CN219420598U - 一种假负载电流控制电路及多路输出电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种假负载电流控制电路，包括：第一检测电路，其输入端耦接所述多路输出电路的主输出信号，输出端耦接开关管的控制端；第二检测电路，其输入端耦接所述多路输出电路的副输出信号，输出端耦接压控电流源的控制端；压控电流源，其第一端耦接所述多路输出电路的主输出端，控制端耦接所述第二检测电路的输出端；开关管，其第一端耦接所述压控电流源的另一端，第二端接地，控制端耦接所述第一检测电路的输出端。

Description

一种假负载电流控制电路及多路输出电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体但不限于涉及一种假负载电流控制电路及多路输出电路。

背景技术

图1示出了一种双输出Boost电路，在Boost电感增加一个绕组，可以实现较高输出电压Vo的同时产生一路较低输出电压VDD，从而提高了功率密度，降低了系统成本。当开关管Q导通时，变压器Tr原边电压为Vin，变压器Tr副边电压为Vin/N，如图2所示，此时副边电流通过二极管Df，漏感Lk给电容Cc快速充电至Vin/N；当开关管Q关断时，变压器Tr原边电压为Vo-Vin，变压器Tr副边电压为(Vo-Vin)/N，如图3所示，此时二极管Df截止，二极管Dc导通，由变压器副边和电容Cc给电容Cvdd充电，电容Cvdd上电压为(Vo-Vin)/N+Vin/N＝Vo/N。该电路可以实现在不同输入情况下，电容Cvdd电压Vdd的稳定性。

当主输出Vo和辅助路输出Vdd的负载匹配时，可以保证两路输出电压成比例；若两路输出负载不匹配时，会出现电压失控的情况。如图4所示，当Vdd路负载降低时，电容Cc上的能量不能及时释放，导致电容Cc上的电压不和Vin成比例，平均电压Vc升高，最终和变压器Tr副边叠加的结果是Vdd大于Vo/N。而且，当Vdd路负载较重、Vo路负载较轻时，会出现Vo偏高的情况，在开关管关断时，变压器Tr原边被副边钳位，导致开关管Q的漏极电压偏低，二极管Do不开通，同样会导致Vdd和Vo的不成比例、电压不受控。现有通常在Vo路输出上增加假负载，但该方案增加了满载损耗，且调节不灵活。或者采用增加Vo路OVP功能的方法，当Vo超过设定值时，减小变换器Ton或关掉驱动，但该方式可能导致VDD掉电甚至系统失控。

有鉴于此，需要提供一种新的结构或控制方法，以期解决上述至少部分问题。

实用新型内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本实用新型提出了一种假负载电流控制电路，根据VDD路和Vo路负载的状况，通过增加假负载电流下拉到地主动调节Vo路的电流，使得Vo和VDD可控，同时避免现有方案中增加固定假负载引起的损耗，并减少OVP的出现。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

根据本实用新型的一个方面，一种假负载电流控制电路，应用于多路输出电路，所述假负载电流控制电路包括：

第一检测电路，其输入端耦接所述多路输出电路的主输出信号，输出端耦接开关管的控制端，用于将采样的所述主输出信号与第一阈值信号进行比较，输出控制开关管通断的控制信号；

第二检测电路，其输入端耦接所述多路输出电路的副输出信号，输出端耦接压控电流源的控制端，用于将采样的所述副输出信号与第二阈值信号、第三阈值信号进行比较，输出控制压控电流源电流大小的控制信号，第二阈值信号大于第三阈值信号；

压控电流源，其第一端耦接所述多路输出电路的主输出端，控制端耦接所述第二检测电路的输出端，用于根据第二检测电路的控制信号生成不同值的假负载电流并下拉到地；

开关管，其第一端耦接所述压控电流源的另一端，第二端接地，控制端耦接所述第一检测电路的输出端，用于根据第一检测电路的控制信号导通或关断。

可选的，所述第一检测电路包括比较器，所述比较器的第一输入端耦接所述多路输出电路的主输出信号，第二输入端接入第一阈值信号，输出端耦接开关管的控制端。

可选的，所述比较器在所述主输出信号＞第一阈值信号时输出控制开关管导通的控制信号，在所述主输出信号≤第一阈值信号时输出控制开关管关断的控制信号。

可选的，所述开关管在所述主输出信号＞第一阈值信号时导通，在所述主输出信号≤第一阈值信号时关断。

可选的，所述第二检测电路包括判断电路和运算放大器，判断电路的第一端耦接所述多路输出电路的副输出信号，输出端耦接运算放大器的第一输入端，判断电路内置第二阈值信号和第三阈值信号，用于判断所述多路输出电路的副输出信号是否在第二阈值信号与第三阈值信号之间的范围内，运算放大器的第二输入端耦接第二阈值信号，输出端耦接压控电流源的控制端。

