一种开关电源及多口充电器的负载连接识别电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种开关电源的负载连接识别电路，包括：纹波检测电路、判断电路和控制电路；本实用新型专利技术利用纹波检测电路的设置耦合检测出开关电源的输出口的纹波信号，由于输出口是否连接负载会对纹波信号产生影响，使得判断电路能够利用根据检测出的纹波信号的大小，判断输出口是否接入负载，并向控制电路输出判断结果，从而使控制电路能够识别输出口的负载连接状态，并对应控制开关电源的输出；本实用新型专利技术避免了电流采样电阻的使用，能够避免发热点和系统功率损耗的增加，提升系统效率；并且降低输出电流的识别盲区，提升负载连接的识别准确性。此外，本实用新型专利技术还公开了一种多口充电器的负载连接识别电路，同样具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源及多口充电器的负载连接识别电路
本技术涉及电力电子
，特别涉及一种开关电源及多口充电器的负载连接识别电路。
技术介绍
充电器，又名充电宝和移动电源，是一种为含电池的电子设备提供稳定电源的充电装置，往往由一个稳定电源(提供稳定工作电压和足够的电流)加上必要的恒流、限压和保护功能等控制电路构成。随着智能设备和智能手机的快速普及，多口智能功率分配充电器(即多口充电器)越来越受到用户的青睐。多口充电器的每个开关电源的供电口都兼容快充协议，且只增加轻微的系统成本，因此多口充电器逐渐成为市场上非常流行的产品。多口充电器的主要目标是：1)确保负载安全充电；2)单个输出口独立工作时，该输出口支持相应的快充协议。其中，“充电器的输出口是否接连接负载的识别电路”是实现多口充电器的核心要素。市场上主流的USB线有两种，Type-C线和USB-A线。充电器厂家无法确保用户使用的USB线是否符合标准规范。举例说明：1)例如USB-A供电口使用了一根没有D+和D-的充电线，此时多口充电器的协议芯片(即处理器)的D+和D-信号通道就悬空，无信号输入；2)Type-C供电口只连接一根与USBPD协议有区别的C-to-Lighting线(不连接负载)，此时多口充电器会误认为有负载接入。因此协议芯片不能只通过D+、D-、CC1和CC2这些信号线来判断充电器的供电口(即输出口)是否连接了负载，只能通过测量USB线中的VBUS和GND线上的电压信号或者电流信号来判断。现有技术中，市场上的开关电源大都采用了“通过测量电流检测电阻两端电压信号，来判断开关电源的输出是否连接负载”的常规识别电路，其示意图如图1所示，然而使用设置在开关电源输出的电流采样电阻(如图1中的R3)，会使系统正常工作时增加功率损耗，会降低系统效率，增加一个发热点；并且流过电流采样电阻的输出电流(Iout)的分辨点Iout＝Vref/R3，考虑元件成本和元件自身误差，如比较器存在较大偏置电压(Voffset)、参考电压(Vref)误差、电流采样电阻误差和噪声干扰等，输出电流的分辨点大约为400mA，即当Iout<400mA时，协议芯片无法判断充电器输出是否连接负载。因此，如何能够提高开关电源对输出口的负载连接的识别准确性，提升系统效率，是现今急需解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种开关电源及多口充电器的负载连接识别电路，以利用纹波检测电路耦合检测出的纹波信号识别输出口的负载连接，提高识别准确性，提升系统效率。为解决上述技术问题，本技术提供一种开关电源的负载连接识别电路，包括：纹波检测电路，耦合于开关电源的输出口，用于检测所述输出口的纹波信号，所述纹波检测电路至少包括放大电路，用于放大所述纹波信号并产生放大信号；判断电路，用于根据所述放大信号判断所述输出口是否接入负载；控制电路，用于根据所述判断电路的判断结果控制所述开关电源的输出。可选的，所述放大电路为互感器；其中，所述互感器的一次绕组的第一端与所述输出口的VBUS端或GND端连接，所述互感器的一次绕组的第二端用于与负载连接；所述互感器的二次绕组的第一端和第二端分别与所述判断电路的第一输入端和第二输入端一一对应连接。可选的，所述放大信号为交流电压信号时，所述纹波检测电路还包括整流电路，用于将所述放大信号转换为对应的直流信号；其中，所述放大电路的第一输出端和第二输出端分别通过所述整流电路与所述判断电路的第一输入端和第二输入端一一对应连接。