CN105915050A - 一种由i2c控制的四路输出可调电源管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种I2C控制的四路输出电源管理系统，包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；欠压&过温保护电路，当电路中的电流过大时，断开电路连接；震荡电路起了引导作用；从而实现了四路不同的电压输出。

Description

一种由I2C控制的四路输出可调电源管理系统
技术领域
本发明涉及电源供电或配电管理领域，特别是涉及一种由I2C控制的四路输出可调电源管理系统。
背景技术
在消费电子领域，各种电子设备都需要电源来维持，在使用直流源的电子设备中，便携式设备应用越来越广泛，因此高度集成、更少的组件数及更小的板级空间，就成为一种迫切需求，进而就需要一种更加合理，简化高效的电池管理系统。电池管理系统(BMS)主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。现有的电池管理系统，部件繁多、体积庞大、结构复杂，并且大多电压输出是固定的。I2C总线支持任何IC生产过程(NMOS CMOS、双极性)。两线――串行数据(SDA)和串行时钟(SCL)线在连接到总线的器件间传递信息。每个器件都有一个唯一的地址识别，而且都可以作为一个发送器或接收器。很明显，LCD驱动器只是一个接收器，而存储器则既可以接收又可以发送数据。除了发送器和接收器外器件在执行数据传输时也可以被看作是主机或从机。主机是初始化总线的数据传输并产生允许传输的时钟信号的器件。此时，任何被寻址的器件都被认为是从机。本发明提供了一种高度集成、组件数量少及更小的板级空间、控制方式简单，利用I2C总线控制四路输出电源管理电路，可实现四种不同的电压输出及电路保护。
发明内容
本发明实现了一种，高度集成、组件更少、结构简单的I2C控制的四路输出电源管理系统。
具体的I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；一个欠压&过温保护电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，当电路中的电流过大时，断开电路连接，从而保护电路系统；振荡器电路分别与三个不同的Buck型DC/DC相连；其中第一通道Buck型DC/DC与第三通道Buck型DC/DC相连，第二通道Buck型DC/DC与LDO电路相连。
所述I2C总线是一种串行扩展技术，采用一条SDA数据线，加一条SCL时钟线来完成数据的传输及外围器件的扩展，I2C对各个节点的寻址方式为软寻址。
本发明还提供了一种I2C总线控制数据传输的方法：
(1)I2C总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时，总线处于空闲状态；
(2)时钟线SCL处于高电平，数据线SDA上的电平被拉低信号启动，数据传输开始；
(3)数据传输阶段，在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位地串行传送每一位数据；
(4)接收器收到最后一个字节后，发出一个停止信号，时钟线SCL保持高电平期间，SDA返回高电平，一次数据传输终止，I2C总线将返回空闲状态。
三个Buck DC/DC可以实现3.3V电压、1.5V电压、1.2V的电压输出，每个Buck DC/DC由Buck的功率输出管、一个误差放大器、一个PWM比较器、一个振荡器、一个电流采样电路、一个斜坡补偿电路、一个控制逻辑电路、一个PWM/PFM模式切换电路、一个输出级驱动电路、零电流检测电路及峰值电流限制及短路保护电路等电路构成。在I2C控制Buck使能使之工作后，软启动电路通过恒定的电流源对芯片内部电容充电产生软启动电压，软启动的斜坡电压先代替基准电压和反馈电压VFB比较，能有效的防止浪涌电流，当软启动电压升到基准电压以后，VBG电压与VFB电压送入误差放大器，误差放大器处理之后将结果与电感电流的采样和斜坡补偿信号一同送入PWM比较器，PWM比较器的结果送入逻辑控制电路，经过输出级的驱动电路对Buck的Power管进行控制，通过外围的电感、电容及分压电阻网络分别得到3.3V电压、1.5V电压、1.2V的电压输出。并且电路中的零电流检测电路，通过对LX节点电压进行检测，判断Buck处于CCM模式还是DCM模式，通过逻辑控制对开关管的开启与关断，防止电感电流的反流；电路中还具有峰值电流保护与短路保护功能，防止流过电路的电流过大而造成的对内部器件的损坏，每个Buck都可以实现2A以上的带载能力。
LDO电路由软启动电压，误差放大器、NMOS构成的LDO的输出功率管、输出限流保护电路及补偿网络构成。首先，LDO的软启动电路通产生一个稳定缓慢上升的阶梯斜坡，当软启动电压升到基准电压以后，软启动的斜坡电压退出工作，VBG电压与VFB电压送入误差放大器，误差放大器的输出控制LDO的输出功率管的导通，使输出电压保证1.8V的输出，同时可以达到1A的带载，系统对LDO进行限流保护，当负载电流大于1.3A时，LDO进入自动重启模式，直到负载电流正常后，LDO恢复正常工作。
