CN106602699A - 电压切换电路及其控制方法、控制电路和usb pd器 - Google Patents

电压切换电路及其控制方法、控制电路和usb pd器 Download PDF

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Abstract

发明提供了一种电压切换电路及其控制方法、控制电路和USB PD器，控制电压切换电路在需要进行所述切换动作时，先将切换电压控制为不大于第一电压与第二电压中的较小者，然后再开始导通第二切换电路，并控制第一切换电路在第二切换电路开始导通后之后，切换电压不大于第一电压与第二电压中的较小者之前关断，从而实现了第一切换电路与第二切换电路之间的无缝切换，即第一切换电路未完全断开前，第二切换电路就已经开始导通，使得切换电压在切换过程中的跌落值可控，且与负载无关，同时还可以避免电流倒灌的现象。

Description

电压切换电路及其控制方法、控制电路和USB PD器
技术领域
本发明涉及电力电子领域，更具体的说，涉及一种电压切换电路及其控制方法、控制电路和USBPD器。
背景技术
在一些多输入接口单输出端口的应用中，需要在不同输入电源之间进行切换，以获得相应的切换电压。
现有技术的第一种进行电压切换的做法是在每个输入端与输出端之间设置二极管，以利用二极管的单向导电特性实现多路输入的切换，但其弊端在于最终工作时切换电压与当前的输入电压之间有一个二极管压降，而且在负载电流较大时会带来极大的损耗，故而这种方法不适合于对电压精度要求高或负载重的场合。
现有技术的第二种进行电压切换的做法是，在每一个输入与输出端之间设置晶体管来代替第一种做法中的二极管，通过时序逻辑来控制晶体管的导通与关断状态，以完成不同输入电压之间的切换。这种做法相对于第一种做法由于采用晶体管可以降低***损耗，但不足之处在于为了实现单向导通的效果(防止电流倒灌)，在彻底断开当前路的晶体管完全关断之后，经过一个延时再导通另一路的晶体管，以实现不同输入电压之间的切换，这样会使得在进行切换过程中，切换电压比当前的输入电压小一个二极管的压降，这在一些应用当中，如USB PD器(USB Power Delivery，USB电力传输器件)已经远远超出了可允许范围。
现有技术的第三种电压切换做法，在各输入端与输出端之间设置以对管形式连接的两个晶体管，两个晶体管的体二极管相对(即两个体二极管的阴极相连或阳极相连)，以避免第二种做法中的不足。然而，这种方法的仍存在不足之处，其在于在切换过程当中会存在切换电压的掉落，而这个掉落值的大小与负载、输出电容的大小以及晶体管开关控制信号的死区时间长短有关，当输出电容较小时可能会导致无法接受的切换电压掉落，并且在一些运用场合对输出电容有上限值的限制，这样造成的切换电压波动更大。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种电压切换电路及其控制方法、控制电路和应用其的USB PD器，以防止在切换过程中，切换电压过多的跌落，以及避免出现电流倒灌的现象。
一种电压切换电路的控制方法，所述电压切换电路的第一切换电路和第二切换电路的输入端分别接收第一电压和第二电压，所述第一切换电路和第二切换电路的输出端相连，以输出切换电压，当所述切换电压需要进行由所述第一电压切换至第二电压的切换动作时，所述控制方法包括：
在开始导通第二切换电路前，控制所述切换电压不大于所述第一电压与第二电压中的较小电压，
接着，开始导通所述第二切换电路，使得所述切换电压切换至所述第二电压，
其中，控制所述第一切换电路在所述第二切换电路开始导通后，且在所述切换电压大于所述第一电压与第二电压中的较小者之前断开。
优选地，当需要进行所述切换动作时，
在开始导通第二切换电路前，先控制所述第一切换电路由完全导通状态转变为不完全导通状态，以控制所述切换电压由所述第一电压下降至第三电压，所述第三电压的值等于所述第一电压与第二电压中的较小者与预设值电压的差值。
优选地，在所述切换电压下降至所述第三电压之后，控制所述第二切换电路先由断开状态开始进入不完全导通状态，然后由不完全导通状态逐渐转变成完全导通状态，使得所述切换电压由所述第三电压逐渐上升至所述第二电压。
优选地，在需要进行所述切换动作时，采用第一控制环路控制所述第一切换电路由完全导通状态转变为不完全导通状态，
在所述切换电压由所述第一电压降低至所述第三电压之后，所述第一控制环路开始控制所述第二切换电路先由断开状态开始进入不完全导通状态，然后由不完全导通状态逐渐转变成完全导通状态，使得所述切换电压上升至所述第二电压，并采用第二控制环路控制所述第一切换电路在所述切换电压上升至所述第一电压与第二电压中的较小者之前断开。
优选地，其特征在于，
在所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压之后，且在所述第二切换电路开始导通前，所述第二控制环路控制所述第一切换电路的导通状态不变，所述切换电压维持为所述第三电压，
当所述第一控制环路控制所述第二切换电路开始导通后，所述第二控制环路控制所述第一切换电路由不完全导通状态逐渐转变成断开状态，以在所述切换电压上升至所述第一电压与第二电压中的较小者之前，控制所述第一切换电路断开。
优选地，其特征在于，
在所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压时，所述第一控制环路开始控制第二切换电路由断开状态进入不完全导通状态，与此同时采用第二控制环路控制所述第一切换电路由不完全导通状态逐渐转变成断开状态，使得所述第一切换电路在所述切换电压上升至所述第一电压与第二电压中的较小者之前断开。
优选地，在进行所述切换动作之前，所述控制方法还包括，采用所述第一控制环路控制所述第一切换电路先由断开状态进入不完全导通状态，再由不完全导通状态逐渐转变成完全导通状态，以控制所述切换电压逐渐上升至所述第一电压后维持为所述第一电压。
一种电压切换电路的控制电路，所述电压切换电路的第一切换电路和第二切换电路的输入端分别接收第一电压和第二电压，所述第一切换电路和第二切换电路的输出端相连，以输出切换电压，其特征在于，所述控制电路包括切换信号生成电路和第一参考电压生成电路，
当所述切换电压需要进行由所述第一电压切换至第二电压的切换动作时，
在所述第二切换电路开始导通前，所述切换信号生成电路根据第一参考电压和切换电压生成第一切换信号，以控制所述第一切换电路，使所述切换电压不大于第二参考电压，所述第二参考电压等于所述第一电压与第二电压中的较小者，
接着，所述切换信号生成电路根据所述第一参考电压和所述切换电压生成第二切换信号，以控制所述第二切换电路，使得所述切换电压切换至所述第二电压，
且在所述第二切换信号生成时，所述切换信号生成电路根据所述第二参考电压和所述切换电压生成所述第一切换信号，以控制所述第一切换电路在所述第二切换电路开始导通之后，且在所述切换电压大于所述第二参考电压之前断开，
其中，所述第一参考电压生成电路根据所述切换电压、第二参考电压生成所述第一参考电压，以作为所述第切换电压的参考电压。
优选地，当需要进行所述切换动作时，
在开始导通所述第二切换电路前，所述第一参考电压由第四电压下降至第三电压，使得所述第一切换信号下降，以控制所述第一切换电路由完全导通状态转变成不完全导通状态，从而使所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压，所述第三电压的值等于所第二参考电压与预设值电压的差值。
优选地，在所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压之后，
所述第一参考电压先由所述第三电压下降至初始电压，然后再上升，并使得所述第二切换信号上升，当所述第一参考电压上升至所述第三电压时，所述第二切换信号控制所述第二切换电路开始由断开状态进入不完全导通状态，此后所述第一参考电压继续上升至第五电压，使得所述第二切换信号继续上升，以控制所述第二切换电路由不完全导通状态逐渐转变成完全导通状态，从而使所述切换电压切换至所述第二电压，
其中，在所述第一参考电压上升至所述第三电压之前，所述第一切换信号在所述第二参考信号的控制下保持不变，以控制所述第一切换电路的导通状态保持不变，使得所述切换电压维持为所述第三电压，在此之后，所述第一切换信号在所述第二参考信号的控制下下降，以控制所述第一切换电路由不完全导通状态逐渐转变成断开状态，使得所述第一切换电路在所述切换电压上升至所述第二参考电压之前断开。
优选地，当需要进行所述切换动作时，所述第一参考电压由所述第四电压下降至第一电压，
在所述第二切换电路由断开状态进入不完全导通状态前，所述第一参考电压由所述第一电压下降至所述第三电压，
所述第一参考电压在下降至所述第三电压时开始上升，以控制所述第二切换信号开始上升，使得所述第二切换电路在所述第一参考电压开始上升时由断开状态进入不完全导通状态，
所述第一参考电压继续上升至所述第五电压，并控制所述第二切换信号继续上升，使得所述第二切换电路由不完全导通状态逐渐转变成完全导通状态，从而使所述切换电压切换至所述第二电压，
