CN113285591A - 一种两路电源芯片输出均流的电路、芯片及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两路电源芯片输出均流的电路、芯片及方法，包括：电流检测单元，用于检测两路电源芯片的输出电流差值，通过差分运算放大器将两路电源芯片输出端的电压差值转换为第二输出电压；电压调整单元，连接两路电源芯片内误差放大器，用于调整两路电源芯片内误差放大器的同相端电压，当所述电压调整单元的输入电压的幅值第二输出电压达到一定阈值，则所述电压调整单元开始工作，通过电压调整单元调节所述误差放大器同相端的电压，通过所述误差放大器输出的电压信号来调整对应电源芯片的输出电流，实现两路电源芯片的均流。本发明可以缩小两路电源芯片输出电流之间的差值，直至两路电源芯片的输出电流实现均流。

Description

一种两路电源芯片输出均流的电路、芯片及方法

技术领域

本发明涉及电源芯片领域，具体涉及一种两路电源芯片输出均流的电路、芯片及方法。

背景技术

电源芯片正朝着体积小、重量轻、效率高的方向发展，小体积的电源芯片可以满足绝大部分系统应用。但在实现大功率输出时，由于一路电源芯片输出功率有限，无法满足大功率输出的要求，通常情况下需要并联两路电源芯片来实现大功率输出。理想状态下，将两路电源芯片并联使用给负载供电，两路电源芯片平均分担输出电流。但实际使用时，两路电源芯片的输出电流存在较大的偏差，往往是一路电源芯片提供绝大部分的输出电流，另一路电源芯片提供很少的输出电流，这是由于两路电源芯片输出时，两个电源芯片的输出电压会存在差异，当它们并联时，若两路电源芯片输出端的电压差异较大，则可能会出现其中一路电源芯片输出的电流远大于另一路电源芯片的输出电流，影响系统可靠性，因为若其中一路电源芯片长期工作在大电流输出状态，会造成其寿命严重衰减，严重时会发生过载造成电源芯片损坏，一旦一路电源芯片损坏，则另外一路电源芯片也会损坏，最终导致整个系统失效。

为了使两路电源芯片不过载，通常是采用限制每一路电源芯片的最大输出电流来限制其最大输出功率，虽然采用此方式仍会出现一路满载工作，另一路轻载工作的情况，但是每路芯片的输出均被限制在安全值范围内，这种方式虽然暂时解决了单个电源芯片输出电流过高即过载导致的电源芯片损坏的问题，但是当两路电源芯片的输出电流不相同时，出现某一路电源芯片满载工作而另一路轻载工作，两路电源芯片的输出电流相差如果较大，仍会对电源芯片的使用寿命造成影响。

发明内容

本发明是为了解决现有两路电源芯片并联应用时两路电源芯片的输出电流不均衡的技术问题。

本发明提供的一种两路电源芯片输出均流的电路、芯片及方法，通过调整两路电源芯片的输出电流差值来实现输出均流功能，当输出电流差值大于一定阈值时，即可认为两路电源芯片的输出处于不均流的状态，此时通过调节电源芯片内误差放大器正相端电压，可逐渐缩小两路电源芯片的输出电流差值，当输出电流差值缩小至一定阈值后，认为两路电源芯片的输出处于均流的状态。

本发明第一方面提供了一种两路电源芯片输出均流的电路，包括：

电流检测单元，与第一路电源芯片和第二路电源芯片的输出端连接，用于检测两路电源芯片的输出电流差值，通过差分运算放大器将两路电源芯片输出端的电压差值转换为第二输出电压；

电压调整单元，连接两路电源芯片内误差放大器，用于调整两路电源芯片内误差放大器的同相端电压，所述误差放大器的反相端接对应电源芯片输出电压的反馈电压；

其中，所述第一路电源芯片和第二路电源芯片具有共同的输入端和输出端；

当所述电压调整单元的输入电压的幅值第二输出电压达到一定阈值时，所述电压调整单元开始工作，通过电压调整单元调节所述误差放大器同相端的电压，通过所述误差放大器输出的电压信号来调整对应电源芯片的输出电流，实现两路电源芯片的均流。

作为进一步的改进，所述两路电源芯片输出均流的电路还包括前沿消隐单元，用于消除电源芯片的尖峰脉冲电流造成电流检测单元的逻辑混乱，所述前沿消隐单元包括第五功率管和使第五功率管延迟导通的延迟启动模块，所述第五功率管的漏极接所述电流检测单元，源极接电压调整单元，栅极连接延迟启动模块，所述延迟启动模块接收电源芯片内功率开关管的电压驱动信号。

作为进一步的改进，所述延迟启动模块，包括反相器一、第一电容、第九电阻、第十六功率管及恒流源，在电源芯片内部功率开关管导通时，经过第一延迟时间后第十六功率管导通，栅极与第十六功率管发射极连接的第五功率管导通。

作为进一步的改进，由于两路电源芯片输入电压相同，所以两路电源芯片输出电流的差值与两路电源芯片输出端的电压差值成一定比例关系，如果第一路电源芯片输出端电压大于第二路电源芯片输出端电压，则第一路电源芯片的输出电流小于第二路电源芯片的输出电流。

作为进一步的改进，所述电流检测单元包括第一比较器和差分运算放大器，所述第一路电源芯片和第二路电源芯片输出的电压经分压后分别获得第一电压和第二电压，第一比较器接收第一电压和第二电压后输出第一输出电压；所述第一输出电压直接连接第二功率管、第三功率管，所述第一输出电压通过第一反相器连接第一功率管、第四功率管；差分运算放大器的输入端分别连接第五电阻和第七电阻，所述差分运算放大器的反相输入端和输出端间串联第六电阻，所述第五电阻一端连接第一功率管和第二功率管的漏极，所述第七电阻一端连接第三功率管和第四功率管的漏极，所述第一功率管、第三功率管的源极接第一电压，第二功率管、第四功率管的源极接第二电压。

