CN112018860B - 一种用于设置供电***中供电电压的电路和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明给出了一种供电***和设置供电***中供电电压的方法。所述供电***包括接收总线电压的电源输入端,反馈电路和双向电压转换电路。反馈电路检测总线电压并根据总线电压生成检测电压。双向电压转换电路在检测电压大于参考电压时工作于储能模式,在检测电压小于参考电压时工作于供电模式并输出供电电压。所述双向电压转换电路从储能模式转换为供电模式时总线电压的值定义为欠压阈值,其中欠压阈值是可调的,供电电压随着欠压阈值的变化而变化。所述供电***可以不需要供电电压反馈引脚或者I2C通信引脚即可以设置供电电压的值,一方面实现了供电电压可调,另一方面降低了供电***的成本。
Description
技术领域
本发明涉及双向电压转换电路,尤其涉及双向电压转换电路的供电电压的设置电路及方法。
技术背景
双向电压转换电路因可以在外部的总线电压断电时提供备用电源给***中其它电路供电而广泛的应用于需要不间断供电的场合。在总线电压正常时,总线电压为双向电压转换电路以及***中其它电路供电,当总线电压掉电或者电压过低时,双向电压转换电路输出供电电压为***中的其他电路供电,因此***中的其他电路可以得到足够的电源安全的进行保存数据或者其它操作。
对于双向电压转换电路提供的供电电压,通常情况下,若双向电压转换电路有I2C引脚,可以通过I2C引脚设置和调节供电电压的值,或者若双向电压转换电路有反馈引脚,可以通过反馈引脚反馈供电电压来设置和调节供电电压的值,但是这两种双向电压转换电路供电电压的设置和调节都需要至少一个引脚。
因此,需要一种双向电压转换电路,可以不需要I2C引脚或者反馈引脚来设置和调节供电电压,以便降低***的成本。
发明内容
本发明一实施例提出了一种供电***,所述供电***包括电源输入端以接收总线电压,反馈电路和双向电压转换电路。其中反馈电路接收总线电压并根据总线电压生成表征总线电压的检测电压。其中双向电压转换电路具有第一端和第二端,其中第一端耦接电源输入端,第二端耦接储能电容。其中当检测电压大于参考电压时,双向电压转换电路工作于储能模式,双向电压转换电路将其第一端接收到的总线电压转换为双向电压转换电路第二端的第一电压以向储能电容充电。当检测电压小于参考电压时,双向电压转换电路从储能模式转换为供电模式,双向电压转换电路将其第二端的第一电压转换为双向电压转换电路第一端的供电电压,所述双向电压转换电路从储能模式转换为供电模式时总线电压的值定义为欠压阈值,其中欠压阈值是可调的,供电电压随着欠压阈值的变化而变化。
本发明一实施例提出了一种设置供电***中供电电压的方法,其中供电***包括接收总线电压的电源输入端和双向电压转换电路,所述方法包括:将第一电阻和第二电阻串联耦接于电源输入端和参考地之间,并在第一电阻和第二电阻的公共端生成表征总线电压的检测电压,其中当检测电压大于参考电压时,双向电压转换电路工作于储能模式,双向电压转换电路将其接收到的总线电压转换为第一电压以向储能电容充电,当检测电压小于参考电压时,双向电压转换电路从储能模式转换为供电模式,双线电压转换电路将第一电压转换为供电电压,所述双向电压转换电路从储能模式转换为供电模式时总线电压的值为欠压阈值。所述方法还包括调节第一电阻的阻值和\或第二电阻的阻值改变改变供电模式下的供电电压。
根据本发明提供的双向电压转换电路,一方面减少了I2C引脚或者反馈引脚降低了成本,同时供电模式下的供电电压可以调节,提高了应用范围。
附图说明
为了更好的理解本发明,将根据以下附图对本发明的实施例进行描述,这些附图仅用于示例。附图通常仅示出实施例中的部分特征,并且附图不一定是按比例绘制的。
图1给出了根据本发明一实施例的供电***100的电路结构图。