其中，在所述第二切换电路开始导通后，所述第一切换信号在所述第二参考电压的控制下下降，以控制所述第一切换电路由不完全导通状态逐渐转变成断开状态，使得所述第一切换电路在所述切换电压上升至所述第二参考电压之前断开。
优选地，所述第四电压不小于所述第一电压，所述第五不小于所述第二电压。
优选地，在进行所述切换动作之前，所述第一参考电压先上升至所述第四电压后维持为所述第四电压，以控制所述第一切换信号先上升后维持不变，使得所述第一切换电路的导通状态保持不变，从而使得所述切换电压上升至所述第一电压后维持为所述第一电压。
优选地，所述切换信号生成电路包括第一驱动电路、第二驱动电路、环路选择电路、第一反馈电路和第二反馈电路，
所述第一反馈电路根据所述切换电压和第一参考电压生成第一反馈信号，
所述第二反馈电路在需要进行所述切换动作时，根据所述切换电压和第二参考电压生成第二反馈信号，
其中，当需要进行所述切换动作时，在开始导通所述第二切换电路前，所述环路选择电路选择所述第一反馈信号控制所述第一驱动电路生成所述第一切换信号，以控制所述切换电压由所述第一电压开始下降，
在所述切换电压下降至所述第三电压后，所述环路选择电路选择所述第一反馈信号控制所述第二驱动电路生成所述第二切换信号，以及选择第二反馈信号控制所述第一驱动电路生成所述第一切换信号。
优选地，所述第一反馈电路包括第一误差放大器，第二反馈电路包括第二误差放大器，
所述第一误差放大器用于输出所述第一参考电压与切换电压的误差放大值，
所述第二误差放大器用于输出所述第三电压与所述切换电压的误差放大值。
优选地，所述第二反馈电路还包括预设值电压源，用于输出所述预设值电压，
所述预设值电压源的正极与所述第二误差放大器的反相端相连，负极与所切换电压的输出端相连，所述第二误差放大器的同相端接收所述第二参考电压。
优选地，所述第一参考电路生成电路包括：储能元件、放电电路、充电电路以及复位电路，
当需要进行所述切换动作时，所述储能元件通过所述放电电路放电，使得所述储能元件上的电压由所述第四电压开始下降，使得所述切换电压也开始下降，
当所述切换电压下降至所述第三电压时，所述储能元件上的电压也下降至所述第三电压，此时，所述复位电路控制所述储能元件上的电压下降至初始电压，此后，所述充电电路对所述储能元件充电，使得所述储能元件上的电压上升至所述第五电压后维持为所述第五电压，
所述储能元件上的电压作为所述第一参考电压。
优选地，所述切换信号生成电路包括：第一驱动电路、第二驱动电路、第一反馈电路和第二反馈电路，
在需要进行所述切换动作时，所述第一反馈电路根据所述第一参考电压与切换电压生成第一反馈信号，以控制所述第一驱动电路生成所述第一切换信号，使得所述切换电压由所述第一电压开始下降，
所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压后，所述第二反馈电路根据所述第一参考电压与所述切换电压产生第二反馈信号，以控制所述第二驱动信号产生所述第二切换信号，且所述第一反馈电路根据所述第二参考电压与所述切换电压产生所述第一反馈信号，以控制所述第一驱动电路产生所述第一切换信号。
优选地，所述第一反馈电路包括第一误差放大器、第二反馈电路包括第二误差放大器
在需要进行所述切换动作时，所述第一误差放大器输出所述第一参考电压与所述切换电压的误差放大值，
在所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压后，所述第一误差放大器用于输出所述第三电压与所述切换电压的误差放大值；所述第二误差放大器输出所述所述第一参考电压与所述切换电压的误差放大值。
优选地，所述第一反馈电路还包括第一选择电路和第一预设值电压源，所述第二反馈电路还包括第二选择电路和第二预设值电压源，所述第一预设值电压源与第二预设值电压源分别输出第一预设值电压与第二预设值电压，
所述第一误差放大器的同相端与所述第一选择电路的输出端相连，反相端接收所述切换电压，所述第一选择电路的第一输入端与所述第一预设值电压源的负极相连，第二输入端接收所述第一参考电压，所述第一预设值电压源的正极端接收所述第二参考电压，
所述第二误差放大器的同相端与所述第二选择电路的输出端相连，反相端接收所述切换电压，所述第二选择电路的第一输入端与所述第二预设值电压源的负极相连，第二输入端接收所述第一参考电压，所述第二预设值电压源的正极端接收所述第二参考电压。
优选地，所述第一参考电路生成电路包括：储能元件、放电电路、充电电路以及下拉电路，
当需要进行所述切换动作时，所述储能元件上的电压先在所述下拉电路的作用下由所述第四电压下降至第一电压，此后，所述储能元件通过所述放电电路放电，使得所述储能元件上的电压由所述第一电压开始下降，使得所述切换电压也开始下降，
当所述切换电压下降至所述第三电压时，所述储能元件上的电压也下降至所述第三电压，此时，所述充电电路对所述储能元件充电，使得所述储能元件上的电压由所述第三电压上升至所述第五电压后维持为所述第五电压，
所述储能元件上的电压作为所述第一参考电压。
优选地，还包括泄放电路，所述泄放电路在需要进行所述切换动作时，所述泄放电路导通，以降低所述切换电压。
一种电压切换电路，其特征在于，包括以上所述的控制电路。
优选地，所述电压切换电路的第一切换电路和第二切换电路均为开关电路，
所述开关电路至少包括一个晶体管，所述第一切换信号与第二切换信号分别用于控制所述第一切换电路与第二切换电路中的所述晶体管的导通与断开状态。
一种USB PD器，其特征在于，包括权利要求23所述的电压切换电路。
一种USBPD器，其特征在于，包括权利要求23所述的电压切换电路。
由上可见，依据发明提供的电压切换电路及其控制方法、电路及应用其的USBPD器，控制电压切换电路在需要进行所述切换动作时，先将切换电压控制为不大于第一电压与第二电压中的较小者，然后再开始导通第二切换电路，并控制第一切换电路在第二切换电路开始导通后之后，切换电压不大于第一电压与第二电压中的较小者之前关断，从而实现了第一切换电路与第二切换电路之间的无缝切换，即第一切换电路未完全断开前，第二切换电路就已经开始导通，使得切换电压在切换过程中的跌落值可控，且与负载无关，同时还可以避免电流倒灌的现象。
附图说明
图1为依据本发明实施例的一种电压切换电路图框图；
图2为依据本发明实施例实现的一种电压切换电路的电路图；
图3为图2中的第一参考电压生成电路22的具体实现电路图；
图4为图2所示的电压切换电路的电路的工作波形图；
图5为依据本发明实施例实现的另一种电压切换电路的电路图；
图6为图5中的第一参考电压生成电路22的具体实现电路图；
图7为图5所示的电压切换电路的电路的工作波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
首先，本申请提供了一种电压切换电路的控制方法，所述的电压切换电路包括多路切换电路，在本申请中，仅对所述多路切换电路中在当前需要进行切换的两路进行具体的描述，如第一切换电路和第二切换电路。需要说明的是，第一切换电路和第二切换电路可以为多路所述切换电路中的任意两路。所述第一切换电路的输入端接收第一电压，第二切换电路的输入端接收第二电压，而所述第一切换电路和第二切换电路的输出端相连，以作为所述电压切换电路的输出端，以输出切换电压。
当所述切换电压需要进行由第一电压切换至第二电压的切换动作时，依据本申请提供的控制方法将以如下步骤来控制所述电压切换电路。
步骤1：从需要进行所述切换动作开始，到在开始导通所述第二切换电路前，先控制所述切换电压不大于所述第一电压与第二电压中的较小电压，以防止电流从输出端向输入端倒灌。
步骤2：开始导通所述第二切换电路，使得所述切换电压切换至所述第二电压，
步骤3：控制所述第一切换电路在所述第二切换电路开始导通后，且在所述切换电压大于所述第一电压与第二电压中的较小者之前断开。这里的断开是指，所述第一切换电路的输入与输出端之间断开，即断路。
采用上述控制方法来控制电压切换路，在需要进行切换时，步骤1可确保在进入所述切换动作的开始阶段，所述切换电压的值不大于所述第一电压与第二电压的值，以避免电压切换电路出现电流倒灌现象。步骤3控制所述第一切换电路在所述第二切换电路开始导通之后，仍未完全断开，从而实现了第一切换电路与第二切换电路之间的无缝切换，以防止所述切换电压在切换过程中各个输入端均与输出端断开一小段时间，使得所述切换电压在负载的作用下跌落过多的情形，因此，避免了在切换过程中所述切换电压的跌落受负载的影响，在步骤3中还控制所述第一切换电路在所述切换电压在大于所述第一电压与第二电压中的较小者之前断开，从而避免了电流从输出端向所述第一切换电路的输入端倒灌的现象。
为了能确保电流不出现倒灌现象，在所述步骤1中，可在需要进行所述切换动作时，使所述切换电压先有所述第一电压下降至第三电压，具体的，可以通过控制所述第一切换电路由完全导通状态转变为不完全导通状态，且导通的幅度越来越小，来控制所述切换电压由所述第一电压下降至第三电压。其中，所述第三电压的值等于所述第一电压与第二电压中的较小者与预设值电压的差值。即刻意控制所述切换电压在进行所述切换动作的开始的一小段时间里的跌落值为所述预设值电压，从而可彻底避免了在进行所述切换动作时的电流倒灌现象。而由于所述切换电压的跌落值是预设值电压的值，可以将该值设置得很小，如远小于二极管的导通压降值，因此可使得所述切换电压在进行切换时具有较小的跌落值。
