實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)，包括內部封裝電路與外部電路，所述內部封裝電路至少包括比較器、第一邏輯控制電路、控制器、電源控制電路、內部輸出端口和電源輸入端口，所述外部電路至少包括負載、外部檢測電阻和輸出電路，所述比較器用以比較正向輸入端和負向輸入端的輸入電壓的大小，從而產(chǎn)生OC信號并傳輸至所述間隔第一邏輯控制電路的一輸入端；所述第一邏輯控制電路依據(jù)收到的OC信號生成邏輯信號；所述控制器用以依據(jù)輸入端接收到的邏輯信號輸出控制信號至所述電源控制電路，從而實現(xiàn)所述內部輸出端口輸出電壓的控制。
【專利說明】實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電源管理芯片，尤其涉及一種實現(xiàn)平均電流保護功能的電源管理系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]電源管理芯片是在電子設備系統(tǒng)中擔負起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責的芯片。其中電源轉換芯片的應用范圍最廣泛，包括掌上電腦、相機、備用電池、便攜式儀器、微型電話、電動機速度控制、顯示偏置和顏色調整器等。主要的技術包括:BOOST結構電流模式環(huán)路穩(wěn)定性分析，BUCK結構電壓模式環(huán)路穩(wěn)定性分析，BUCK結構電流模式環(huán)路穩(wěn)定性分析，過流、過溫、過壓和軟啟動保護功能，同步整流技術分析，基準電壓技術分析等等。
[0003]過流保護具有保護電源負載以及電源本身的功能，在電源管理芯片中是一項重要的技術指標。它防止電源本身因為輸出電流過大而發(fā)熱最后導致燒壞，也防止負載因功率過大而損毀?，F(xiàn)有技術中缺乏能有效實現(xiàn)平均電流保護的設計。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是如何實現(xiàn)平均電流保護。
[0005]為了解決這一技術問題，本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)，包括內部封裝電路與外部電路，所述內部封裝電路至少包括比較器、第一邏輯控制電路、控制器、電源控制電路、內部輸出端口和電源輸入端口，所述外部電路至少包括負載、外部檢測電阻和輸出電路，
[0006]自所述輸出電路輸出的最終電壓反饋至所述負載的輸入端，所述負載的輸出端分別連接一所述外部檢測電阻的一端以及一檢測端口，進而通過所述檢測端口連接至所述比較器的正向輸入端，該外部檢測電阻的另一端接地，所述比較器的負向輸入端輸入一基準電壓，
[0007]所述比較器用以比較正向輸入端和負向輸入端的輸入電壓的大小，從而產(chǎn)生OC信號并傳輸至所述間隔第一邏輯控制電路的一輸入端；
[0008]所述第一邏輯控制電路依據(jù)收到的OC信號生成邏輯信號；
[0009]所述控制器用以依據(jù)輸入端接收到的邏輯信號輸出控制信號至所述電源控制電路，從而實現(xiàn)所述內部輸出端口輸出電壓的控制；
[0010]所述內部輸出端口分別與所述電源控制電路和所述輸出電路連接；
[0011]所述電源控制電路還與電源輸入端口連接；
[0012]所述內部封裝電路的封裝管腳至少包括所述內部輸出端口、電源輸入端口、檢測端口和一接地腳。
[0013]可選的，所述電源控制電路至少包括第一功率管、第二功率管，電源輸入端口連接至所述第一功率管的漏極，所述第一功率管的源極與所述第二功率管的漏極連接，且所述第一功率管的源極與第二功率管的漏極均連接至所述內部輸出端口，所述第二功率管的源極接地，所述第一功率管和第二功率管的柵極均連接至所述控制器的輸出端，所述控制器用以依據(jù)輸入端接收到的信號控制第一功率管和第二功率管的導通與截斷。