图2给出了根据本发明一实施例的供电电压设置电路14的电路功能模块示意图。
图3给出了根据本发明另一实施例的供电电压设置电路14的电路功能模块示意图。
图4给出了根据本发明一实施例的供电电压设置电路14中的编码区间、欠压数字信号DUV、输出控制信号VO之间编码解码对应关系图。
图5给出了根据本发明另一实施例的供电电压设置电路14中的编码区间、欠压数字信号DUV、上限控制信号VH以及下限控制信号VL之间编码解码对应关系图。
图6A-6C给出了根据本发明一实施例在欠压阈值VUV不同时的供电电压VSUP的波形图。
图7A-7C给出了根据本发明另一实施例在欠压阈值VUV不同时供电电压VSUP的波形图。
图8给出了根据本发明一实施例的用于设置双向电压转换电路的供电电压VSUP的方法800的流程图。
不同示意图中的相同的附图标记表示相同或者相似的部分或特征。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例,应当注意,这里描述的实施例只用于举例说明,并不用于限制本发明。在以下描述中,为了提供对本发明的透彻理解,阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是,不必采用这些特定细节来实行本发明。在其它实施例中,为了避免混淆本发明,未具体描述公知的电路、材料或方法。
在本公开的说明书及权利要求书中,若采用了诸如“左、右、内、外、上、下、之上、之下”等一类词,均只是为了便于描述,而不表示组件/结构的必然或者永久的相对位置。本领域的技术人员应该理解这类词在合适的情况下是可以互换的,例如,以使的本公开的实施例可以在不同于本说明书描绘的方向下仍可以运作。在本公开的上下文中,将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时,该层/元件可以直接位于该另一层/元件上,或者他们之间可以存在居中层/元件。此外“耦接”一词意味着以直接或者间接的电气的或者非电气的方式连接。“一个/这个/那个”并不用于特指单数,而可能涵盖复数形式。整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”不一定都指同一个实施例或者示例。本领域普通技术人员应该理解,在本公开说明书的一个或者多个实施例中公开的各个具体特征、结构或者参数、步骤等可以以任何合适的方式组合。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
图1给出了根据本发明一实施例的供电***100的电路结构图。供电***100包括电源输入端IN以接收总线电压VBUS,反馈电路11以及双向电压转换电路12。反馈电路11接收总线电压VBUS并根据总线电压VBUS生成表征总线电压VBUS的检测电压VSEN。双向电压转换电路12具有第一端111和第二端112,其中第一端111耦接电源输入端IN,第二端112耦接于储能电容Cs。当检测电压VSEN大于参考电压VREF时,双向电压转换电路12工作于储能模式,双向电压转换电路12将传输到电源输入端IN的总线电压VBUS转换为双向电压转换电路12第二端112的第一电压V1以向储能电容Cs充电。当检测电压VSEN小于参考电压VREF时,双向电压转换电路12工作于供电模式,双向电压转换电路12将其第二端112的第一电压V1转换为双向电压转换电路12第一端111的供电电压VSUP,其中双向电压转换电路12从储能模式转换为供电模式时总线电压VBUS的值定义为欠压阈值VUV,所述欠压阈值VUV是可调的,供电电压VSUP随着欠压阈值VUV的变化而变化。在一实施例中,第一电压V1小于总线电压VBUS。在另一实施例中,供电电压VSUP大于第一电压V1。