作为进一步的改进，所述电压调整单元，包括与第一路电源芯片连接的第一充电回路和第一放电回路、与第二路电源芯片连接的第二充电回路和第二放电回路；

当第一路电源芯片的输出电流偏高、第二路电源芯片的输出电流偏小时，第一放电回路开始放电，第二路充电回路开始充电，通过降低第五电压，同时提升第四电压的方式实现输出均流；

当第一路电源芯片的输出电流偏低、第二路电源芯片的输出电流偏高时，第一充电回路开始充电，第二放电回路开始放电，通过提升第五电压，同时降低第四电压的方式实现输出均流。

作为进一步的改进，当检测到两路电源芯片的输出电流偏差达到一定阈值时，所述电压调整单元分别调整两路电源芯片内部的误差放大器同相端电压来使两路电源芯片的输出电流偏差缩小，直至两路电源芯片的输出电流差值不再变化且小于所述阈值，以实现两路电源芯片均流的功能；对于输出电流较大的一路电源芯片，通过降低这一路电源芯片内部的误差放大器同相端电压以使输出电流减小，对于输出电流较小的一路电源芯片，通过提升这一路电源芯片内部的误差放大器同相端电压以使输出电流增加，最终使两路电源芯片的输出电流向输出电流差值的中心值移动。

作为进一步的改进，两路电源芯片的输出电流偏差小于一定阈值，则认为两路电源芯片的输出电流为均流。

本发明第二方面提供了一种电源芯片，具有本发明第一方面所述的两路电源芯片输出均流的电路，所述两路电源芯片输出均流的电路可以同时连接两个电源芯片并一起集成于一个芯片内，也可以集成于一个电源芯片内后同时连接另一个电源芯片。

作为进一步的改进，可以将两个电源芯片设置有控制所述两路电源芯片输出均流的电路的开启和关断功能，当只需一路电源芯片工作时，控制所述两路电源芯片输出均流的电路不工作，当需要两路电源芯片同时工作时，则控制使所述两路电源芯片输出均流的电路工作。

本发明第三方面提供了一种实现两路电源芯片输出均流的方法，其包括：

检测第一路电源芯片和第二路电源芯片的输出电流差值，通过差分运算放大器将两路电源芯片输出端的电压差值转换为第二输出电压；

当第二输出电压达到一定阈值时，调节所述电源芯片内误差放大器同相端的电压，通过所述误差放大器输出的电压信号来调整对应电源芯片的输出电流，实现第一路电源芯片和第二路电源芯片的均流；

其中，所述第一路电源芯片和第二路电源芯片具有共同的输入端和输出端。

所述第一路电源芯片和第二路电源芯片的输出电流差值与第一路电源芯片和第二路电源芯片的输出端的电压差值成正比例关系，设定△Vsw 为两路电源芯片的输出电压差值，△I为两路电源芯片的输出电流差值，两路电源芯片内功率管的导通电阻Rdson相同，则△Vsw=△I*Rdson。

本发明应用于共输入端和输出端的两路电源芯片中，在两路电源芯片的输出电流之间存在较大的偏差值时，通过调整对应电源芯片内误差放大器同相端的电压，利用电源芯片内误差放大器输出的电压信号来调整电源芯片的输出电流，直至两路电源芯片的输出电流偏差逐渐缩小，实现均流。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1为本发明所述两路电源芯片输出均流的电路一实施例示意图。

图2为本发明所述两路电源芯片输出均流的电路一实施例原理图。

图3为本发明电压驱动信号Driver-Q和第三电压V3、电压VO和0.7V电压的关系图。

图4为图3中电压VO的高电平幅值第二输出电压VB在达到一定阈值时随第三电压V3周期的变化图。

图5为本发明中两路电源芯片的输出电流差值在达到一定阈值时随电源芯片开关周期的变化图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

为了便于描述以下实施例中通过通断控制电路的元器件采用功率管表示并顺序编号命名，但所述功率管中：第一功率管Q1、第二功率管Q2、第三功率管Q3、第四功率管Q4、第五功率管Q5、第六功率管Q6、第七功率管Q7、第九功率管Q9、第十功率管Q10、第十一功率管Q11、第十二功率管Q12、第十三功率管Q13、第十四功率管Q14、第十五功率管Q15为功率开关管，第八功率管Q8、第十六功率管Q16为三极管。

如图1所示，一种两路电源芯片输出均流的电路，包括：

电流检测单元，与第一路电源芯片和第二路电源芯片的输出端连接，用于检测两路电源芯片的输出电流差值，通过差分运算放大器将两路电源芯片输出端的电压差值转换为第二输出电压；

电压调整单元，连接两路电源芯片内误差放大器，用于调整两路电源芯片内误差放大器的同相端电压，所述误差放大器的反相端接对应电源芯片输出电压的反馈电压；

其中，所述第一路电源芯片和第二路电源芯片具有共同的输入端和输出端；

当所述电压调整单元的输入电压的幅值第二输出电压达到一定阈值时，所述电压调整单元开始工作，通过电压调整单元调节所述误差放大器同相端的电压，通过所述误差放大器输出的电压信号来调整对应电源芯片的输出电流，实现两路电源芯片的均流。

所述电流检测单元还可以经前沿消隐单元连接电压调整单元，所述前沿消隐单元用于消除电源芯片的尖峰脉冲电流造成电流检测单元的逻辑混乱，所述前沿消隐单元包括第五功率管和延迟启动模块，所述第五功率管的漏极接所述电流检测单元，源极接电压调整单元，栅极连接延迟启动模块。

以BUCK拓扑的电源芯片为例，电源芯片内功率开关管导通时，会在功率开关管的导通电阻Rdson上产生相应的电压VRdson，VRdson=I*Rdson，I为电源芯片输出电流，Rdson为导通电阻的阻值，两路电源芯片内功率开关管的导通电阻的阻值相同；在两路电源芯片的共输入端和共输出端的应用当中，由于两路电源芯片的输入电压VIN相同，两路电源芯片输出电流的差值与两路电源芯片输出端即SW端的电压差值与一定比例关系。