可选的，所述判断电路，包括：第一电阻和第一开关管；其中，所述第一开关管的控制端作为所述判断电路的第一输入端与所述整流电路的第一输出端连接，所述第一开关管的第一端与所述第一电阻的第一端连接其公共端作为所述判断电路的输出端与所述控制电路的输入端连接，所述第一电阻的第二端用于与预设电压输出端连接，所述第一开关管的第二端作为所述判断电路的第二输入端与所述整流电路的第二输出端连接其公共端接地。可选的，所述互感器的一次绕组的第一端与所述输出口的VBUS端连接。此外，本技术还提供了一种多口充电器的负载连接识别电路，至少包括第一供电口及第二供电口，所述第一供电口和所述第二供电口通过第二开关管连接；还包括：纹波检测电路、判断电路和控制电路；其中，所述纹波检测电路耦合于所述第二供电口，用于检测所述第二供电口的纹波信号，所述纹波检测电路至少包括放大电路，用于放大所述纹波信号并产生放大信号；所述判断电路，根据所述放大信号判断所述第二供电口是否接入负载；所述控制电路，根据所述判断电路的判断结果控制所述第二开关管的导通和截止，以控制所述第二供电口的输出。可选的，所述放大电路为互感器；其中，所述互感器的一次绕组的第一端与所述第二供电口的VBUS端或GND端连接，所述互感器的一次绕组的第二端用于与负载连接；所述互感器的二次绕组的第一端和第二端分别与所述判断电路的第一输入端和第二输入端一一对应连接。可选的，所述放大信号为交流电压信号时，所述纹波检测电路还包括整流电路，用于将所述放大信号转换为对应的直流信号；其中，所述放大电路的第一输出端和第二输出端分别与所述整流电路的第一输入端和第二输入端一一对应连接，所述整流电路的第一输出端和第二输出端分别与所述判断电路的第一输入端和第二输入端一一对应连接。可选的，所述判断电路，包括：第一电阻和第一开关管；其中，所述第一开关管的控制端作为所述判断电路的第一输入端与所述整流电路的第一输出端连接，所述第一开关管的第一端与所述第一电阻的第一端连接其公共端作为所述判断电路的输出端与所述控制电路的输入端连接，所述第一电阻的第二端用于与预设电压输出端连接，所述第一开关管的第二端作为所述判断电路的第二输入端与所述整流电路的第二输出端连接其公共端接地。可选的，所述第一开关管具体为NPN型三极管；其中，所述NPN型三极管的基极与所述整流电路的第一输出端连接，所述NPN型三极管的集电极与所述第一电阻的第一端连接，所述NPN型三极管的发射极接地。可选的，所述整流电路包括：第一二极管、第一电容和第二电阻；其中，所述第一二极管的阳极作为所述整流电路的第一输入端与所述放大电路的第一输出端连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第一电容的第一端和所述第二电阻的第一端连接其公共端作为所述整流电路的第一输出端，所述第一电容的第二端与所述第二电阻的第二端连接其公共端作为所述整流电路的第二输入端和第二输出端。可选的，所述第一供电口的VBUS端和所述第二供电口的VBUS端通过所述第二开关管连接。可选的，所述判断电路，包括：处理器和开关控制电路；其中，所述处理器的第一GPIO端作为所述控制电路的输入端与所述判断电路的输出端连接，用于接收所述判断电路输出的所述判断结果对应的第一电平信号；所述处理器的第二GPIO端通过所述开关控制电路与所述第二开关管的控制端连接，用于向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源的负载连接识别电路，其特征在于，包括：/n纹波检测电路，耦合于开关电源的输出口，用于检测所述输出口的纹波信号，所述纹波检测电路至少包括放大电路，用于放大所述纹波信号并产生放大信号；/n判断电路，用于根据所述放大信号判断所述输出口是否接入负载；/n控制电路，用于根据所述判断电路的判断结果控制所述开关电源的输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种开关电源的负载连接识别电路，其特征在于，包括：
纹波检测电路，耦合于开关电源的输出口，用于检测所述输出口的纹波信号，所述纹波检测电路至少包括放大电路，用于放大所述纹波信号并产生放大信号；
判断电路，用于根据所述放大信号判断所述输出口是否接入负载；
控制电路，用于根据所述判断电路的判断结果控制所述开关电源的输出。