在步骤2中，可对所述第二切换电路进行软启动，即在所述切换电压下降至所述第三电压之后，控制所述第二切换电路先由断开状态进入不完全导通状态，再由不完全导通状态逐渐转变为完全导通状态，使得所述切换电压由所述第三电压逐渐上升至所述第二电压，而不是立即直线上升。因此在所述第二切换电路开始导通之后，到所述切换电压等于所述第一电压与第二电压中的较小者之前具有一定的时间，可确保所述第一切换电路在此时间内断开。依据本发明提供的控制方法，进一步的，可以采用两个环路来实现对所述电压切换电路的控制，两个环路分别为第一控制环路和第二控制环路，具体控制步骤：
步骤a：在需要进行所述切换动作时，采用第一控制环路控制所述第一切换电路由完全导通状态转变为不完全导通状态，以使得所述切换电压由所述第一电压开始下降。
步骤b：在所述切换电压由所述第一电压降低至所述第三电压之后，所述第一控制环路开始控制所述第二切换电路开始导通，使得所述切换电压上升至所述第二电压，并采用第二控制环路控制所述第一切换电路在所述切换电压上升至所述第一电压与第二电压中的较小者之前断开。
其中，在所述步骤b中，可进一步控制在所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压之后，且在所述第二切换电路开始导通前，所述第二控制环路控制所述第一切换电路的导通状态保持不变，所述切换电压维持为所述第三电压，以等待所述第二切换电路的开始导通。
当所述第一控制环路控制所述第二切换电路开始导通后，所述第二控制环路控制所述第一切换电路由不完全导通状态转变为断开状态，以在所述切换电压上升至所述第一电压与第二电压中的较小者之前，控制所述第一切换电路断开。
上述对步骤b的进一步控制中，是控制所述切换电压下降至所述第三电压之后等待一段时间，所述第二切换电路才开始由断开状态进入导通状态，而在另一实施例中，对步骤b的进一步控制还可以包括使得所述第二切换电路在所述切换电压下降至所述第三电压时立马开始由断开状态进入不完全导通状态，该控制具体为：在所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压时，所述第一控制环路开始控制第二切换电路由断开状态进入不完全导通状态，与此同时采用第二控制环路控制所述第一切换电路由不完全导通状态转变为断开状态，使得所述第一切换电路在所述切换电压上升至所述第一电压与第二电压中的较小者之前断开。
在进行所述切换动作之前，即所述切换电压需要为第一电压期间，所述第一切换电路也有所述第一环路控制，所述第一控制环路控制所述第一切换电路先有断开状态进入不完全导通状态，再由不完全导通状态逐渐转变为完全导通状态，以控制所述切换电压上升至所述第一电压后维持为所述第一电压。
由上可见，依据本发明提供的电压切换电路的控制方法，可有效的防止电压切换电路在进行电压切换过程中出现电流倒灌，切换电压跌落过大以及电路的损耗较大等问题。
依据本发明提供的电压切换电路的控制方法的发明构思，本发明还提供了一种电压切换电路的控制电路。图1为依据本发明实施例的一种电压切换电路图框图。如图1所示，所述电压切换电路多路切换电路1和控制电路2。
多路切换电路包括N路切换电路，分别为切换电路11、切换电路12、…切换电路1N，每一路切换电路均可以由开关电路构成，且每一路所述开关电路均至少包括一个晶体管。N路所述切换电路的输入端分别接收输入电压VIN1、VIN2…VINN，各所述切换电路的输出端相连，以作为所述电压切换电路的输出端，以输出切换电压VOUT。当所述电压切换电路应用于高压环境时，所述开关电路可以采用两个晶体管以串联顶对顶的形式连接，即两个晶体管的源极相连或漏极相连，如在本实施例中，各个切换电路均为串联顶对顶的形式连接的晶体管，如切换电路11由晶体管Q1a与晶体管Q1b以漏极相连的方式相连而成，切换电路12由晶体管Q2a与晶体管Q2b以漏极相连的方式相连而成，同样，切换电路1N由晶体管QNa与晶体管QNb以漏极相连的方式相连而成。当所述电压切换电路应用于低压环境中时，各个所述切换电路可均由单个晶体管构成。在本实施例中，将当前需要切换的两路切换电路分别定义为第一切换电路和第二切换电路，第一切换电路的输入电压为第一电压，其为切换电压VOUT在进行切换之前的电压，第二切换电路的输入电压为第二电压，其为切换电压VOUT切换后的电压，且第一切换电路由第一切换信号控制，第二切换电路由第二切换信号控制。如在本实施例中以将切换电路11切换到切换电路12为例，则将切换电路11为第一切换电路，切换电路12为第二切换电路。
控制电路2用于控制电压切换电路的切换电压在不同的输入电压之间进行切换，如控制切换电压VOUT由第一电压VIN1切换至第二电压VIN2。控制电路2包括切换信号生成电路21和第一参考电压生成电路22。
当切换电压VOUT需要进行由第一电压VIN1切换至第二电压VIN2的切换动作时，在切换电路12开始导通前(即切换电路12未完全导通前)，切换信号生成电路21根据第一参考电压生成电路22生成的第一参考电压Vref1、切换电压VOUT生成第一切换信号C1，以控制切换电路11，即控制切换电路11中的开关管的导通与断开状态，如控制开关管Q1a、Q1b(二者的状态相同)什么时候处于完全导通状态，什么时候处于由完全导通转变为不完全导通状态，以及什么时候由不完全导通转变为断开状态，使切换电压VOUT不大于第二参考电压Vref2，第二参考电压Vref2等于第一电压VIN1与第二电压VIN2中的较小者。当切换电压VOUT不大于第二参考电压Vref2后，切换信号生成电路21又根据第一参考电压Vref1和切换电压VOUT生成第二切换信号C2，以控制切换电路12，即控制切换电路12中的开关管的导通与断开状态，如控制Q2a、Q2b(二者的状态相同)什么时候处于完全导通状态，什么时候处于由完全导通转变为不完全导通状态，以及什么时候由不完全导通转变为断开状态，使得切换电压VOUT切换至第二电压VIN2，即使得切换电压VOUT上升并稳定为第二电压VIN2。此外，在所述第二切换信号生成时，即切换信号生成电路21开始根据第一参考电压Vref1与切换电压VOUT生成第二切换信号C2时，切换信号生成电路21还开始根据第二参考电压Vref2和切换电压VOUT生成第一切换信号C1，以控制第一切换电路11在第二切换电路12开始导通(但未完全导通)之后，且在切换电压VOUT大于第二参考电压Vref2之前断开。其中，第一参考电压Vref1由第一参考电压生成电路根据切换电压VOUT、第二参考电压Vref2生成，以作为切换电压VOUT的参考电压，即切换电压VOUT主要参考第一参考电压Vref1变化。需要说明的是，在本申请中所述的一个电路根据信号A生成信号B可以指该电路直接接收信号A生成信号B，也可以指该电路接收一个根据信号A生成的信号来生成信号B。如第一参考电压生成电路21可以直接接收第二参考电压Vref2来生成具有上述特征的第一参考信号Vref1，也可以如图1所示的，切换信号生成电路21根据第二参考电压Vref2与切换电压VOUT生成的一个信号(图1中未标记该信号标记)，该信号可指示切换电压VOUT是否不大于第二参考电压Vref2，然后第一参考电压生成电路22再接收该信号和切换电压VOUT生成第一参考电压Vref1。
此外，控制电路2还包括连接在切换电压VOUT的输出端与参考地端之间的泄放电路23。若所述电压切换电路在没有负载的情况下进行上述切换动作时，为了能确保切换电压VOUT可以先控制为不大于第一电压与第二电压中的较小者，可导通泄放电路23，以降低切换电压VOUT的值。
进一步的，控制电路还包括逻辑控制电路24，其接收由总线，如控制总线输出的用户指令信号Order，然后向切换信号生成电路21输出第一组指令信号Order1，以控制切换信号生成电路21进行相应的操作，如向切换信号生成电路21指示当前是否需要进行切换动作，以及该由哪一路向那一路进行切换等，第一组指令信号Order1中可以包括多个操作控制信号。同时逻辑控制电路24还向第一参考电压信号生成电路22输出第二组指令信号Order2，以向第一参考电压生成电路22指示当前是否需要进行切换动作，以及该由哪一路向那一路进行切换等信息。泄放电路23的导通控制信号DISC也由逻辑控制电路24输出。
由上可见，依据本实施例提供的控制电路，可控制电压切换电路在需要进行所述切换动作时，先将切换电压控制为不大于第一电压与第二电压中的较小者，然后再开始导通(即由断开状态进入不完全导通状态)第二切换电路，并控制第一切换电路在第二切换电路开始导通后之后，切换电压不大于第一电压与第二电压中的较小者之前关断，从而实现了第一切换电路与第二切换电路之间的无缝切换，即第一切换电路未完全断开前，第二切换电路就已经开始导通，使得切换电压在切换过程中的跌落值可控，且与负载无关，同时还可以避免电流倒灌的现象。