本发明还提供了一种Buck DC/DC电路，包括一个误差放大器、一个PWM比较器、一个振荡器、一个电流采样电路、一个斜坡补偿电路、一个控制逻辑电路、一个PWM/PFM模式切换电路、一个输出级驱动电路、Buck的功率输出管、零电流检测电路及峰值电流限制及短路保护电路。所述Buck DC/DC电路误差放大器输入端与VBG、VFB相连，输出端与比较器PWM相连，比较器输入端另外两个端口分别一个通过斜坡补偿电路与控制逻辑电路相连，另一个通过电流采样与PWM/PFM模式切换电路相连及峰值电流限制及短路保护电路相连，比较器输出端与控制逻辑电路相连；控制逻辑电路一端口与振荡器相连，另一端口通过零电流检测电路与地电位连接，控制逻辑电路还与峰值电流限制及短路保护相连，输出级驱动与峰值电流限制及短路保护、零电流检测电路、功率输出管相连。所述Buck DC/DC的软启动电路通过恒定的电流源对芯片内部电容充电，产生一个稳定缓慢上升的阶梯斜坡，当软启动电压升到基准电压以后，软启动的斜坡电压退出工作，VBG电压与VFB电压被送入误差放大器，误差放大器处理之后将结果与电感电流的采样和斜坡补偿信号一同送入PWM比较器，PWM比较器的结果送入逻辑控制电路，经过输出级的驱动电路对Buck的Power管进行控制，通过外围的电感、电容及分压电阻网络得到输出电压，并且电路中的零电流检测电路，通过对LX节点电压进行检测，判断Buck处于CCM模式还是DCM模式，通过逻辑控制对开关管的开启与关断。
本发明所述LDO电路中输出功率管还可为NMOS。
说明书附图
图1是一种由I2C控制的四路输出可调电源管理单元电路图；
图2是系统中Buck型DC/DC的系统结构图；
图3是系统中LDO的系统结构图；
图4是系统中I2C的控制时序图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作详细说明。
如图1该I2C控制的四路输出电源管理系统，包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个Power管为NMOS的LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；一个欠压&过温保护电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，当电路中的电流过大时，断开电路连接，从而保护电路系统；振荡器电路分别与三个不同的Buck型DC/DC相连；其中第一通道Buck型DC/DC与第三通道Buck型DC/DC相连，第二通道Buck型DC/DC与LDO电路相连。基准电压电流电路与第一通道Buck型DC/DC、I2C控制电路、欠压&过温保护电路、震荡器电路相连接，经过外围电容电感实现3.3输出。其中第一通道Buck型DC/DC通过电感L1与电容C1一端及电阻R1相连；第一通道Buck型DC/DC另一连接端再与电阻R1、R2中部连接，R2与电容C1另一端连接最后实现电压输出3.3V输出。
I2C控制的四路输出电源管理系统，包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个Power管为NMOS的LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；一个欠压&过温保护电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，当电路中的电流过大时，断开电路连接，从而保护电路系统；振荡器电路分别与三个不同的Buck型DC/DC相连；其中第一通道Buck型DC/DC与第三通道Buck型DC/DC相连，第二通道Buck型DC/DC与LDO电路相连。基准电压电流电路与第二通道Buck型DC/DC、I2C控制电路、欠压&过温保护电路、震荡器电路相连接，经过外围电容电感实现3.0V输出。其中第二通道Buck型DC/DC通过电感L2与电容C2一端及R3相连，第二通道Buck型DC/DC另一连接端再与电阻R3、R4中部连接，R4与电容C2另一端连接最后实现电压输出3.0V输出。
I2C控制的四路输出电源管理系统，包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个Power管为NMOS的LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；一个欠压&过温保护电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，当电路中的电流过大时，断开电路连接，从而保护电路系统；振荡器电路分别与三个不同的Buck型DC/DC相连；其中第一通道Buck型DC/DC与第三通道Buck型DC/DC相连，第二通道Buck型DC/DC与LDO电路相连。基准电压电流电路与第二通道Buck型DC/DC、I2C控制电路、欠压&过温保护电路、震荡器电路相连接，经过外围电容电感实现2V输出。其中第二通道Buck型DC/DC通过电感L2与电容C2一端及R3相连，第二通道Buck型DC/DC另一连接端再与电阻R3、R4中部连接，R4与电容C2另一端连接最后实现电压输出2V输出。