[0014]可選的，所述控制器包括第二邏輯控制電路和驅動電路，所述第二邏輯控制電路的一個輸入端連接所述第一邏輯控制電路，所述第二邏輯控制電路的輸出端分別連接兩個所述驅動電路的輸入端，兩個所述驅動電路的輸出端分別連接第一功率管和第二功率管的柵極。
[0015]可選的，所述輸出電路包括一電感，所述電感的輸入端連接所述內部輸出端口。
[0016]可選的，所述內部封裝電路還包括自舉電路和電容接口，所述自舉電路的輸入端連接所述電源輸入端口，所述控制器的一個供電端口分別連接所述自舉電路的輸出端和電容接口，一個電容的兩端分別連接所述電容接口與內部輸出接口，所述內部封裝電路的封裝管腳還包括所述電容接口。
[0017]可選的，所述內部封裝電路還包括線性電壓調節(jié)器、帶隙基準源、軟啟動電路、誤差放大器和調節(jié)器，所述外部電路還包括分壓電阻；
[0018]所述線性電壓調節(jié)器的輸入端連接所述電源輸入端口，所述線性電壓調節(jié)器的一個輸出端連接所述帶隙基準源的一個輸入端，所述帶隙基準源的輸出端連接所述軟啟動電路的輸入端，所述軟啟動電路的輸出端連接到所述誤差放大器的正向輸入端，所述最終電壓經(jīng)一所述分壓電阻反饋至一分壓端口，進而反饋至所述誤差放大器的負向輸入端，所述誤差放大器的輸出端連接至所述調節(jié)器的輸入端，所述調節(jié)器的輸出端與所述控制器的一個輸入端連接，
[0019]所述調節(jié)器至少用以依據(jù)自所述誤差放大器收到的COMP信號產(chǎn)生占空比信號，進而將該占空比信號輸入至所述控制器；
[0020]所述控制器還用以依據(jù)所述占空比信號輸出控制信號至所述電源控制電路，從而實現(xiàn)所述內部輸出端口輸出電壓的控制；
[0021]所述內部封裝電路的封裝管腳還包括所述分壓端口。
[0022]可選的，所述內部封裝電路還包括一內部線性電壓輸出端口，所述內部線性電壓輸出端口與所述線性電壓調節(jié)器的一個輸出端連接。
[0023]可選的，所述內部封裝電路還包括放大器輸出端口，連接至所述誤差放大器的輸出端，所述外部電路還包括一電阻和一電容，該電阻的一端連接所述放大器輸出端口，另一端連接該電容的一端，該電容的另一端接地，所述內部封裝電路的封裝管腳還包括所述放大器輸出端口。
[0024]可選的，所述分壓電阻的數(shù)量為兩個，其中，所述最終電壓反饋至第一分壓電阻一端，所述第一分壓電阻的另一端分別連接所述第二分壓電阻的一端與所述分壓端口，所述第二分壓電阻的另一端接地。
[0025]可選的，
[0026]所述比較器進一步用以:
[0027]判斷正向輸入端輸入的檢測到的電壓是否大于負向輸入端輸入的基準電壓
[0028]若至少一個所述判斷器的判斷結果為大于，則輸出第一類OC信號至所述第一邏輯控制電路；
[0029]所述第一邏輯控制電路進一步用以:
[0030]當持續(xù)收到該第一類OC信號達到一預設的時間后，輸出相應的邏輯信號至所述控制器；
[0031]所述控制器依據(jù)該邏輯信號關斷所述內部輸出端口的電壓的輸出，經(jīng)過另一預設時間后，再重新打開。
[0032]本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)平均電流保護的電源管理方法，采用了本發(fā)明提供的電源管理系統(tǒng)，包括如下步驟:
[0033]SOl:檢測所述最終電壓；
[0034]S02:所述比較器判斷檢測到的電壓是否大于基準電壓；
[0035]若至少一個所述判斷器的判斷結果為大于，則輸出第一類OC信號至所述第一邏輯控制電路；
[0036]S03:重復步驟SOl和S02，當持續(xù)收到該第一類OC信號達到一預設的時間后，第一邏輯控制電路輸出相應的邏輯信號至所述控制器；