为了能确保在进行所述切换动作过程中，不会出现电流倒灌的现象，在需要进行所述切换动作的开始时到开始导通切换电路12电路前，第一参考电压生成电路22根据第二参考电压Vref2与切换电压VOUT控制第一参考电压VOUT由第四电压下降至第三电压，从而使得第一切换信号C1下降，以控制切换电路11由完全导通状态转变成不完全导通状态，即第一切换信号C1控制开关管Q1a和Q1b由完全导通状态进入不完全导通状态，且导通幅度越来越小，从而使切换电压VOUT由第一电压VIN1下降至所述第三电压，所述第三电压的值等于第一电压VIN2与第二电压VIN2中的较小者(第二参考电压Vref2)与一个预设值电压的差值。即控制在切换的过程中，切换电压VOUT跌落一个预设值电压，该预设电压为预先设定的，通常可以设置为小于二极管的导通压降的值，如可以设置成50mV。因为控制切换电压VOUT在切换过程中比第一电压VIN1与第二电压VIN2中较小者还低一个预设值电压，从而可保证电流不会出现倒灌现象。
进一步的，为了使得前一次切换动作不影响后一次切换动作，在切换电压VOUT由第一电压VIN1下降至所述第三电压之后，使第一参考电压Vref1先由所述第三电压下降至初始电压(如参考地的电压)，然后再上升，并使得第二切换信号C2跟着上升，当第一参考电压Vref1上升至所述第三电压时，第二切换信号C2便可控制切换电路12开始导通(即由断开状态进入不完全导通状态)，此后，第一参考电压Vref1继续上升至第五电压，使得第二切换信号C2继续上升，以控制切换电路12由不完全导通状态逐渐转变成完全导通状态状态，即第二切换信号C2控制开关管Q2a和Q2b由不完全导通状态进入全导通状态，且导通幅度越来越小，，从而使切换电压VOUT切换至第二电压VOU2。其中，在第一参考电压Vref1上升至所述第三电压之前，第一切换信号C1在第二参考信号Vref2的控制下保持不变，以控制切换电路11上的导通状态保持不变，即使切换电路11的导通状态不变，使得切换电压VOUT维持为所述第三电压，在此之后，第一切换信号C1在所述第二参考信号Vref2的控制下下降，以控制所述第一切换电路由不完全导通状态转变成断开状态，即使切换电路11逐渐断开，使得切换电路11在切换电压VOUT上升至第二参考电压Vref2之前完全断开。
此外，为了使前一次切换对后一次切换的影响不大，有具有较快的切换速度，当需要进行所述切换动作时，还可先控制第一参考电压Vref1由所述第四电压下降至第一电压VIN1，然后，在切换电路12开始导通前，再控至第一参考电压Vref1由第一电压VIN1下降至所述第三电压。从而可使在第一参考电压Vref1在下降至所述第三电压时立马开始上升，以控制第二切换信号C2立马上升至可以开始导通切换电路12的值，使得切换电路12立马开始导通，即使切换电压VOUT在第一参考电压Vref1由第一电压VIN1下降至所述第三电压时就开始开始导通。此后，第一参考电压Vref1继续上升至所述第五电压，并控制第二切换信号C2继续上升，使得切换电路12由不完全导通状态逐渐转变成完全导通状态，从而使切换电压VOUT切换至第二电压VIN2。其中，在切换电路1开始导通后，第一切换信号C1在第二参考电压Vref2的控制下下降，以控制切换电路11上的压降增加，即切换电路11快速进入断开状态，使得所述第一切换电路在所述切换电压上升至所述第二参考电压之前断开。
作为切换电压VOUT的参考电压，第一参考电压Vref1在切换电压VOUT需要维持第一电压VIN1期间最终稳定的电压，即所述第四电压不低于第一电压VIN1，而在进行所述切换动作之后，第一参考电压Vref1在切换电压VOUT需要维持第二电压VIN2期间最终稳定的电压，即所述第五电压不低于第二电压VIN2，从而可保证在第一参考电压Vref1的控制下，切换电压VOUT可以顺利的切换至其需要的电压。例如，所述第四电压等于第一电压VIN1，所述第五电压等于第二电压VIN2，或者所述第四电压与第五电压均等于所述电压切换电路的多个输入电压VIN1、VIN2…VINN中的最大值。
在本申请中，在进行所述切换动作之前，切换电压VOUT在第一参考电压Vref1的控制下，上升并维持为第一电压VIN1。具体的，先控制第一参考电压Vref1上升至所述第四电压后维持为所述第四电压，以控制所述第一切换信号C1先上升后维持不变，使得切换电路11由不完全导通状态转变为完全导通状态后维持为完全导通状态，从而使得切换电压VOUT上升至第一电压VIN1后维持为第一电压VIN1。
图2为依据本发明实施例实现的一种电压切换电路的电路图，在图2中，申请人提供了图1中的控制电路2的具体实现方式。如图2所示，图1中的切换信号生成电路21在本实施例中包括包括第一反馈电路211、第二反馈电路212、环路选择电路213、第一驱动电路214以及第二驱动电路215。
第一反馈电路211根据切换电压VOUT和第一参考电压Vref1生成第一反馈信号FB，第二反馈电路212在需要进行所述切换动作时，根据切换电压VOUT和第二参考电压Vref2生成第二反馈信号FB2，同时第二反馈信号FB2还用于控制第一参考电压生成电路22，以向第一参考电压生成电路22指示当前切换电压VOUT的跌落是否到达所述的预设值电压，即判断切换电压VOUT是否下降至所述第三电压，以控制所述第一参考电压生成电路22生成相应的第一参考电压Vref1。其中，当需要进行所述切换动作时，在开始导通所述第二切换电路前，图1中的第一组指令Order1中包括通道选择信号CS_Order，该信号被传输至环路选择电路213，以指示当前需要进行所述切换动作，使得环路选择电路213选择第一反馈信号FB1控制第一驱动电路214生成第一切换信号C1，以控制切换电压VOUT由第一电压VIN1开始下降，在切换电压VOUT下降至所述第三电压后，环路选择电路213选择第一反馈信号FB1控制第二驱动电路215生成第二切换信号C2，以及选择第二反馈信号FB2控制第一驱动电路214生成第一切换信号C1。图1中的第一组指令Order1中还包括切换使能信号EN_tra，该信号用于控制第二反馈电路212在开始进行所述切换动作时生成第二反馈信号FB2。
由此可见，在图2中，第一参考电压生成电路22、第一反馈电路211构成了本申请中控制方法部分所述的第一控制环路的主要部分，而第二反馈电路212构成了本申请中控制方法部分所述的第二控制环路的主要部分。通过环路选择电路213来选择不同的控制环路去控制相应的切换电路，以完成所述切换动作。
继续参加图2所示，第一反馈电路211包括第一误差放大器，如运算放大器OP1，其用于输出第一参考电压Vref1与切换电压VOUT的误差放大值，即第一反馈信号FB1。而第二反馈电路212包括第二误差放大器，如运算放大器OP2，其用于输出所述第三电压与切换电压VOUT的误差放大值，即第二反馈信号FB2。第二反馈电路还进一步包括预设值电压源U，用于输出预设值电压Vdrop，预设值电压源U的正极与第二误差放大器OP2的反相端相连，负极与所切换电压VOUT的输出端相连，第二误差放大器OP2的同相端接收第二参考电压Vref2。即第二误差放大器OP2的反向端接收的电压为切换电压VOUT与预设值电压Vdrop之和。
此外，在图2中还给出了图1中的泄放电路23的具体实现方式，采用电阻Rd与晶体管Qd串联连接在所述电压切换电路的输出端与参考地端之间来构成泄放电路23，其中，晶体管Qd由图1中的DISC信号控制。
进一步的，图3给出了图2中的第一参考电压生成电路22的具体实现电路图。如图3所示，第一参考电压生成电路22包括：储能元件、放电电路、充电电路以及复位电路。
当需要进行所述切换动作时，所述储能元件通过所述放电电路放电，使得所述储能元件上的电压由所述第四电压开始下降，使得所述切换电压也开始下降，当所述切换电压下降至所述第三电压时，所述储能元件上的电压也下降至所述第三电压，此时，所述复位电路控制所述储能元件上的电压下降至初始电压，此后，所述充电电路对所述储能元件充电，使得所述储能元件上的电压上升至所述第五电压后维持为所述第五电压，所述储能元件上的电压作为所述第一参考电压。
储能元件可以在本实施例中采用电容CT构成，充电电路包括电流源Aa，其输出电流为Ia，放电电路包括电流源Ab，其输出电流为Ib，复位电路包括开关管Qr。此外，第一电压生成电路还包括电压选择电路221以及逻辑电路222。
电压选择电路221选择输入电压VIN1、VIN2…VIN3中的一个电压与电流源Aa相连，以作为充电电路的供电电压，电流源Aa的输出端电流源Ab相连，二者相连的节点与电容CT的第一端相连，电容CT的第二端接参考地端，开关管Qr连接在电容CT的第一端与参考地端之间。
逻辑电路222接收图1中的第二组指令Order2，在本实施例中第二组指令Order2中包括通道选择信号CS_Order、切换使能信号EN_tra，***使能信号EN以及第二反馈信号FB2，逻辑电路222根据这些信号产生电压选择控制信号(图3中未标记)、充电控制信号CT_CHG、放电控制信号CT_DIS以及复位控制信号VQ。