在一实施例中,双向电压转换电路12包括工作于储能模式的BUCK电路和工作于供电模式的BOOST电路。在一实施例中,双向电压转换电路12包括制作在半导体基底上的集成电路。在图1的实施例中,供电***100还包括M个开关电路CT1、CT2…CTM分别为电容C1、C2…CM提供相应的输出电压VS1、VS2…VSM,其中M是大于等于1的自然数。在一实施例中,输出电压VS1、VS2…VSM具有不同的值以满足不同的负载需求。在图1中,当检测电压VSEN大于参考电压VREF时,总线电压VBUS通过电源输入端IN为双向电压转换电路12以及M个开关电路CT1、CT2…CTM供电,双向电压转换电路12工作于储能模式。当检测电压VSEN小于参考电压VREF时,双向电压转换电路12从储能模式转换为供电模式,双向电压转换电路12输出供电电压VSUP为M个开关电路CT1、CT2…CTM供电。在一实施例中,M个开关电路CT1、CT2…CTM中的一个或者多个开关电路可以和双向电压转换电路12集成在一个半导体基底上。
在图1中,反馈电路11包括第一电阻R1和第二电阻R2,其中第一电阻R1具有接收总线电压VBUS的第一端和耦接于电压检测端SEN的第二端。第二电阻R2具有耦接于电压检测端SEN的第一端和耦接于参考地GND的第二端。可以通过调节第一电阻R1和\或第二电阻R2的阻值调节欠压阈值VUV。
图1的供电***100还包括模式控制电路CMP。模式控制电路CMP耦接于电压检测端SEN以接收表征总线电压VBUS的检测电压VSEN,并将检测电压VSEN和参考电压VREF进行比较生成模式信号PF。当检测电压VSEN大于参考电压VREF时,模式信号PF处于第一状态以控制双向电压转换电路12工作于储能模式。当检测电压VSEN小于参考电压VREF时,模式信号PF从第一状态跳变到第二状态以控制双向电压转换电路12从储能模式转换成供电模式。通过改变第一电阻R1的阻值和\或第二电阻R2的阻值可以改变双向电压转换电路12从储能模式转换为供电模式时总线电压VBUS的值,即通过改变第一电阻R1的阻值和\或第二电阻R2的阻值可以改变欠压阈值VUV,从而改变供电电压VSUP。在一实施例中,当第一电阻R1的阻值增加时,供电电压VSUP增加。在另一实施例中,当第二电阻R2的阻值增加时,供电电压VSUP增加。
继续图1的说明,在图1所示的实施例中,供电***100还包括保护电路13,总线电压VBUS经过保护电路13传输到电源输入端IN。当检测电压VSEN大于参考电压VREF时,保护电路13可以理想化为导线,总线电压VBUS通过保护电路13传输到电源输入端IN。当检测电压VSEN小于参考电压VREF时,保护电路13阻断总线电压VBUS向电源输入端IN的传输,同时阻断从电源输入端IN流出的反向电流,避免供电***100的前端器件受到影响。在一些实施例中,保护电路13还具有电流限制功能,即检测流过保护电路13的电流,当检测到通过的电流大于过流阈值,保护电路13限制流过的电流使其等于过流阈值,若通过的电流小于过流阈值,保护电路13相当于导线。本领域技术人员应当知晓,保护电路13既可以与双向电压转换电路12集成在同一个半导体基底上,也可以采用如图1所示的半导体二极管D1等分离器件实现。在一实施例中,保护电路13包括场效应晶体管。
继续图1的说明,在图1中供电***100还包括供电电压设置电路14,供电电压设置电路14接收总线电压VBUS和模式信号PF,供电电压设置电路14记录模式信号PF从第一状态跳变到第二状态时总线电压VBUS的值,即欠压阈值VUV,并对欠压阈值VUV进行编码解码生成输出控制信号VO到双向电压转换电路12以设置供电电压VSUP的值。在一实施例中,根据欠压阈值VUV生成上限控制信号VH和下限控制信号VL以设置供电电压VSUP的值。在一实施例中,供电电压VSUP等于上限控制信号VH和下限控制信号VL的平均值。在另一实施例中,上限控制信号VH具有固定值。在一实施例中,欠压阈值VUV越高,供电模式下的供电电压VSUP越高。在另一实施例中,欠压阈值VUV越低,供电模式下的供电电压VSUP越高。