I2C控制的四路输出电源管理系统，包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个Power管为NMOS的LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；一个欠压&过温保护电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，当电路中的电流过大时，断开电路连接，从而保护电路系统；振荡器电路分别与三个不同的Buck型DC/DC相连；其中第一通道Buck型DC/DC与第三通道Buck型DC/DC相连，第二通道Buck型DC/DC与LDO电路相连。基准电压电流电路与第二通道Buck型DC/DC、I2C控制电路、欠压&过温保护电路、震荡器电路相连接，经过外围电容电感实现1.5V输出。其中第二通道Buck型DC/DC通过电感L2与电容C2一端及R3相连，第二通道Buck型DC/DC另一连接端再与电阻R3、R4中部连接，R4与电容C2另一端连接最后实现电压输出1.5V输出。
I2C控制的四路输出电源管理系统，包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个Power管为NMOS的LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；一个欠压&过温保护电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，当电路中的电流过大时，断开电路连接，从而保护电路系统；振荡器电路分别与三个不同的Buck型DC/DC相连；其中第一通道Buck型DC/DC与第三通道Buck型DC/DC相连，第二通道Buck型DC/DC与LDO电路相连。基准电压电流电路与第一通道Buck型DC/DC、I2C控制电路、欠压&过温保护电路、震荡器电路相连接，经过外围电容电感实现1.2V输出。其中第三通道Buck型DC/DC通过电感L3与电容C3一端及电阻R5相连，第三通道Buck型DC/DC另一连接端再与电阻R5、R6中部连接，R6与电容C3另一端连接最后实现电压输出1.2V输出。
I2C控制的四路输出电源管理系统，包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个Power管为NMOS的LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；一个欠压&过温保护电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，当电路中的电流过大时，断开电路连接，从而保护电路系统；振荡器电路分别与三个不同的Buck型DC/DC相连；其中第一通道Buck型DC/DC与第三通道Buck型DC/DC相连，第二通道Buck型DC/DC与LDO电路相连。所述LDO电路配合外围电容电感输出电压为1.8V。其LDO电路一端与电容C4及电阻R7相连，LDO电路另一连接端再与电阻R7、R8中部连接，R8与电容C4另一端连接，最后实现电压输出1.8V输出。
本发明的另一实施例为I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个Power管为PMOS的LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；一个欠压&过温保护电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，当电路中的电流过大时，断开电路连接，从而保护电路系统；振荡器电路分别与三个不同的Buck型DC/DC相连；其中第一通道Buck型DC/DC与第三通道Buck型DC/DC相连，第二通道Buck型DC/DC与LDO电路相连。从而在一个电路中完成四个不通的电压输出。其中第一通道Buck型DC/DC通过电感L1与电容C1一端及电阻R1相连；第一通道Buck型DC/DC另一连接端再与电阻R1、R2中部连接，R2与电容C1另一端连接最后实现电压输出3.3V输出。其中第二通道Buck型DC/DC通过电感L2与电容C2一端及R3相连，第二通道Buck型DC/DC另一连接端再与电阻R3、R4中部连接，R4与电容C2另一端连接最后实现电压输出1.5V输出。其中第三通道Buck型DC/DC通过电感L3与电容C3一端及电阻R5相连，第三通道Buck型DC/DC另一连接端再与电阻R5、R6中部连接，R6与电容C3另一端连接最后实现电压输出1.2V输出。其LDO电路一端与电容C4及电阻R7相连，LDO电路另一连接端再与电阻R7、R8中部连接，R8与电容C4另一端连接，最后实现电压输出1.8V输出。
如图2，本发明还提供了一种Buck DC/DC电路，包括一个误差放大器、一个PWM比较器、一个振荡器、一个电流采样电路、一个斜坡补偿电路、一个控制逻辑电路、一个PWM/PFM模式切换电路、一个输出级驱动电路、Buck的功率输出管、零电流检测电路及峰值电流限制及短路保护电路。所述Buck DC/DC电路误差放大器输入端与VBG、VFB相连，输出端与比较器PWM相连，比较器输入端另外两个端口分别一个通过斜坡补偿电路与控制逻辑电路相连，另一个通过电流采样与PWM/PFM模式切换电路相连及峰值电流限制及短路保护电路相连，比较器输出端与控制逻辑电路相连；控制逻辑电路一端口与振荡器相连，另一端口通过零电流检测电路与地电位连接,控制逻辑电路还与峰值电流限制及短路保护相连，输出级驱动与峰值电流限制及短路保护、零电流检测电路、功率输出管相连。所述Buck DC/DC的软启动电路通过恒定的电流源对芯片内部电容充电，产生一个稳定缓慢上升的阶梯斜坡，当软启动电压升到基准电压以后，软启动的斜坡电压退出工作，VBG电压与VFB电压被送入误差放大器，误差放大器处理之后将结果与电感电流的采样和斜坡补偿信号一同送入PWM比较器，PWM比较器的结果送入逻辑控制电路，经过输出级的驱动电路对Buck的Power管进行控制，通过外围的电感、电容及分压电阻网络得到输出电压，并且电路中的零电流检测电路，通过对LX节点电压进行检测，判断Buck处于CCM模式还是DCM模式，通过逻辑控制对开关管的开启与关断。
