實(shí)現(xiàn)平均電流保護(hù)的電源管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電源管理芯片，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)平均電流保護(hù)功能的電源管理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電源管理芯片是在電子設(shè)備系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責(zé)的芯片。其中電源轉(zhuǎn)換芯片的應(yīng)用范圍最廣泛，包括掌上電腦、相機(jī)、備用電池、便攜式儀器、微型電話、電動機(jī)速度控制、顯示偏置和顏色調(diào)整器等。主要的技術(shù)包括:BOOST結(jié)構(gòu)電流模式環(huán)路穩(wěn)定性分析，BUCK結(jié)構(gòu)電壓模式環(huán)路穩(wěn)定性分析，BUCK結(jié)構(gòu)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(hù)功能，同步整流技術(shù)分析，基準(zhǔn)電壓技術(shù)分析等等。
[0003]過流保護(hù)具有保護(hù)電源負(fù)載以及電源本身的功能，在電源管理芯片中是一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)。它防止電源本身因?yàn)檩敵鲭娏鬟^大而發(fā)熱最后導(dǎo)致燒壞，也防止負(fù)載因功率過大而損毀?，F(xiàn)有技術(shù)中缺乏能有效實(shí)現(xiàn)平均電流保護(hù)的設(shè)計(jì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是如何實(shí)現(xiàn)平均電流保護(hù)。
[0005]為了解決這一技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)平均電流保護(hù)的電源管理系統(tǒng)，包括內(nèi)部封裝電路與外部電路，所述內(nèi)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(nèi)部輸出端口和電源輸入端口，所述外部電路至少包括負(fù)載、夕卜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(fù)載的輸入端，所述負(fù)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(jìn)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(fù)向輸入端輸入一基準(zhǔn)電壓，
[0007]所述比較器用以比較正向輸入端和負(fù)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(shí)現(xiàn)所述內(nèi)部輸出端口輸出電壓的控制；
[0010]所述內(nèi)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(nèi)部封裝電路的封裝管腳至少包括所述內(nèi)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(nèi)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(dǎo)通與截?cái)唷?br>[0014]可選的，所述控制器包括第二邏輯控制電路和驅(qū)動電路，所述第二邏輯控制電路的一個(gè)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(gè)所述驅(qū)動電路的輸入端，兩個(gè)所述驅(qū)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(nèi)部輸出端口。
[0016]可選的，所述內(nèi)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(gè)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(gè)電容的兩端分別連接所述電容接口與內(nèi)部輸出接口，所述內(nèi)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(nèi)部封裝電路還包括線性電壓調(diào)節(jié)器、帶隙基準(zhǔn)源、軟啟動電路、誤差放大器和調(diào)節(jié)器，所述外部電路還包括分壓電阻；
[0018]所述線性電壓調(diào)節(jié)器的輸入端連接所述電源輸入端口，所述線性電壓調(diào)節(jié)器的一個(gè)輸出端連接所述帶隙基準(zhǔn)源的一個(gè)輸入端，所述帶隙基準(zhǔn)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(jìn)而反饋至所述誤差放大器的負(fù)向輸入端，所述誤差放大器的輸出端連接至所述調(diào)節(jié)器的輸入端，所述調(diào)節(jié)器的輸出端與所述控制器的一個(gè)輸入端連接，
[0019]所述調(diào)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(jìn)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(shí)現(xiàn)所述內(nèi)部輸出端口輸出電壓的控制；
[0021]所述內(nèi)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(nèi)部封裝電路還包括一內(nèi)部線性電壓輸出端口，所述內(nèi)部線性電壓輸出端口與所述線性電壓調(diào)節(jié)器的一個(gè)輸出端連接。
[0023]可選的，所述內(nèi)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(nèi)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(gè)，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(jìn)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(fù)向輸入端輸入的基準(zhǔn)電壓
[0028]若至少一個(gè)所述判斷器的判斷結(jié)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(jìn)一步用以:
[0030]當(dāng)持續(xù)收到該第一類OC信號達(dá)到一預(yù)設(shè)的時(shí)間后，輸出相應(yīng)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(guān)斷所述內(nèi)部輸出端口的電壓的輸出，經(jīng)過另一預(yù)設(shè)時(shí)間后，再重新打開。
[0032]本實(shí)用新型還提供了一種實(shí)現(xiàn)平均電流保護(hù)的電源管理方法，采用了本實(shí)用新型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(zhǔn)電壓；
[0035]若至少一個(gè)所述判斷器的判斷結(jié)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(fù)步驟SOl和S02，當(dāng)持續(xù)收到該第一類OC信號達(dá)到一預(yù)設(shè)的時(shí)間后，第一邏輯控制電路輸出相應(yīng)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(guān)斷所述內(nèi)部輸出端口的電壓的輸出，經(jīng)過另一預(yù)設(shè)時(shí)間后，再重新打開。
[0038]本實(shí)用新型在內(nèi)部封裝電路中設(shè)置了比較器(comparator)，當(dāng)檢測到的電壓不大于基準(zhǔn)電壓，比較器輸出電壓OC可以為低，當(dāng)大于時(shí)，OC可以為高。當(dāng)OC為高時(shí)代表負(fù)載已經(jīng)過流，這時(shí)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(dāng)OC信號保持為高電平一段時(shí)間后輸出hiccup信號給控制器，進(jìn)而控制電源控制電路，然后電源系統(tǒng)關(guān)斷一段時(shí)間然后在重新啟動。本實(shí)用新型中可以更改外部電阻Rl和R2來分別實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)負(fù)載的過流保護(hù)。最終實(shí)現(xiàn)了平均電流保護(hù)。
【附圖說明】
[0039]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)平均電流保護(hù)的電源管理系統(tǒng)的局部電路示意圖；
[0040]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例中過流控制的工作波形；
[0041]圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例中內(nèi)部封裝電路的電路示意圖；
[0042]圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施例中外部電路的電路示意圖；
[0043]圖5、圖6是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的管腳定義示意圖；
[0044]圖7、圖8是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的管腳定義示意圖；
[0045]圖9、圖10是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的管腳定義示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]以下將結(jié)合圖1至圖10對本實(shí)用新型提供的實(shí)現(xiàn)平均電流保護(hù)的電源管理系統(tǒng)及方法進(jìn)行詳細(xì)的描述，其為本實(shí)用新型一可選的實(shí)施例，可以認(rèn)為，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不改變本實(shí)用新型精神和內(nèi)容的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改和潤色。
[0047]請參考圖1，本實(shí)用新型是基于該圖示意的思路下設(shè)計(jì)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(fù)載Load，其中流過的電流為I lMd。負(fù)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(gè)比較器(comparator)，比較器的正向輸入端為Vs，負(fù)向輸入端為一基準(zhǔn)電壓VMf，所以當(dāng)Rs上的電壓V s小于V %時(shí)，比較器輸出電壓OC為低，當(dāng)V s大于V ref時(shí)，OC為高。當(dāng)OC為高時(shí)代表負(fù)載已經(jīng)過流，這時(shí)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(shí)控制電路(delay logic)產(chǎn)生限流控制信號(Hiccup)。延時(shí)控制電路是指當(dāng)OC信號保持為高電平一段時(shí)間后輸出hiccup信號給電源控制電路，然后電源系統(tǒng)關(guān)斷一段時(shí)間