第一路芯片在电源芯片内功率开关管导通时的输出电压用VRdson1表示，公式如下：VRdson1 = VIN−Vsw1，其中：VIN为电源芯片的输入电压，Vsw1为第一路电源芯片的输出端电压；第二路芯片在芯片内功率开关管导通时的输出电流用VRdson2表示，公式如下：VRdson2 = VIN−Vsw2，其中：VIN为电源芯片的输入电压，Vsw2为第二路电源芯片的输出端电压；两路电源芯片内功率开关管导通时的输出电压之差为VRdson1-VRdson2，公式如下：VRdson1−VRdson2 = Vsw2−Vsw1。

因为两路电源芯片的输出电压差值与输出电流差值成一定比例，所以通过检测第一路电源芯片的输出端电压和第二路电源芯片的输出端电压，可以判断两路电源芯片的输出电流情况。

如图2所示，所述电流检测单元100，包括第一比较器E1和差分运算放大器E2，所述第一比较器E1的反相输入端连接第一电阻R1和第二电阻R2一端，第一电阻R1的另一端连接第一路电源芯片的输出端SW1，第二电阻R2的另一端接地，第二电阻R2上产生第一电压V1，第一比较器E1的同相输入端连接第三电阻R3和第四电阻R4一端，第三电阻R3的另一端连接第二路电源芯片的输出端SW2，第四电阻R4的另一端接地，第四电阻R4上产生第二电压V2，第一比较器E1由稳压源VDD供电，第一比较器E1的同相端接第二电压V2，反相端接第一电压V1。

其中，所述第一电阻R1与所述第三电阻R3的阻值相同，所述第二电阻R2与所述第四电阻R4的阻值相同，使两路电源芯片输出电压相同的情况下，第一电压V1与第二电压V2相同，通过第一电压V1与第二电压V2可以真实的反应两路电源芯片输出端电压差值，第一电压V1与第二电压V2的差值与两路电源芯片的输出电流差值成一定比例。

所述两路电源芯片输出端的电压差值等于第一电压V1和第二电压V2的差值，设△V=R2/(R1+R2）*△Vsw= R2/(R1+R2）*△I*Rdson，△V为第一电压V1和第二电压V2的差值，△Vsw为Vsw1和Vsw2的差值，△I为两路电源芯片的输出电流差值，Rdson为电源芯片内功率开关管的导通电阻值，R1、R2分别为第一电阻R1和第二电阻R2的电阻值。

所述第一比较器E1接收第一电压V1和第二电压V2后输出第一输出电压VA，所述第一比较器E1的输出端分别连接第二功率管Q2和第三功率管Q3的栅极，所述第一比较器E1的输出端经第一反相器NOT1后分别连接第一功率管Q1和第四功率管Q4的栅极，所述第一功率管Q1、第三功率管Q3的源极连接第一比较器E1的反相输入端，所述第二功率管Q2、第四功率管Q4的源极连接第一比较器E1的同相输入端。

所述第一功率管Q1和第二功率管Q2的漏极经第五电阻R5连接差分运算放大器E2的反相端，第三功率管Q3和第四功率管Q4的漏极经第七电阻R7连接差分运算放大器E2的同相端；所述差分运算放大器E2的反相端和输出端之间串联有第六电阻R6，同相端还连接第八电阻R8一端，第八电阻R8另一端接地，差分运算放大器E2输出端输出第二输出电压VB。

可选的，所述第五电阻R5也可以连接于所述差分运算放大器E2的同相端，第五电阻R5接第一电压V1或第二电压V2，而第七电阻R7对应的连接于所述差分运算放大器E2的反相端，第七电阻R7可以接第一电压V2或第二电压V1，第六电阻R6、第八电阻R8的连接关系不变。

在电源芯片内功率开关管关断时，电源芯片输出端电压即SW 端电压近似等于零伏，此时无法通过检测SW 端电压差值来计算电源芯片输出电流差值。在电源芯片内功率开关管导通时，可以通过检测两路电源芯片内功率开关管的导通电压VRdson 的差值来计算电源芯片输出电流差值，在电源芯片内功率开关管导通时，若是检测到第一电压V1大于第二电压V2则第一路电源芯片的输出电压大于第二路电源芯片的输出电压，此时第一路电源芯片输出电流小于第二路电源芯片的输出电流，反之，则第一路电源芯片输出电流大于第二路电源芯片的输出电流。

在电源芯片内功率开关管导通时，第一电压V1 和第二电压V2均为高电平，第一电压V1 和第二电压V2均大于等于第一功率管Q1、第二功率管Q2、第三功率管Q3、第四功率管Q4栅源间开启电压VGSth，且第一电压V1和第二电压V2均小于等于高电平幅值VDD。当第一电压V1 大于第二电压V2时，第一比较器E1 输出的第一输出电压VA 为低电平零伏，此时，第二功率管Q2、第三功率管Q3导通，第一功率管Q1、第四功率管Q4关断，此时第七电阻R7接第一电压V1，第五电阻R5接第二电压V2。

当第一电压V1小于第二电压V2 时，第一比较器E1 输出的第一输出电压VA 为高电平幅值VDD。第一输出电压VA 为高电平幅值VDD 时，经过第一反相器NOT1 输出低电平零伏，第一功率管Q1、第四功率管Q4导通，第二功率管Q2、第三功率管Q3关断，此时第七电阻R7接第二电压V2，第五电阻R5接第一电压V1。

设定第五电阻R5和第七电阻R7的电阻值相同，第六电阻R6和第八电阻R8的电阻值相同，第一电压V1和第二电压V2的差值为△V，则第二输出电压VB和第一电压V1、第二电压V2之差△V的关系式如下：VB=△V*R6/R5，其中R6为第六电阻R6的电阻值，R5为第五电阻R5的电阻值。

