开关限流电路及电源芯片制造技术

本发明专利技术提供了一种开关限流电路及电源芯片，所述开关限流电路包括：开关电流检测模块、放大模块、第一比较模块、充放电模块、复位模块以及第二比较模块。在所述电源芯片的功率管打开时，本发明专利技术提供的所述开关限流电路比较第一电容充电放电时间来控制电源芯片功率管的关断，从而限制最大输出电流。本发明专利技术可以用于通过检测开关限流电路的导通电阻的开关电流，以生成电源系统限制最大输出电流的预设电流，其中该预设电流不受电感感量、输入电容、输出电压等参数影响，且使用本发明专利技术的电源芯片的多个电源系统可相互并联连接，解决现有电源系统无法直接并联使用的问题。

【技术实现步骤摘要】
开关限流电路及电源芯片
本专利技术涉及电源芯片
，具体涉及一种开关限流电路及电源芯片。
技术介绍
降压式变换电路（BUCK电路）常用的控制方式有脉冲频率调制（PFM）和脉冲宽度调制（PWM）。其根据在一个开关周期内电感的电流状态，又可分为连续导通模式（CCM），临界导通模式（BCM）和断续模式（DCM）。在电源系统的一个工作周期中，如果电源系统的电感中的电流始终大于零，则工作于CCM模式下。在一个工作周期中，如果电源芯片的功率管在开启前，电感上的电流为零，则工作于BCM模式下。在一个工作周期中，在电源芯片的功率管导通前，电感上的电流已经为零，则工作于DCM模式下。在常规的电源系统中，只是通过限制功率管的最大开关电流来限制电源系统的输出电流值，当电源芯片按照最大限流点工作时，对应的电源系统的输出电流的大小与输入与输出的电压差、电感感量参数相关；即输入与输出条件变化或电感感量变化时，电源系统输出的最大电流也会变化，因此会出现无法实现精确限制电源系统输出电流功能的问题。另外现有技术中，一般是限制最大功率管电流，可以保证功率管相对安全工作，但无法准确设置最大输出电流，且最大输出电流受电感、输入输出的电压影响非常大，以至于产品在最终的短路、限流等测试过程中，一致性较差。一旦要恒流输出，则需要外部设置，增加外围电路设计的复杂性，同时也会增加成本。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种开关限流电路，根据第一电容充放电时间以控制电源芯片的功率管的通断，进而可以精确控制电源系统的输出电流值。>根据本专利技术的一方面提供的一种开关限流电路，适用于一电源芯片，所述开关限流电路包括：开关电流检测模块，用以检测出所述电源芯片的开关电流，并输出第一输出电压；第一比较模块，用以比较放大后的所述第一输出电压与第一预设电压，并根据比较结果输出第二输出电压；充放电模块，用以根据所述第二输出电压对所述充放电模块中的第一电容进行充放电的操作，并输出第三输出电压；以及第二比较模块，用以比较第三输出电压与第二预设电压，并根据比较结果输出第四输出电压以及第一信号，所述第一信号用以对所述电源芯片进行限流保护。可选的，所述开关限流电路还包括：放大模块，连接所述开关电流检测模块的输出端，用以接收所述第一输出电压并放大后输出第一放大电压，所述放大模块的输出端连接所述第一比较模块的输入端。可选的，所述开关限流电路还包括：复位模块，连接所述充放电模块的输出端，用以对所述第一电容进行放电。可选的，所述开关电流检测模块包括：导通电阻，所述导通电阻的第一端连接供电电源端，所述导通电阻的第二端连接所述开关限流电路的第二输出端；以及差分放大器，用以放大输出所述导通电阻的电压，所述放大输出所述导通电阻的电压为第一输出电压。可选的，所述充放电模块包括：充电单元，所述充电单元的输入端连接所述第一比较模块的输出端，用以根据所述第二输出电压对所述第一电容进行充电；充电计时单元，在所述电源芯片的功率管打开的时间内，用以对所述第一电容充电计时得到第一时间；放电单元，所述放电单元的输入端连接所述第一比较模块的输出端，在所述电源芯片的功率管打开的时间内，用以根据所述第二输出电压对所述第一电容进行放电；以及放电计时单元，用以对所述第一电容放电计时得到第二时间；以及比较单元，用以比较所述第一时间以及第二时间，并根据比较结果输出所述第三输出电压。可选的，在所述电源芯片的功率管打开的时间内，所述第二输出电压为高电平时，则所述充电单元开始工作；在所述电源芯片的功率管打开的时间内，所述第二输出电压为低电平时，则所述放电单元开始工作。可选的，在所述电源芯片的功率管打开的时间内，所述第一时间大于所述第二时间时，所述第三输出电压为高电平；在所述电源芯片的功率管打开的时间内，所述第一时间小于或等于所述第二时间，所述第三输出电压为低电平。可选的，当所述第一放大电压小于所述第一预设电压时，所述第二输出电压为高电平；当所述第一放大电压大于所述第一预设电压时，所述第二输出电压为低电平。可选的，当第三输出电压小于第二预设电压时，所述第四输出电压为低电平；当第三输出电压大于第二预设电压时，所述第四输出电压为高电平；当所述第四输出电压由高电平反转为低电平时，触发所述第一信号，所述电源芯片的功率管为截止状态。本专利技术另一方面提供一种电源芯片，所述电源芯片包括前文所述的开关限流电路。本专利技术提供了一种开关限流电路及电源芯片。在所述电源芯片的功率管打开时，本专利技术提供的所述开关限流电路比较第一电容充电放电时间来控制电源芯片功率管的关断，从而限制最大输出电流。本专利技术可以用于通过检测开关限流电路的导通电阻的开关电流，以生成电源系统限制最大输出电流的预设电流，其中该预设电流不受电感感量、输入电压、输出电压等影响。本专利技术可以通过检测开关限流电路的导通电阻的电流，精确限制电源系统输出电流值，从而应用于对输出电流精度要求高的场合；本专利技术多个电源系统可相互并联连接，解决现有电源系统无法并联使用的问题。附图说明下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其它有益效果显而易见。图1为本专利技术一实施例中的一种开关限流电路的连接示意图。图2为本专利技术一实施例中的一种电源芯片的示意图。图3为本专利技术一实施例中的一种电源系统的示意图。图4为本专利技术所述实施例中的第一电感L1峰值电流IPEAK、ISET/Io、Ivally电流与第一电容C1的电压在时间上的对应关系的示意图。图5为本专利技术所述实施例中的触发第一信号时电源系统工作时的各节点电流、电压波形的波形示意图。图6为本专利技术所述实施例中的没有触发第一信号时电源系统工作时的各节点电流、电压波形的波形示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。具体的，请参阅图1所示，本专利技术提供一种开关限流电路100，适用于一电源芯片。所述开关限流电路包括：开关电流检测模块110、放大模块120、第一比较模块130、充放电模块140、复位模块150以及第二比较模块160。所述开关电流检测模块110用以检测出所述电源芯片的开关电流，并输出第一输出电压Va。所述放大模块120连接所述开关电流检测模块110的输出端，用以接收所述第一输出电压Va并放大后输出一第一放大电压Vb，所述放大模块120的输出端连接所述第一比较模块130的输入端。所述第一比较模块130用以比较所述第一放大电压Vb（即所述第一输出电压Va放大后的电压）与第一预设电压，并根据比较结果输出第二输出电压Vc。当第一放大电压Vb小于第一预设电压时，所述第二输出电压Vc为高电平。当第一放大电压Vb大于第一预设电压时，所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关限流电路，适用于一电源芯片，其特征在于，/n所述开关限流电路包括：/n开关电流检测模块，用以检测出所述电源芯片的开关电流，并输出第一输出电压；/n第一比较模块，用以比较放大后的所述第一输出电压与第一预设电压，并根据比较结果输出第二输出电压；/n充放电模块，用以根据所述第二输出电压对所述充放电模块中的第一电容进行充放电的操作，并输出第三输出电压；以及/n第二比较模块，用以比较第三输出电压与第二预设电压，并根据比较结果由所述开关限流电路的第一输出端输出第四输出电压以及第一信号，所述第一信号用以对所述电源芯片进行限流保护；/n其中，所述充放电模块包括：/n充电单元，所述充电单元的输入端连接所述第一比较模块的输出端，用以根据所述第二输出电压对所述第一电容进行充电；/n充电计时单元，在所述电源芯片的功率管打开的时间内，用以对所述第一电容充电计时得到第一时间；/n放电单元，所述放电单元的输入端连接所述第一比较模块的输出端，用以根据所述第二输出电压对所述第一电容进行放电；以及/n放电计时单元，在所述电源芯片的功率管打开的时间内，用以对所述第一电容放电计时得到第二时间；以及/n比较单元，用以比较所述第一时间以及第二时间，并根据比较结果输出所述第三输出电压。/n...