图4给出了图2所示的电压切换电路的电路的工作波形图，下面将结合图2、图3和图4来具体阐述图2所示的电压切换电路的工作过程以及图3所示的第一参考电压生成电路的工作过程。
在t0时刻，当***使能信号EN有效时，所述电压切换电路开始工作，通道选择信号CS_Order选择第一通道CH1(与切换电路11对应的通道)处于CH1_ON状态，即切换电压需要处于第一电压VIN1状态。所述储能元件通过所逻辑电路222输出有效的充电控制信号CT_CHG，并输出信号控制电压选择电路选择一个不小于第一电压VIN1的电压输出作为所述第四电压，例如选择第一电压VIN1作为所述第四电压。在充电控制信号CT_CHG有效期间，电流源Aa对电容CT充电，使得电容CT上的电压Vref1逐渐上升，则第一反馈信号FB1开始上升，第一切换信号C1也开始上升，从而控制切换电压VOUT也开始上升，到t1时刻，第一参考电压Vref1上升至第一电压VIN1，并在t2时刻之前维持为第一电压VIN1，第一反馈信号FB1与第一切换信号C1也在t1时刻上升至最大值，并在t2时刻之前维持为该最大值，即t1至t2期间切换电路11处于完全导通状态，切换电压VOUT维持为第一电压VIN1。
到t2时刻，切换使能信号EN_tra的上升沿到来，通道选择信号CS_Order选择第二通道CH2(相当于第二切换电路)处于CH2_ON状态，说明此时切换电压VOUT需要进行由第一电压VIN1进行第二电压VIN2的切换动作，此时，电压选择控制信号控制电压选择电路221选择第二电压VIN2输出，此时，充电控制信号CT_CHG为无效状态，放电控制信号CT_DIS处于有效状态，电容CT通过电流源Ab放电，第一参考电压Vref1开始下降，同时第一反馈信号FB1、第一切换信号C1均开始下降，使得切换电压VOUT由第一电压VIN1开始下降。
到t3时刻，切换电压VOUT下降至第三电压，此时，复位控制信号VQ开始有效，开关管Qr导通，第一参考电压Vref1瞬间被复位为零，第一反馈信号FB1也瞬间降低至最低值，此后CT_CHG再次变为有效状态，电流源Aa对电容CT充电，第一参考电压Vref1开始上升。而在t3，第二反馈信号迅速上升至最大值，并在t3至t4期间保持不变，则第一切换信号C1在此期间也保持不变，使得切换电压VOUT在此期间维持为第三电压值。且在t3时刻，由于第一参考电压Vref1开始上升，则第一反馈信号FB1开始上升，第二切换信号C2也开始上升，当第一参考电压Vref1上升至所述第三电压时，第二切换信号C2控制切换电路12开始导通，使得切换电压VOUT开始上升，与此同时，第二反馈信号FB2开始迅速下降，使得在切换电压VOUT上升至第二参考电压Vref2时或之前，第一切换信号C1下降至最低值，以控制切换电路11完全断开。此后，第一参考电压Vref1继续上升，第一反馈信号FB1也继续上升，第二切换信号C2也继续上升。在t5时刻后第一参考电压Vref1上升至并维持第二电压VIN2，第一反馈信号FB1也上升至并维持为最大值，第二切换信号C2也上升至并维持为最大值，使得切换电压VOUT上升至并维持为第二电压VIN2，从而完成了所述切换动作。在t6时刻之后，切换电压VOUT可以按照上述切换方式切换至其它电压，也可以慢慢下降至零。此外，为了确保所述电压切换电路在无负载的状态下也能较好的实现上升切换，可以使得泄放控制信号DISC与使能切换信号EN_tra相同。
图5为依据本发明实施例实现的另一种电压切换电路的电路图，在图5中，申请人提供了图1中的控制电路2的另一种具体实现方式。如图5所示，图1中的切换信号生成电路21在本实施例中包括N个反馈电路SW1、SW2、…SWN，以及N个驱动电路驱动1、驱动2…驱动N，N个反馈电路输出端分别与对应的N个驱动电路的输入端相连，N个驱动电路电路的输出端分别与N路切换电路的控制端相连，以向相应的切换电路输出相应的切换控制信号。在本申请中，同样仅对当前需要切换的两路切换电路的控制电路进行描述，由于上述对当前需要切换的两路定义为第一切换电路和第二切换电路，则为了便于描述，将与第一切换电路相对应的驱动电路和反馈电路分别定义为第一驱动电路和第一反馈电路，而与第二切换电路相对应的驱动电路定义为第二驱动电路和第二反馈电路。由于在本实施例中，第一切换电路为切换电路11、第二切换电路为切换电路12，则驱动电路21-1为第一驱动电路、反馈电路21-2为第一反馈电路、驱动电路21-3为第二驱动电路、反馈电路21-4为第二反馈电路。
在需要进行所述切换动作时，如根据第二组指令Order2的指示，第一参考电压生成电路22生成的第一参考电压Vref1由第四电压开始下降，则第一反馈电路21-2根据第一参考电压Vref1与切换电压生VOUT生成的第一反馈信号FB1也跟着下降，以控制第一驱动电路21-1生成第一切换信号C1下降，从而使得切换电路11由完全导通状态逐渐转变成不完全导通状态，则最终使得切换电压VOUT由第一电压VIN1开始下降。为了加快所述切换动作的速度，在需要进行所述切换动作时，可使第一参考电压Vref1立即由所述第四电压拉低至第一电压VIN1，然后由第一电压VIN1开始下降，当第一参考电压Vref1下降至所述第三电压时，切换电压VOUT由所述第一电压VIN1下降至所述第三电压，则第一参考电压生成电路22向逻辑控制电路24发出触发控制信号Vone-shoot，以控制逻辑控制电路24输出N个选择信号SC1、SC2、…SCN，以分别控制所述N个反馈电路。若将控制第一反馈电路的所述选择信号为第一选择信号，控制第二反馈电路的所述选择信号为为第二选择信号，则选择信号SC1为第一选择信号，选择信号SC2为第二选择信号。当切换电压VOUT下降至所述第三电压时，第一选择信号SC1控制第一反馈电路21-2开始根据第二参考电压Vref2与切换电压VOUT产生第一反馈信号FB1，以控制所述第一驱动信号C1下降，使得切换电路11由不完全导通状态逐渐转变成断开状态，即使得切换电路11进入断开状态，与此同时，第二选择信号SC2开始控制第二反馈电路21-3开始根据第一参考电压Vref1与切换电压VOUT产生第二反馈信号FB2，以控制第二反馈电路21-3产生第二切换信号C2，从而开始导通切换电路12，即在切换电压VOUT下降至所述第三电压时，切换电路12开始导通，此后，第一参考电压Vref1增加，第二反馈信号FB2增加，第二切换信号C2跟着增加，使得切换电路12由不完全导通状态逐渐转变成完全导通状态，即切换电路12逐渐导通，最终使得切换电压VOUT切换至第二电压VIN2，从而完成了所述切换动作。其中，切换电路11在第一切换信号C1的控制下，在切换电压VOUT上升至第二参考电压Vref2前被断开。
由此可见，在图5中，所述电压切换电路中的每一路切换电路均由两个环路控制，当选择信号SC1有效时，第一反馈电路21-1接收第一参考电压Vref1，则第一参考电压生成电路22、第一反馈电路21-2、第一驱动电路21-1构成本申请方法部分的第一控制环路，当选择信号SC1无效时，选择信号SC2有效，则第一反馈电路21-2接收第二参考信号，而第二反馈电路21-4接收第一参考电压Vref1，则此时，第一参考电压生成电路22、第二反馈电路21-4以及第二驱动电路构成了所述第一控制环路，而第一反馈电路21-2与第一驱动电路21-1构成第二控制环路。简而言之就是，第一参考电压Vref1作为第一控制环路的控制信号，而第二参考电压Vref2作为第二控制环路的控制信号。
继续参考图5所示，第一反馈电路21-2包括第一误差放大器，如跨导放大器gm1，其用于根据选择信号SC1选择第一参考电压Vref1与切换电压VOUT的误差放大值和所述第三电压与切换电压VOUT的误差放大值之一输出，即在需要进行所述切换动作时，所述第一误差放大器gm1输出第一参考电压Vref1与切换电压VOUT的误差放大值，在切换电压VOUT由第一电压VIN1下降至所述第三电压后，所述第一误差放大器gm1用于输出所述第三电压与切换电压VOUT的误差放大值。第二反馈电路21-4包括第二误差放大器，如跨导放大器gm2，其用于在选择信号SC2有效时，即切换电压VOUT下降至所述第三电压时，输出第一参考电压Vref1与切换电压VOUT的误差放大值。
在本实施例中，所述第一反馈电路21-2还包括第一选择电路SW1和第一预设值电压源U1，第二反馈电路21-4还包括第二选择电路SW2和第二预设值电压源U2，，其中，第一预设值电压源U1输出预设值电压Vdrop，第二预设值电压源U2输出预设值电压Vdrop。第一误差放大器gm1的同相端与第一选择电路SW1的输出端相连，反相端接收切换电压VOUT，第一选择电路SW1的第一输入端与第一预设值电压源U1的负极相连，第二输入端接收第一参考电压Vref1，第一预设值电压源U1的正极端接收第二参考电压Vref2。第二误差放大器gm1的同相端与第二选择电路SW2的输出端相连，反相端接收切换电压VOUT，第二选择电路SW2的第一输入端与第二预设值电压源U2的负极相连，第二输入端接收第一参考电压VIN1，第二预设值电压源U2的正极端接收第二参考电压Vref1。
在本实施例中，泄放电路23与图2中所示的相同，在此不再累述。