图2给出了根据本发明一实施例的供电电压设置电路14的电路功能模块示意图。供电电压设置电路14包括欠压阈值记录电路141,编码器142和解码器143。欠压阈值记录电路141接收总线电压VBUS和模式信号PF,欠压阈值记录电路141记录并输出模式信号PF从第一状态跳变到第二状态时总线电压VBUS的值,即欠压阈值VUV。编码器142接收欠压阈值VUV,并对包括欠压阈值VUV的电压范围进行编码生成欠压数字信号DUV。所述欠压数字信号DUV具有N个编码值D1、D2…DN,其中N由编码器的位数决定。在一实施例中,对包括欠压阈值VUV的电压范围进行编码生成欠压数字信号DUV包括:将包括欠压阈值VUV的电压范围平均分为N个编码区间RG1、RG2…RGN,并对所述N个编码区间RG1、RG2……RGN依次对应地编码生成N个编码值D1、D2…DN。解码器143接收编码器142输出的欠压数字信号DUV,并根据欠压数字信号DUV解码生成输出控制信号VO以控制供电电压VSUP的值,所述输出控制信号VO具有N个值VO1、VO2…VON,其中根据欠压数字信号DUV的编码值Di解码生成输出控制信号VO的值为VOi。在上述实施例中,i从1到N,N是大于等于2的自然数。
图3给出了根据本发明另一实施例的供电电压设置电路14的电路功能模块示意图。在图3中,供电电压设置电路14包括欠压阈值记录电路141,编码器142和解码器143。和图2所示的欠压阈值记录电路141和编码器142类似,图3中的欠压阈值记录电路141接收总线电压VBUS和模式信号PF,记录并输出模式信号PF从第一状态跳变到第二状态时总线电压VBUS的值,即欠压阈值VUV。编码器142接收欠压阈值VUV,并对包括欠压阈值VUV的电压范围进行编码生成欠压数字信号DUV。所述欠压数字信号DUV具有N个编码值D1、D2…DN,其中N由编码器的位数决定。解码器143接收编码器142输出的欠压数字信号DUV,并根据欠压数字信号DUV解码生成上限控制信号VH和下限控制信号VL以控制供电电压VSUP,所述上限控制信号VH具有N个值VH1、VH2…VHN,下限控制信号VL具有N个值VL1、VL2…VLN,其中根据欠压数字信号DUV的编码值Di解码生成的上限控制信号VH的值为VHi,生成的下限控制信号VL的值为VLi。在一实施例中,供电电压VSUP等于上限控制信号VH和下限控制信号VL的平均值。在另一实施例中,上限控制信号VH是固定值。在图3的实施例中,解码器143还可以根据接收的欠压数字信号DUV解码生成指示信号VPG,指示信号VPG具有N个值VPG1、VPG2…VPGN,其中根据欠压数字信号DUV的编码值Di解码生成的指示信号VPG的值为VPGi。在其它实施例中,与指示信号VPG类似,解码器143还可以根据接收的欠压数字信号DUV解码生成电流峰值信号IPK,电流峰值信号IPK具有N个值IPK1、IPK2…IPKN以设定双向电压转换电路12的过流阈值。在一实施例中,解码器143根据欠压数字信号DUV可以生成Q个模拟控制信号用于控制双向电压转换电路12的多个电路特性,其中Q个模拟信号中的一个或者几个模拟信号可以用于控制双向电压转换电路12的某一个特性,Q是大于等于1的自然数。在上述实施例中,i从1到N,N是大于等于2的自然数。