如图2所示，所述前沿消隐单元200，在电源芯片内功率开关管导通的短时间内可能会产生尖峰脉冲电流，通过延迟启动单元200可以屏蔽掉电流检测单元100输出的电压信号，避免电流检测单元100的逻辑混乱；在电源芯片内功率开关管关断时，第二输出电压VB无法正确反映两路电源芯片的输出电流，通过前沿消隐单元200还可以避免电源芯片内功率开关管关断时第二输出电压VB传递至电压调整单元300，以屏蔽掉所述功率开关管关断时电流检测单元100输出的第二输出电压VB。

所述延迟启动单元包括反相器一、第十六功率管Q16、第一电容C1和第一恒流源IS1，反相器一接收驱动电源芯片内功率开关管的电压信号Driver-Q，所述反相器一包括第六功率管Q6和第七功率管Q7，第六功率管Q6和第七功率管Q7的漏极相连并连接第一电容C1和第十六功率管Q16，栅极接电压驱动信号Driver-Q，第六功率管Q6的源极接第一恒流源IS1，第七功率管Q7的源极接地，第十六功率管Q16的集电极接VDD电压且发射极连接第九电阻R9一端、第五功率管Q5的栅极，第一电容C1的另一极、第九电阻R9另一端、第七功率管Q7的源极接地。

当电压驱动信号Driver-Q为低电平零伏时，电源芯片内功率开关管导通，第六功率管Q6导通，第七功率管Q7关断，第一恒流源IS1通过第六功率管Q6给第一电容C1充电，第一电容C1两端电压VT1开始逐渐上升，经过第一延迟时间td后，第一电容C1两端电压VT1升至0.7V，此时第十六功率管Q16导通，第九电阻R9和第十六功率管Q16发射极连接处的第三电压V3为高电平幅值VDD，此时与第十六功率管Q16发射极连接的第五功率管Q5导通，第二输出电压VB被传递至电压调整单元300。

当电压驱动信号Driver-Q为高电平幅值VDD时，电源芯片内功率开关管关断，第七功率管Q7导通，第六功率管Q6关断，由于第一电容C1的电容值很小且第七功率管Q7的导通电阻很小，第一电容C1两端电压VT1瞬间变为零伏，此时第十六功率管Q16关断，第九电阻R9和第十六功率管Q16发射极连接处的第三电压V3为低电平零伏，则第五功率管Q5关断，电压调整单元300不工作。

其中，所述第一延迟时间td的表达式为：td=(0.7*C1)/IS1，上式中C1为第一电容C1的容量，IS1为第一恒流源IS1输出的电流值。

如图3所示，当电压驱动信号Driver-Q为高电平幅值VDD时，电源芯片内功率开关管关断，当电源芯片内功率开关管导通并第一延迟时间td后，第三电压V3输出高电平幅值VDD，第五功率管Q5导通，第十电阻R10上的电压VO为高电平幅值第二输出电压VB（此时忽略了第五功率管Q5的导通压降）；当第三电压V3输出低电平零伏时，第五功率管Q5关断，电压VO为低电平零伏，此时电压调整单元300不工作。

当电压VO的高电平幅值第二输出电压VB小于0.7V 时，认为两路电源芯片的输出电流差值在允许范围内，此时电压调整单元300不工作，当电压VO的高电平幅值第二输出电压VB维持不变，此时认为两路电源芯片处于均流状态。

如图4所示，在两路电源芯片输出电流的差值达到一定阈值，电压VO的高电平幅值第二输出电压VB 大于0.7V，在第三电压V3 为高电平幅值VDD 后，第二输出电压VB下降，第二输出电压VB下降的调整过程是随第三电压V3信号的周期逐周期下降的，当第二输出电压VB调整至小于0.7V 时，认为两路电源芯片的输出电流差值在允许范围内，此时电压调整单元不工作，电压调整单元不工作，第二输出电压VB 维持不变，此时认为两路电源芯片处于均流状态。

如图2所示，所述电压调整单元300，在应用于两路电源芯片并联输出电流时，两路电源芯片的输入电压VIN一致，输出电压VOUT一致；若是其中一路电源芯片内误差放大器正相端的电压较高，则这一路电源芯片输出电流较大，反之则这一路电源芯片输出电流较小。

所述电压调整单元300分别连接第一路电源芯片内部误差放大器部分500和第二路电源芯片内部误差放大器部分400，当所述电压调整单元300检测到两路电源芯片的输出电流偏差达到一定阈值时，第二输出电压VB也达到一定阈值，所述电压调整单元300分别调整两路电源芯片内部的误差放大器同相端电压来使两路电源芯片的输出电流偏差缩小，以实现两路电源芯片均流的功能；对于输出电流较大的一路芯片，通过降低这一路芯片内部的误差放大器同相端电压以使输出电流减小，对于输出电流较小的一路芯片，通过提升这一路芯片内部的误差放大器同相端电压以使输出电流增加，最终使两路电源芯片的输出电流向输出电流差值的中心值移动。

所述第一路电源芯片和第二路电源芯片分别包括误差放大器E3、误差放大器E4，所述误差放大器E3的同相端经第十四电阻R14接第一基准电压VREF1，误差放大器E3同相端的第五电压V5由第二电容C2两端电压VT2和第一基准电压VREF1叠加产生，因此通过对第二电容C2的充放电可以改变第五电压V5的大小，误差放大器E3的反相端接第一路电源芯片的FB引脚以接收反馈电压VFB，误差放大器E3的输出端输出第三输出电压VC，接地的第三电容C3串联第十五电阻R15后连接误差放大器E3的输出端，第十五电阻R15和第三电容C3是常用的频率补偿模块。

所述误差放大器E4的同相端经第十七电阻R17接第二基准电压VREF2，误差放大器E4同相端的第四电压V4由第四电容C4两端电压VT3和第二基准电压VREF2叠加产生，因此通过对第四电容C4的充放电可以改变第四电压V4的大小，误差放大器E4的反相端接第二路电源芯片的FB引脚以接收反馈电压VFB，误差放大器E4输出第四输出电压VD，接地的第五电容C5串联第十八电阻R18后连接误差放大器E4的输出端。