进一步的，图6给出了图5中的第一参考电压生成电路22的具体实现电路图。如图6所示，第一参考电压生成电路22包括：储能元件、放电电路、充电电路以及下拉电路。当需要进行所述切换动作时，所述储能元件上的电压，即第一参考电压Vref1先在所述下拉电路的作用下由所述第四电压下降至第一电压VIN1，此后，所述储能元件通过所述放电电路放电，使得第一参考电压Vref1由第一电压VIN1开始下降，使得切换电压VOUT也开始下降，当切换电压VOUT下降至所述第三电压时，第一参考电压Vref1也下降至所述第三电压，此时，所述充电电路对所述储能元件充电，使得第一参考电压Vref1由所述第三电压上升至所述第五电压后维持为所述第五电压。
储能元件可以在本实施例中采用电容CT构成，充电电路包括电流源Aa，其输出电流为Ia，放电电路包括电流源Ab，其输出电流为Ib，下拉电路包括开关管S。此外，第一电压生成电路还包括电压选择电路22-1、逻辑电路22-2、触发控制生成生电路22-3以及下拉控制电路22-4，用于生成触发控制信号Vone-shoot。
电压选择电路22-1选择输入电压VIN1、VIN2…VINN中的一个电压与电流源Aa相连，以作为所述充电电路的供电电压，在本实施例中，电压选择电路22-1选择输入电压VIN1、VIN2…VINN中的最大电压与电流源Aa相连，即所述第四电压与第五电压在本实施例中均为输入电压VIN1、VIN2…VINN中的最大电压。电流源Aa的输出端电流源Ab相连，二者相连的节点与电容CT的第一端相连，电容CT的第二端接参考地端，开关管S连接在电容CT的第一端与参所述电压切换电路的输出端(即输出切换电压VOUT的一端)之间。
逻辑电路22-2接收图1中的第二组指令Order2，在本实施例中第二组指令Order2中包括通道选择信号CS_Order(图6中未标记)、切换使能信号EN_tra，***使能信号EN以及触发控制信号Vone-shoot，逻辑电路22-2根据这些信号产生充电控制信号CT_CHG、放电控制信号CT_DIS。
触发控制生成电路22-3用于在切换电压VOUT下降至所述第三电压时，输出一个短脉冲信号，即触发控制信号Vone-shoot。具体的，如图6所示，触发控制生产电路22-3包括用于输出预设值电压Vdrop的预设值电压源U0、施密特比较器以及第一单脉冲电路。所述施密特比较器的反相端接收切换电压VOUT，反相端与预设值电压源U0的负极相连，输出端与所述第一单脉冲电路的输入端相连，预设值电压源U0的正极接收第二参考电压Vref2，所述第一单脉冲电路的输出端输出触发控制信号Vone-shoot。
下拉控制电路22-4包括第二单脉冲电路，所述第二单脉冲电路由逻辑电路22-2的输出信号控制，生成下拉控制信号Vs，已在切换使能信号EN_tra的上升沿到来时，下拉控制信号被触发为有效脉冲，以控制开关管S导通一下。
图7给出了图5所示的电压切换电路的电路的工作波形图，下面将结合图5、图6和图7来具体阐述图5所示的电压切换电路的工作过程以及图6所示的第一参考电压生成电路的工作过程。
在t0时刻，当***使能信号EN有效时，所述电压切换电路开始工作，通道选择信号CS_Order选择第一通道CH1(与切换电路11对应的通道)处于CH1_ON状态，即切换电压需要处于第一电压VIN1状态。此时，第一选择信号SC1处于有效状态，第一反馈电路21-2根据第一参考电压Vref1与切换电压VOUT生成第一反馈信号FB1来控制第一驱动电路21-1，以产生第一切换信号C1。t0至t1期间，所述储能元件通过所逻辑电路22-2输出有效的充电控制信号CT_CHG，电流源Aa对电容CT充电，使得电容CT上的电压Vref1逐渐上升，则第一反馈信号FB1(图6中未标记)开始上升，第一切换信号C1也开始上升，从而控制切换电压VOUT也开始上升，到t1时刻，第一切换信号C1上升至最大值，并在t1至t2期间保持不变，使得切换电路1在此期间完全导通。切换电压VOUT也在t1时刻上升至第一电压VIN1，并在t1至t2时间段期间维持为第一电压VIN1。而在t1至t2期间，第一参考电压Vref1先继续增加，直到增加到所述第四电压后维持为所述第四电压。
到t2时刻，切换使能信号EN_tra的上升沿到来，通道选择信号CS_Order选择第二通道CH2(相当于第二切换电路)处于CH2_ON状态，说明此时切换电压VOUT需要进行由第一电压VIN1进行第二电压VIN2的切换动作，此时，下拉控制信号Vs(短脉冲信号)处于有效状态，开关管S导通，使得第一参考电压Vref1立即被下拉至第一电压VIN，然后下拉控制信号Vs(图6中未标记)处于无效状态。且从t2时刻开始，充电控制信号CT_CHG为无效状态，放电控制信号CT_DIS处于有效状态，电容CT通过电流源Ab放电，第一参考电压Vref1由第一电压VIN1开始下降，同时第一切换信号C1也开始下降，使得切换电压VOUT由第一电压VIN1开始下降。
到t3时刻，切换电压VOUT下降至所述第三电压，此时，触发控制信号Vone-shoot开始有效，从而控制第一选择信号SC1变为无效状态，而第二选择信号SC2变为有效状态，同时控制逻辑电路22-2输出的充电控制信号CT_CHG再次变为有效状态，电流源Aa对电容CT充电，第一参考电压Vref1开始上升，第二切换信号C2也上升，使得切换电路12在t3时刻开始开始导通，切换电压VOUT也开始上升。且在t3时刻开始，第一反馈电路21-2开始根据切换电压VOUT与第二参考电压Vref2生成第一反馈信号FB1，此时由于切换电压VOUT小于第二参考电压Vref2，则第一切换信号C1开始迅速下降，以控制切换电路11在切换电压VOUT上升至第二参考电压Vref1之前完全断开。
t3时刻之后，第一参考电压Vref1继续上升，并最终上升至所述第五电压并维持为所述第五电压，而切换电压VOUT在t4时刻上升至第二电压VIN2，此时，切换电路12完全导通，并在CH2_ON期间一直维持为第二电压VIN2。同样，从而完成了所述切换动作。切换电压VOUT可以按照上述切换方式切换至其它电压，也可以慢慢下降至零。此外，为了确保所述电压切换电路在无负载的状态下也能较好的实现上升切换，可以使得泄放控制信号DISC与使能切换信号EN_tra相同。
此外，本申请还提供了一种包括本申请提供的电压切换电路的USBPD器，由于所述电压切换电路可实现无缝切换，避免电流倒灌现象，以及功耗低，使得所述USBPD器不易被损坏，使用寿命高。以上对本发明的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围之内。

Claims (25)

1.一种电压切换电路的控制方法，所述电压切换电路的第一切换电路和第二切换电路的输入端分别接收第一电压和第二电压，所述第一切换电路和第二切换电路的输出端相连，以输出切换电压，当所述切换电压需要进行由所述第一电压切换至第二电压的切换动作时，所述控制方法包括：
在开始导通第二切换电路前，控制所述切换电压不大于所述第一电压与第二电压中的较小电压，
接着，开始导通所述第二切换电路，使得所述切换电压切换至所述第二电压，
其中，控制所述第一切换电路在所述第二切换电路开始导通后，且在所述切换电压大于所述第一电压与第二电压中的较小者之前断开。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当需要进行所述切换动作时，
在开始导通第二切换电路前，先控制所述第一切换电路由完全导通状态转变为不完全导通状态，以控制所述切换电压由所述第一电压下降至第三电压，所述第三电压的值等于所述第一电压与第二电压中的较小者与预设值电压的差值。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述切换电压下降至所述第三电压之后，控制所述第二切换电路先由断开状态开始进入不完全导通状态，然后由不完全导通状态逐渐转变成完全导通状态，使得所述切换电压由所述第三电压逐渐上升至所述第二电压。
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在需要进行所述切换动作时，采用第一控制环路控制所述第一切换电路由完全导通状态转变为不完全导通状态，
在所述切换电压由所述第一电压降低至所述第三电压之后，所述第一控制环路开始控制所述第二切换电路先由断开状态开始进入不完全导通状态，然后由不完全导通状态逐渐转变成完全导通状态，使得所述切换电压上升至所述第二电压，并采用第二控制环路控制所述第一切换电路在所述切换电压上升至所述第一电压与第二电压中的较小者之前断开。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，
在所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压之后，且在所述第二切换电路开始导通前，所述第二控制环路控制所述第一切换电路的导通状态不变，所述切换电压维持为所述第三电压，