图4给出了根据本发明一实施例的供电电压设置电路14中的编码区间、欠压数字信号DUV、输出控制信号VO之间编码解码对应关系图。在图4的实施例中编码器142和解码器143的位数是3。由于编码器142的位数是3,因此包括欠压阈值VUV的电压范围分成8个编码区间RG1、RG2…RG8,对包括欠压阈值VUV的电压范围进行编码生成的欠压数字信号DUV具有8个编码值D1、D2…D8。其中,若欠压阈值VUV在编码区间RG1,则欠压数字信号DUV的编码值为D1,根据欠压数字信号DUV解码生成的控制信号VO的值为VO1。调节第一电阻R1的阻值和\或第二电阻R2的阻值使得欠压阈值VUV发生改变,若欠压阈值VUV从编码区间RG1变到编码区间RG2,则欠压数字信号DUV的编码值从D1变为D2,输出控制信号VO的值从VO1变为VO2。
图5给出了根据本发明另一实施例的供电电压设置电路14中的编码区间、欠压数字信号DUV、上限控制信号VH以及下限控制信号VL之间编码解码对应关系图。与图4所示实施例不同的是,图5中的欠压数字信号DUV解码生成上限控制信号VH和下限控制信号VL,供电电压VSUP等于上限控制信号VH和下限控制信号VL的平均值。其中,若欠压阈值VUV在编码区间RG1,则欠压数字信号DUV的编码值为D1,根据欠压数字信号DUV解码生成的上限控制信号VH的值为VH1,下限控制信号VL的值VL1。调节第一电阻R1的阻值和\或第二电阻R2的阻值使得欠压阈值VUV发生改变,若欠压阈值VUV从编码区间RG1变到编码区间RG2,则欠压数字信号DUV的编码值为从D1变为D2,上限控制信号VH的值为VH2,下限控制信号VL的值VL2。在一实施例中,上限控制信号VH的值是固定,即VH1=VH2=…VH8。
本领域技术人员应该明白,在实际应用中,提高编码器142以及解码器143的位数可以提高供电电压VSUP调节的精确度。
图6A-6C给出了根据本发明一实施例的供电电压VSUP在欠压阈值VUV不同时的波形图。下面结合图1中的供电***100对图6A-6C中的检测电压VSEN、参考电压VREF、模式信号PF、总线电压VBUS以及供电电压VSUP的波形进行说明,其中假设参考电压VREF是1V。在图6A中,当总线电压VBUS掉电后,总线电压VBUS不断减小,检测电压VSEN随着总线电压VBUS的减小而减小,在时刻T1,由于检测电压VSEN减小到参考电压VREF,模式信号PF从第一状态跳变到第二状态使得双向电压转换电路12从储能模式转换为供电模式并开始输出供电电压VSUP,因此时刻T1时的总线电压VBUS的值为欠压阈值VUV。在图6A中,欠压阈值VUV在编码区间RG1,欠压数字信号DUV解码后生成上限控制信号VH的值为VH1,生成的下限控制信号VL的值为VL1,供电电压VSUP等于上限控制信号VH和下限控制信号VL的平均值,即VSUP=(VH+VL)/2=(VH1+VL1)/2。在图示实施例中,双向电压转换电路12在供电模式下是具有第一开关和第二开关的滞环控制的BOOST电路,其通过控制第一开关和第二开关的导通或者关断使得供电电压VSUP被控制在上限控制信号VH和下限控制信号VL之间。
在图6B中,通过调节第一电阻R1的阻值和\或第二电阻R2的阻值,使得欠压阈值VUV增加到编码区间RGi,波形的具体说明说下:在时刻T2,模式信号PF从第一状态跳变到第二状态使得双向电压转换电路12从储能模式转换为供电模式并开始输出供电电压VSUP,因此时刻T2时总线电压VBUS的值为欠压阈值VUV,此时欠压阈值VUV增加到编码区间RGi。在图6B中,欠压阈值VUV在编码区间RGi,欠压数字信号DUV解码生成上限控制信号VH的值为VHi,生成的下限控制信号VL的值为VLi,供电电压VSUP等于上限控制信号VH和下限控制信号VL的平均值,即VSUP=(VH+VL)/2=(VHi+VLi)/2。