可选的，所述压控电流源在第三阈值信号＜所述副输出信号＜第二阈值信号时输出第二假负载电流；在所述副输出信号≥第二阈值信号时输出第一假负载电流，在所述副输出信号≤第三阈值信号时输出第三假负载电流。

可选的，所述第二假负载电流为与所述副输出信号成负相关的信号；所述第一假负载电流为零电流，第三假负载电流为预设的最大电流。

可选的，所述第二假负载电流与所述副输出信号满足：第二假负载电流＝k*(第二阈值信号-副输出信号)，k＞0。

可选的，所述第二假负载电流为随所述副输出信号的降低而线性增加的电流。

根据本实用新型的另一个方面，一种Boost双输出电路，包括如上述任一的假负载电流控制电路，Boost双输出电路的主输出端耦接假负载电流控制电路的第一检测电路的输入端和压控电流源的第一端，Boost双输出电路的副输出端耦接假负载电流控制电路的第二检测电路的输入端。

根据本实用新型的另一个方面，一种多路输出电路，包括若干个如上述任一的假负载电流控制电路，多路输出电路的主输出端耦接假负载电流控制电路的第一检测电路的输入端和压控电流源的第一端，多路输出电路的若干个副输出端分别耦接若干个假负载电流控制电路的第二检测电路的输入端。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本实用新型提出的假负载电流控制电路，通过监测多路输出电路的主输出和副输出的负载的情况，在主输出电压处于偏高或主输出负载较轻、并且副输出电压偏低或副输出负载较重时，主动通过端口下拉假负载电流，实现双路输出负载的平衡，进而使得主输出和副输出的可控，同时减少过压保护的出现。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，与说明描述一起用于解释本实用新型的实施例，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1示出了一种双输出Boost电路；

图2示出了双输出Boost电路在开关管导通时的电流流向示意图；

图3示出了双输出Boost电路在开关管关断时的电流流向示意图；

图4示出了轻载和重载下多路输出电路中电压Vdd的变化示意图；

图5示出了本实用新型一实施例的假负载电流控制电路示意图；

图6示出了本实用新型一实施例的双输出Boost电路示意图；

图7示出了本实用新型一实施例的双输出Boost电路在假负载电流控制电路控制下的各电流电压波形图。

具体实施方式

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本实用新型并不仅局限于实施例描述的范围。不同实施例的组合、不同实施例中的一些技术特征进行相互替换，相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本实用新型描述和保护的范围内。

说明书中的“耦接”或“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。间接连接为通过中间媒介进行的连接，如通过电传导媒介如导体的连接，其中电传导媒介可含有寄生电感或寄生电容，也可通过说明书中实施例所描述的中间电路或部件的连接；间接连接还可包括可实现相同或相似功能的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接，如通过开关、信号放大电路、跟随电路等电路或部件的连接。“多个”或“多”表示两个或两个以上。

本实用新型的一个方面，公开了一种假负载电流控制电路，应用于boost双输出电路(如图1所示)或其他多路输出电路，所述boost双输出电路包括一个主输出端和一个副输出端，所述主输出端输出主输出信号Vos，副输出端输出副输出信号VDD。

具体地，如图5所示，所述假负载电流控制电路包括第一检测电路、第二检测电路、压控电流源和开关管。其中：

第一检测电路，其输入端耦接所述boost双输出电路的主输出信号，用于采样所述boost双输出电路的主输出信号，将采样的所述主输出信号与第一阈值信号Vth进行比较。第一检测电路的输出端耦接开关管的控制端，用于根据前述比较结果输出控制开关管通断的控制信号。在一实施例中，主输出信号可以是Boost双输出电路在一输出支路中的全部输出信号，也可以是Boost双输出电路在一输出支路中的部分输出信号；主输出信号可以是电压信号，也可以是电流等其他电路信号。优选的，主输出信号为Boost双输出电路在一输出支路中的全部电压信号(如图6示出的Vos)。在一个具体的实施方式中，所述第一检测电路包括比较器，所述比较器的第一输入端耦接所述多路输出电路的主输出信号，第二输入端接入第一阈值信号，输出端耦接开关管的控制端。优选的，所述比较器在所述主输出信号＞第一阈值信号时输出控制开关管导通的控制信号，在所述主输出信号≤第一阈值信号时输出控制开关管关断的控制信号。