通过所述第三输出电压VC、第四输出电压VD可以分别判断第一路电源芯片、第二路电源芯片的输出电流大小，当第一路电源芯片内误差放大器同相端的电压较大时，第一路电源芯片输出电流较大，反之则第一路电源芯片输出电流较小，需要对应调整第五电压V5的电压以对应增加或降低对应电源芯片的输出电流，同理通过调整第四电压V4的电压以对应增加或降低对应电源芯片的输出电流。本发明通过调节第三输出电压VC和第四输出电压VD可以分别控制第一路电源芯片和第二路电源芯片内功率开关管的状态，最终调整电源芯片的输出电流，实现均流。

为了实现调整第四电压V4和第五电压V5的目的，在具体实施时所述电压调整单元300可以采用以下实施例中的电路结构。

所述电压调整单元300，包括充放电模块和控制充放电模块通断的开关模块，所述开关模块的输入电压也即电压调整单元300的输入电压为电压VO，电压VO的幅值为第二输出电压VB，所述开关模块的输出电压为第五输出电压VE，所述充放电模块根据接收的第五输出电压VE信号进行充电或放电。

所述开关模块，包括第八功率管Q8、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12，所述第五功率管Q5的源极接第十一电阻R11和第十电阻R10一端，第十一电阻R11的另一端接第八功率管Q8的基极，第十电阻R10另一端连接第八功率管Q8的发射极并同时接地，第八功率管Q8的集电极连接所述充放电模块和第十二电阻R12一端，第十二电阻R12另一端、充放电模块接电压VDD，在实施时，第八功率管Q8的集电极连接第九功率管Q9的栅极，第九功率管Q9的源极连接第二恒流源IS2。

所述第八功率管，可以是三极管，也可以是MOS管，当采用三极管时，采用上述的连接方式，当采用MOS管时，可以将第二输出电压VB或第五功率管Q5的源极直接接入第八功率管Q8的栅极，第八功率管Q8的栅极和源极间串联第十电阻R10，第八功率管Q8的源极接地，第八功率管Q8的漏极接第九功率管Q9的栅极以及经第十二电阻R12接电压VDD。

所述第八功率管Q8，作为电压调整单元300内的功率管，起到控制电压调整单元300开关的作用，当第八功率管Q8导通时，所述电压调整单元300开始工作，当第八功率管Q8关断时，所述电压调整单元300不工作。

当第五功率管Q5导通时，第二输出电压VB 通过第五功率管Q5至第十电阻R10 和第十一电阻R11连接处，当第二输出电压VB大于等于0.7V时，第八功率管Q8导通，此时第十二电阻R12和第八功率管Q8集电极连接处产生第五输出电压VE 为低电平零伏（忽略第八功率管Q8 CE导通压降）；当第二输出电压VB小于0.7V 时，第八功率管Q8关断，第五输出电压VE 为高电平，所述第八功率管Q8为三极管。

所述充放电模块，包括与第一电源芯片连接的第一充电回路和第一放电回路、与第二电源芯片连接的第二充电回路和第二放电回路，第一电路电源芯片中误差放大器的同相端经第十三电阻R13与第二电容一极、第三恒流源IS3连接，当第五电压V5大于第四电压V4时，此时第一路电源芯片输出较大的电流，第一电压V1小于第二电压V2，第一输出电压VA为高电平，第一放电回路开始放电使第五电压V5开始下降，而此时第二充电回路开始充电，使第四电压V4开始上升；当第五电压V5小于第四电压V4时，此时第一路电源芯片输出较小的电流，第一电压V1大于第二电压V2，第一输出电压VA为低电平，第一充电回路开始充电使第五电压V5开始上升，而此时第二放电回路开始放电，使第四电压V4开始下降。

可见，当第一路电源芯片的输出电流较小、第二路电源芯片的输出电流过大时，第一充电回路充电，第二放电回路放电；当第一路电源芯片的输出电流过大、第二路电源芯片的输出电流过小时，第一放电回路放电，第二充电回路充电；通过充放电模块的充放电调整第四电压V4、第五电压V5的电压。

所述第一充电回路包括：第二恒流源IS2、第九功率管Q9、第十功率管Q10、第二电容C2，第九功率管Q9的漏极与第十功率管Q10的源极相连，第十功率管Q10的栅极接第一输出电压VA，第十功率管Q10的漏极连接第二电容C2一极，第二电容C2的另一极接地。

所述第一放电回路包括：第二电容C2、第三恒流源IS3、第十一功率管Q11、第十二功率管Q12，第十一功率管Q11的源极与第十二功率管Q12的漏极相连，第十一功率管Q11的漏极接第三恒流源IS3，第十二功率管Q12的源极接地，第三恒流源IS3与第二电容C2一极相连，第十一功率管Q11的栅极接第一输出电压VA，第十二功率管Q12的栅极经第三反相器NOT3接收第五输出电压VE。

所述第二充电回路包括：第二恒流源IS2、第九功率管Q9、第十三功率管Q13、第四电容C4，第九功率管Q9的漏极与第十三功率管Q13的源极相连，第十三功率管Q13的栅极经第二反相器NOT2接第一输出电压VA，第十三功率管Q13的漏极连接第四电容C4一极，第四电容C4的另一极接地。

所述第二放电回路包括：第四电容C4、第十四功率管Q14、第十五功率管Q15、第四恒流源IS4，第十四功率管Q14的漏极连接第四恒流源IS4，第四恒流源IS4连接第四电容C4的一极，第十四功率管Q14的源极与第十五功率管Q15的漏极相连，第十五功率管Q15的栅极接第六输出电压VF，第十四功率管Q14的栅极经第二反相器NOT2接第一输出电压VA，第十五功率管Q15的源极、第四电容C4一极接地。