如图3，本发明还提供了一种LDO电路，包括误差放大器、Power管为PMOS管、输出限流保护电路及补偿网络。LOD电路误差放大器输入端与VBG、VFB相连，补偿网络并联于输入放大器两端，输出限流电路一端与误差放大器输出端相连，另一端与功率输出管相连。LDO的软启动电路通过恒定的电流源对芯片内部电容充电，产生一个稳定缓慢上升的阶梯斜坡，当软启动电压升到基准电压以后，软启动的斜坡电压退出工作，VBG电压与VFB电压送入误差放大器，误差放大器的输出控制LDO的输出功率管的导通，使输出电压保证为设定电压的输出，通过补偿网络保证系统的稳定，并加入了输出限流保护电路，当LDO处于短路状态时，自动调整输出功率管的导通程度，保证系统限流在设定电流以内。
本发明还提供了一种LDO电路，包括误差放大器、Power管为NMOS管、输出限流保护电路及补偿网络。LOD电路误差放大器输入端与VBG、VFB相连，补偿网络并联于输入放大器两端，输出限流电路一端与误差放大器输出端相连，另一端与功率输出管相连。LDO的软启动电路通过恒定的电流源对芯片内部电容充电，产生一个稳定缓慢上升的阶梯斜坡，当软启动电压升到基准电压以后，软启动的斜坡电压退出工作，VBG电压与VFB电压送入误差放大器，误差放大器的输出控制LDO的输出功率管的导通，使输出电压保证为设定电压的输出，通过补偿网络保证系统的稳定，并加入了输出限流保护电路，当LDO处于短路状态时，自动调整输出功率管的导通程度，保证系统限流在设定电流以内。
本发明中I2C控制电路中I2C总线的器件有不同种类的工艺(CMOS、NMOS、PMOS、双极性)，逻辑0(低)和逻辑1(高)的电平不是固定的，它由电源VCC的相关电平决定，每传输一个数据位就产生一个时钟脉冲。在传输数据的时候，SDA线必须在时钟的高电平周期保持稳定，SDA的高或低电平状态只有在SCL线的时钟信号是低电平时才能改变。起始和停止条件：SCL线是高电平时，SDA线从高电平向低电平切换，这个情况表示起始条件；SCL线是高电平时，SDA线由低电平向高电平切换，这个情况表示停止条件。起始和停止条件一般由主机产生，总线在起始条件后被认为处于忙的状态，在停止条件的某段时间后总线被认为再次处于空闲状态。如果产生重复起始条件而不产生停止条件，总线会一直处于忙的状态，此时的起始条件(S)和重复起始条件(Sr)在功能上是一样的。
对各个节点的寻址是软寻址方式，节省了片选线，标准的寻址字节SLAM为7位，可以寻址127个单元。电路中使用的寄存器有5个，第一个用于控制Buck DC/DC和LDO的开启和关断，第二个用于控制第一个Buck DC/DC的输出电压在3.19V到4.4V区间变化，第三个用于控制第二个Buck DC/DC的输出电压在1.45V到2V区间变化，第四个用于控制第三个Buck DC/DC的输出电压在1.16V到1.6V区间变化，第五个用于控制LDO的输出电压在1.74V到2.4V区间变化。
具体的本发明I2C总线控制方法为总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时，为总线的空闲状态。在时钟线SCL保持高电平期间，数据线SDA上的电平被拉低(即负跳变)，定义为I2C总线总线的启动信号，它标志着一次数据传输的开始，即进入了STARTCONDITION。数据传送状态时，在I2C总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应(或同步控制)，即在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位地串行传送每一位数据。进行数据传送时，在SCL呈现高电平期间，SDA上的电平必须保持稳定，低电平为数据0，高电平为数据1。只有在SCL为低电平期间，才允许SDA上的电平改变状态。逻辑0的电平为低电压，而逻辑1的电平为高电压。总线上的所有数据都是以8位字节传送的，发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。应答信号为低电平时，规定为有效应答位(ACK简称应答位)，表示接收器已经成功地接收了该字节。如果接收器是主控器，则在它收到最后一个字节后，发送一个NACK信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放SDA线，以便主控接收器发送一个停止信号。在时钟线SCL保持高电平期间，数据线SDA被释放，使得SDA返回高电平，称为I2C总线的停止信号，它标志着一次数据传输的终止，I2C总线将返回空闲状态。当时钟线SCL保持高电平期间，数据线SDA上的电平再次被拉低(即负跳变)，I2C总线再次启动，数据传输开始，即进入了START CONDITION。