开关电源和用在开关电源中的方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种开关电源和用在开关电源中的方法。本发明专利技术实施例提供的开关电源包括：副边同步整流和协议控制芯片，被配置为通过对来自待充电设备的请求信息进行编码得到编码信息；以及原边反馈控制芯片，被配置为通过对编码信息进行解码得到请求信息，对请求信息进行真伪校验，在请求信息通过真伪校验的情况下向副边发送确认信息并基于请求信息来控制开关电源向待充电设备提供输出信号。根据上述技术方案，取消了隔离光耦或电容，同时在原边对请求信息进行真伪校验之后对副边作出应答，以向副边通知原边接收到的请求信息是正确的，减小了系统成本，并且可以在充电器侧实现数据通信信息交互，可以满足充电产品的低成本、小型化要求。小型化要求。小型化要求。

【技术实现步骤摘要】
开关电源和用在开关电源中的方法


[0001]本专利技术属于集成电路领域，尤其涉及一种开关电源和用在开关电源中的方法。

技术介绍

[0002]原边反馈控制的电源(例如，反激式电源)由于其电路成本低、低待机功耗以及体积小等特点，近年来在待充电设备(例如，移动终端设备)的充电领域中得到广泛应用。在原边反馈控制的反激式电源的工作过程中，原边控制芯片需要根据移动终端设备请求的电压或电流请求信息来实时地调节开关电源的输出电压、电流等信息，现有技术通常采用光耦器件或电容隔离，实现将来自终端设备的请求信息从副边反馈至原边。
[0003]然而，光耦通信速率相对较低，受温度影响大，待机功耗大，尺寸大，增加了系统成本和体积，对于低成本消费类充电设备显然不是最佳解决方案。而采用电容式数字隔离的方式虽然尺寸小，功耗低，但是由于噪声和通信信号共用一条传输通道，导致了抗干扰性差，并且制造成本高等。
[0004]同时，采用光耦器件或电容隔离进行信息传递的方式，原边接收到副边反馈信息后，如果译码或编码存在错误，副边无法进行二次或多次尝试发送编码信息，仅实现副边传递原边的单向通信。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种开关电源和用在开关电源中的方法，通过对来自待充电设备的请求信息进行编码，得到编码信息，以及对编码信息进行解码，得到请求信息，并基于请求信息来控制开关电源向待充电设备提供输出控制，取消传统系统用于信息传递的隔离光耦或电容，提出了一种低成本、高可靠性的副边到原边的通信、原边到副边的真伪校验的方式，减小了系统成本，可以满足针对充电产品的小型化要求。
[0006]一方面，本专利技术实施例提供了一种开关电源，用于对待充电设备进行充电，包括：副边同步整流和协议控制芯片，被配置为通过对来自所述待充电设备的请求信息进行编码得到编码信息；以及原边反馈控制芯片，被配置为通过对所述编码信息进行解码得到所述请求信息，对所述请求信息进行真伪校验，在所述请求信息通过真伪校验的情况下向所述副边同步整流和协议控制芯片发送确认信息并基于所述请求信息来控制所述开关电源向所述待充电设备提供输出信号。
[0007]另一方面，本专利技术实施例提供了一种用在开关电源中的方法，用于对待充电设备进行充电，所述开关电源包括副边同步整流和协议控制芯片以及原边反馈控制芯片，所述方法包括：利用所述副边同步整流和协议控制芯片对来自所述待充电设备的请求信息进行编码，得到编码信息；以及利用所述原边反馈控制芯片对所述编码信息进行解码得到所述请求信息，对所述请求信息进行真伪校验，在所述请求信息通过真伪校验的情况下向所述副边同步整流和协议控制芯片发送确认信息并基于所述请求信息来控制所述开关电源向所述待充电设备提供输出信号。
[0008]本专利技术实施例提供的开关电源和用在开关电源中的方法，取消了隔离光耦或电容，提出了一种低成本、高可靠性的副边到原边的通信、原边到副边的真伪校验方式，减小了系统成本，可以满足针对充电产品的小型化要求。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1示出了现有技术提供的光耦隔离式开关电源的结构示意图；
[0011]图2示出了现有技术提供的电容隔离式开关电源的结构示意图；