当第五输出电压VE为高电平幅值VDD 时，第九功率管Q9关断，第五输出电压VE 通过第三反相器NOT3输出的第六输出电压VF为低电平零伏，此时第十二功率管Q12、第十五功率管Q15均是关断状态。此时第二电容C2、第四电容C4没有充放电的动作，第二电容C2和第四电容C4两端电压维持不变。当第五输出电压VE 为低电平零伏时，第九功率管Q9导通，第六输出电压VF 为高电平幅值VDD，此时第十二功率管Q12、第十五功率管Q15也均是导通的。

在第五输出电压VE 为低电平零伏时，并在第九功率管Q9、第十二功率管Q12、第十五功率管Q15 导通的条件下。当第一路电源芯片输出电流IO1小于第二路电源芯片的输出电流IO2时，第一电压V1大于第二电压V2，第一输出电压VA 为低电平零伏，此时第十功率管Q10导通，第十一功率管Q11关断，此时第二电容C2以第二恒流源IS2 的电流IS2 开始充电，第二电容C2两端电压VT2 开始上升，VT2 电压上升后，第一路电源芯片内的误差放大器E3同相输入端电压即所述第五电压V5 开始上升。第一输出电压VA 经过第二反相器NOT2 输出的第七输出电压VG 为高电平幅值VDD，使第十四功率管Q14导通、第十三功率管Q13关断，此时第四电容C4通过第四恒流源IS4 的电流IS4 开始放电，第四电容C4两端电压VT3 开始下降，VT3 电压下降后，第二电源芯片内的误差放大器E4同相输入端电压即所述第四电压V4 开始下降。

当所述第一路电源芯片输出电流大于第二路电源芯片的输出电流时，第一电压V1小于第二电压V2，第一输出电压VA 为高电平幅值VDD，此时第十一功率管Q11导通、第十功率管Q10关断，第二电容C2以第三恒流源IS3 的电流IS3 开始放电，第二电容C2两端电压VT2 开始下降，VT2 电压下降后，第一路电源芯片内的误差放大器E3同相输入端电压即第五电压V5 开始下降；此时第一输出电压VA 经过第二反相器NOT2 输出第七输出电压VG 为低电平零伏，使第十三功率管Q13导通Q14 mos 关断，此时第四电容C4通过第二恒流源IS2的电流IS2 开始充电，第四电容C4两端电压VT3 开始上升，第四电容C4两端电压VT3上升后，第二路电源芯片内的误差放大器E3 同相输入端电压即第四电压V4 开始上升。

在实施时，本领域普通技术人员还可以根据上述实施例来获得实现相同功能的电压调整单元的其他电路结构，本发明对此不再说明。

当第一路电源芯片的输出电流偏高、第二路电源芯片的输出电流偏小时，通过降低第五电压V5，同时提升第四电压V4的方式实现输出均流。当第一路电源芯片的输出电流偏低、第二路电源芯片的输出电流偏高时，通过提升第五电压V5，同时降低第四电压V4的方式实现输出均流。第四电压V4、第五电压V5的提升或者降低的调节动作使两路电源芯片的输出电流差值逐渐减小，最终使两路电源芯片输出均流。

当两路电源芯片的输出处于均流状态下时，两路电源芯片的输出电流仍存在一定的偏差时，输出电流的偏差可以通过选取合适的第五电阻R5、第六电阻R6 的电阻值来调整。当电压VO的高电平幅值第二输出电压VB小于0.7V 时，电压调整单元300不动作，即当电压VO的高电平幅值第二输出电压VB小于0.7V 时，两路电源芯片的输出电流差值在允许范围内，电压调整单元300不动作，此时认为两路电源芯片输出处于均流状态。

当电压VO的高电平幅值第二输出电压VB大于0.7V 时，电压调整单元300动作，第二电容C2、第四电容C4 电容开始充电或者放电的动作。即当电压VO的高电平幅值第二输出电压VB大于0.7V 时，两路电源芯片输出处于不均流状态。

所述两路电源芯片的输出电流偏差值△I∝△V，即△I正比于第一电压V1、第二电压V2 电压之差△V；当两路电源芯片处于输出电流均流状态且电源芯片内部功率开关管导通时，△V和第五电阻R5、第六电阻R6的关系式为：△V<0.7*R5/R6，其中0.7是第八功率管Q8的BE间压降，这一定值随第八功率管Q8规格的不同而不同，R5、R6分别为第五电阻R5、第六电阻R6的电阻值。

在第一路电源芯片内，误差放大器E3同相端连接第十三电阻R13和第十四电阻R14的一端，第十四电阻R14的另一端输入第一路电源芯片内的第一基准电压VREF1，误差放大器E3的反相端输入第一路电源芯片的输出电压的反馈电压VFB，误差放大器E3的输出端经频率补偿模块后输出第三输出电压VC，所述第三输出电压VC控制第一路电源芯片内部功率开关管的通断状态，以调整第一路电源芯片的输出电流，所述频率补偿模块可以采用串联的第十五电阻R15和第三电容C3，第三电容C3另一极接地。

所述第二电容C2的两端电压VT2和第五电压V5成正比关系，其正比关系式如下：VT2=(V5*(R13+R14)-VREF1*R13)/R14，其中：V5为第五电压V5的电压值，R13、R14分别为第十三电阻R13和第十四电阻R14的电阻值，VREF1为第一基准电压的电压值。

在第二路电源芯片内，误差放大器E4的同相端接第十六电阻R16 和第十七电阻R17的一端，第十七电阻R17另一端输入第二路电源芯片内部第二基准电压VREF2，误差放大器E4 反相端输入第二路电源芯片的输出电压的反馈电压VFB，误差放大器E4 输出端经过频率补偿模块后输出第四输出电压VD，所述频率补偿模块包括第十八电阻R18、第五电容C5，第十八电阻R18一端连接误差放大器E4的输出端，第十八电阻R18另一端连接第五电容C5一极，第五电容C5另一极接地，第四输出电压VD控制第二路电源芯片内部功率开关管的状态，以调整第二路电源芯片的输出电流。