[0037]S04:所述控制器依據(jù)該邏輯信號關斷所述內部輸出端口的電壓的輸出，經(jīng)過另一預設時間后，再重新打開。
[0038]本發(fā)明在內部封裝電路中設置了比較器(comparator)，當檢測到的電壓不大于基準電壓，比較器輸出電壓OC可以為低，當大于時，OC可以為高。當OC為高時代表負載已經(jīng)過流，這時OC信號可以輸出到第一邏輯控制電路產(chǎn)生限流控制信號(Hiccup)。當OC信號保持為高電平一段時間后輸出hiccup信號給控制器，進而控制電源控制電路，然后電源系統(tǒng)關斷一段時間然后在重新啟動。本發(fā)明中可以更改外部電阻Rl和R2來分別實現(xiàn)對兩個負載的過流保護。最終實現(xiàn)了平均電流保護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0039]圖1是本發(fā)明一實施例中實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)的局部電路示意圖；
[0040]圖2是本發(fā)明一實施例中過流控制的工作波形；
[0041]圖3是本發(fā)明一實施例中內部封裝電路的電路示意圖；
[0042]圖4是本發(fā)明一實施例中外部電路的電路示意圖；
[0043]圖5、圖6是本發(fā)明一實施例中的管腳定義示意圖；
[0044]圖7、圖8是本發(fā)明一實施例中的管腳定義示意圖；
[0045]圖9、圖10是本發(fā)明一實施例中的管腳定義示意圖。
【具體實施方式】
[0046]以下將結合圖1至圖10對本發(fā)明提供的實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)及方法進行詳細的描述，其為本發(fā)明一可選的實施例，可以認為，本領域的技術人員在不改變本發(fā)明精神和內容的范圍內，能夠對其進行修改和潤色。
[0047]請參考圖1，本發(fā)明是基于該圖示意的思路下設計的系統(tǒng)和方法。
[0048]具體來說，在電源芯片的輸出Vwt那里有一負載Load，其中流過的電流為I lMd。負載輸出端于地之間接一過流檢測電阻Rs，所以IlMd流經(jīng)R s到地，V s是電阻R s上的電壓V s =Rs* 11—。
[0049]在Vs那里接一個比較器(comparator)，比較器的正向輸入端為Vs，負向輸入端為一基準電壓VMf，所以當Rs上的電壓V s小于V %時，比較器輸出電壓OC為低，當V s大于V ref時，OC為高。當OC為高時代表負載已經(jīng)過流，這時OC信號可以輸出到第一邏輯控制電路，該第一邏輯控制電路可以是延時控制電路(delay logic)產(chǎn)生限流控制信號(Hiccup)。延時控制電路是指當OC信號保持為高電平一段時間后輸出hiccup信號給電源控制電路，然后電源系統(tǒng)關斷一段時間然后在重新啟動。具體工作波形如圖2所示?？梢愿腞s的值來設置對應的過流大小(Ilimit)，即Ilimit= V ref/Rso當負載電流Ilrad大于I limit時，負載過流。
[0050]當負載電流Iltjad增加時，Vs電壓也增加，當超過V %電壓時，比較器輸出電壓OC變高，當OC信號維持一段時間h后，hiccup logic輸出hiccup邏輯信號，然后關斷一段時間t2，再然后系統(tǒng)重啟。若重啟后又發(fā)生過流，則系統(tǒng)再次關斷，如此反復。若不在發(fā)生過流，則系統(tǒng)不再關斷和重啟。
[0051 ] 在此基礎上，請參考圖3和圖4:
