[发明专利]一种具有多路输出的电源管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及电源管理领域，更具体地说，涉及一种具有多路输出的电源管理系统。

背景技术

电源管理系统通常应用于各类电子系统中，用于如何将电源有效分配给电子系统的不同组件。如图1所示为现有技术中一具有两路输出的电源管理系统，其将输入电压V_in转换成两路输出电压V_out1和V_out2输出。所示电源管理系统包括驱动控制芯片和功率级电路，驱动控制芯片101通常集成多路驱动器和与每路驱动器对应的PWM控制电路，PWM控制电路通过接收输出端的反馈信号进而输出PWM信号以提供给驱动器，调整输出占空比信号以调整输出电压。图1示出了其集成的两路PWM控制电路，分别为PWM 104-1和PWM104-2和两路驱动器，分别为驱动器102-1和驱动器102-2，每套驱动器通过输出信号线与其对应的功率级电路的功率开关管的控制端互连。以一采用N型MOSFET管作为主管和同步管的同步降压功率级电路为例，功率级电路116包括主管114、同步管106，主管114的一功率端接收输入电压V_in，另一功率端与同步管106的一功率端串联，同步管106的另一功率端接地，主管114和同步管106的公共连接端连接电感108的一端，电感108的另一端连接输出电容110的一端，输出电容的另一端接地，电感108和输出电容110的公共连接端为电压输出端，驱动器102-1输出TG1和BG1控制信号以提供主管114和同步管106的门极驱动信号，并提供一输出端PGND1供同步管接地使用，最后提供一输出信号LX1以供功率级给负载端供电。同时输出端为PWM104-1提供一路输出反馈信号FB1以供系统调节驱动信号从而调整输出电压。由此可知控制驱动芯片101为一路功率级提供驱动信号至少需要提供TG1，BG1，PGND1，LX1，FB1这5根输出信号线，则一具有N路输出的电管管理系统至少需要多达5N根输出信号线，如此多的输出信号线使得现有电源管理系统存在以下缺点：

(1)大量信号线不仅占用PCB板面积，而且主管驱动信号有较高的dv/dt可能对系统其他信号产生干扰；

(2)由于驱动器和MOSFET管距离较远，驱动信号线线上产生的寄生阻抗和感抗可能造成主管和同步管驱动信号时序控制上的误差；

(3)为了避免主管和同步管的误直通，现有技术一般采用较大的死区时间，即主管和同步管都截止的时间，这样不仅造成大的因寄生二极管导通压降产生的损耗，而且主管开通瞬间同步管体二极管的反向恢复损耗也较大，导致系统效率降低；同时，最高开关频率被限制在300-500KHz左右，较大的输出电感和电容必须被使用，不仅增加了成本，而且增大了电路体积。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有多路输出的电源管理系统，其通过将驱动器和功率级集成为一芯片并将多路反馈电路和多路PWM控制电路集成为一芯片，从而解决了具有多路输出的电源管理系统的输出信号线过多的问题。

依据本发明一实施例实现的一种具有多路输出的电源管理系统，其具有N路输出，N≥2，包括，一个反馈/控制芯片，N个驱动/功率级芯片和N组输出/反馈电路，其中，

所述反馈/控制芯片分别与N个驱动/功率级芯片和N组输出/反馈电路连接，用以接收所述N组输出/反馈电路输出的N个反馈信号，并根据所述N个反馈信号产生相应的N个控制信号，所述N个控制信号一一对应的输入至所述N个驱动/功率级芯片；

每一所述驱动/功率级芯片分别接收所述N个控制信号中相应的一个控制信号，以进行相应的开关动作，从而控制与其连接的相应的一组输出/反馈电路输出相应的输出信号。

优选地，每一所述驱动/功率级芯片包括一驱动电路和与所述驱动电路连接的一组功率开关管，所述驱动电路接收所述控制信号，产生一定的驱动信号，从而控制所述一组功率开关管的开关动作。

优选地，每一所述输出/反馈电路包括由输出电感和输出电容组成的输出电路和与所述输出电路连接的反馈电路；

所述输出电路和所述一组功率开关管组成一电源拓扑结构，根据所述驱动信号以在输出端输出一定的输出信号；

反馈电路与输出端连接，获得一表征所述输出信号的反馈信号，并输入至所述反馈和控制芯片。

优选地，所述电源拓扑结构为降压、升压、升-降压、反激或者半桥拓扑结构。

优选地，所述控制信号为低电平触发PWM控制信号。

优选地，所述驱动/功率级芯片采用驱动器和功率开关管共封的封装方式，每一所述驱动/功率芯片包括一主管、一同步管和分别与所述主管和同步管对应的独立的驱动器。