2.根据权利要求1所述的开关电源的负载连接识别电路，其特征在于，所述放大电路为互感器；
其中，所述互感器的一次绕组的第一端与所述输出口的VBUS端或GND端连接，所述互感器的一次绕组的第二端用于与负载连接；所述互感器的二次绕组的第一端和第二端分别与所述判断电路的第一输入端和第二输入端一一对应连接。


3.根据权利要求1所述的开关电源的负载连接识别电路，其特征在于，所述放大信号为交流电压信号时，所述纹波检测电路还包括整流电路，用于将所述放大信号转换为对应的直流信号；
其中，所述放大电路的第一输出端和第二输出端分别通过所述整流电路与所述判断电路的第一输入端和第二输入端一一对应连接。


4.根据权利要求3所述的开关电源的负载连接识别电路，其特征在于，所述判断电路，包括：第一电阻和第一开关管；
其中，所述第一开关管的控制端作为所述判断电路的第一输入端与所述整流电路的第一输出端连接，所述第一开关管的第一端与所述第一电阻的第一端连接其公共端作为所述判断电路的输出端与所述控制电路的输入端连接，所述第一电阻的第二端用于与预设电压输出端连接，所述第一开关管的第二端作为所述判断电路的第二输入端与所述整流电路的第二输出端连接其公共端接地。


5.根据权利要求2所述的开关电源的负载连接识别电路，其特征在于，所述互感器的一次绕组的第一端与所述输出口的VBUS端连接。


6.一种多口充电器的负载连接识别电路，至少包括第一供电口及第二供电口，所述第一供电口和所述第二供电口通过第二开关管连接；其特征在于，还包括：纹波检测电路、判断电路和控制电路；
其中，所述纹波检测电路耦合于所述第二供电口，用于检测所述第二供电口的纹波信号，所述纹波检测电路至少包括放大电路，用于放大所述纹波信号并产生放大信号；
所述判断电路，根据所述放大信号判断所述第二供电口是否接入负载；
所述控制电路，根据所述判断电路的判断结果控制所述第二开关管的导通和截止，以控制所述第二供电口的输出。


7.根据权利要求6所述的多口充电器的负载连接识别电路，其特征在于，所述放大电路为互感器；
其中，所述互感器的一次绕组的第一端与所述第二供电口的VBUS端或GND端连接，所述互感器的一次绕组的第二端用于与负载连接；所述互感器的二次绕组的第一端和第二端分别与所述判断电路的第一输入端和第二输入端一一对应连接。


8.根据权利要求6所述的多口充电器的负载连接识别电路，其特征在于，所述放大信号为交流电压信号时，所述纹波检测电路还包括整流电路，用于将所述放大信号转换为对应的直流信号；
其中，所述放大电路的第一输出端和第二输出端分别与所述整流电路的第一输入端和第二输入端一一对应连接，所述整流电路的第一输出端和第二输出端分别与所述判断电路的第一输入端和...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗月亮，
申请(专利权)人：上海新进芯微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31