多级电压输出开关电源变换器及其泄压控制方法和模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到开关电源变换器领域，特别是涉及到一种多级电压输出开关电源变换器及其泄压控制方法和模块。
【背景技术】
[0002]开关电源变换器具有体积小、效率高以及大电流的优点，因此被广泛应用于手机充电器等便携式电子设备中。近年来，随着便携式电子设备电池容量不断增加，对充电速度提出了更高的要求。为了提高充电速度，目前业界提出了两种实现方法，一是增大充电电流，二则是提高充电电压，其中第二种方法已成为业界主流。
[0003]为了实现提高充电电压、同时又向下兼容标准充电电压(5V)的目的，也有两种实现方法，一是使用普通开关电源变换器搭载一颗专用的接口芯片，二是使用整合了接口芯片功能、支持多级电压输出的开关电源变换器。本发明涉及多级电压输出开关电源变换器。
[0004]图1是一个支持两级电压输出的降压型异步整流DC/DC开关电源变换器拓扑的简化示意图。直流输入电压411输入到开关电源控制器400的Vin端口，PffM控制模块401控制功率开关管404的导通和关断，通过电感绕组405和续流二极管406持续对输出供电。第一电阻407、第二电阻408和第三电阻409组成采样网络，对输出电压采样，并通过到开关电源控制器400的FB端口，反馈到PffM控制模块401，转换为功率开关管404的导通占空比，由此获得稳定的输出电压。
[0005]开关电源控制器400正常工作时，缺省状态下电压请求模块402的输出信号Vo_up为低电平，电压转换开关管403截止，此时第三电阻409支路断开，采样网络仅由第一电阻407和第二电阻408串联，输出电压为标准充电电压(5V)。当高电压输出请求信号412通过开关电源控制器400的Vreq端口，输入到电压请求模块402，其输出信号Vo_up变为高电平，电压转换开关管403导通，此时第三电阻409支路导通，采样网络下电阻变为第二电阻408与第三电阻409并联，采样比改变，输出电压上升，实现高电压输出。
[0006]在实际运用中，当受电设备移除或电压请求信号变为标准电压输出请求时，开关电源控制器输出电压需要由高电压转为低电压。这一过程所需时间由输出电流决定，当输出空载时，这一过程可能很长，若在输出电压尚未恢复到标准电压输出时又接入另一不兼容高电压的受电设备，则易造成受电设备受损，故而为了加快转换速度，增加了电阻410作为假负载，但由于在系统工作时电阻410支路一直导通，造成功率损耗。此外，在输出电压由高到低转换时，由于采样网络结构改变，导致反馈电压瞬时被抬高，这往往会触发PWM控制模块401内包含的输出过压保护(OVP)机制，造成开关电源控制器400不必要地进入保护模式，但若是取消输出OVP机制，又会降低转换器的可靠性和安全性。
[0007]关于假负载损耗功率以及过压保护机制不能适当启动的问题，是需要解决问题。
【发明内容】
[0008]本发明的主要目的为提供一种无需假负载，以及控制过压保护机制适当启动的多级电压输出开关电源变换器及其泄压控制方法和模块。
[0009]为了实现上述发明目的，本本发明提出一种多级电压输出开关电源变换器的泄压控制方法，包括:
[0010]将电压请求模块发送的电压切换控制信号延时处理，生成用于控制电压转换开关管开/关的开关管控制信号，以控制所述关电源变换器的采样网络模块的电路结构；
[0011]根据所述电压切换控制信号生成泄放控制信号，并将泄放控制信号分别发送至所述开关电源变换器的泄放开关管和PWM控制模块，以控制开关电源变换器的输出电量，以及屏蔽PffM控制模块因反馈电压瞬时升高而误触发的过压保护信号；
[0012]通过接收PffM控制模块生成的驱动调制信号重置泄放控制信号。
