一种多路时序控制电路及多路输出的开关变换器的制作方法

1.本实用新型涉及开关变换器技术领域，具体涉及一种多路时序控制电路及多路输出的开关变换器。


背景技术：

2.目前多路输出开关变换器输出产品在系统中应用，存在对于各路电压有上电时序要求和掉电时序要求，如需要第二路在第一路上电后延迟一段时间再开启，否则第二路供电的设备先动作，存在功能性故障或无法保证系统可靠稳定地工作运行等，才能保证系统可靠稳定地工作。而传统的多路输出电源上电时多路输出之间时序建立基本同步，下电时多路输出之间时序基本取决于电容容量，无法满足用户需求，因此需要增加可靠的延迟控制。现有技术中，通常采用两种方案对多路输出开关变换器进行延迟控制，方案一为采用数字控制ic控制多路输出的上电时序和掉电时序，从而可以精确地进行延迟控制，但该方案成本较高；方案二为采用rc充放电方式，该方案虽然成本较低，但其延迟时间不可精确控制，且只能控制单一上电时序，且器件参数固定不可调整，适用范围有限。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在克服上述现有技术中至少一种缺陷，提供一种多路时序控制电路及多路输出的开关变换器，不仅能够准确的实现多路电源电路的上电时序控制，同时能够实现掉电时序控制，并且可以进行多路电压时序控制的扩展。
4.本实用新型采用的技术方案如下：
5.第一方面，提供一种多路时序控制电路，应用于多路输出的开关变换器，所述开关变换器包括k路电源电路，其中k为大于或等于2的整数；所述多路时序控制电路包括：恒流可调电路、电容c1、开关管q3、第一比较电路和第二比较电路；所述恒流可调电路的第一端用于接入第n路电源电路的辅助电压，所述恒流可调电路的第二端与电容c1的一端、开关管q3的第一端、第一比较电路的第二输入端连接，所述恒流可调电路的第三端与充点电容c1的另一端接地；所述第一比较电路的第一输入端用于接入第一基准信号，输出端用于与第m路电源电路的控制端连接；开关管q3的控制端与所述第二比较电路的输出端连接，第二端接地；所述第二比较电路的第一输入端用于接入第m路电源电路的输出电压，第二输入端用于接入第二基准信号，其中，n小于m，n和m为大于或等于1的整数，m小于或等于k；
6.当第n路电源电路的辅助电压建立时，通过所述恒流可调电路为电容c1充电，当电容c1的电压大于第一基准信号时，第一比较电路输出开启信号，以使第m路电源电路开启，当电容c1的电压小于第一基准信号时，第一比较电路输出关断信号，以使第m路电源电路关断，当第m路电源电路的输出电压大于第二基准信号时，第二比较电路输出控制信号以控制电容c1放电，其中，恒流可调电路的电流大小可调。
7.优选地，所述恒流可调电路的第二端、电容c1的一端通过电阻r3与开关管q3的第一端、第一比较电路的第二输入端连接。
8.优选地，所述恒流可调电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r4、电阻rp1、三极管q1和三极管q2；电阻r4的一端与三极管q1的发射极连接后，作为所述恒流可调电路的第一端，电阻r4的另一端与电阻rp1的一端连接，电阻rp1的另一端与三极管q1的基极、三极管q2的发射极连接，三极管q1的集电极与三极管q2的基极、电阻r1的一端连接，三极管q2的集电极与电阻r2的一端连接后，作为所述恒流可调电路的第二端，电阻r1的一端与电阻r2的一端连接后，作为所述恒流可调电路的第三端。
9.优选地，电阻rp1为可调电阻。
10.优选地，第一基准信号与第二基准信号相等。
11.优选地，第一比较电路为比较器x1，第一输入端为正向输入端，第二输入端为负向输入端。
12.优选地，第二比较电路为比较器x2，第一输入端为正向输入端，第二输入端为负向输入端。
13.优选地，开关管q3为nmos管，第一端为漏极，第二端为源极，控制端为栅极。
14.第二方面，提供一种多路时序控制电路，应用于多路输出的开关变换器，所述开关变换器包括k路电源电路，其中k为大于或等于2的整数；所述多路时序控制电路包括：恒流可调电路、电容c1、开关管q3、电阻r3、第一比较电路和第二比较电路；
15.所述恒流可调电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r4、电阻rp1、三极管q1和三极管q2；第一比较电路和第二比较电路分别为比较器x1和比较器x2；