【技术特征摘要】
1.一种开关限流电路，适用于一电源芯片，其特征在于，
所述开关限流电路包括：
开关电流检测模块，用以检测出所述电源芯片的开关电流，并输出第一输出电压；
第一比较模块，用以比较放大后的所述第一输出电压与第一预设电压，并根据比较结果输出第二输出电压；
充放电模块，用以根据所述第二输出电压对所述充放电模块中的第一电容进行充放电的操作，并输出第三输出电压；以及
第二比较模块，用以比较第三输出电压与第二预设电压，并根据比较结果由所述开关限流电路的第一输出端输出第四输出电压以及第一信号，所述第一信号用以对所述电源芯片进行限流保护；
其中，所述充放电模块包括：
充电单元，所述充电单元的输入端连接所述第一比较模块的输出端，用以根据所述第二输出电压对所述第一电容进行充电；
充电计时单元，在所述电源芯片的功率管打开的时间内，用以对所述第一电容充电计时得到第一时间；
放电单元，所述放电单元的输入端连接所述第一比较模块的输出端，用以根据所述第二输出电压对所述第一电容进行放电；以及
放电计时单元，在所述电源芯片的功率管打开的时间内，用以对所述第一电容放电计时得到第二时间；以及
比较单元，用以比较所述第一时间以及第二时间，并根据比较结果输出所述第三输出电压。


2.根据权利要求1所述的开关限流电路，其特征在于，所述开关限流电路还包括：
放大模块，连接所述开关电流检测模块的输出端，用以接收所述第一输出电压放大后输出第一放大电压，所述放大模块的输出端连接所述第一比较模块的输入端。


3.根据权利要求1所述的开关限流电路，其特征在于，所述开关限流电路还包括：
复位模块，连接所述充放电模块的输出端，用以对所述第一电容进行放电。

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞平，许锦龙，刘彬，池伟，
申请(专利权)人：上海芯龙半导体技术股份有限公司南京分公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32