当所述第一控制环路控制所述第二切换电路开始导通后，所述第二控制环路控制所述第一切换电路由不完全导通状态逐渐转变成断开状态，以在所述切换电压上升至所述第一电压与第二电压中的较小者之前，控制所述第一切换电路断开。
6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，
在所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压时，所述第一控制环路开始控制第二切换电路由断开状态进入不完全导通状态，与此同时采用第二控制环路控制所述第一切换电路由不完全导通状态逐渐转变成断开状态，使得所述第一切换电路在所述切换电压上升至所述第一电压与第二电压中的较小者之前断开。
7.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在进行所述切换动作之前，所述控制方法还包括，采用所述第一控制环路控制所述第一切换电路先由断开状态进入不完全导通状态，再由不完全导通状态逐渐转变成完全导通状态，以控制所述切换电压逐渐上升至所述第一电压后维持为所述第一电压。
8.一种电压切换电路的控制电路，所述电压切换电路的第一切换电路和第二切换电路的输入端分别接收第一电压和第二电压，所述第一切换电路和第二切换电路的输出端相连，以输出切换电压，其特征在于，所述控制电路包括切换信号生成电路和第一参考电压生成电路，
当所述切换电压需要进行由所述第一电压切换至第二电压的切换动作时，
在所述第二切换电路开始导通前，所述切换信号生成电路根据第一参考电压和切换电压生成第一切换信号，以控制所述第一切换电路，使所述切换电压不大于第二参考电压，所述第二参考电压等于所述第一电压与第二电压中的较小者，
接着，所述切换信号生成电路根据所述第一参考电压和所述切换电压生成第二切换信号，以控制所述第二切换电路，使得所述切换电压切换至所述第二电压，
且在所述第二切换信号生成时，所述切换信号生成电路根据所述第二参考电压和所述切换电压生成所述第一切换信号，以控制所述第一切换电路在所述第二切换电路开始导通之后，且在所述切换电压大于所述第二参考电压之前断开，
其中，所述第一参考电压生成电路根据所述切换电压、第二参考电压生成所述第一参考电压，以作为所述第切换电压的参考电压。
9.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，当需要进行所述切换动作时，
在开始导通所述第二切换电路前，所述第一参考电压由第四电压下降至第三电压，使得所述第一切换信号下降，以控制所述第一切换电路由完全导通状态转变成不完全导通状态，从而使所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压，所述第三电压的值等于所第二参考电压与预设值电压的差值。
10.根据权利要求9所述的控制电路，其特征在于，在所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压之后，
所述第一参考电压先由所述第三电压下降至初始电压，然后再上升，并使得所述第二切换信号上升，当所述第一参考电压上升至所述第三电压时，所述第二切换信号控制所述第二切换电路开始由断开状态进入不完全导通状态，此后所述第一参考电压继续上升至第五电压，使得所述第二切换信号继续上升，以控制所述第二切换电路由不完全导通状态逐渐转变成完全导通状态，从而使所述切换电压切换至所述第二电压，
其中，在所述第一参考电压上升至所述第三电压之前，所述第一切换信号在所述第二参考信号的控制下保持不变，以控制所述第一切换电路的导通状态保持不变，使得所述切换电压维持为所述第三电压，在此之后，所述第一切换信号在所述第二参考信号的控制下下降，以控制所述第一切换电路由不完全导通状态逐渐转变成断开状态，使得所述第一切换电路在所述切换电压上升至所述第二参考电压之前断开。
11.根据权利要求9所述的控制电路，其特征在于，当需要进行所述切换动作时，所述第一参考电压由所述第四电压下降至第一电压，
在所述第二切换电路由断开状态进入不完全导通状态前，所述第一参考电压由所述第一电压下降至所述第三电压，
所述第一参考电压在下降至所述第三电压时开始上升，以控制所述第二切换信号开始上升，使得所述第二切换电路在所述第一参考电压开始上升时由断开状态进入不完全导通状态，
所述第一参考电压继续上升至所述第五电压，并控制所述第二切换信号继续上升，使得所述第二切换电路由不完全导通状态逐渐转变成完全导通状态，从而使所述切换电压切换至所述第二电压，
其中，在所述第二切换电路开始导通后，所述第一切换信号在所述第二参考电压的控制下下降，以控制所述第一切换电路由不完全导通状态逐渐转变成断开状态，使得所述第一切换电路在所述切换电压上升至所述第二参考电压之前断开。
12.根据权利要求10或11所述的控制电路，其特征在于，所述第四电压不小于所述第一电压，所述第五不小于所述第二电压。
13.根据权利要求9所述的控制电路，其特征在于，在进行所述切换动作之前，所述第一参考电压先上升至所述第四电压后维持为所述第四电压，以控制所述第一切换信号先上升后维持不变，使得所述第一切换电路的导通状态保持不变，从而使得所述切换电压上升至所述第一电压后维持为所述第一电压。
14.根据权利要求10所述的控制电路，其特征在于，所述切换信号生成电路包括第一驱动电路、第二驱动电路、环路选择电路、第一反馈电路和第二反馈电路，
所述第一反馈电路根据所述切换电压和第一参考电压生成第一反馈信号，
所述第二反馈电路在需要进行所述切换动作时，根据所述切换电压和第二参考电压生成第二反馈信号，
其中，当需要进行所述切换动作时，在开始导通所述第二切换电路前，所述环路选择电路选择所述第一反馈信号控制所述第一驱动电路生成所述第一切换信号，以控制所述切换电压由所述第一电压开始下降，
在所述切换电压下降至所述第三电压后，所述环路选择电路选择所述第一反馈信号控制所述第二驱动电路生成所述第二切换信号，以及选择第二反馈信号控制所述第一驱动电路生成所述第一切换信号。
15.根据权利要求14所述的控制电路，其特征在于，所述第一反馈电路包括第一误差放大器，第二反馈电路包括第二误差放大器，
所述第一误差放大器用于输出所述第一参考电压与切换电压的误差放大值，
所述第二误差放大器用于输出所述第三电压与所述切换电压的误差放大值。
16.根据权利要求15所述的控制电路，其特征在于，所述第二反馈电路还包括预设值电压源，用于输出所述预设值电压，
所述预设值电压源的正极与所述第二误差放大器的反相端相连，负极与所切换电压的输出端相连，所述第二误差放大器的同相端接收所述第二参考电压。
17.根据权利要求10所述的控制电路，其特征在于，所述第一参考电路生成电路包括：储能元件、放电电路、充电电路以及复位电路，
当需要进行所述切换动作时，所述储能元件通过所述放电电路放电，使得所述储能元件上的电压由所述第四电压开始下降，使得所述切换电压也开始下降，
当所述切换电压下降至所述第三电压时，所述储能元件上的电压也下降至所述第三电压，此时，所述复位电路控制所述储能元件上的电压下降至初始电压，此后，所述充电电路对所述储能元件充电，使得所述储能元件上的电压上升至所述第五电压后维持为所述第五电压，
所述储能元件上的电压作为所述第一参考电压。
18.根据权利要求11所述的控制电路，其特征在于，所述切换信号生成电路包括：第一驱动电路、第二驱动电路、第一反馈电路和第二反馈电路，
在需要进行所述切换动作时，所述第一反馈电路根据所述第一参考电压与切换电压生成第一反馈信号，以控制所述第一驱动电路生成所述第一切换信号，使得所述切换电压由所述第一电压开始下降，
所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压后，所述第二反馈电路根据所述第一参考电压与所述切换电压产生第二反馈信号，以控制所述第二驱动信号产生所述第二切换信号，且所述第一反馈电路根据所述第二参考电压与所述切换电压产生所述第一反馈信号，以控制所述第一驱动电路产生所述第一切换信号。
19.根据权利要求18所述的控制电路，其特征在于，所述第一反馈电路包括第一误差放大器、第二反馈电路包括第二误差放大器
在需要进行所述切换动作时，所述第一误差放大器输出所述第一参考电压与所述切换电压的误差放大值，
在所述切换电压由所述第一电压下降至所述第三电压后，所述第一误差放大器用于输出所述第三电压与所述切换电压的误差放大值；所述第二误差放大器输出所述所述第一参考电压与所述切换电压的误差放大值。
20.根据权利要求19所述的控制电路，其特征在于，所述第一反馈电路还包括第一选择电路和第一预设值电压源，所述第二反馈电路还包括第二选择电路和第二预设值电压源，所述第一预设值电压源与第二预设值电压源分别输出第一预设值电压与第二预设值电压，
所述第一误差放大器的同相端与所述第一选择电路的输出端相连，反相端接收所述切换电压，所述第一选择电路的第一输入端与所述第一预设值电压源的负极相连，第二输入端接收所述第一参考电压，所述第一预设值电压源的正极端接收所述第二参考电压，