在图6C中,通过调节第一电阻R1的阻值和\或第二电阻R2的阻值,使得欠压阈值VUV增加到编码区间RGN,波形的具体说明说下:在时刻T3,模式信号PF从第一状态跳变到第二状态使得双向电压转换电路12从储能模式转换为供电模式并开始输出供电电压VSUP,因此时刻T3时总线电压VBUS的值为欠压阈值VUV,此时欠压阈值VUV增加到编码区间RGN。在图6C中,欠压阈值VUV在编码区间RGN,欠压数字信号DUV解码生成上限控制信号VH的值为VHN,生成的下限控制信号VL的值为VLN,供电电压VSUP等于上限控制信号VH和下限控制信号VL的平均值,即VSUP=(VH+VL)/2=(VHN+VLN)/2。
通过图6A-6C可以看到,通过改变供电***100的第一电阻R1的阻值和\或第二电阻R2的阻值可以改变欠压阈值VUV,从而改变供电电压VSUP的值,且供电电压VSUP随着欠压阈值VUV的增大而增大。
图7A-7C给出了根据本发明另一实施例的供电电压VSUP在欠压阈值VUV不同时的波形图。在图7A-7C所示的实施例中,假设参考电压VREF也是1V。与图6A-6C所示的实施例不同的是,在图7A-7C,欠压数字信号DUV解码生成的上限控制信号VH和下限控制信号VL,其中上限控制信号VH是固定值,即VH1=VH2…VHN。在图7A中,当总线电压VBUS掉电后,总线电压VBUS不断减小,检测电压VSEN随着总线电压VBUS的减小而减小,在时刻T4,由于检测电压VSEN减小到参考电压VREF,模式信号PF从第一状态跳变到第二状态使得双向电压转换电路12从储能模式转换为供电模式并开始输出供电电压VSUP,因此时刻T4时总线电压VBUS的值为欠压阈值VUV,在图7A中,欠压阈值VUV在编码区间RG1,欠压数字信号DUV解码生成的上限控制信号VH的值为VH1,生成的下限控制信号VL的值为VL1。供电电压VSUP的值等于上限控制信号VH和下限控制信号VL的平均值,即VSUP=(VH+VL)/2=(VH1+VL1)/2。
在图7B中,通过调节第一电阻R1的阻值和\或第二电阻R2的阻值,使得欠压阈值VUV增加到编码区间RGi,波形的具体说明说下:在时刻T5,模式信号PF从第一状态跳变到第二状态使得双向电压转换电路12从储能模式转换为供电模式并开始输出供电电压VSUP,因此时刻T5时总线电压VBUS的值为欠压阈值VUV。此时欠压阈值VUV增加到编码区间RGi。在图7B中,欠压阈值VUV在编码区间RGi,欠压数字信号DUV解码后生成上限控制信号VH的值为VHi,生成的下限控制信号VL的值为VLi,供电电压VSUP等于上限控制信号VH和下限控制信号VL的平均值,即VSUP=(VH+VL)/2=(VHi+VLi)/2。
在图7C中,通过调节第一电阻R1的阻值和\或第二电阻R2的阻值,使得欠压阈值VUV增加到编码区间RGN,波形的具体说明说下:在时刻T6,模式信号PF从第一状态跳变到第二状态使得双向电压转换电路12从储能模式转换为供电模式并开始输出供电电压VSUP,因此时刻T6时总线电压VBUS的值为欠压阈值VUV,此时欠压阈值VUV在编码区间RGN。在图7C中,其中欠压阈值VUV增加到编码区间RGN,欠压数字信号DUV解码生成上限控制信号VH的值为VHN,生成的下限控制信号VL的值为VLN,供电电压VSUP等于上限控制信号VH和下限控制信号VL的平均值,即VSUP=(VH+VL)/2=(VHN+VLN)/2。
在图7A-7C所示实施例中,供电电压VSUP随着欠压阈值VUV的增大而增大。在其它实施例中,可以通过改变编码解码的对应关系,使得供电电压VSUP随着欠压阈值VUV的增大而减小。