[0052]本實施例提供了一種實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)，包括內部封裝電路與外部電路，所述內部封裝電路至少包括比較器、第一邏輯控制電路、控制器、電源控制電路、內部輸出端口 SW和電源輸入端口 Vin，電源自該電源輸入端口輸入，所述外部電路至少包括負載、外部檢測電阻和輸出電路，本實施例中，請參考圖3和圖4，所述負載、外部檢測電阻和比較器的數(shù)量均為兩個，
[0053]請參考圖3和圖4，自所述輸出電路輸出的最終電壓V-反饋至所述負載1adl和load2的輸入端，所述負載的輸出端分別連接一所述外部檢測電阻的一端以及一檢測端口，本實施例中，負載1adl的輸出端分別連接外部檢測電阻民的一端以及一檢測端口 Vsl，負載load2的輸出端分別連接外部檢測電阻&的一端以及一檢測端口 Vsl，進而通過所述檢測端口 Vsl和Vsl連接至兩個所述比較器的正向輸入端，該外部檢測電阻札和1?2的另一端接地，兩個所述比較器的負向輸入端輸入一基準電壓VMf，
[0054]所述比較器用以比較正向輸入端和負向輸入端的輸入電壓的大小，從而產(chǎn)生OC信號并傳輸至所述間隔第一邏輯控制電路的一輸入端；
[0055]所述第一邏輯控制電路依據(jù)收到的OC信號生成邏輯信號；本實施例中，即輸出hiccup 信號；
[0056]所述控制器用以依據(jù)輸入端接收到的邏輯信號輸出控制信號至所述電源控制電路，從而實現(xiàn)所述內部輸出端口輸出電壓的控制；該控制信號與電源控制電路的具體器件相關；當然，控制器的作用并不僅止于此。
[0057]所述內部輸出端口 SW分別與所述電源控制電路和所述輸出電路連接；
[0058]所述電源控制電路還與電源輸入端口 VIN連接。
[0059]所述內部封裝電路的封裝管腳至少包括所述內部輸出端口 SW、電源輸入端口VIN、檢測端口 Vsl、Vs2和一接地腳GND。
[0060]結合圖1示意的思路:
[0061]所述比較器進一步用以:
[0062]判斷正向輸入端輸入的檢測到的電壓是否大于負向輸入端輸入的基準電壓；
[0063]若至少一個所述判斷器的判斷結果為大于，則輸出第一類OC信號至所述第一邏輯控制電路；
[0064]所述第一邏輯控制電路進一步用以:
[0065]當持續(xù)收到該第一類OC信號達到一預設的時間后，輸出相應的邏輯信號至所述控制器；
[0066]所述控制器依據(jù)該邏輯信號關斷所述內部輸出端口 SW的電壓的輸出，經(jīng)過另一預設時間后，再重新打開。
[0067]所述電源控制電路至少包括第一功率管M1、第二功率管M2，電源輸入端口連接至所述第一功率管Ml的漏極，所述第一功率管Ml的源極與所述第二功率管M2的漏極連接，且所述第一功率管Ml的源極與第二功率管M2的漏極均連接至所述內部輸出端口，所述第二功率管M2的源極接地，所述第一功率管Ml和第二功率管M2的柵極均連接至所述控制器的輸出端，所述控制器用以依據(jù)輸入端接收到的信號控制第一功率管Ml和第二功率管M2的導通與截斷。
[0068]本實施例中，所述控制器包括第二邏輯控制電路(圖未示)(control logic)和驅動電路(圖未示)(driver)，所述第二邏輯控制電路的一個輸入端連接所述第一邏輯控制電路，所述第二邏輯控制電路的輸出端分別連接兩個所述驅動電路的輸入端，兩個所述驅動電路的輸出端分別連接第一功率管和第二功率管的柵極。
[0069]請參考圖4，所述輸出電路包括一電感L，所述電感L的輸入端連接所述內部輸出端口 Sffo
[0070]請參考圖3和圖4，所述內部封裝電路還包括自舉電路，亦可稱作“Boot charge”和電容接口 BST，所述自舉電路的輸入端連接所述電源輸入端口 VIN，所述控制器的一個供電端口分別連接所述自舉電路的輸出端和電容接口，一個電容Cb的兩端分別連接所述電容接口 BST與內部輸出接口 SW，所述內部封裝電路的封裝管腳還包括所述電容接口 BST。
