CN105988498A - 一种低电压自适应的电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子技术领域,具体涉及一种低电压自适应的电源系统,包括,第一线性稳压器,对一输出电压进行变换以输出第一工作电压;第二线性稳压器,对输出电压进行变换以输出第二工作电压;检测模块,用以对第一工作电压和第二工作电压进行比较并输出一电压作为第二参考电压;BUCK转换器,于一第一工作模式和第二工作模式之间切换;第一工作模式以一由基准源提供的基准电压作为参考电压;第二工作模式以第二参考电压作为参考电压。本发明依据线性稳压器输出的工作电压大小可以于第一工作模式和第二工作模式之间切换,以自适应调节开关电源转换器的输出电压,可以提高系统的转换效率,有利于降低系统功耗。

Description

一种低电压自适应的电源系统
技术领域
本发明涉及电子技术领域,具体涉及一种自适应的电源系统。
背景技术
在便携式设备的电源管理领域,不同的功能模块往往需要不同的工作电压,为了达到高效和稳定的目的,常常采用DC-DC转换器和多个LDO级联使用以应对不同的供电要求;图1所示,为BUCK转换器将一输入高电压降到较低的电压后输出电压Vdcdcout分别提供给第一LDO模块LDO1和第二LDO模块LDO2,通过第一LDO模块LDO1和第二LDO模块LDO2分别将输出电压Vdcdcout进一步调整为精确的工作电压OUT1和工作电压OUT2。然而,图1所示的电路中当系统功能模块所需的工作电压降低后,由于现有系统无法自适应调节,势必影响系统的转换效率,增加系统的功耗。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种低电压自适应的电源系统,解决以上技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
一种低电压自适应的电源系统,其中,包括,
第一线性稳压器,于一第一控制信号的作用下对一输出电压进行变换以输出第一工作电压;
第二线性稳压器,于一第二控制信号的作用下对所述输出电压进行变换以输出第二工作电压;
检测模块,用以对所述第一工作电压和所述第二工作电压进行比较并输出一电压作为第二参考电压;
开关电源转换器,分别与所述第一线性稳压器和所述第二线性稳压器连接,于一第三控制信号的作用下于一第一工作模式和一第二工作模式之间切换;所述第一工作模式以一由基准源提供的基准电压作为参考电压进行电压变换以获得所述输出电压;所述第二工作模式以所述第二参考电压作为参考电压进行电压变换以获得所述输出电压。
本发明的低电压自适应的电源系统,所述检测模块包括,
比较单元,分别对所述第一工作电压和所述第二工作电压进行比较,以获得一高电平或一低电平的比较信号;
选择单元,于所述比较信号的作用下自所述第一工作电压和所述第二工作电压中可选择地输出其中一路工作电压;
电平转换单元,与所述选择单元的输出端连接,用于对所述工作电压进行电平转换以获得预期大小的电压值后输出作为所述第二参考电压。
本发明的低电压自适应的电源系统,所述比较单元采用一比较器,所述比较器的同相输入端连接所述第二工作电压,所述比较器的反相输入端连接所述第一工作电压。
本发明的低电压自适应的电源系统,所述选择单元包括逻辑门电路,于所述比较信号的作用下所述逻辑门电路可选择地导通所述第一工作电压与所述选择单元的输出端;或所述第二工作电压与所述选择单元的输出端。
本发明的低电压自适应的电源系统,所述比较信号通过一反相器输出一反相的比较信号,所述反相的比较信号也连接所述逻辑门电路。
本发明的低电压自适应的电源系统,所述开关电源转换器采用BUCK转换器。
本发明的低电压自适应的电源系统,所述第三控制信号通过一逻辑电路产生,所述逻辑电路比较所述第一工作电压及所述第二工作电压均大于一阈值电压时产生所述第三控制信号。