在两路电源芯片的共输入端和共输出端的应用中，第一路电源芯片和第二路电源芯片的输出电压的反馈电压VFB相等。

所述第四电容C4的两端电压VT3与第四电压V4成正比关系，其正比关系式如下：

VT3=(V4*(R16+R17)-VREF2*R16)/R17，其中：V4为第四电压V4的电压值，R16、R17分别为第十六电阻R16和第十七电阻R17的电阻值，VREF2为第二基准电压的电压值。

如图5所示，电流IO1 和电流IO2为两路电源芯片的输出电流，电流IO1 和电流IO2未指定是哪一路电源芯片的输出电流，只代表两路输出电流中的一路，例如电流IO1 可以是第一路电源芯片输出电流，也可以是第二路电源芯片输出电流。

在两路电源芯片共输入电压共输出电压的应用当中，当两路电源芯片的输出电流之间存在较大的偏差值△I1，若此时使本发明专利上述实施例中所述电路处于不工作状态（图5 中OFF 为不工作状态），那么两路电源芯片的输出电流之间的偏差值△I1将维持不变。若使本发明专利的均流电路处于工作状态（图5中ON 为工作状态），两路电源芯片的输出电流将开始调整。经过多个电源芯片的开关周期后，两路电源芯片输出电流的偏差值将逐周期减小至△I2后维持不变。

两路电源芯片的输出电流偏差减小至△I2后认为处于均流的状态，△I2的偏差值可通过调整R5、R6 电阻值来实现。

一种电源芯片，具有上述实施例中所述的两路电源芯片输出均流的电路，所述两路电源芯片输出均流的电路可以同时连接两路电源芯片并一起集成于所述电源芯片内，也可以将所述两路电源芯片输出均流的电路和一路电源芯片集成于所述电源芯片内，再将另一路电源芯片与所述两路电源芯片输出均流的电路同时连接即可。

无论两路电源芯片是否集成于一个电源芯片内，都不影响本发明的实施，在实施时，如何连接可以根据实际需求进行变换，只需两路电源芯片具有共同的输入端和输出端即可。

在一些实施例中，可以将两路电源芯片设置有控制所述两路电源芯片输出均流的电路的开启和关断功能，例如通过控制电源芯片的ON/OFF引脚来实现所述开启和关断功能；当只有一电源芯片工作时，则控制使所述两路电源芯片输出均流的电路不工作，当需要两路电源芯片同时工作时，则控制使所述两路电源芯片输出均流的电路工作。

在实施时，将所述两路电源芯片输出均流的电路或者所述电源芯片应用于两路电源芯片共输入电压共输出电压时，若是用户只想让其中一路电源芯片开启，另一路电源芯片关断，此时为避免开启的一路电源芯片工作异常，需要使本发明中所述两路电源芯片输出均流的电路处于不工作状态。

所述两路电源芯片的开启和关断，还可以通过外接具有开启和关断功能的电路或模块实现，如图5所示，当处于ON状态即开启状态时，本发明中所述两路电源芯片输出均流的电路开始工作，处于OFF状态即关断状态时，所述两路电源芯片输出均流的电路不工作。

通过本发明中所述两路电源芯片输出均流的电路可以将两路电源芯片输出电流的差值缩小，经过多个开关周期后，将两路电源芯片输出电流的偏差缩小至一个预设的阈值，且两路电源芯片的输出电流差值不再变化，视为两路电源芯片的输出电流处于均流状态。

在一些实施例中，预设的所述输出电流之差的阈值是两路电源芯片输出电流之和的最大值的10%，当然这一阈值根据电路设计需求的不同可以改变，所述第二输出电压VB的阈值依据预设的输出电流差值的阈值而计算获取。

一种实现两路电源芯片输出均流的方法，其包括：

检测第一路电源芯片和第二路电源芯片的输出电流差值，通过差分运算放大器将两路电源芯片输出端的电压差值转换为第二输出电压；

当所述电压调整单元的输入电压的幅值第二输出电压达到一定阈值时，调节所述电源芯片内误差放大器同相端的电压，通过所述误差放大器输出的电压信号来调整对应电源芯片的输出电流，实现第一路电源芯片和第二路电源芯片的均流；

其中，所述第一路电源芯片和第二路电源芯片具有共同的输入端和输出端。

所述第一路电源芯片和第二路电源芯片的输出电流差值正比于第一路电源芯片和第二路电源芯片的输出端的电压差值，且输出电流差值正比于第一电压V1和第二电压V2之差。

当一路电源芯片输出的电流较大时，通过降低此路电源芯片内误差放大器同相端电压使其输出电流减小，当一路电源芯片输出的电流较小时，通过提升此路电源芯片内误差放大器同相端电压使其输出电流增加，经过多个开关周期之后，两路电源芯片输出电流差值小于等于所述阈值，则认为两路电源芯片处于均流状态，此时第二输出电压为低电平。

本发明所述实现两路电源芯片输出均流的方法，适用于两路电源芯片输出电流的调节，实现两路电源芯片的输出电流差值小于一个设定的阈值，使两路电源芯片处于均流状态。

在实现上述方法时，可以通过本发明图1、图2中所示的实施例，也可以采用具有相同功能的模块或电路来实现。

本发明应用于具有共同输入端和输出端的两路电源芯片中，在两路电源芯片的输出电流之间存在较大的偏差值时，通过调整对应电源芯片内误差放大器同相端的电压，使误差放大器输出电压信号来调整电源芯片的输出电流，直至两路电源芯片的输出电流偏差逐渐减小，实现均流。