第二检测电路，其输入端耦接所述boost双输出电路的副输出信号，用于采样所述boost双输出电路的副输出信号，并将采样的所述副输出信号与第二阈值信号V1、第三阈值信号进行比较，其中，第二阈值信号V1大于第三阈值信号。第二检测电路的输出端耦接压控电流源的控制端，用于根据前述比较结果输出控制压控电流源电流大小的控制信号。在一实施例中，副输出信号可以是Boost双输出电路在另一输出支路(即非前述主输出信号所在的输出支路)中的全部输出信号，也可以是Boost双输出电路在另一输出支路(即非前述主输出信号所在的输出支路)中的部分输出信号；副输出信号可以是电压信号，也可以是电流等其他电路信号。优选的，副输出信号为Boost双输出电路在另一输出支路(即非前述主输出信号所在的输出支路)中的全部电压信号(如图6示出的VDD)。在一个具体的实施方式中，所述第二检测电路包括判断电路和运算放大器，判断电路的第一端耦接所述多路输出电路的副输出信号(如图6示出的VDD)，输出端耦接运算放大器的第一输入端，判断电路内置第二阈值信号V1和第三阈值信号，用于判断所述多路输出电路的副输出信号(如图6示出的VDD)是否在第二阈值信号与第三阈值信号之间的范围内，运算放大器的第二输入端耦接第二阈值信号，输出端耦接压控电流源的控制端。优选的，第二阈值信号为14.5V，第三阈值信号为12V。优选的，所述运算放大器在第三阈值信号＜所述副输出信号＜第二阈值信号时，输出控制压控电流源生成第二假负载电流的控制信号；在所述副输出信号≥第二阈值信号时，输出控制压控电流源生成第一假负载电流的控制信号；在所述副输出信号≤第三阈值信号时，输出控制压控电流源生成第三假负载电流的控制信号。

压控电流源，其第一端耦接所述boost双输出电路的主输出端(如图5、图6示出的VCC)，用于接入所述boost双输出电路的主输出端的电流。压控电流源的控制端耦接所述第二检测电路的输出端，用于根据第二检测电路的控制信号生成不同值的假负载电流Idummy并下拉到地。在一实施例中，压控电流源不仅可以单独设置，也可以集成到第二检测电路中。在一个具体的实施方式中，所述压控电流源在第三阈值信号＜所述副输出信号＜第二阈值信号时输出第二假负载电流；在所述副输出信号≥第二阈值信号时输出第一假负载电流，在所述副输出信号≤第三阈值信号时输出第三假负载电流。优选的，所述第二假负载电流为与所述副输出信号成负相关的信号；所述第一假负载电流为零电流，第三假负载电流为预设的最大电流。进一步优选的，所述第二假负载电流随所述副输出信号的降低而线性增加，随所述副输出信号的增加而线性降低。进一步优选的，所述第二假负载电流与所述副输出信号满足：第二假负载电流＝k*(第二阈值信号-副输出信号)，k＞0。

开关管，其第一端耦接所述压控电流源的另一端，第二端接地，控制端耦接所述第一检测电路的输出端，用于根据第一检测电路的控制信号导通或关断，在导通期间将压控电流源生成的假负载电流Idummy下拉到地。在一个实施例中，所述开关管在所述主输出信号＞第一阈值信号时导通，在所述主输出信号≤第一阈值信号时关断。

基于类似的实用新型构思，本实用新型一实施例公开了一种Boost双输出电路，包括上述的假负载电流控制电路，Boost双输出电路的主输出端耦接假负载电流控制电路的第一检测电路的输入端和压控电流源的第一端，Boost双输出电路的副输出端耦接假负载电流控制电路的第二检测电路的输入端。

基于类似的实用新型构思，本实用新型另一实施例公开了一种多路输出电路，所述多路输出电路包括但不限于Buck开关电路、Boost开关电路、Buck-Boost开关电路、反激式开关电路中含有两个以上输出的电路。所述多路输出电路包括上述的假负载电流控制电路，多路输出电路的主输出端耦接假负载电流控制电路的第一检测电路的输入端和压控电流源的第一端，多路输出电路的若干个副输出端分别耦接若干个假负载电流控制电路的第二检测电路的输入端。

在一个实施例中，本实用新型的假负载电流控制电路应用的控制方法，应用于boost双输出电路(如图1所示)或其他多路输出电路，所述boost双输出电路包括一个主输出端和一个副输出端，所述主输出端输出主输出信号Vos，副输出端输出副输出信号VDD。所述假负载电流控制方法包括以下步骤：

采样所述多路输出电路的主输出信号和副输出信号；

将采样的所述主输出信号与第一阈值信号进行比较，在所述主输出信号＞第一阈值信号时输出控制压控电流源所在电路导通的控制信号，在所述主输出信号≤第一阈值信号时输出控制压控电流源所在电路关断的控制信号；

