一种用于单电感多输出电源的驱动电荷回收装置的制作方法

本发明涉及电源转换器，具体涉及一种用于单电感多输出电源的驱动电荷回收装置。

背景技术：

1、如图1所示，单电感多路输出(simo:single inductor multiple output)直流-直流转换器，在消费者电子应用中逐步流行。相比于传统的单路输出buck或boost电源，simo技术可以实现更小的面积，且可以大大减少物料成本。由于这些优势，simo技术将在消费者电子邻域逐步替代传统的buck技术。

2、为了提高simo电源的转换效率，应该减少能量传输过程中的损耗。能量损耗主要包括传导损耗(conduction loss)以及转换损耗(switching loss)，其中转换损耗主要来自于功率管驱动器的周期性充放电。电荷回收技术可以减少转换损耗，其意义在于将放电电流(discharge current)重新回收到输出负载，而不是浪费到地，因此来优化电源效率。

3、在simo电源中，当多路负载的电流和电压由于客户需求发生变化时，仍然需要有效地进行电荷回收，且不影响系统正常运行。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种用于单电感多输出电源的驱动电荷回收装置。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种用于单电感多输出电源的驱动电荷回收装置，所述单电感多输出电源包括上拉管shs、下拉管sls和多个输出管，所述上拉管shs、下拉管sls和多个输出管分别与一驱动器连接，所述上拉管shs连接的驱动器由p类缓冲器输出的电压控制工作，若干输出管由n类缓冲器输出的电压控制工作，所述输出管控制输出的电压不同，所述驱动电荷回收装置包括：

3、电压获取单元，用以采集p类缓冲器输出的电压vpbuf、n类缓冲器输出的电压vnbuf，以及所述输出管控制输出的电压；

4、控制器，用以判断每一输出管的输出功率，并设定上拉管shs的驱动器的电荷回收电压判断优先级为输出管的输出电压由高至低排序、地vss，以及输出管的驱动器的电荷回收判断优先级为部分输出管的输出电压由低至高排序、地vss；

5、多个开关器件，用以分别连接在p类缓冲器输出的电压vpbuf的线路与地vss和各个输出管的输出端之间，以及连接在n类缓冲器输出的电压vnbuf的线路与部分输出管的输出端之间；

6、所述控制器还用以按照电压判断优先级依次分别判断p类缓冲器输出的电压vpbuf和n类缓冲器输出的电压vnbuf与输出管的输出电压的大小关系，若p类缓冲器输出的电压vpbuf和/或n类缓冲器输出的电压vnbuf大于某个输出管的输出电压，则进一步判断控制输出该电压的输出管的输出功率是否在设定的功率阈值以上，若在设定的功率阈值以上，则通过控制相应的开关器件闭合，以将p类缓冲器输出的电压vpbuf和/或n类缓冲器输出的电压vnbuf的线路与该负载连接，否则，控制连接在p类缓冲器输出的电压vpbuf的线路和/或n类缓冲器输出的电压vnbuf的线路与地vss之间的开关器件闭合，以将p类缓冲器输出的电压vpbuf和n类缓冲器输出的电压vnbuf的线路与地vss连接。

7、进一步的，所述输出管包括第一输出管so1p8、第二输出管sol1和第三输出管sol2，所述第一输出管so1p8、第二输出管sol1和第三输出管sol1控制输出的电压依次为vo1p8、vol1和vol2，且vo1p8＞vol1、vol2。

8、进一步的，所述下拉管sls和第一输出管so1p8连接的驱动器在vo1p8-0域工作。

9、进一步的，所述开关器件为mos管。

10、有益效果：本发明可以同时实现对单电感多输出电源的上拉管和输出管的驱动电荷进行回收，并可自动选择最优的输出通道以进行电荷泄放，上拉管的驱动电荷回收到较高的负载电平，以获得更高的回收功率，输出管的驱动电荷回收到较低的负载电平，不会出现体二极管导通的问题；结构简单，可以被应用在小体积、低成本的消费者电子，以及车载电子中。

技术特征：

1.一种用于单电感多输出电源的驱动电荷回收装置，所述单电感多输出电源包括上拉管shs、下拉管sls和多个输出管，所述上拉管shs、下拉管sls和多个输出管分别与一驱动器连接，所述上拉管shs连接的驱动器由p类缓冲器输出的电压控制工作，若干输出管由n类缓冲器输出的电压控制工作，所述输出管控制输出的电压不同，其特征在于，所述驱动电荷回收装置包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于单电感多输出电源的驱动电荷回收装置，其特征在于，所述输出管包括第一输出管so1p8、第二输出管sol1和第三输出管sol2，所述第一输出管so1p8、第二输出管sol1和第三输出管sol1控制输出的电压依次为vo1p8、vol1和vol2，且vo1p8＞vol1、vol2。

3.根据权利要求2所述的一种用于单电感多输出电源的驱动电荷回收装置，其特征在于，所述下拉管sls和第一输出管so1p8连接的驱动器在vo1p8-0域工作。

4.根据权利要求1所述的一种用于单电感多输出电源的驱动电荷回收装置，其特征在于，所述开关器件为mos管。

技术总结
本发明公开了一种用于单电感多输出电源的驱动电荷回收装置。该驱动电荷回收装置包括电压获取单元、多个开关器件和控制器，多个开关器件用以分别连接在P类缓冲器输出的电压V<subgt;PBUF</subgt;的线路与地VSS和各个输出管的输出端之间，以及连接在N类缓冲器输出的电压V<subgt;NBUF</subgt;的线路与部分输出管的输出端之间，控制器根据电压和功率综合判断，控制开关器件工作，从而择优进行电荷泄放。本发明可将上拉管的驱动电荷回收到较高的负载电平，以获得更高的回收功率，输出管的驱动电荷回收到较低的负载电平，不会出现体二极管导通的问题；结构简单，可以被应用在小体积、低成本的消费者电子，以及车载电子中。

技术研发人员：李兴,孟潇东
受保护的技术使用者：江苏鑫康微电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12