流
)
的大小而增加
。
[0003]相关方案中在对
BUCK
电路的输出电流
(
即
BUCK
电路中功率器件的电流
)
进行采样时，采用的电流采样方式中主要有电流传感器
、
采样电阻两种，综合考虑成本问题，使用电阻采样方式最为常用
。
但是，使用采样电阻进行电流采样时，就必须考虑采样电阻的阻值及其承受的最大功率
。
选用采样电阻的阻值大时，优势在于小电流时采样误差小，但是由于受到采样电阻功率的限制，可采集电流范围比较窄；选用采样电阻的阻值小，优势在于可采集电流范围较宽，但是在采集电流较小时误差较大
。
[0004]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种开关电源的控制装置
、
开关电源及其控制方法，以解决相关方案中使用采样电阻对
BUCK
电路的输出电流
(
即
BUCK
电路中功率器件的电流
)
进行采样时，选用采样电阻的阻值大时，优势在于小电流时采样误差小，但是由于受到采样电阻功率的限制，可采集电流范围比较窄；选用采样电阻的阻值小，优势在于可采集电流范围较宽，但是在采集电流较小时误差较大，影响了采样的范围和精准性的问题，达到通过根据两级
BUCK
电路的负载功率调整电流和电压采样模块中采样电阻的电阻值，使得采样电阻的电阻值能够适配于负载的功率，能够拓宽采样范围并提升采样的精准性的效果
。
[0006]本专利技术提供一种开关电源的控制装置中，所述开关电源，包括：
BUCK
变换电路
、
以及所述
BUCK
变换电路的驱动电路；所述
BUCK
变换电路，包括：第一级
BUCK
电路和第二级
BUCK
电路，每一级
BUCK
电路具有两个子
BUCK
电路；所述第一级
BUCK
电路与所述第二级
BUCK
电路，串联设置在输入侧的直流电源与输出侧的负载之间；所述第一级
BUCK
电路，具有第一开关管模块
、
第二开关管模块
、
第一电感模块和第二电感模块；所述第二级
BUCK
电路，具有第三开关管模块
、
第四开关管模块
、
第三电感模块和第四电感模块；所述
BUCK
变换电路的驱动电
路，分别与所述第一开关管模块
、
所述第二开关管模块
、
所述第三开关管模块和所述第四开关管模块相连；所开关电源的控制装置，包括：采样电路；所述采样电路，包括：第一采样模块和第二采样模块；所述驱动电路，包括：第一驱动模块和第二驱动模块；其中，所述第一采样模块的第一采样端，连接至输入侧的直流电源的电压的采样端
、
以及所述第一级
BUCK
电路的输出电压的采样端，用于采样输入侧的直流电源的电压
、
以及采样第一级
BUCK
电路的输出电压
UCK
电路的输出电压的采样端；所述第一级
BUCK
电路的输出电压的采样端，为所述第一电感模块和所述第二电感模块的公共端；所述第一采样模块的第二采样端，连接至所述第一级
BUCK
电路的电感电流的采样端，用于通过所述第一采样模块对采样所述第一级
BUCK
电路的电感电流；所述第一级
BUCK
电路的电感电流的采样端，为所述第一电感模块和所述第二电感模块所在回路中的一个采样端；所述第一采样模块的输出端，连接至所述第一驱动模块的输入端；所述第一驱动模块的第一输出端，连接至所述第一开关管模块的控制端；所述第一驱动模块的第二输出端，连接至所述第二开关管模块的控制端；所述第二采样模块的第一采样端，连接至所述第二级
BUCK
电路的输出电压的采样端，用于采样第二级
BUCK
电路的输出电压；所述第二级
BUCK
电路的输出电压的采样端，为所述第三电感模块和所述第四电感模块的公共端；所述第二采样模块的第二采样端，连接至所述第二级
BUCK
电路的电感电流的采样端，用于采样所述第二级
BUCK
电路的电感电流；所述第二级
BUCK
电路的电感电流的采样端，为所述第三电感模块和所述第四电感模块所在回路中的一个采样端；所述第二采样模块的输出端，连接至所述第二驱动模块的输入端；所述第二驱动模块的第一输出端，连接至所述第三开关管模块的控制端；所述第二驱动模块的第二输出端，连接至所述第四开关管模块的控制端；其中，所述第一采样模块和所述第二采样模块，均具有电压采样部分和
/
或电流采样部分；所述第一采样模块和所述第二采样模块，均为电压和
/
或电流采样模块；所述电压和
/
或电流采样模块，包括：采样电阻模块
、
以及运放模块；所述采样电阻模块经所述运放模块后的输出端，作为所述电压和
/
或电流采样模块的输出端；所述采样电阻模块的采样电阻值，能够根据所述开关电源的负载的功率动态变化
。
[0007]在一些实施方式中，所述开关电源的控制装置，还包括：保护电路；其中，所述采样电路的输出端，经所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种开关电源的控制装置，其特征在于，所述开关电源，包括：
BUCK
变换电路
、
以及所述
BUCK
变换电路的驱动电路；所述
BUCK
变换电路，包括：第一级
BUCK
电路和第二级
BUCK
电路，每一级
BUCK
电路具有两个子
BUCK
电路；所述第一级
BUCK
电路与所述第二级
BUCK
电路，串联设置在输入侧的直流电源与输出侧的负载之间；所述第一级
BUCK
电路，具有第一开关管模块
、