本发明的低电压自适应的电源系统,还包括控制模块,与所述第一线性稳压器连接,用于产生所述第一控制信号;和/或,与所述第二线性稳压器连接,用于产生所述第二控制信号。
本发明的低电压自适应的电源系统,所述控制模块与所述开关电源转换器连接,用于产生一第四控制信号,以控制所述开关电源转换器工作,所述第四控制信号于所述第一控制信号或所述第二控制信号产生之前的预定时间内产生。
有益效果:由于采用以上技术方案,本发明依据线性稳压器输出的工作电压大小可以于一第一工作模式和一第二工作模式之间切换;以自适应调节开关电源转换器的输出电压,可以提高系统的转换效率,有利于降低系统功耗。
附图说明
图1为现有技术的BUCK转换器与两个LDO级联的电源系统;
图2为本发明的系统结构示意图;
图3为本发明的检测模块的一种具体电路模块示意图;
图4为本发明的检测模块的一种具体电路模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
参照图2、图3、图4,一种低电压自适应的电源系统,其中,包括,
第一线性稳压器LDO1,于一第一控制信号S1的作用下对一输出电压Vdcdcout进行变换以输出第一工作电压OUT1;
第二线性稳压器LDO2,于一第二控制信号S2的作用下对输出电压Vdcdcout进行变换以输出第二工作电压OUT2;
检测模块12,用以对第一工作电压OUT1和第二工作电压OUT2进行比较并输出一电压作为第二参考电压Vref2;
开关电源转换器,分别与第一线性稳压器LDO1和第二线性稳压器LDO2连接,于一第三控制信号的作用下于一第一工作模式和一第二工作模式之间切换;第一工作模式以一由基准源提供的基准电压作为参考电压进行电压变换以获得输出电压Vdcdcout;第二工作模式以第二参考电压Vref2作为参考电压进行电压变换以获得输出电压Vdcdcout。开关电源转换器可以采用BUCK转换器14。
本发明通过设置检测模块12对线性稳压器输出的工作电压大小进行检测,可以在系统所需的工作电压较低时,依照第一工作电压OUT1和第二工作电压OUT2的比较结果输出一小于参考电压大小的第二参考电压Vref2,开关电源转换器以该第二参考电压Vref2作为参考电压进行电压变换以获得降低的输出电压Vdcdcout,本发明可以减小线性稳压器的输入输出电压差,提高系统的转换效率,有利于降低系统功耗。
本发明的低电压自适应的电源系统,参照图3,检测模块12可以包括,
比较单元121,分别对第一工作电压OUT1和第二工作电压OUT2进行比较,以获得一高电平或一低电平的比较信号;
选择单元122,于比较信号的作用下自第一工作电压OUT1和第二工作电压OUT2中可选择地输出其中一路工作电压;
电平转换单元123,与选择单元122的输出端连接,用于对选择单元122输出的工作电压进行电平转换以获得预期大小的电压值后输出作为第二参考电压Vref2。
本发明的低电压自适应的电源系统,参照图4,比较单元121可以采用一比较器121a,比较器121a的同相输入端(+)连接第二工作电压OUT2,比较器121a的反相输入端(-)连接第一工作电压OUT1。第二工作电压OUT2高于第一工作电压OUT1时,输出一高电平的比较信号,第二工作电压OUT2低于第一工作电压OUT1时,输出一低电平的比较信号。
本发明的低电压自适应的电源系统,选择单元122可以采用逻辑门电路122a实现,于比较信号的作用下逻辑门电路可选择地导通第一工作电压OUT1与选择单元122的输出端;或第二工作电压OUT2与选择单元122的输出端。在比较信号的作用下以实现预期的选择目的。本发明的低电压自适应的电源系统,比较信号可以通过一反相器输出一反相的比较信号,反相的比较信号也连接逻辑门电路,用以作为逻辑门电路的控制信号。