16.电阻r4的一端与三极管q1的发射极连接后，用于接入第n路电源电路的辅助电压，电阻r4的另一端与电阻rp1的一端连接，电阻rp1的另一端与三极管q1的基极、三极管q2的发射极连接，三极管q1的集电极与三极管q2的基极、电阻r1的一端连接，三极管q2的集电极与电阻r2的一端、电容c1的一端连接后，通过电阻r3与开关管q3的第一端、比较器x1的负向输入端连接，比较器x1的正向输入端用于接入第一基准信号，比较器x1的输出端用于与第m路电源电路的控制端连接，开关管q3的控制端与比较器x2的输出端连接，比较器x2的正向输入端用于接入第m路电源电路的输出电压，负向输入端用于接入第二基准信号，电阻r1的一端、电阻r2的一端、电容c1的一端、开关管q3的第二端接地，其中，n小于m，m小于或等于k，n和m为大于或等于1的整数。
17.第三方面，提供一种多路输出的开关变换器，包括k路电源电路和若干个如上所述的多路时序控制电路，一个多路时序电路分别与两路电源电路连接，其中，k为大于或等于2的整数。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
19.本实用新型通过恒流可调电路给电容充电，形成线性上升的电压，与基准信号比较，并根据比较结果产生所需的延迟时间的上升或下降沿，其中恒流可调电路的电流大小由可调电阻控制，从而形成时序延迟可调的电路，对应电容放电由开关管通过外部信号控制，满足重复开关对延迟时间无影响的要求，不仅能够准确的实现多路电源电路的上电时序控制，同时能够实现掉电时序控制，并且可以进行多路电压时序控制的扩展；可调电阻的加入，针对不同用户需求可以在不改器件参数的情况下，满足不同延迟时长调节需求，适用于不同应用条件下模块产品对延迟时间的需求；本实用新型将上电时序控制与掉电时序控制集为一体，延迟可调，电路简洁，控制精准度高，成本低，并可以扩展新的时序控制电路，
实用性高。
附图说明
20.图1为本实用新型第一实施例原理框图；
21.图2为本实用新型第一实施例工作波形示图。
具体实施方式
22.为了使得本领域的技术人员更加容易理解本实用新型，下面结合具体的实施方式对本实用新型进行说明。
23.如图1所示，为本实施例所述多路时序控制电路的原理图，在本实施例中，提供一种多路时序控制电路，应用于多路输出的开关变换器，所述开关变换器包括k路电源电路，其中k为大于或等于2的整数；其特征在于，所述多路时序控制电路包括：恒流可调电路、电容c1、开关管q3、第一比较电路和第二比较电路；所述恒流可调电路的第一端用于接入第n路电源电路的辅助电压，所述恒流可调电路的第二端与电容c1的一端、开关管q3的第一端、第一比较电路的第二输入端连接，所述恒流可调电路的第三端与充点电容c1的另一端接地；所述第一比较电路的第一输入端用于接入第一基准信号，输出端用于与第m路电源电路的控制端连接；开关管q3的控制端与所述第二比较电路的输出端连接，第二端接地；所述第二比较电路的第一输入端用于接入第m路电源电路的输出电压，第二输入端用于接入第二基准信号，其中，n小于m，n和m为大于或等于1的整数，m小于或等于k；
24.当第n路电源电路的辅助电压建立时，通过所述恒流可调电路为电容c1充电，当电容c1的电压大于第一基准信号时，第一比较电路输出开启信号，以使第m路电源电路开启，当电容c1的电压小于第一基准信号时，第一比较电路输出关断信号，以使第m路电源电路关断，当第m路电源电路的输出电压大于第二基准信号时，第二比较电路输出控制信号以控制电容c1放电，其中，恒流可调电路的电流大小可调。
25.作为所述恒流可调电路的一个具体实施例，所述恒流可调电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r4、电阻rp1、三极管q1和三极管q2；电阻r4的一端与三极管q1的发射极连接后，作为所述恒流可调电路的第一端，电阻r4的另一端与电阻rp1的一端连接，电阻rp1的另一端与三极管q1的基极、三极管q2的发射极连接，三极管q1的集电极与三极管q2的基极、电阻r1的一端连接，三极管q2的集电极与电阻r2的一端连接后，作为所述恒流可调电路的第二端，电阻r1的一端与电阻r2的一端连接后，作为所述恒流可调电路的第三端，其中，电阻rp1为可调电阻。
26.在具体实施过程中，第一比较电路为比较器x1，第一输入端为正向输入端，第二输入端为负向输入端；第二比较电路为比较器x2，第一输入端为正向输入端，第二输入端为负向输入端；开关管q3为nmos管，第一端为漏极，第二端为源极，控制端为栅极，各元器件具体的连接关系如下：