图8给出了根据本发明一实施例的用于设置供电***中供电电压VSUP的方法800的流程图。下面结合图1中的供电***100对方法800进行说明。供电***100包括接收总线电压VBUS的电源输入端IN和双向电压转换电路12,方法800包括步骤801-802,在步骤801中,将第一电阻R1和第二电阻R2串联耦接于电源输入端IN和参考地GND之间,并在第一电阻R1和第二电阻R2的公共端生成表征总线电压VBUS的检测电压VSEN,其中当检测电压VSEN大于参考电压VREF时,双向电压转换电路12将其接收到的总线电压VBUS转换为第一电压V1以向储能电容Cs充电,双向电压转换电路12工作于储能模式。当检测电压VSEN小于参考电压VREF时,双向电压转换电路12从储能模式转换为供电模式,双线电压转换电路将第一电压V1转换为供电电压VSUP,所述双向电压转换电路12从储能模式转换为供电模式时总线电压VBUS的值为欠压阈值VUV。步骤802,调节第一电阻R1的阻值和\或第二电阻R2的阻值从而改变供电模式下的供电电压VSUP。在一实施例中,当第一电阻R1的阻值增加时,供电电压VSUP增加。在另一实施例中,当第二电阻R2的阻值增加时,供电电压VSUP增加。在一实施例中,步骤802具体包括:调节第一电阻R1的阻值和\或第二电阻R2的阻值改变欠压阈值,以及根据欠压阈值VUV设置供电模式下的供电电压VSUP。在一实施例中,其中根据欠压阈值VUV设置供电模式下的供电电压VSUP包括:记录模式信号PF从第一状态跳变到第二状态时总线电压VBUS的值,即记录欠压阈值VUV;对包括欠压阈值VUV的电压范围编码生成欠压数字信号DUV以及根据欠压数字信号DUV生成输出控制信号VO以控制供电模式下的供电电压VSUP。在一实施例中,其中根据欠压阈值VUV设置供电模式下的供电电压VSUP包括:记录模式信号PF从第一状态跳变到第二状态时总线电压VBUS的值,即记录欠压阈值VUV;对包括欠压阈值VUV的电压范围编码生成欠压数字信号DUV以及根据欠压数字信号DUV生成上限控制信号VH和下限控制信号VL以控制供电模式下的供电电压VSUP。在一实施例中,供电电压VSUP等于上限控制信号VH和下限控制信号VL的平均值。在另一实施例中,上限控制信号VH具有固定值。
在一实施例中,当双向电压转换电路12工作于储能模式时,第一电压V1小于总线电压VBUS,当双向电压转换电路12工作于供电模式时,供电电压VSUP大于第一电压V1。
采用本发明的供电***,在总线电压VBUS未掉电时,总线电压VBUS给双向电压转换电路12和其它开关电路供电,当总线电压VBUS的值低于欠压阈值VUV时双向电压转换电路12输出供电电压VSUP为其它开关电路供电。采用本发明的供电***,通过调节欠压阈值VUV(调节反馈电路的参数,比如第一电阻R1的阻值和\或第二电阻R2的阻值)从而设置供电电压VSUP,不再需要额外的反馈引脚或者I2C引脚,从而节约了至少一个芯片引脚,节省了制造成本。
上述的一些特定实施例仅仅以示例性的方式对本发明进行说明。这些实施例不是完全详尽的,并不用于限定本发明的范围。对于公开的实施例进行变化和修改都是可能的,其它可行的选择性实施例和对实施例中元件的等同变化可以被本技术领域的普通技术人员所了解。本发明所公开的实施例的其它变化和修改并不超出本发明的精神和权利要求限定的保护范围。
Claims (17)
1.一种供电***,包括:
电源输入端,接收总线电压;
反馈电路,接收总线电压,并根据总线电压生成表征总线电压的检测电压;以及
双向电压转换电路,具有第一端和第二端,其中第一端耦接电源输入端,第二端耦接储能电容;
其中当检测电压大于参考电压时,双向电压转换电路工作于储能模式,双向电压转换电路将其第一端接收到的总线电压转换为双向电压转换电路第二端的第一电压以向储能电容充电;
当检测电压小于参考电压时,双向电压转换电路从储能模式转换为供电模式,双向电压转换电路将其第二端的第一电压转换为双向电压转换电路第一端的供电电压,所述双向电压转换电路从储能模式转换为供电模式时总线电压的值定义为欠压阈值,其中欠压阈值是可调的,供电电压随着欠压阈值的变化而变化。
2.如权利要求1所述的供电***还包括接收检测电压的电压检测端,其中反馈电路包括:
第一电阻,具有接收总线电压的第一端和耦接于电压检测端的第二端;以及