[0071]在本實施例中，所述內部封裝電路還包括線性電壓調節(jié)器(InternalRegulator)、帶隙基準源(Bandgap)、軟啟動電路(Softstart)、誤差放大器(ErrorAmplifier)和調節(jié)器(Modulator)，所述外部電路還包括分壓電阻；
[0072]所述線性電壓調節(jié)器的輸入端連接所述電源輸入端口 VIN，所述線性電壓調節(jié)器的一個輸出端連接所述帶隙基準源的一個輸入端，所述帶隙基準源的輸出端連接所述軟啟動電路的輸入端，所述軟啟動電路的輸出端連接到所述誤差放大器的正向輸入端，所述最終電壓經(jīng)一所述分壓電阻Ra反饋至一分壓端口 FB，進而反饋至所述誤差放大器的負向輸入端，所述誤差放大器的輸出端連接至所述調節(jié)器的輸入端，所述調節(jié)器的輸出端與所述控制器的一個輸入端連接，
[0073]所述調節(jié)器至少用以依據(jù)自所述誤差放大器收到的COMP信號產(chǎn)生占空比信號，進而將該占空比信號輸入至所述控制器；
[0074]所述控制器還用以依據(jù)所述占空比信號輸出控制信號至所述電源控制電路，從而實現(xiàn)所述內部輸出端口輸出電壓的控制。
[0075]所述內部封裝電路的封裝管腳還包括所述分壓端口 FB。
[0076]所述內部封裝電路還包括一內部線性電壓輸出端口 VCC，所述內部線性電壓輸出端口 VCC與所述線性電壓調節(jié)器的一個輸出端連接。對于所述線性電壓調節(jié)器的其他輸出端，還可以連接其他器件以實現(xiàn)直流電壓的供電。
[0077]所述內部封裝電路還包括放大器輸出端口 COMP，連接至所述誤差放大器的輸出端，所述外部電路還包括一電阻R。和一電容C。，該電阻R。的一端連接所述放大器輸出端口COMP,另一端連接該電容C。的一端，該電容C。的另一端接地。，所述內部封裝電路的封裝管腳還包括所述放大器輸出端口 COMP。
[0078]所述分壓電阻的數(shù)量為兩個，其中，所述最終電壓Vrat反饋至第一分壓電阻R a—端，所述第一分壓電阻艮的另一端分別連接所述第二分壓電阻Rb的一端與所述分壓端口FB，所述第二分壓電阻Rb的另一端接地。
[0079]與上文提到的系統(tǒng)相似的，本實施例還提供了一種實現(xiàn)平均電流保護的電源管理方法，采用了本實施例圖3和圖4示意的電源管理系統(tǒng)，包括如下步驟:
[0080]SOl:檢測所述最終電壓；
[0081]S02:所述比較器判斷檢測到的電壓Vs是否大于基準電壓Vref;
[0082]若至少一個所述判斷器的判斷結果為大于，則輸出第一類OC信號至所述第一邏輯控制電路；
[0083]S03:重復步驟SOl和S02，當持續(xù)收到該第一類OC信號達到一預設的時間后，第一邏輯控制電路輸出相應的邏輯信號至所述控制器；
[0084]S04:所述控制器依據(jù)該邏輯信號關斷所述內部輸出端口的電壓的輸出，經(jīng)過另一預設時間后，再重新打開。
[0085]除此以外，圖3所示的實施例中，Vsl和Vs2接入的是外部檢測電阻的輸入電壓。當任何一路發(fā)生過流時輸出OCl或0C2時，然后輸出hiccup信號，控制關斷功率管Ml和M2。如圖4所示，VsI和Vs2是負載1adl和load2在外部檢測電阻Rl和R2上產(chǎn)生的。VIN接入的是芯片的供電電壓，GND是芯片的地端。VCC接的是內部線性電壓調節(jié)器的輸出，可外接電容或內接電容帶隙基準源由VCC供電，產(chǎn)生基準電壓Vref。