27.电阻r4的一端与三极管q1的发射极连接后，用于接入第n路电源电路的辅助电压，电阻r4的另一端与电阻rp1的一端连接，电阻rp1的另一端与三极管q1的基极、三极管q2的发射极连接，三极管q1的集电极与三极管q2的基极、电阻r1的一端连接，三极管q2的集电极与电阻r2的一端、电容c1的一端连接后，通过电阻r3与开关管q3的第一端、比较器x1的负向
输入端连接，比较器x1的正向输入端用于接入第一基准信号，比较器x1的输出端用于与第m路电源电路的控制端连接，开关管q3的控制端与比较器x2的输出端连接，比较器x2的正向输入端用于接入第m路电源电路的输出电压，负向输入端用于接入第二基准信号，电阻r1的一端、电阻r2的一端、电容c1的一端、开关管q3的第二端接地。
28.以第n路为第一路，第m路为第二路为例，结合图2波形示图，对本实施例的工作原理进行说明：
29.根据所需应用场合计算所需参数将可调电阻调到适合的阻值，当开关变换器的电源上电启动后，第一路的辅助电压建立，并通过可调电阻rp1给三极管q1提供基极电流，当三极管q1的发射极电压高于基极电压0.7v时，三极管q1导通，当三极管q2的发射极电压高于基极电压0.7v时，三极管q2导通，由电阻rp1给电容c1充电，比较器x1将电容c1的电压与第一基准信号verf进行比较，当电容c1的电压小于第一基准信号时，比较器x1输出高电平，使第二路电源电路的控制端置为高，从而第二路电源电路保持关断；当电容c1的电压大于第一基准信号时，比较器x1输出低电平，使第二路电源电路的控制端置为低，从而第二路电源电路开启，辅助电压建立；比较器x2将第二路电源电路的输出电压与第二基准信号进行比较，当输出电压建立且大于第二基准信号时，比较器x2输出高电平，从而控制开关管q3导通，使电容c1通过电阻r3放电，
30.其中电阻rp1上稳定的电压为0.7v，因此充电电流的恒定由电阻rp1、电阻r4决定，对应电容c1的充电电压为线性上升，具体所需幅值由电阻rp1、电阻r4以及电阻r2配比决定，通过比较器x1与第一基准信号进行比较，产生所需的延迟信号，控制第二路电源电路的上电时序，通过检测第二路电源电路的输出电压与第二基准信号比较产生所需的关断信号导通开关管q3，使电容c1通过电阻r3的放电，从而控制第二电源电路的掉电时序。
31.具体的，第一基准信号可以与第二基准信号相等，可以根据实际应用中进行设置，在此做限定。
32.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，其他实施例中的电阻，也可以用多个串并联代替。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干等同变换、改进和润饰，这些等同变换、改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围，这里不再用实施例赘述，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。专利中涉及到的所有“电联接”、“接”和“连接”关系，均并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构，本实用新型中明确用“电联接”的地方只是为了强调此含义，但并不排除用“接”和“连接”的地方也具备这样的含义。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

技术特征：
1.一种多路时序控制电路，应用于多路输出的开关变换器，所述开关变换器包括k路电源电路，其中k为大于或等于2的整数；其特征在于，所述多路时序控制电路包括：恒流可调电路、电容c1、开关管q3、第一比较电路和第二比较电路；所述恒流可调电路的第一端用于接入第n路电源电路的辅助电压，所述恒流可调电路的第二端与电容c1的一端、开关管q3的第一端、第一比较电路的第二输入端连接，所述恒流可调电路的第三端与充点电容c1的另一端接地；所述第一比较电路的第一输入端用于接入第一基准信号，输出端用于与第m路电源电路的控制端连接；开关管q3的控制端与所述第二比较电路的输出端连接，第二端接地；所述第二比较电路的第一输入端用于接入第m路电源电路的输出电压，第二输入端用于接入第二基准信号，其中，n小于m，n和m为大于或等于1的整数，m小于或等于k；当第n路电源电路的辅助电压建立时，通过所述恒流可调电路为电容c1充电，当电容c1的电压大于第一基准信号时，第一比较电路输出开启信号，以使第m路电源电路开启，当电容c1的电压小于第一基准信号时，第一比较电路输出关断信号，以使第m路电源电路关断，当第m路电源电路的输出电压大于第二基准信号时，第二比较电路输出控制信号以控制电容c1放电，其中，恒流可调电路的电流大小可调。