[实用新型]DCDC模块自动切换的直流电能变换系统

说明书

技术领域

本实用新型属于直流电能变换电路和系统；尤其涉及电流模式的具有多个直流电能变换单元的直流电能变换方法和系统。

背景技术

现有技术常用于直流电源转换的开关调整器包括BUCK模式开关调整器、BOOST模式开关调整器和BUCK-BOOST模式开关调整器，无论那种模式的开关调整器，通常只有一路DCDC变换电路，当输出电流较大时，其效率较低、发热较大、输出纹波也较大，对电感的饱和电流要求较大。现有技术在一个电能变换系统中仅只有一个DCDC模块，在需要输出电流大的时候，需要电感饱和电流大，电感的体积要求也大；在便携式的应用中显然不再适合，由于空间的限制，需要采用小的电感，小电感的峰值电流较小，在大负载时候发热比较严重，因此限制了单个DCDC模块的输出功率比。

为了提高带载能力，在本实用新型中采用多个DCDC变换模块并联的方式，提高系统整体的带载能力，使得系统具备输出大电流的能力，也通过这样的并联多个DCDC的方式降低了系统的功耗；并且多路DCDC模块均设置在同一芯片上，具有很好的参数一致性特征，在稳定工作状态时候，各路DCDC模块的电流均衡特性好；并且通过各DCDC模块的分时软启动，以及移相分时控制，避免了在开启或关闭多路DCDC时候输出电压或电流的过冲，并且降低了电源输出电压的纹波，输出特性更稳定。

由于设置了控制模块，使得系统能根据负载的情况自动调整开启的DCDC模块的数量，且在开启多个DCDC模块后，各DCDC模块之间的电流能获得很好的平衡，各相之间的电流偏差小，一致性好，也提高了整体的电源变换效率，发热小，整个系统的稳定性可靠性好。

名词解释：

DCDC是英文Direct current Direct current的缩写，中文含义为直流电压变换为直流电压；Current_mode switching DCDC 的含义为电流模式的直流开关电源转换器；本文中所指的DCDC均为电流模式的直流开关电源转换器，即采用电压和电流同时进行双闭环控制，既采用了反馈电压也采用了反馈电流进行系统控制；

EA为error amplifier的简写，即误差放大器；

OSC为oscillator的简写，即振荡器；

MCU为Micro Controller Unit的缩写，中文含义是微控制器；

BUCK模式开关调整器在本申请中的含义为采用BUCK REGULATOR方式的降压DC/DC变换电路；

BOOST模式开关调整器在本申请中的含义为采用BOOST REGULATOR方式的降压DC/DC变换电路；

BUCK-BOOST模式开关调整器在本申请中的含义为采用BUCK-BOOST拓扑结构的升降压DC/DC变换电路；是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。

PWM是英文Pulse Width Modulation的缩写，中文含义为脉冲宽度调制；脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种多相自动切换的直流电能变换系统，在需要大负载电流时，自动依据负载电流大小启动必要数量的DCDC模块，降低电能变换系统的功耗减少发热，并且使得系统更稳定，输出纹波更小。

解决上述技术问题采用的技术方案是一种DCDC模块自动切换的直流电能变换方法，包括以下步骤：

A：并联方式设置N个用于将输入直流电压V_in变换为输出电压V_out的DCDC模块，N为所述DCDC模块的数量，N取值范围为1至M的自然数；设置用于输出电压V_out检测和反馈的输出电压检测反馈模块和用于同时为N个DCDC模块提供工作时钟信号CLK_N的时钟信号模块；

B：所述输出电压检测反馈模块采样输出电压并与设定的输出电压参考值V_ref0比较，输出峰值电流控制信号VC到各DCDC模块；所述DCDC模块依据峰值电流控制信号VC调整输出峰值电流从而改变输出电压V_out；

C:N个DCDC模块分别接受来自于所述时钟信号模块输出的工作时钟信号CLK_N；