数据传送状态时，在I2C总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应(或同步控制)，即在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位地串行传送每一位数据。进行数据传送时，在SCL呈现高电平期间，SDA上的电平必须保持稳定，低电平为数据0，高电平为数据1。只有在SCL为低电平期间，才允许SDA上的电平改变状态。逻辑0的电平为低电压，而逻辑1的电平为高电压。总线上的所有数据都是以8位字节传送的，发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。应答信号为低电平时，规定为有效应答位(ACK简称应答位)，表示接收器已经成功地接收了该字节。如果接收器是主控器，则在它收到最后一个字节后，发送一个NACK信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放SDA线，以便主控接收器发送一个停止信号。在时钟线SCL保持高电平期间，数据线SDA被释放，使得SDA返回高电平，称为I2C总线的停止信号，它标志着一次数据传输的终止，I2C总线将返回空闲状态。如此循环的进行信号的传输和电路信号的控制。

Claims (10)

1.一种I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：包括三个带载能力不同的Buck型DC/DC电路、一个基准电压及基准电流产生电路、一个欠压&过温保护电路、一个振荡器电路、一个LDO电路、一个I2C控制电路、及若干电阻分压网络和电感、输入、输出电容；I2C控制电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接，控制Buck DC/DC及LDO的启动与关断，并且在一定范围内调节Buck DC/DC及LDO的输出电压；基准电压及基准电流产生电路，分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，再分别与其相对应的输出端连接为电路系统提供所需要的参考电压及内部电流；一个欠压&过温保护电路分别与三个不同的Buck型DC/DC及LDO电路相连，，当电路中的电流过大时，断开电路连接，从而保护电路系统；振荡器电路分别与三个不同的Buck型DC/DC相连；其中第一通道Buck型DC/DC与第三通道Buck型DC/DC相连，第二通道Buck型DC/DC与LDO电路相连。
2.根据权利要求1所述的一种I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：所述I2C控制电路中I2C总线是一种串行扩展技术，采用一条SDA数据线，加一条SCL时钟线来完成数据的传输及外围器件的扩展，I2C对各个节点的寻址方式为软寻址。
3.根据权利要求1所述的一种I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：所述Buck型DC/DC电路包括功率输出管、一个误差放大器、一个PWM比较器、一个振荡器、一个电流采样电路、一个斜坡补偿电路、一个控制逻辑电路、一个PWM/PFM模式切换电路、一个输出级驱动电路、零电流检测电路及峰值电流限制及短路保护电路。
4.根据权利要求2所述的一种I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：所述第一通道Buck型DC/DC配合外围电容电感输出电压为3.3V。
5.根据权利要求2所述的一种I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：所述第二通道Buck型DC/DC配合外围电容电感输出电压为1.5V。
6.根据权利要求2所述的一种I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：所述第三通道Buck型DC/DC配合外围电容电感输出电压为1.2V。
7.根据权利要求1所述的一种I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：所述LDO电路由软启动电压，误差放大器、输出功率管、输出限流保护电路及补偿网络构成。
8.根据权利要求7所述的一种I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：所述LDO电路中输出功率管为NMOS。
9.根据权利要求8所述的一种I2C控制的四路输出电源管理系统，其特征在于：所述LDO电路配合外围电容电感输出电压为1.8V。
10.一种如权利要求2所述的I2C总线控制数据传输的方法，其特征在于：
(1)I2C总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时，总线处于空闲状态；
(2)时钟线SCL处于高电平，数据线SDA上的电平被拉低信号启动，数据传输开始；
(3)数据传输阶段，在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位地串行传送每一位数据；