所述第二误差放大器的同相端与所述第二选择电路的输出端相连，反相端接收所述切换电压，所述第二选择电路的第一输入端与所述第二预设值电压源的负极相连，第二输入端接收所述第一参考电压，所述第二预设值电压源的正极端接收所述第二参考电压。
21.根据权利要求20所述的控制电路，其特征在于，所述第一参考电路生成电路包括：储能元件、放电电路、充电电路以及下拉电路，
当需要进行所述切换动作时，所述储能元件上的电压先在所述下拉电路的作用下由所述第四电压下降至第一电压，此后，所述储能元件通过所述放电电路放电，使得所述储能元件上的电压由所述第一电压开始下降，使得所述切换电压也开始下降，
当所述切换电压下降至所述第三电压时，所述储能元件上的电压也下降至所述第三电压，此时，所述充电电路对所述储能元件充电，使得所述储能元件上的电压由所述第三电压上升至所述第五电压后维持为所述第五电压，
所述储能元件上的电压作为所述第一参考电压。
22.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，还包括泄放电路，所述泄放电路在需要进行所述切换动作时，所述泄放电路导通，以降低所述切换电压。
23.一种电压切换电路，其特征在于，包括如权利要求8所述控制电路。
24.根据权利要求23所述的电压切换电路，其特征在于，所述电压切换电路的第一切换电路和第二切换电路均为开关电路，
所述开关电路至少包括一个晶体管，所述第一切换信号与第二切换信号分别用于控制所述第一切换电路与第二切换电路中的所述晶体管的导通与断开状态。
25.一种USB PD器，其特征在于，包括权利要求23所述的电压切换电路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112713642A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 成都鼎桥通信技术有限公司 一种电源检测切换控制电路
US11699958B2 (en) 2020-07-06 2023-07-11 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Voltage switching circuit and power adapter having regulated range of output voltage

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102499510B1 (ko) * 2017-09-01 2023-02-14 삼성전자주식회사 전원 공급 회로 및 이를 포함하는 반도체 패키지
KR102569178B1 (ko) * 2018-05-31 2023-08-22 삼성전자 주식회사 충전 회로와 연결된 스위치들을 제어하는 복수의 제어 회로를 포함하는 전자 장치
KR102627594B1 (ko) * 2018-09-18 2024-01-22 삼성전자주식회사 복수의 입력 전압에 기초하여 전압을 출력하는 전자 회로
TWI813070B (zh) * 2021-11-16 2023-08-21 瑞昱半導體股份有限公司 電源供應電路以及電源供應方法
CN114552564B (zh) * 2022-04-27 2022-07-08 深圳市爱图仕影像器材有限公司 一种多通道供电切换电路和照明装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200912586A (en) * 2007-05-11 2009-03-16 Ricoh Co Ltd Switching regulator capable of preventing reverse current
CN101958576A (zh) * 2010-05-20 2011-01-26 福建星网锐捷网络有限公司 电源冗余并联电路和工作方法
CN203965987U (zh) * 2014-06-26 2014-11-26 成都芯源***有限公司 环路切换电路
CN104731293A (zh) * 2013-12-23 2015-06-24 全汉企业股份有限公司 电源供应装置及其电源供应方法
CN104917370A (zh) * 2014-03-11 2015-09-16 登丰微电子股份有限公司 降压转换控制器
US9331522B2 (en) * 2013-08-29 2016-05-03 Etasis Electronics Corporation Backup power supplying device having programmable current-balancing control
CN105656176A (zh) * 2014-11-10 2016-06-08 研祥智能科技股份有限公司 一种高可靠电源切换电路和电子设备

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6130813A (en) * 1999-01-11 2000-10-10 Dell U.S.A., L.P. Protection circuit for electronic devices
US6459171B1 (en) * 2000-07-21 2002-10-01 Arraycomm, Inc. Method and apparatus for sharing power
US8067925B2 (en) 2008-11-20 2011-11-29 Silergy Technology Hybrid power converter
CN102497107B (zh) 2011-12-09 2015-04-01 上海新进半导体制造有限公司 开关电源控制器及开关电源
CN102611370B (zh) 2012-03-19 2014-09-03 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种永磁同步电机的正弦调制控制方法及其控制电路
CN103490630B (zh) 2013-09-16 2015-12-23 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 用于交错并联式开关电源的控制电路及控制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200912586A (en) * 2007-05-11 2009-03-16 Ricoh Co Ltd Switching regulator capable of preventing reverse current
CN101958576A (zh) * 2010-05-20 2011-01-26 福建星网锐捷网络有限公司 电源冗余并联电路和工作方法
US9331522B2 (en) * 2013-08-29 2016-05-03 Etasis Electronics Corporation Backup power supplying device having programmable current-balancing control
CN104731293A (zh) * 2013-12-23 2015-06-24 全汉企业股份有限公司 电源供应装置及其电源供应方法
CN104917370A (zh) * 2014-03-11 2015-09-16 登丰微电子股份有限公司 降压转换控制器
CN203965987U (zh) * 2014-06-26 2014-11-26 成都芯源***有限公司 环路切换电路
CN105656176A (zh) * 2014-11-10 2016-06-08 研祥智能科技股份有限公司 一种高可靠电源切换电路和电子设备

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112713642A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 成都鼎桥通信技术有限公司 一种电源检测切换控制电路
CN112713642B (zh) * 2019-10-24 2023-02-17 成都鼎桥通信技术有限公司 一种电源检测切换控制电路
US11699958B2 (en) 2020-07-06 2023-07-11 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Voltage switching circuit and power adapter having regulated range of output voltage

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CN106602699B (zh) 2020-06-26

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