[0086]如圖3所示的實施例中，F(xiàn)B接的是輸出電壓的分壓，輸入誤差放大器的負向端。Vss是軟啟動softstart的輸出電壓，輸入誤差放大器的正向端。如圖4所示，F(xiàn)B接入的電壓是由分壓電阻RdPRb從Vwt分壓產(chǎn)生的。如圖3所示，COMP是誤差放大器的輸出端，接補償電阻和電容，用于電源轉換芯片的環(huán)路補償，可外接也可內置。COMP信號輸入調節(jié)器(modulator)，可以是電流模式或電壓模式調節(jié)器。調節(jié)器產(chǎn)生占空比信號D進入控制器，然后控制功率管Ml和M2。其中，功率管M2可以用肖特基管代替。SW接的是Ml的源端和M2的漏端。BST外接自舉電容Cb，如圖4所示，用來驅動Ml管，自舉電路，或稱boot charge電路通過VIN來給自舉電容供電。
[0087]圖3中所示的EN接口通過一個使能模塊(enable)來使能芯片，當EN為低時，芯片關斷，當EN為高時，芯片開啟?？赏饨有盘?，也可以內部固定置高。
[0088]在以上系統(tǒng)的基礎上，本發(fā)明諸多實施例提供了以下幾種封裝形式:
[0089]關于封裝形式I，請參考圖5和圖6，
[0090]基于平均電流限制的架構，采用S0IC8或S0IC8-EP封裝的管腳功能定義。(并不局限于圖中所示的管腳排列)EN內部拉高，使芯片一直處于使能狀態(tài)，內部線性電壓調節(jié)器的輸出VCC上的電容內置。
[0091 ] BST:為驅動內部N型功率管而需要產(chǎn)生的自舉電壓腳。
[0092]VIN:芯片供電腳，提供給內部功率管以及其他電路。
[0093]Vsl:過流信號檢測端，Vsl腳上的電壓高于內部某一基準電壓時，芯片關斷一段時間。
[0094]Vs2:過流信號檢測端，Vs2腳上的電壓高于內部某一基準電壓時，芯片關斷一段時間。
[0095]FB:輸出電壓反饋端，由Vout電壓通過分壓電阻Ra和Rb產(chǎn)生。
[0096]COMP:控制環(huán)路補償端，保證環(huán)路穩(wěn)定工作。
[0097]GND:芯片地腳。
[0098]Sff:功率管輸出腳，當高端功率管導通時，Sff接近于VIN，當?shù)投斯β使軐〞r，Sff接近于GND。
[0099]關于封裝形式2，請參考圖7和圖8:在封裝形式I中，其中COMP的補償電阻和電容可內置，EN內部拉高，使芯片一直處于使能狀態(tài)，而在內部線性調節(jié)器的輸出電壓VCC外接電容Cl，以使VCC電壓更穩(wěn)定。(并不局限于圖中所示的管腳排列)
[0100]BST:為驅動內部N型功率管而需要產(chǎn)生的自舉電壓腳。
[0101]VIN:芯片供電腳，提供給內部功率管以及其他電路。
[0102]Vsl:過流信號檢測端，Vsl腳上的電壓高于內部某一基準電壓時，芯片關斷一段時間。
[0103]Vs2:過流信號檢測端，Vs2腳上的電壓高于內部某一基準電壓時，芯片關斷一段時間。
[0104]FB:輸出電壓反饋端，由Vout電壓通過分壓電阻Ra和Rb產(chǎn)生。
[0105]VCC:內部線性電壓調節(jié)器輸出端，外接電容，以使VCC更穩(wěn)定。
[0106]GND:芯片地腳。
[0107]Sff:功率管輸出腳，當高端功率管導通時，Sff接近于VIN，當?shù)投斯β使軐〞r，Sff接近于GND。
[0108]關于封裝形式3，請參考圖9和圖10，在封裝形式I中，其中COMP的補償電阻和電容可內置，內部線性調節(jié)器輸出端V。。的電容也內置，而將芯片使能信號EN外接，當EN為低時芯片關斷，當EN為高時芯片開啟。(并不局限于圖中所示的管腳排列)
[0109]BST:為驅動內部N型功率管而需要產(chǎn)生的自舉電壓腳。
[0110]VIN:芯片供電腳，提供給內部功率管以及其他電路。
[0111]Vsl:過流信號檢測端，Vsl腳上的電壓高于內部某一基準電壓時，芯片關斷一段時間。
[0112]Vs2:過流信號檢測端，Vs2腳上的電壓高于內部某一基準電壓時，芯片關斷一段時間。
[0113]FB:輸出電壓反饋端，由Vout電壓通過分壓電阻Ra和Rb產(chǎn)生。