一种具体实施例,可以包括两个传输门,每个传输门受比较信号C1和反相的比较信号C2的共同控制,其中一个传输门导通时,另一传输门关闭。
本发明的低电压自适应的电源系统,第三控制信号通过一逻辑电路产生,逻辑电路比较第一工作电压OUT1及第二工作电压OUT2均大于一阈值电压时产生第三控制信号,逻辑电路图中未示出。
本发明的低电压自适应的电源系统,还包括控制模块13,与第一线性稳压器LDO1连接,用于产生第一控制信号S1;和/或,与第二线性稳压器LDO2连接,用于产生第二控制信号S2。
本发明的低电压自适应的电源系统,控制模块13与开关电源转换器连接,用于产生一第四控制信号,以控制开关电源转换器工作,第四控制信号于第一控制信号S1或第二控制信号S2产生之前的预定时间内产生。
本发明依据线性稳压器输出的工作电压大小可以于一第一工作模式和一第二工作模式之间切换;以自适应调节开关电源转换器的输出电压,可以提高系统的转换效率,有利于降低系统功耗。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种低电压自适应的电源系统,其特征在于,包括,
第一线性稳压器,于一第一控制信号的作用下对一输出电压进行变换以输出第一工作电压;
第二线性稳压器,于一第二控制信号的作用下对所述输出电压进行变换以输出第二工作电压;
检测模块,用以对所述第一工作电压和所述第二工作电压进行比较并输出一电压作为第二参考电压;
开关电源转换器,分别与所述第一线性稳压器和所述第二线性稳压器连接,于一第三控制信号的作用下于一第一工作模式和一第二工作模式之间切换;所述第一工作模式以一由基准源提供的基准电压作为参考电压进行电压变换以获得所述输出电压;所述第二工作模式以所述第二参考电压作为参考电压进行电压变换以获得所述输出电压。
2.根据权利要求1所述的一种低电压自适应的电源系统,其特征在于,所述检测模块包括,
比较单元,分别对所述第一工作电压和所述第二工作电压进行比较,以获得一高电平或一低电平的比较信号;
选择单元,于所述比较信号的作用下自所述第一工作电压和所述第二工作电压中可选择地输出其中一路工作电压;
电平转换单元,与所述选择单元的输出端连接,用于对所述工作电压进行电平转换以获得预期大小的电压值后输出作为所述第二参考电压。
3.根据权利要求2所述的一种低电压自适应的电源系统,其特征在于,所述比较单元采用一比较器,所述比较器的同相输入端连接所述第二工作电压,所述比较器的反相输入端连接所述第一工作电压。
4.根据权利要求2所述的一种低电压自适应的电源系统,其特征在于,所述选择单元包括逻辑门电路,于所述比较信号的作用下所述逻辑门电路可选择地导通所述第一工作电压与所述选择单元的输出端;或所述第二工作电压与所述选择单元的输出端。
5.根据权利要求4所述的一种低电压自适应的电源系统,其特征在于,所述比较信号通过一反相器输出一反相的比较信号,所述反相的比较信号也连接所述逻辑门电路。
6.根据权利要求1所述的一种低电压自适应的电源系统,其特征在于,所述开关电源转换器采用BUCK转换器。
7.根据权利要求1所述的一种低电压自适应的电源系统,其特征在于,所述第三控制信号通过一逻辑电路产生,所述逻辑电路比较所述第一工作电压及所述第二工作电压均大于一阈值电压时产生所述第三控制信号。
8.根据权利要求1所述的一种低电压自适应的电源系统,其特征在于,还包括控制模块,与所述第一线性稳压器连接,用于产生所述第一控制信号;和/或,与所述第二线性稳压器连接,用于产生所述第二控制信号。
9.根据权利要求8所述的一种低电压自适应的电源系统,其特征在于,所述控制模块与所述开关电源转换器连接,用于产生一第四控制信号,以控制所述开关电源转换器工作,所述第四控制信号于所述第一控制信号或所述第二控制信号产生之前的预定时间内产生。
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