第二开关管模块
、
第一电感模块和第二电感模块；所述第二级
BUCK
电路，具有第三开关管模块
、
第四开关管模块
、
第三电感模块和第四电感模块；所述
BUCK
变换电路的驱动电路，分别与所述第一开关管模块
、
所述第二开关管模块
、
所述第三开关管模块和所述第四开关管模块相连；所开关电源的控制装置，包括：采样电路；所述采样电路，包括：第一采样模块和第二采样模块；所述驱动电路，包括：第一驱动模块和第二驱动模块；其中，所述第一采样模块的第一采样端，连接至输入侧的直流电源的电压的采样端
、
以及所述第一级
BUCK
电路的输出电压的采样端，用于采样输入侧的直流电源的电压
、
以及采样第一级
BUCK
电路的输出电压
UCK
电路的输出电压的采样端；所述第一级
BUCK
电路的输出电压的采样端，为所述第一电感模块和所述第二电感模块的公共端；所述第一采样模块的第二采样端，连接至所述第一级
BUCK
电路的电感电流的采样端，用于通过所述第一采样模块对采样所述第一级
BUCK
电路的电感电流；所述第一级
BUCK
电路的电感电流的采样端，为所述第一电感模块和所述第二电感模块所在回路中的一个采样端；所述第一采样模块的输出端，连接至所述第一驱动模块的输入端；所述第一驱动模块的第一输出端，连接至所述第一开关管模块的控制端；所述第一驱动模块的第二输出端，连接至所述第二开关管模块的控制端；所述第二采样模块的第一采样端，连接至所述第二级
BUCK
电路的输出电压的采样端，用于采样第二级
BUCK
电路的输出电压；所述第二级
BUCK
电路的输出电压的采样端，为所述第三电感模块和所述第四电感模块的公共端；所述第二采样模块的第二采样端，连接至所述第二级
BUCK
电路的电感电流的采样端，用于采样所述第二级
BUCK
电路的电感电流；所述第二级
BUCK
电路的电感电流的采样端，为所述第三电感模块和所述第四电感模块所在回路中的一个采样端；所述第二采样模块的输出端，连接至所述第二驱动模块的输入端；所述第二驱动模块的第一输出端，连接至所述第三开关管模块的控制端；所述第二驱动模块的第二输出端，连接至所述第四开关管模块的控制端；其中，所述第一采样模块和所述第二采样模块，均具有电压采样部分和
/
或电流采样部分；所述第一采样模块和所述第二采样模块，均为电压和
/
或电流采样模块；所述电压和
/
或电流采样模块，包括：采样电阻模块
、
以及运放模块；所述采样电阻模块经所述运放模块后的输出端，作为所述电压和
/
或电流采样模块的输出端；所述采样电阻模块的采样电阻值，能够根据所述开关电源的负载的功率动态变化
。2.
根据权利要求1所述的开关电源的控制装置，其特征在于，所述开关电源的控制装置，还包括：保护电路；其中，所述采样电路的输出端，经所述保护电路后，再连接至所述驱动电路的输入端；其中，所述保护电路，包括：电压保护模块和
/
或电流保护模块；所述电压保护模块和所述电流保护模块并行设置
。3.
根据权利要求2所述的开关电源的控制装置，其特征在于，还包括：功率监测单元和控制单元；其中，
所述采样电路的输出端，经所述保护电路后，连接至所述控制单元的输入端；所述控制单元的第一输出端，连接至所述驱动电路的第一控制端；所述控制单元的第二输出端，经所述保护电路后，连接至所述驱动电路的第二控制端；所述功率监测单元的输入端与负载相连，所述功率监测单元的输出端与所述控制单元的第二输入端相连；所述控制单元的第三输出端，还与所述采样电阻模块的采样电阻值的选择端相连，用于根据所述功率监测单元监测到的负载的功率控制所述采样电阻模块的采样电阻值的选择端，以选择所述采样电阻模块的采样电阻值
。4.
根据权利要求1至3中任一项所述的开关电源的控制装置，其特征在于，所述采样电阻模块，包括：开关组模块和电阻组模块；所述电阻组模块，包括：两组以上电阻模块；所述开关组模块，包括：两组以上开关模块；其中，所述两组以上电阻模块与所述两组以上开关模块之间，串联和
/
或并联设置，以通过所述两组以上开关模块中至少采样开关的启闭，使两组以上电阻模块的总电阻值，能够根据所述开关电源的负载的功率动态变化；其中，两组以上电阻模块的总电阻值，作为所述采样电阻模块的采样电阻值；所述两组以上开关模块中至少采样开关的启闭的控制端，作为所述采样电阻模块的采样电阻值的选择端
。5.
根据权利要求4所述的开关电源的控制装置，其特征在于，在所述采样电阻模块仅用于采样电压或仅用于采样电流的情况下，两组以上电阻模块，包括：第一组基准采样电阻
、
以及第一组采样电阻模块至第
n
组采样电阻模块；两组以上开关模块，包括：第一组采样开关模块至第
n
组采样开关模块，
n
为正整数；其中，所述第一组采样电阻模块，包括：第一组第一采样电阻；所述第一组采样开关模块，包括：第一组第一采样开关和第一组第二采样开关；所述第一组第一采样开关与所述第一组第一采样电阻串联后，再与所述第一组第二采样开关并联；所述第一组第一采样开关
、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘蓝田，宋蒙恩，郭立星，高小丽，何雪冬，赵向阳，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：