多路负压输出的升降压变换器的控制方法、电路及芯片与流程

本技术涉及显示驱动，尤其涉及一种多路负压输出的升降压变换器的控制方法、电路及芯片。

背景技术：

1、在高分辨率oled及amoled显示驱动技术中，薄膜晶体管（tft）阵列的可靠关断依赖于栅极施加-5v~-8v的负偏置电压（vgl）。现代显示模组普遍搭载多组独立扫描驱动链路，要求电源管理芯片（pmic）输出两路及以上独立可调的负压电源轨（vgl1、vgl2），且各路负压的电压精度、输出纹波等关键参数需严格匹配显示时序控制器的工作规范，以保障高刷、高清画面的稳定输出。

2、针对多路负压供电场景，现有方案通过固定电感充磁时长结合零电流检测（zcd）机制，判定电感放能结束时刻，避免出现电感电流反向问题。但该类方案的充磁时长为预设固定值，无法根据负载实时变化进行动态自适应调节，在负载宽范围切换工况下存在明显性能缺陷。

3、当负载由重载向轻载切换时，固定充磁时长使单周期电感储能过剩，变换器仅能通过被动增大空闲时间消耗冗余能量，导致系统开关频率显著跌落，输出负压纹波恶化，供电稳定性下降。当负载从轻载突增至重载时，固定充磁时长对应的单周期储能不足以覆盖瞬时负载功耗需求，引发输出电压跌落，系统动态响应速度慢、瞬态调节能力不足。

技术实现思路

1、本技术提供了一种多路负压输出的升降压变换器的控制方法、电路及芯片，用于提供一种充磁时长可自适应适配负载动态变化特性的技术方案。

2、本技术实施例提供了一种多路负压输出的升降压变换器的控制方法，该方法包括：

3、当该升降压变换器的目标路负压输出端的输出电压下降至对应的预设基准电压时，控制该升降压变换器中的开关单元处于第一导通状态，并基于目标充磁参数对该升降压变换器的储能电感进行充磁；其中，该升降压变换器工作在断续导通模式；

4、在该储能电感的充磁阶段完成后，分时控制该开关单元切换至释能导通状态，以使该储能电感向至少一路负压输出端释放能量；

5、通过零电流检测获取该储能电感的电感电流，当检测到该电感电流下降至零时，控制该升降压变换器进入空闲时段；

6、根据该空闲时段的时长、预设第一空闲时长及预设第二空闲时长，对该储能电感在下一控制周期的目标充磁参数进行调整。

7、在一种可选的实施方式中，该预设第一空闲时长为该空闲时段的时长的上限阈值，该预设第二空闲时长为该空闲时段的时长的下限阈值；

8、该根据该空闲时段的时长、预设第一空闲时长及预设第二空闲时长，对该储能电感在下一控制周期的目标充磁参数进行调整，包括：

9、若该空闲时段的时长小于该预设第二空闲时长，则将该储能电感在下一控制周期的目标充磁参数增加预设步长；

10、若该空闲时段的时长大于该预设第一空闲时长，则将该储能电感在下一控制周期的目标充磁参数减小预设步长；

11、若该空闲时段的时长大于或等于该预设第二空闲时长，且小于或等于该预设第一空闲时长，则将当前周期的目标充磁参数作为该储能电感在下一控制周期的目标充磁参数。

12、在一种可选的实施方式中，该目标充磁参数为目标充磁时长；该预设步长为预设时长步长；

13、该根据该空闲时段的时长、预设第一空闲时长及预设第二空闲时长，对该储能电感在下一控制周期的目标充磁参数进行调整，包括：

14、若该空闲时段的时长小于该预设第二空闲时长，则将该储能电感在下一控制周期的目标充磁时长增加预设时长步长；

15、若该空闲时段的时长大于该预设第一空闲时长，则将该储能电感在下一控制周期的目标充磁时长减小预设时长步长；

16、若该空闲时段的时长大于或等于该预设第二空闲时长，且小于或等于该预设第一空闲时长，则将当前周期的目标充磁时长作为该储能电感在下一控制周期的目标充磁时长。

17、在一种可选的实施方式中，若所述下一控制周期的目标充磁时长小于预设的充磁时长下限，则将所述预设的充磁时长下限作为所述下一控制周期的目标充磁时长；

18、若所述下一控制周期的目标充磁时长大于预设的充磁时长上限，则将所述预设的充磁时长上限作为所述下一控制周期的目标充磁时长。

19、在一种可选的实施方式中，该目标充磁参数为该储能电感的目标峰值充磁电流；该预设步长为预设电流步长；

20、该根据该空闲时段的时长、预设第一空闲时长及预设第二空闲时长，对该储能电感在下一控制周期的目标峰值充磁进行调整，包括：

21、若该空闲时段的时长小于该预设第二空闲时长，则对该储能电感在下一控制周期的目标峰值充磁电流增加预设电流步长；

22、若该空闲时段的时长大于该预设第一空闲时长，则对该储能电感在下一控制周期的目标峰值充磁电流减小预设电流步长；

23、若该空闲时段的时长大于或等于该预设第二空闲时长，且小于或等于该预设第一空闲时长，则将当前周期的目标峰值充磁电流作为该储能电感在下一控制周期的目标峰值充磁电流。