将采样的所述副输出信号与第二阈值信号、第三阈值信号进行比较，其中，第二阈值信号大于第三阈值信号，在第三阈值信号＜所述副输出信号＜第二阈值信号时生成第二假负载电流；在所述副输出信号≥第二阈值信号时生成第一假负载电流，在所述副输出信号≤第三阈值信号时生成第三假负载电流。优选的，所述第二假负载电流为与所述副输出信号成负相关的信号；所述第一假负载电流为零电流，第三假负载电流为预设的最大电流。

本领域技术人员应当知道，说明书或附图所涉逻辑控制中的“高电平”与“低电平”、“置位”与“复位”、“与门”与“或门”、“同相输入端”与“反相输入端”等逻辑控制可相互调换或改变，通过调节后续逻辑控制而实现与上述实施例相同的功能或目的。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。说明书中所涉及的效果或优点等相关描述可因具体条件参数的不确定或其它因素影响而可能在实际实验例中不能体现，效果或优点等相关描述不用于对实用新型范围进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (11)

1.一种假负载电流控制电路，应用于多路输出电路，其特征在于，所述假负载电流控制电路包括：

第一检测电路，其输入端耦接所述多路输出电路的主输出信号，输出端耦接开关管的控制端，用于将采样的所述主输出信号与第一阈值信号进行比较，输出控制开关管通断的控制信号；

第二检测电路，其输入端耦接所述多路输出电路的副输出信号，输出端耦接压控电流源的控制端，用于将采样的所述副输出信号与第二阈值信号、第三阈值信号进行比较，输出控制压控电流源电流大小的控制信号，第二阈值信号大于第三阈值信号；

压控电流源，其第一端耦接所述多路输出电路的主输出端，控制端耦接所述第二检测电路的输出端，用于根据第二检测电路的控制信号生成不同值的假负载电流并下拉到地；

开关管，其第一端耦接所述压控电流源的另一端，第二端接地，控制端耦接所述第一检测电路的输出端，用于根据第一检测电路的控制信号导通或关断。

2.根据权利要求1所述的假负载电流控制电路，其特征在于，所述第一检测电路包括比较器，所述比较器的第一输入端耦接所述多路输出电路的主输出信号，第二输入端接入第一阈值信号，输出端耦接开关管的控制端。

3.根据权利要求2所述的假负载电流控制电路，其特征在于，所述比较器在所述主输出信号＞第一阈值信号时输出控制开关管导通的控制信号，在所述主输出信号≤第一阈值信号时输出控制开关管关断的控制信号。

4.根据权利要求1-3任一所述的假负载电流控制电路，其特征在于，所述开关管在所述主输出信号＞第一阈值信号时导通，在所述主输出信号≤第一阈值信号时关断。

5.根据权利要求1所述的假负载电流控制电路，其特征在于，所述第二检测电路包括判断电路和运算放大器，判断电路的第一端耦接所述多路输出电路的副输出信号，输出端耦接运算放大器的第一输入端，判断电路内置第二阈值信号和第三阈值信号，用于判断所述多路输出电路的副输出信号是否在第二阈值信号与第三阈值信号之间的范围内，运算放大器的第二输入端耦接第二阈值信号，输出端耦接压控电流源的控制端。

6.根据权利要求1所述的假负载电流控制电路，其特征在于，所述压控电流源在第三阈值信号＜所述副输出信号＜第二阈值信号时输出第二假负载电流；在所述副输出信号≥第二阈值信号时输出第一假负载电流，在所述副输出信号≤第三阈值信号时输出第三假负载电流。

7.根据权利要求6所述的假负载电流控制电路，其特征在于，所述第二假负载电流为与所述副输出信号成负相关的信号；所述第一假负载电流为零电流，第三假负载电流为预设的最大电流。

8.根据权利要求6或7所述的假负载电流控制电路，其特征在于，所述第二假负载电流与所述副输出信号满足：第二假负载电流＝k*(第二阈值信号-副输出信号)，k＞0。

9.根据权利要求6所述的假负载电流控制电路，其特征在于，所述第二假负载电流为随所述副输出信号的降低而线性增加的电流。

10.一种Boost双输出电路，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的假负载电流控制电路，Boost双输出电路的主输出端耦接假负载电流控制电路的第一检测电路的输入端和压控电流源的第一端，Boost双输出电路的副输出端耦接假负载电流控制电路的第二检测电路的输入端。

11.一种多路输出电路，其特征在于，包括若干个如权利要求1-9任一所述的假负载电流控制电路，多路输出电路的主输出端耦接假负载电流控制电路的第一检测电路的输入端和压控电流源的第一端，多路输出电路的若干个副输出端分别耦接若干个假负载电流控制电路的第二检测电路的输入端。