本发明上述实施例中获取的两路电源芯片输出端电压之差，一般是采用将电源芯片输出端电压经分压后获得的电压进行比较，由于两路电源芯片输出端的分压电阻采用相同的分压结构且电阻值对应相同，使分压后的电压差值正比于两路电源芯片输出端电压之差，在实施时分压电路也可采用其他形式的电路结构获取，只要获取的两个分压后的电压正比于两路电源芯片输出端电压之差或输出电流之差即可，再根据获得的电压差值进行运算输出电压信号，当电压差值或第二输出电压VB达到一定阈值时，电压调整单元300开始工作。

所述差分运算放大器E2连接有第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8，所述第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8也可以与差分运算放大器集成为一体，也可以外接于差分运算放大器上，所述差分运算放大器用于将转换后的两路电源芯片输出电流差值进行放大，输出不同的电压信号，再根据不同电压信号来控制电压调整单元的工作状态。

对于本领域普通技术人员来说，上述实施例中未尽描述，可以根据附图获知，不影响本发明的实施。

以上实施例中，各电路或模块的组成部分，可以采用等同功能的电路或者模块替代，对于实现相同功能的电路结构，也可以采用现有公知的其他电路结构代替，本发明不再一一实施说明。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种两路电源芯片输出均流的电路，应用于具有共同输入端和输出端的两路电源芯片中，其特征在于，包括：

电流检测单元，与第一路电源芯片和第二路电源芯片的输出端连接，用于检测两路电源芯片的输出电流差值，通过差分运算放大器将两路电源芯片输出端的电压差值转换为第二输出电压；

电压调整单元，连接两路电源芯片内误差放大器，用于调整两路电源芯片内误差放大器的同相端电压，所述误差放大器的反相端接对应电源芯片输出电压的反馈电压；

当所述电压调整单元的输入电压的幅值第二输出电压达到一定阈值时，所述电压调整单元开始工作，通过电压调整单元调节所述误差放大器同相端的电压，通过所述误差放大器输出的电压信号来调整对应电源芯片的输出电流，实现两路电源芯片的均流。

2.根据权利要求1所述的两路电源芯片输出均流的电路，其特征在于，所述两路电源芯片输出均流的电路还包括前沿消隐单元，所述前沿消隐单元用于消除电源芯片的尖峰脉冲电流造成电流检测单元的逻辑混乱，其包括第五功率管和使第五功率管延迟导通的延迟启动模块，所述第五功率管的漏极接所述电流检测单元，源极接电压调整单元，栅极连接延迟启动模块，所述延迟启动模块接收电源芯片内功率开关管的电压驱动信号。

3.根据权利要求2所述的两路电源芯片输出均流的电路，其特征在于，所述延迟启动模块，包括反相器一、第一电容、第九电阻、第十六功率管及第一恒流源，在电源芯片内功率开关管导通时，经过第一延迟时间后第十六功率管导通，栅极与第十六功率管发射极连接的第五功率管导通。

4.根据权利要求2所述的两路电源芯片输出均流的电路，其特征在于，两路电源芯片输入电压相同，所以两路电源芯片输出电流的差值与两路电源芯片输出端的电压差值成正比关系，如果第一路电源芯片输出端电压大于第二路电源芯片输出端电压，则第一路电源芯片的输出电流小于第二路电源芯片的输出电流。

5.根据权利要求2所述的两路电源芯片输出均流的电路，其特征在于，所述电流检测单元，包括第一比较器和差分运算放大器，所述第一路电源芯片和第二路电源芯片输出的电压经分压后分别获得第一电压和第二电压，第一比较器接收第一电压和第二电压后输出第一输出电压；所述第一输出电压直接连接第二功率管、第三功率管，所述第一输出电压还经第一反相器连接第一功率管、第四功率管；差分运算放大器的输入端分别连接第五电阻和第七电阻，所述差分运算放大器的反相输入端和输出端间串联第六电阻，所述第五电阻一端连接第一功率管和第二功率管的漏极，所述第七电阻一端连接第三功率管和第四功率管的漏极，所述第一功率管、第三功率管的源极接第一电压，第二功率管、第四功率管的源极接第二电压。

6.根据权利要求2所述的两路电源芯片输出均流的电路，其特征在于，所述电压调整单元，包括与第一电源芯片连接的第一充电回路和第一放电回路、与第二电源芯片连接的第二充电回路和第二放电回路；

当第一路电源芯片的输出电流偏高、第二路电源芯片的输出电流偏小时，第一放电回路开始放电，第二路充电回路开始充电，通过降低第一路电源芯片内误差放大器同相端电压即第五电压，同时提升第二路电源芯片内误差放大器同相端电压即第四电压的方式实现输出均流；

当第一路电源芯片的输出电流偏低、第二路电源芯片的输出电流偏高时，第一充电回路开始充电，第二放电回路开始放电，通过提升第五电压，同时降低第四电压的方式实现输出均流。

7.根据权利要求1-6任一项所述的两路电源芯片输出均流的电路，其特征在于，当检测到两路电源芯片的输出电流偏差达到一定阈值时，所述电压调整单元分别调整两路电源芯片内部的误差放大器同相端电压来使两路电源芯片的输出电流偏差逐渐缩小，直至两路电源芯片的输出电流差值不再变化且小于所述阈值，实现两路电源芯片输出电流的均流。

8.根据权利要求7所述的两路电源芯片输出均流的电路，其特征在于，两路电源芯片的输出电流偏差小于一定阈值，则所述电压调整单元不工作，两路电源芯片的输出电流为均流。

9.一种电源芯片，其特征在于，所述电源芯片具有权利要求1-8任一项所述的两路电源芯片输出均流的电路。

10.一种实现两路电源芯片输出均流的方法，其特征在于，包括：

检测第一路电源芯片和第二路电源芯片的输出电流差值，通过差分运算放大器将两路电源芯片输出端的电压差值转换为第二输出电压；

当第二输出电压达到一定阈值，调节所述电源芯片内误差放大器同相端的电压，通过所述误差放大器输出的电压信号来调整对应电源芯片的输出电流，实现第一路电源芯片和第二路电源芯片的均流；

其中，所述第一路电源芯片和第二路电源芯片具有共同的输入端和输出端。

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