[0012]图3示出了本专利技术实施例提供的开关电源的结构示意图；
[0013]图4示出了本专利技术实施例提供的开关电源的具体实现方式的结构示意图；
[0014]图5示出了本专利技术实施例提供的开关电源中相应信号的波形示意图；
[0015]图6示出了本专利技术实施例提供的原边反馈控制芯片的结构示意图；
[0016]图7示出了本专利技术实施例提供的副边同步整流和协议控制芯片的结构示意图；
[0017]图8示出了本专利技术实施例提供的编码工作周期和正常工作周期的波形示意图；
[0018]图9示出了本专利技术实施例提供的当待充电设备请求输出9V的电压时对应的编码；
[0019]图10示出了本专利技术实施例提供的当待充电设备请求输出9V/2A的电压/电流时对应的编码；
[0020]图11示出了本专利技术实施例提供的当前待充电设备被拔出时对应的编码；
[0021]图12示出了本专利技术实施例提供的在原边反馈控制芯片的校验模块和副边同步整流和协议控制芯片的确认模块之间实现的原副边通信应答机制所涉及的波形的曲线图；以及
[0022]图13示出了本专利技术实施例提供的用在开关电源中的方法的流程示意图。
具体实施方式
[0023]下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本专利技术，并不被配置为限定本专利技术。对于本领域技术人员来说，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更好的理解。
[0024]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0025]为了更好地理由本专利技术实施例提供的开关电源，以下首先对现有技术提供的开关电源进行介绍。
[0026]图1示出了现有技术提供的光耦隔离式开关电源的结构示意图，如图1所示，该开关电源主要包括EMI滤波器110、原边反馈控制芯片120、副边同步整流和协议控制芯片130以及USB/TYPE
‑
C接口140以及光耦等。
[0027]如图所示，该开关电源采用光耦隔离的方式，光耦通信速率相对较低，受温度影响大，待机功耗大，尺寸大，增加了系统成本和体积，对于低成本消费类充电设备而言显然不是最佳解决方案。
[0028]图2示出了现有技术提供的电容隔离式开关电源的结构示意图，如图2所示，该开关电源主要包括EMI滤波器210、原边反馈控制芯片220、副边同步整流和协议控制芯片230以及USB/TYPE
‑
C接口240以及电容等。
[0029]如图所示，该开关电源采用电容隔离的方式，电容式数字隔离虽然小尺寸，低功耗，但是噪声和通信信号共用一条传输通道，抗干扰性差，而且制造成本高，对于低成本消费类充电设备而言显然也不是最佳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电源，用于对待充电设备进行充电，其特征在于，包括：副边同步整流和协议控制芯片，被配置为通过对来自所述待充电设备的请求信息进行编码得到编码信息；以及原边反馈控制芯片，被配置为通过对所述编码信息进行解码得到所述请求信息，对所述请求信息进行真伪校验，在所述请求信息通过真伪校验的情况下向所述副边同步整流和协议控制芯片发送确认信息并基于所述请求信息来控制所述开关电源向所述待充电设备提供输出信号。2.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述原边反馈控制芯片进一步被配置为在所述请求信息未通过真伪校验的情况下，不向所述副边同步整流和协议控制芯片发送所述确认信息。3.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述原边反馈控制芯片进一步被配置为在所述请求信息通过真伪校验的情况下，在预设时间内，生成多个高于预设频率的信号，以向所述副边同步整流和协议控制芯片通知所述原边反馈控制芯片接收到了正确的请求信息，其中，所述确认信息能够被表征为所述多个高于预设频率的信号。4.