[發(fā)明專利]開關(guān)電源的空載檢測電路及檢測方法

有效

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• 申請日: 2014-11-04
• 公開（公告）號: CN104360288B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉衛(wèi)中;孔祥藝
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫華潤矽科微電子有限公司
• 主分類號: G01R31/40
• 分類號: G01R31/40
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 王潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及開關(guān)電源，具體是指一種開關(guān)電源的空載檢測電路及檢測方法。

背景技術(shù)

在采用開關(guān)電源方式的電子設(shè)備中，特別是在移動設(shè)備，如移動電源等，當負載移除后進入空載狀態(tài)，系統(tǒng)進入待機模式，以此降低系統(tǒng)功耗。

請參閱圖1所示，為開關(guān)電源芯片空載檢測的第一種實現(xiàn)電路，傳統(tǒng)的開關(guān)電源芯片空載檢測技術(shù)是在負載通路上串聯(lián)一個阻值較小的電阻，該方案是通過檢測該串聯(lián)電阻Rs兩端的壓降來判斷電路是否空載。

請參閱圖2與圖3所示，為開關(guān)電源芯片空載檢測的第二種實現(xiàn)電路及其具體實施方式，所述的檢測方法是通過可調(diào)電阻的方式，即通過改變空載和帶載時的功率管的導(dǎo)通電阻來檢測實現(xiàn)的：通過COM2檢測到負載變小時關(guān)閉功率管Q2，使電流通路上的導(dǎo)通電阻增大以此來增大輸出管導(dǎo)通時源漏之間的電壓，再利用COM1判斷是否處于空載狀態(tài)。

上述第一種實現(xiàn)電路的缺點：因為增加了一個采樣電阻Rs，電阻的取值需綜合考慮，取值過大會影響轉(zhuǎn)換效率，取值小又不容易檢測。

上述第二種實現(xiàn)電路的缺點：雖然針對第一種實現(xiàn)電路“取值小不容易檢測”的缺點進行了優(yōu)化，但需要復(fù)雜的模擬電路檢測，幾個閾值電壓需要合理的設(shè)置，如Vth2的設(shè)置如果設(shè)置過大，那么電路可能在兩種狀態(tài)(Q2的導(dǎo)通和關(guān)閉)反復(fù)切換，如果太小也會面臨第一種實現(xiàn)電路不易檢測的問題。該方案對于偽空載狀態(tài)(外部的擾動產(chǎn)生的短時間的電流震蕩使Vds1電壓在某個周期低于閾值電壓)也會做出響應(yīng)，導(dǎo)致電路發(fā)出無效的空載判斷，并反復(fù)切換。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種能夠少模擬電路的使用、通過判斷開關(guān)電源是否帶載而反向判斷開關(guān)電源是否處于空載狀態(tài)、電路結(jié)構(gòu)簡單、易于集成、應(yīng)用范圍廣泛的開關(guān)電源的空載檢測電路及檢測方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的開關(guān)電源的空載檢測電路及檢測方法具有如下構(gòu)成：

該開關(guān)電源的空載檢測電路，其主要特點是，所述的電路包括采樣電路、第一計數(shù)器及第二計數(shù)器；所述的采樣電路、第一計數(shù)器及第二計數(shù)器的時鐘輸入端與時鐘輸入信號相連接，所述的采樣電路的信號輸入端與開關(guān)導(dǎo)通信號相連接，所述的采樣電路的輸出信號與所述的第二計數(shù)器的清零端相連接，所述的第二計數(shù)器的信號輸出端、第二計數(shù)器的清零端以及第一計數(shù)器的清零端相連接，且所述的第二計數(shù)器的上限值小于第一計數(shù)器的上限值。

進一步地，所述的第一計數(shù)器與所述的第二計數(shù)器包括觸發(fā)器及外圍邏輯電路。

進一步地，所述的采樣電路包括觸發(fā)器。

本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)開關(guān)電源空載檢測的方法，其主要特點是，所述的時鐘輸入信號及開關(guān)導(dǎo)通信號輸入至所述的電路中，所述的方法包括第一計數(shù)器處理過程及第二計數(shù)器處理過程：

所述的第一計數(shù)器處理過程包括以下步驟：

(1.1)所述的第一計數(shù)器根據(jù)所述的時鐘輸入信號開始計數(shù)；

(1.2)所述的第一計數(shù)器判斷所述的第一計數(shù)器的計數(shù)值是否等于第一計數(shù)器的上限值；

(1.3)如果所述的第一計數(shù)器的計數(shù)值等于第一計數(shù)器的上限值，則所述的電路輸出所述的開關(guān)電源處于空載狀態(tài)的結(jié)果；否則繼續(xù)步驟(1.4)；

(1.4)所述的第一計數(shù)器加1，然后返回上述步驟(1.2)；

所述的第二計數(shù)器處理過程包括以下步驟：

(2.1)所述的第二計數(shù)器根據(jù)所述的時鐘輸入信號與所述的第一計數(shù)器同時開始計數(shù)；

(2.2)所述的采樣電路判斷所述的開關(guān)導(dǎo)通信號的導(dǎo)通時間是否超過開關(guān)導(dǎo)通時間閾值；

(2.3)如果所述的開關(guān)導(dǎo)通信號的導(dǎo)通時間超過開關(guān)導(dǎo)通時間閾值，則所述的第二計數(shù)器加1，然后繼續(xù)步驟(2.5)；否則繼續(xù)步驟(2.4)；

(2.4)所述的第二計數(shù)器清零后，根據(jù)所述的時鐘輸入信號開始計數(shù)，然后繼續(xù)步驟(2.2)；

(2.5)所述的第二計數(shù)器判斷所述的第二計數(shù)器的計數(shù)值是否等于第二計數(shù)器的上限值；

(2.6)如果所述的第二計數(shù)器的計數(shù)值等于第二計數(shù)器的上限值，則所述的第一計數(shù)器及第二計數(shù)器均清零后，根據(jù)所述的時鐘輸入信號同時開始計數(shù)，然后繼續(xù)步驟(2.2)；否則繼續(xù)步驟(2.2)。

進一步地，所述的第一計數(shù)器根據(jù)所述的時鐘輸入信號開始計數(shù)，具體為：

所述的第一計數(shù)器清零后，根據(jù)所述的時鐘輸入信號開始計數(shù)。

進一步地，所述的第二計數(shù)器根據(jù)所述的時鐘輸入信號與所述的第一計數(shù)器同時開始計數(shù)，具體為：