2.根据权利要求1所述的多路时序控制电路，其特征在于，所述恒流可调电路的第二端、电容c1的一端通过电阻r3与开关管q3的第一端、第一比较电路的第二输入端连接。3.根据权利要求1所述多路时序控制电路，其特征在于，所述恒流可调电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r4、电阻rp1、三极管q1和三极管q2；电阻r4的一端与三极管q1的发射极连接后，作为所述恒流可调电路的第一端，电阻r4的另一端与电阻rp1的一端连接，电阻rp1的另一端与三极管q1的基极、三极管q2的发射极连接，三极管q1的集电极与三极管q2的基极、电阻r1的一端连接，三极管q2的集电极与电阻r2的一端连接后，作为所述恒流可调电路的第二端，电阻r1的一端与电阻r2的一端连接后，作为所述恒流可调电路的第三端。4.根据权利要求3所述的多路时序控制电路，其特征在于，电阻rp1为可调电阻。5.根据权利要求1所述的多路时序控制电路，其特征在于，第一基准信号与第二基准信号相等。6.根据权利要求1所述的多路时序控制电路，其特征在于，第一比较电路为比较器x1，第一输入端为正向输入端，第二输入端为负向输入端。7.根据权利要求1所述的多路时序控制电路，其特征在于，第二比较电路为比较器x2，第一输入端为正向输入端，第二输入端为负向输入端。8.根据权利要求1所述的多路时序控制电路，其特征在于，开关管q3为nmos管，第一端为漏极，第二端为源极，控制端为栅极。9.一种多路时序控制电路，应用于多路输出的开关变换器，所述开关变换器包括k路电源电路，其中k为大于或等于2的整数；其特征在于，所述多路时序控制电路包括：恒流可调电路、电容c1、开关管q3、电阻r3、第一比较电路和第二比较电路；所述恒流可调电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r4、电阻rp1、三极管q1和三极管q2；第一比较电路和第二比较电路分别为比较器x1和比较器x2；电阻r4的一端与三极管q1的发射极连接后，用于接入第n路电源电路的辅助电压，电阻r4的另一端与电阻rp1的一端连接，电阻rp1的另一端与三极管q1的基极、三极管q2的发射极连接，三极管q1的集电极与三极管q2的基极、电阻r1的一端连接，三极管q2的集电极与电
阻r2的一端、电容c1的一端连接后，通过电阻r3与开关管q3的第一端、比较器x1的负向输入端连接，比较器x1的正向输入端用于接入第一基准信号，比较器x1的输出端用于与第m路电源电路的控制端连接，开关管q3的控制端与比较器x2的输出端连接，比较器x2的正向输入端用于接入第m路电源电路的输出电压，负向输入端用于接入第二基准信号，电阻r1的一端、电阻r2的一端、电容c1的一端、开关管q3的第二端接地，其中，n小于m，m小于或等于k，n和m为大于或等于1的整数。10.一种多路输出的开关变换器，其特征在于，包括k路电源电路和若干个如权利要求1-9任一项所述的多路时序控制电路，一个多路时序电路分别与两路电源电路连接，其中，k为大于或等于2的整数。

技术总结
本实用新型公开了一种多路时序控制电路及多路输出的开关变换器，开关变换器包括K路电源电路，其中K为大于或等于2的整数；当第N路电源电路的辅助电压建立时，通过所述恒流可调电路为电容C1充电，当电容C1的电压大于第一基准信号时，第一比较电路输出开启信号，以使第M路电源电路开启，当电容C1的电压小于第一基准信号时，第一比较电路输出关断信号，以使第M路电源电路关断，当第M路电源电路的输出电压大于第二基准信号时，第二比较电路输出控制信号以控制电容C1放电，其中，恒流可调电路的电流大小可调。对于各个模块之间有不同固定延迟时间要求的产品，该电路可以提供可靠的延迟时间需求，避免因为时序问题导致产品失效。避免因为时序问题导致产品失效。避免因为时序问题导致产品失效。


技术研发人员：石枭 田新凯 程志勇
受保护的技术使用者：广州金升阳科技有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/10/20