[0114]EN:芯片使能端，當EN為低時芯片關斷，當EN為高的芯片開啟。
[0115]GND:芯片地腳。
[0116]Sff:功率管輸出腳，當高端功率管導通時，Sff接近于VIN，當?shù)投斯β使軐〞r，Sff接近于GND。
[0117]綜上所述，本發(fā)明在內部封裝電路中設置了比較器(comparator)，當檢測到的電壓不大于基準電壓，比較器輸出電壓OC可以為低，當大于時，OC可以為高。當OC為高時代表負載已經(jīng)過流，這時OC信號可以輸出到第一邏輯控制電路產(chǎn)生限流控制信號(Hiccup)。當OC信號保持為高電平一段時間后輸出hiccup信號給控制器，進而控制電源控制電路，然后電源系統(tǒng)關斷一段時間然后在重新啟動。本發(fā)明中可以更改外部電阻Rl和R2來分別實現(xiàn)對兩個負載的過流保護。最終實現(xiàn)了平均電流保護。
【權利要求】
1.一種實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)，其特征在于:包括內部封裝電路與外部電路，所述內部封裝電路至少包括比較器、第一邏輯控制電路、控制器、電源控制電路、內部輸出端口和電源輸入端口，所述外部電路至少包括負載、外部檢測電阻和輸出電路， 自所述輸出電路輸出的最終電壓反饋至所述負載的輸入端，所述負載的輸出端分別連接一所述外部檢測電阻的一端以及一檢測端口，進而通過所述檢測端口連接至所述比較器的正向輸入端，該外部檢測電阻的另一端接地，所述比較器的負向輸入端輸入一基準電壓， 所述比較器用以比較正向輸入端和負向輸入端的輸入電壓的大小，從而產(chǎn)生OC信號并傳輸至所述間隔第一邏輯控制電路的一輸入端； 所述第一邏輯控制電路依據(jù)收到的OC信號生成邏輯信號； 所述控制器用以依據(jù)輸入端接收到的邏輯信號輸出控制信號至所述電源控制電路，從而實現(xiàn)所述內部輸出端口輸出電壓的控制； 所述內部輸出端口分別與所述電源控制電路和所述輸出電路連接； 所述電源控制電路還與電源輸入端口連接； 所述內部封裝電路的封裝管腳至少包括所述內部輸出端口、電源輸入端口、檢測端口和一接地腳。
2.如權利要求1所述的實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)，其特征在于:所述電源控制電路至少包括第一功率管、第二功率管，電源輸入端口連接至所述第一功率管的漏極，所述第一功率管的源極與所述第二功率管的漏極連接，且所述第一功率管的源極與第二功率管的漏極均連接至所述內部輸出端口，所述第二功率管的源極接地，所述第一功率管和第二功率管的柵極均連接至所述控制器的輸出端，所述控制器用以依據(jù)輸入端接收到的信號控制第一功率管和第二功率管的導通與截斷。
3.如權利要求2所述的實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器包括第二邏輯控制電路和驅動電路，所述第二邏輯控制電路的一個輸入端連接所述第一邏輯控制電路，所述第二邏輯控制電路的輸出端分別連接兩個所述驅動電路的輸入端，兩個所述驅動電路的輸出端分別連接第一功率管和第二功率管的柵極。
4.如權利要求2所述的實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)，其特征在于:所述輸出電路包括一電感，所述電感的輸入端連接所述內部輸出端口。
5.如權利要求1所述的平均電流保護電路，其特征在于:所述內部封裝電路還包括自舉電路和電容接口，所述自舉電路的輸入端連接所述電源輸入端口，所述控制器的一個供電端口分別連接所述自舉電路的輸出端和電容接口，一個電容的兩端分別連接所述電容接口與內部輸出接口，所述內部封裝電路的封裝管腳還包括所述電容接口。
