[发明专利]通过并联使用控制器实现功率等级扩展的开关电源

说明书

本发明提供一种通过并联使用控制器实现功率等级扩展的开关电源，包括：至少一个集成电源控制器，工作在从控模式的集成电源控制器与工作在主控模式的集成电源控制器并联。本发明提供的开关电源通过集成电源控制器的并联实现了功率等级的扩展，可满足更大功率等级的应用，使得用户可根据具体的需要来设计，灵活方便；一款芯片，即一种集成电源控制器可实现多种输出功率的开关电源，不仅节省芯片厂商的开发费用和后续的产品管理费用，而且还为用户提供根据具体需求进行设计的自主性，满足用户对开关电源输出功率多样性的需求，提升用户体验；电源的性能更优。

技术领域

本发明属于单芯片集成功率MOS管的开关电源技术领域，尤其涉及一种通过并联使用控制器实现功率等级扩展的开关电源。

背景技术

近些年随着集成电路工艺的多方面发展，越来越多的BCD工艺集成了各种耐压等级的MOS和LDMOS管，可以将控制器和功率LDMOS管集成在同一个晶圆上。如图1所示，是我们经常看到的把电源所需的控制电路和功率MOS管集成在同一个芯片的原理框图，由于把功率管集成在芯片内部后也便于把电流采样也集成在芯片内部，同时还会获得诸多有益效果。图1中的Rsense是采样电阻，它经常采用的是LDMOS管源极走线的寄生电阻，由于不需要特别串联而产生额外损耗，常称为内置的无损电流采样。这样采样电阻是非常小的，数量级在几十毫欧甚至几个毫欧姆，通过功率管的电流在此采样电阻上产生的压降也非常小，最大值常常在100mV以内，然而如此小的电压也不存在像外置电流采样那样突出的信噪比问题，是因为电流采样内置在芯片内部，采样环路小，且通过合理安排走线可消除相对大一部分共模信号。可见随着半导体工艺的完善，以及把功率MOS管和无损电流采样都集成芯片内部，不仅获得优良的特性，也简化了芯片的外围电路，所以这种高度集成的电源控制器越来越流行。

然而，控制芯片的集成度越高，意味着留给用户根据开关电源具体需求进行设计的余地就越小，从而不可能把多种规格的电源性能指标都做到最优，若要针对开关电源需求的多样性设计多种高度集成控制芯片，对芯片厂商来说代价是很大的，也不利于产品管理，所以高度集成是一把双刃剑。在电源需求的多种性中，表现最为突出的就是电源的输出功率等级不同，不能像非集成功率管的电源控制器和功率管分离的方案，客户只要选择不同大小的功率管就能实现不同功率等级的开关电源，电源控制器仍是同一个，不需要区分功率等级。假如有一个能实现30W输出功率的高集成电源芯片，用来实现10W输出功率的开关电源，自然是可以实现的，但是首先面临的是成本问题，集成在控制器内部的是平面型结构的LDMOS管，导通电阻率比垂直结构的VDMOS大很多，所以用30W的高集成芯片用来做10W或者更小输出功率的电源，成本过大，同时在一些指标上不能做到最优，例如空载功耗等。

发明内容

有鉴于现有单芯片集成功率MOS管的电源控制芯片难以用一款芯片在保证成本合理的情况下实现多种功率等级的开关电源，不易于满足用户对开关电源输出功率多样性的需求，本发明提出了一种通过并联使用控制器实现功率等级扩展的开关电源，可通过并联一个或者多个集成电源控制器来实现功率等级的扩展。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种通过并联使用控制器实现功率等级扩展的开关电源，包括：至少一个集成电源控制器，工作在从控模式的集成电源控制器与工作在主控模式的集成电源控制器并联；

所述集成电源控制器包括：模式选择电路；

当所述模式选择电路的模式选择输入信号端口接收到内驱动信号时，所述模式选择电路的内部驱动时序接收端口接收来自自身芯片内部的内部驱动时序信号，并依照所述内部驱动时序信号开通或者关断功率MOS管；