24、在一种可选的实施方式中，若所述下一控制周期的目标充磁电流小于预设的充磁电流下限，则将所述预设的充磁电流下限作为所述下一控制周期的目标充磁电流；

25、若所述下一控制周期的目标充磁电流大于预设的充磁电流上限，则将所述预设的充磁电流上限作为所述下一控制周期的目标充磁电流。

26、在一种可选的实施方式中，该目标路负压输出端包括至少一路负压输出端；

27、在该并基于目标充磁参数对该升降压变换器的储能电感进行充磁之前，该方法还包括：

28、获取该至少一路负压输出端对应的至少一个负压充磁参数，并根据该至少一个负压充磁参数，确定该目标充磁参数。

29、在一种可选的实施方式中，该至少一路负压输出端为多路负压输出端；

30、该根据该至少一路负压输出端对应的至少一个负压充磁参数，确定该目标充磁参数，包括：

31、获取该多路负压输出端对应的多个负压充磁参数；

32、将各该负压充磁参数与对应的预设加权系数相乘的乘积中的最大值，作为该目标充磁参数。

33、在一种可选的实施方式中，该分时控制该开关单元切换至释能导通状态，以使该储能电感向至少一路负压输出端释放能量，包括：

34、根据该升降压变换器的输入电压与各路该负压输出端的输出电压，分别计算各路的传能时相时长；

35、根据各路对应的该传能时相时长依次分时控制该开关单元切换至释能导通状态，使该储能电感依次向至少一路该负压输出端释放能量。

36、在一种可选的实施方式中，该根据该升降压变换器的输入电压与各路该负压输出端的输出电压，分别计算各路的传能时相时长包括：

37、针对各路该负压输出端，获取输入电压与对应路该输出电压的最小值与最大值；

38、根据该最小值与该最大值之间的比值，及预设基准参考时长，得到对应路该负压输出端对应的传能时相时长。

39、在一种可选的实施方式中，该根据各路对应的该传能时相时长依次分时控制该开关单元切换至释能导通状态，使该储能电感依次向至少一路该负压输出端释放能量包括：

40、根据各路对应的该传能时相时长，按照预设顺序依次分时控制该开关单元切换至释能导通状态，使该储能电感依次向至少一路该负压输出端释放能量；

41、若在任一路该负压输出端的传能时相时长内检测到该储能电感的电流下降至零时，则控制该升降压变换器进入空闲时段。

42、本技术还提供了一种控制电路，该控制电路包括：多路负压输出的升降压变换器和控制器；

43、该控制器与该升降压变换器相连接；

44、该控制器用于：

45、当该升降压变换器的目标路负压输出端的输出电压下降至对应的预设基准电压时，控制该升降压变换器中的开关单元处于第一导通状态，并基于目标充磁参数对该升降压变换器的储能电感进行充磁；其中，该升降压变换器工作在断续导通模式；

46、在该储能电感的充磁阶段完成后，分时控制该开关单元切换至对应的导通状态，以使该储能电感向至少一路负压输出端释放能量；

47、通过零电流检测获取该储能电感的电感电流，当检测到该电感电流下降至零时，控制该升降压变换器进入空闲时段；

48、根据该空闲时段的时长、预设第一空闲时长及预设第二空闲时长，对该储能电感在下一控制周期的目标充磁参数进行调整。

49、在一种可选的实施方式中，该升降压变换器包括：

50、输入电压端、储能电感、开关单元以及至少一路负压输出端；

51、该输入电压端通过该开关单元与该储能电感连接，该储能电感通过该开关单元与该至少一路负压输出端连接；

52、该控制器与该开关单元连接，用于控制该开关单元。

53、在一种可选的实施方式中，该开关单元包括：所述开关单元包括：第一开关管、以及至少一个输出开关管；

54、所述输入电压端与所述第一开关管的漏极连接，所述第一开关管的源极与所述储能电感的第一端以及所述至少一个输出开关管的一端连接，所述储能电感的第二端接地，所述至少一个输出开关管的另一端与对应的负压输出端连接；

55、所述控制器与所述第一开关管的栅极和所述至少一个输出开关管的栅极电连接，用于控制所述第一开关管及所述至少一个输出开关管的导通或关断。

56、在一种可选的实施方式中，在所述开关单元处于第一导通状态的情况下，所述第一开关管导通，所述至少一个输出开关管关断；

57、和/或，在所述储能电感充磁完成后，分别控制各所述输出开关管导通，所述第一开关管关断，以使所述储能电感向对应的所述负压输出端释放能量。

58、本技术实施例还提供了一种芯片，该芯片集成有控制器，该控制器用于执行任一项的控制方法。

59、在采用上述技术方案的情况下，本技术提供的多路负压输出的升降压变换器的控制方法以负压输出电压作为充磁启动条件，在 dcm 工作模式下配合 zcd 检测电感电流零点，并利用释能后的空闲时段的时长实时判断负载轻重，根据空闲时段的时长与预设第一空闲时长及预设第二空闲时长的对比动态自适应调整下一周期电感充磁参数，以自适应适配负载动态变化特性。一方面可从根源解决固定充磁时长带来的储能不匹配问题，稳定开关频率、减小输出纹波、加快负载瞬态响应，全工况提升升降压变换器工作效率；另一方面保留单电感多路分时释能、zcd 防电流倒灌的架构优势，在不增加硬件成本、不增大方案体积的前提下，满足高分辨率 oled、amoled 显示模组多路独立负压vgl轨的供电需求。

60、再者，本技术实施例的升降压变换器工作在断续导通模式，电感充磁完成后分时向多路负压轨释能，通过zcd实时采集电感电流，电流归零切入空闲阶段。既保留传统zcd方案防止电感电流反向、降低导通环流损耗的优势，又叠加自适应充磁调节逻辑，解决传统固定充磁时长架构仅依靠zcd无法适配负载变化的技术问题。