[0013]进一步地，所述将电压请求模块发送的电压切换控制信号延时处理的步骤，包括:
[0014]通过延时缓冲器对电压切换控制信号经行延时处理。
[0015]进一步地，所述根据所述电压切换控制信号生成泄放控制信号的步骤，包括:
[0016]通过单脉冲发生器将所述电压切换控制信号生成正脉冲信号；
[0017]通过RS触发器将正脉冲信号转换成泄放控制信号。
[0018]进一步地，所述通过接收PWM控制模块生成的驱动调制信号重置泄放控制信号的步骤，包括:
[0019]通过第一反相器对PWM控制模块的驱动调制信号进行反相处理后发送到三输入与门；
[0020]将所述正脉冲信号反相处理后发送到三输入与门，对反相处理的驱动调制信号进行消隐；
[0021]通过三输入与门接收所述泄放控制信号，以控制该三输入与门的开和关，当三输入与门开通时，三输入与门将反相处理的驱动调制信号发送至所述RS触发器重置泄放控制信号。
[0022]本发明还提供一种多级电压输出开关电源变换器的泄压控制模块，包括延时电路、泄放电路和重置电路；
[0023]所述延时电路接收电压请求模块的切换控制信号，并将切换控制信号延时处理成控制电压转换开关管开/关的开关管控制信号，以控制所述关电源变换器的采样网络模块的电路结构；
[0024]所述泄放电路接收切换控制信号，根据切换控制信号生成泄放控制信号，并将泄放控制信号分别发送至所述开关电源变换器的泄放开关管和PWM控制模块，以控制开关电源变换器的输出电量，以及屏蔽PWM控制模块因反馈电压瞬时升高而误触发的过压保护信号；
[0025]所述重置电路接收HVM控制模块生成的驱动调制信号，并根据该驱动调制信号重置所述泄放控制信号。
[0026]进一步地，所述延时电路包括延时缓冲器，
[0027]所述延时缓冲器的输入端连接所述电压请求模块，输出端连接所述电压转换开关管。
[0028]进一步地，所述泄放电路包括单脉冲发生器和RS触发器；
[0029]所述单脉冲发生器的接收所述电压请求模块的切换控制信号，并将切换控制信号转换成正脉冲信号；
[0030]所述RS触发器将所述正脉冲信号转换成泄放控制信号发送给所述泄放开关管和PffM控制模块。
[0031]进一步地，所述重置电路包括三输入与门、第一反相器、第二反相器和所述RS触发器；
[0032]所述第一反相器接收所述PWM控制模块的驱动调制信号，并对其进行反相处理后发送到三输入与门；
[0033]所述第二反相器接收所述单脉冲发生器生成的正脉冲信号，并将其进行反相处理后发送至三输入与门，对反相处理的驱动调制信号进行消隐；
[0034]所述三输入与门接收所述泄放控制信号，以控制该三输入与门的开和关，当三输入与门开通时，三输入与门将反相处理的驱动调制信号发送至所述RS触发器重置泄放控制信号。
[0035]本发明还提供一种多级电压输出开关电源变换器，包括电压请求模块、泄放控制模块、电压转换开关管、采样网络模块、泄放开关管、PWM控制模块和功率开关管；
[0036]所述电压请求模块接收外部电压请求信号，并将该电压请求信号转换为电压切换控制信号发送给所述泄放控制模块；
[0037]所述泄放控制模块延时处理所述电压切换控制信号，并生成开关管控制信号发送至所述电压转换开关管，以控制采样网络模块的电路结构;并根据所述电压切换控制信号生成泄放控制信号，并将泄放控制信号分别发送至泄放开关管和PWM控制模块，以控制泄放开关管的工作状态，以及屏蔽PWM控制模块因反馈电压瞬时升高而误触发的过压保护信号；
[0038]所述PWM控制模块接收所述采样网络模块的反馈电压生成对应的驱动调制信号，控制所述功率开关管的工作状态;并将驱动调制信号发送至所述泄放控制模块，使泄放控制模块进行重置泄放控制信号。
[0039]进一步地，所述泄压控制模块包括延时电路、泄放电路和重置电