第二电阻,具有耦接于电压检测端的第一端和耦接于参考地的第二端;
其中欠压阈值随着第一电阻的阻值和\或第二电阻的阻值的变化而变化。
3.如权利要求2所述的供电***,当第一电阻的阻值增加时,供电电压增加。
4.如权利要求2所述的供电***,当第二电阻的阻值增加时,供电电压增加。
5.如权利要求2所述的供电***还包括模式控制电路,模式控制电路接收检测电压和参考电压,并根据检测电压和参考电压生成模式信号,其中当检测电压大于参考电压时,模式信号处于第一状态以控制双向电压转换电路工作于储能模式,当检测电压小于参考电压时,模式信号从第一状态跳变到第二状态以控制双向电压转换电路从储能模式转换为供电模式。
6.如权利要求5所述的供电***还包括供电电压设置电路,所述供电电压设置电路包括:
欠压阈值记录电路,接收总线电压和模式信号,根据总线电压和模式信号记录欠压阈值;
编码器,对包括欠压阈值的电压范围编码生成欠压数字信号;以及
解码器,接收欠压数字信号,并根据欠压数字信号解码生成输出控制信号以控制供电电压。
7.如权利要求5所述的供电***还包括供电电压设置电路,所述供电电压设置电路包括:
欠压阈值记录电路,接收总线电压和模式信号,根据总线电压和模式信号记录欠压阈值;
编码器,对包括欠压阈值的电压范围编码生成欠压数字信号;以及
解码器,接收欠压数字信号,并根据欠压数字信号解码生成上限控制信号和下限控制信号以控制供电电压。
8.如权利要求7所述的供电***,其中供电电压等于上限控制信号和下限控制信号的平均值。
9.如权利要求1所述的供电***,其中当双向电压转换电路工作于储能模式时,第一电压小于总线电压,当双向电压转换电路工作于供电模式时,供电电压大于第一电压。
10.一种设置供电***中供电电压的方法,其中供电***包括接收总线电压的电源输入端和双向电压转换电路,所述方法包括:
将第一电阻和第二电阻串联耦接于电源输入端和参考地之间,并在第一电阻和第二电阻的公共端生成表征总线电压的检测电压,其中当检测电压大于参考电压时,双向电压转换电路工作于储能模式,双向电压转换电路将其接收到的总线电压转换为第一电压以向储能电容充电,当检测电压小于参考电压时,双向电压转换电路从储能模式转换为供电模式,双线电压转换电路将第一电压转换为供电电压;以及
调节第一电阻的阻值和\或第二电阻的阻值改变供电模式下的供电电压。
11.如权利要求10所述的方法,当第一电阻的阻值增加时,供电电压增加。
12.如权利要求10所述的方法,当第二电阻的阻值增加时,供电电压增加。
13.如权利要求10所述的方法,所述双向电压转换电路从储能模式转换为供电模式时总线电压的值为欠压阈值,其中调节第一电阻的阻值和\或第二电阻的阻值改变供电模式下的供电电压包括:
调节第一电阻的阻值和\或第二电阻的阻值改变欠压阈值;以及
根据欠压阈值设置供电模式下的供电电压。
14.如权利要求13所述的方法,其中根据欠压阈值设置供电模式下的供电电压包括:
根据总线电压和模式信号记录欠压阈值;
对包括欠压阈值的电压范围编码生成欠压数字信号;以及
对欠压数字信号解码生成输出控制信号以控制供电电压。
15.如权利要求13所述的方法,其中根据欠压阈值设置供电模式下的供电电压包括:
根据总线电压和模式信号记录欠压阈值;
对包括欠压阈值的电压范围编码生成欠压数字信号;以及
对欠压数字信号解码生成上限控制信号和下限控制信号以控制供电电压。
16.如权利要求15所述的方法,其中供电电压等于上限控制信号和下限控制信号的平均值。
17.如权利要求10所述的方法,其中当双向电压转换电路工作于储能模式时,第一电压小于总线电压,当双向电压转换电路工作于供电模式时,供电电压大于第一电压。
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