(4)接收器收到最后一个字节后，发出一个停止信号，时钟线SCL保持高电平期间，SDA返回高电平，一次数据传输终止，I2C总线将返回空闲状态。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106844274A (zh) * 2016-12-26 2017-06-13 龙迅半导体（合肥）股份有限公司 一种i2c总线的辅助电路
CN109980920A (zh) * 2019-05-06 2019-07-05 电子科技大学 一种峰值电流模dc-dc变换器中斜坡补偿信号的逻辑控制电路
CN111868660A (zh) * 2018-01-17 2020-10-30 罗伯特·博世有限公司 用于识别电路缺陷并用于避免调节器中的过电压的电路

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101281510A (zh) * 2008-05-13 2008-10-08 华为技术有限公司 一种双i2c总线设置方法和双i2c总线系统
CN201717841U (zh) * 2010-04-16 2011-01-19 领先电子科技发展有限公司 新型汽车起动机功率电子开关
CN101964587A (zh) * 2009-04-06 2011-02-02 成都芯源系统有限公司 一种直流变换器及用于直流变换器的控制电路和方法
CN102054429A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 康佳集团股份有限公司 Led显示模组供电拓扑系统
CN103545865A (zh) * 2012-07-11 2014-01-29 三星电子株式会社 用于在移动终端中供电的设备和方法
CN204316114U (zh) * 2014-11-29 2015-05-06 福建新大陆支付技术有限公司 一种移动终端中锂电池多输出电源电路
US20150145493A1 (en) * 2013-11-26 2015-05-28 Dialog Semiconductor Gmbh Circuit with Controlled Inrush Current
CN205596017U (zh) * 2016-04-28 2016-09-21 西安航天民芯科技有限公司 一种由i2c控制的四路输出可调电源管理系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101281510A (zh) * 2008-05-13 2008-10-08 华为技术有限公司 一种双i2c总线设置方法和双i2c总线系统
CN101964587A (zh) * 2009-04-06 2011-02-02 成都芯源系统有限公司 一种直流变换器及用于直流变换器的控制电路和方法
CN102054429A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 康佳集团股份有限公司 Led显示模组供电拓扑系统
CN201717841U (zh) * 2010-04-16 2011-01-19 领先电子科技发展有限公司 新型汽车起动机功率电子开关
CN103545865A (zh) * 2012-07-11 2014-01-29 三星电子株式会社 用于在移动终端中供电的设备和方法
US20150145493A1 (en) * 2013-11-26 2015-05-28 Dialog Semiconductor Gmbh Circuit with Controlled Inrush Current
CN204316114U (zh) * 2014-11-29 2015-05-06 福建新大陆支付技术有限公司 一种移动终端中锂电池多输出电源电路
CN205596017U (zh) * 2016-04-28 2016-09-21 西安航天民芯科技有限公司 一种由i2c控制的四路输出可调电源管理系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106844274A (zh) * 2016-12-26 2017-06-13 龙迅半导体（合肥）股份有限公司 一种i2c总线的辅助电路
CN106844274B (zh) * 2016-12-26 2019-08-30 龙迅半导体（合肥）股份有限公司 一种i2c总线的辅助电路
CN111868660A (zh) * 2018-01-17 2020-10-30 罗伯特·博世有限公司 用于识别电路缺陷并用于避免调节器中的过电压的电路
US11281246B2 (en) 2018-01-17 2022-03-22 Robert Bosch Gmbh Circuit for detecting circuit defects and for preventing overvoltages in controllers
CN109980920A (zh) * 2019-05-06 2019-07-05 电子科技大学 一种峰值电流模dc-dc变换器中斜坡补偿信号的逻辑控制电路
CN109980920B (zh) * 2019-05-06 2020-07-31 电子科技大学 一种峰值电流模dc-dc变换器中斜坡补偿信号的逻辑控制电路

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