[發明專利]針對開關電源進行輕負載電流檢測的方法、電路結構及其功率分配電路系統

有效

• 申請號: 202110692358.5
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113300577B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 夏德剛;田劍彪
• 申請（專利權）人: 紹興光大芯業微電子有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M3/156
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

本發明涉及一種針對開關電源進行輕負載電流檢測的方法，其中，該方法包括：根據開關電源的負載電流閾值設置在預設時間段內的開關次數閾值，該預設時間段內的開關次數閾值即為開關頻率閾值、持續實時檢測開關電源在預設時間段內的開關次數，即開關頻率、通過判斷開關頻率與開關頻率閾值之間的關系，并基于開關頻率閾值與負載電流閾值之間的對應關系，檢測開關電源的負載電流是否達到了負載電流閾值。本發明還涉及一種相應的電路結構及其功率分配的電路系統。采用了本發明的該方法、電路結構及其功率分配的電路系統，通過在特定時間段內對開關次數進行計數，利用開關次數與電流之間的相關性，可滿足非精確負載檢測要求。

技術領域

本發明涉及負載電流檢測技術領域，尤其涉及輕負載電流檢測技術領域，具體是指一種針對開關電源進行輕負載電流檢測的方法、電路結構及其功率分配電路系統。

背景技術

現代生活越來越多的電池驅動的設備進入人們的生活，對這些設備充電也成了日常生活的一部分，開關電源以其高能量轉換效率的特點，被廣泛地應用在各類充電設備中。現代的開關電源往往與協議芯片配合使用，后者介于開關電源與被充電設備之間，用來協調開關電源的輸出電壓及電流。協議芯片往往控制一個以上的開關電源，例如它可以同時控制一個USBA和一個USBC。當某個開關電源沒有加設備負載時，協議芯片不對該設備產生控制。當某個開關電源被加了設備負載，它將對協議芯片發出通知，從而協議芯片與被充電設備之間進行握手互通，在了解被充電設備的屬性后，協議芯片進而協調配置該開關電源的輸出電壓及電流。該過程是動態的，隨著設備里電池電量的變化，協議芯片也動態地調整開關電源的輸出電壓和電流。

請參閱圖1所示，通常當一個設備插入之初，它只從開關電源抽取10mA左右的電流。傳統的方案是通過電流檢測電阻兩端的壓差來檢測電流。通常為了減少功耗，電流檢測電阻非常小，典型值為10mΩ，10mA的電流流過10mΩ電阻只產生0.1mV的電壓，這個電壓非常小，基本上與電噪聲處在同一級別，也遠小于電流檢測電路的失調電壓。要檢測這么小的電壓，傳統的做法往往要采用非常復雜的電路和算法，才能把低頻噪聲和失調電壓降下來，但代價是大大增加了芯片的設計難度和成本。圖1中的“高精度電流檢測模塊”就是為此設計的，它可以精確測量幾毫安到幾安的電流，但代價是大大增加了芯片的設計難度和成本。另外可行的方案是采用外置霍爾電流傳感器芯片檢測電流，但這將大大提高總體成本，對于消費類電子產品是不可取的。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種簡單而高效，能夠間接地判斷出設備是否插入了負載的針對開關電源進行輕負載電流檢測的方法、電路結構及其功率分配電路系統。

為了實現上述目的，本發明的針對開關電源進行輕負載電流檢測的方法、電路結構及其功率分配電路系統如下：

該針對開關電源進行輕負載電流檢測的方法，其主要特點是，所述的方法包括以下步驟：

(1)根據開關電源的負載電流閾值設置該開關電源在預設時間段內對應的開關次數閾值，該預設時間段內對應的開關次數閾值即為開關頻率閾值；

(2)持續實時檢測所述的開關電源在所述的預設時間段內的開關次數，即開關頻率；

(3)通過判斷所述的開關頻率與所述的開關頻率閾值之間的關系，并基于所述的開關頻率閾值與所述的負載電流閾值之間的對應關系，檢測所述的開關電源的負載電流是否達到了所述的負載電流閾值。

較佳地，所述的步驟(1)所述的負載電流閾值為滿足系統工作在PFM模式范圍內的負載電流。

更佳地，所述的負載電流閾值可以為大于0mA到500mA。

更佳地，所述的負載電流閾值可以為10mA。

較佳地，所述的步驟(3)具體包括以下步驟：

(3.1)判斷所述的開關頻率是否不小于所述的開關頻率閾值；如是，則繼續步驟(3.2)；否則，繼續步驟(3.3)；