6.如權利要求1所述的實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)，其特征在于:所述內部封裝電路還包括線性電壓調節(jié)器、帶隙基準源、軟啟動電路、誤差放大器和調節(jié)器，所述外部電路還包括分壓電阻； 所述線性電壓調節(jié)器的輸入端連接所述電源輸入端口，所述線性電壓調節(jié)器的一個輸出端連接所述帶隙基準源的一個輸入端，所述帶隙基準源的輸出端連接所述軟啟動電路的輸入端，所述軟啟動電路的輸出端連接到所述誤差放大器的正向輸入端，所述最終電壓經(jīng)一所述分壓電阻反饋至一分壓端口，進而反饋至所述誤差放大器的負向輸入端，所述誤差放大器的輸出端連接至所述調節(jié)器的輸入端，所述調節(jié)器的輸出端與所述控制器的一個輸入端連接， 所述調節(jié)器至少用以依據(jù)自所述誤差放大器收到的COMP信號產(chǎn)生占空比信號，進而將該占空比信號輸入至所述控制器； 所述控制器還用以依據(jù)所述占空比信號輸出控制信號至所述電源控制電路，從而實現(xiàn)所述內部輸出端口輸出電壓的控制； 所述內部封裝電路的封裝管腳還包括所述分壓端口。
7.如權利要求6所述的實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)，其特征在于:所述內部封裝電路還包括一內部線性電壓輸出端口，所述內部線性電壓輸出端口與所述線性電壓調節(jié)器的一個輸出端連接。
8.如權利要求6所述的實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)，其特征在于:所述內部封裝電路還包括放大器輸出端口，連接至所述誤差放大器的輸出端，所述外部電路還包括一電阻和一電容，該電阻的一端連接所述放大器輸出端口，另一端連接該電容的一端，該電容的另一端接地，所述內部封裝電路的封裝管腳還包括所述放大器輸出端口。
9.如權利要求6所述的實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)，其特征在于:所述分壓電阻的數(shù)量為兩個，其中，所述最終電壓反饋至第一分壓電阻一端，所述第一分壓電阻的另一端分別連接所述第二分壓電阻的一端與所述分壓端口，所述第二分壓電阻的另一端接地。
10.如權利要求1所述的實現(xiàn)平均電流保護的電源管理系統(tǒng)，其特征在于:所述比較器進一步用以: 判斷正向輸入端輸入的檢測到的電壓是否大于負向輸入端輸入的基準電壓 若至少一個所述判斷器的判斷結果為大于，則輸出第一類OC信號至所述第一邏輯控制電路； 所述第一邏輯控制電路進一步用以: 當持續(xù)收到該第一類OC信號達到一預設的時間后，輸出相應的邏輯信號至所述控制器; 所述控制器依據(jù)該邏輯信號關斷所述內部輸出端口的電壓的輸出，經(jīng)過另一預設時間后，再重新打開。
11.一種實現(xiàn)平均電流保護的電源管理方法，其特征在于:采用了如權利要求1至9任意之一所述的電源管理系統(tǒng)，包括如下步驟: 501:檢測所述最終電壓； 502:所述比較器判斷檢測到的電壓是否大于基準電壓； 若至少一個所述判斷器的判斷結果為大于，則輸出第一類OC信號至所述第一邏輯控制電路； 503:重復步驟SOl和S02，當持續(xù)收到該第一類OC信號達到一預設的時間后，第一邏輯控制電路輸出相應的邏輯信號至所述控制器； 504:所述控制器依據(jù)該邏輯信號關斷所述內部輸出端口的電壓的輸出，經(jīng)過另一預設時間后，再重新打開。
【文檔編號】H02H3/08GK104485634SQ201410784962
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權日:2014年12月16日
【發(fā)明者】劉濤, 張子秋 申請人:上海數(shù)明半導體有限公司