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述副边同步整流和协议控制芯片进一步被配置为在发送所述编码信息之后的预设时段内未接收到所述确认信息的情况下，继续向所述原边反馈控制芯片发送所述编码信息，并且在发送所述编码信息的次数超过预设次数仍未接收到所述确认信息的情况下，利用所述原边反馈控制芯片控制所述开关电源向所述待充电设备提供预设输出信号。5.根据权利要求1所述的开关电源，所述开关电源还包括变压器，其特征在于，所述原边反馈控制芯片包括第一功率开关管，并且所述原边反馈控制芯片还被配置为：在所述第一功率开关管处于关断状态时，基于表征所述开关电源的输出电压的输出反馈信号对所述变压器的原边绕组的退磁情况进行检测；在检测到流经所述原边绕组的负向电流时，生成第一电流检测信号；基于所述退磁情况和所述第一电流检测信号，对所述编码信息进行解码，得到所述请求信息；基于所述请求信息中的电压请求信息来控制所述开关电源向所述待充电设备提供恒定的电压；以及基于所述请求信息中的电流请求信息来控制所述开关电源向所述待充电设备提供恒定的电流。6.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于，所述原边反馈控制芯片还被配置为：在检测到流经所述原边绕组的正向电流时，生成第二电流检测信号；基于所述退磁情况和所述第二电流检测信号来控制所述开关电源向所述待充电设备提供恒定的电压；以及基于所述退磁情况和所述第二电流检测信号来控制所述开关电源向所述待充电设备提供恒定的电流。7.根据权利要求5或6所述的开关电源，其特征在于，所述原边反馈控制芯片还被配置为：
在所述原边绕组的退磁时间期间，对所述输出反馈信号的平台电压进行采样，得到采样电压；以及基于所述采样电压和表征流经所述原边绕组的电流的电压信号，生成用于控制所述第一功率开关管的导通与关断的第一控制信号。8.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于，所述原边反馈控制芯片还被配置为：将所述输出反馈信号上升至大于第三预设阈值到所述输出反馈信号下降至小于所述第三预设阈值之间的时间段作为所述原边绕组的退磁时间。9.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于，所述原边反馈控制芯片还被配置为：在所述输出反馈信号的下降沿的下降时间小于第四预设阈值并且所述第一电流检测信号小于第五预设阈值时，对所述编码信息进行解码，得到所述请求信息。10.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于，所述副边同步整流和协议控制芯片包括第二功率开关管，并且所述副边同步整流和协议控制芯片还被配置为：在所述第一功率开关管被关断之后，基于所述第二功率开关管的漏极电压，生成用于控制所述第二功率开关管的导通与关断的第二控制信号；以及通过在所述待充电设备输出所述请求信息时对所述第二功率开关管进行延迟关断，并且在所述待充电设备未输出所述请求信息时对所述第二功率开关管进行正常关断，来对所述请求信息进行编码，得到所述编码信息。11.根据权利要求10所述的开关电源，其特征在于，所述副边同步整流和协议控制芯片还被配置为：在所述第二功率开关管的漏极电压小于第六预设阈值时，控制所述第二功率开关管处于导通状态；以及在所述第二功率开关管的漏极电压大于第七预设阈值时，控制所述第二功率开关管处于关断状态，其中，所述第六预设阈值小于所述第七预设阈值。12.根据权利要求10所述的开关电源，其特征在于，所述副边同步整流和协议控制芯片还被配置为：在所述原边绕组的电感和所述第一功率开关管的结电容发生谐振时，对所述第二功率开关管的最小导通时间进行设置，以防止所述第二功率开关管被提前误关断。13.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述副边同步整流和协议控制芯片还被配置为：在所述开关电源处于动态状态或空载状态、所述待充电设备被拔出时，增加所述开关电源的负载，以降低对所述请求信息进行编码的时间。14.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述原边反馈控制芯片还被配置为：基于所述请求信息中的保护请求信息来控制所述开关电源向所述待充电设备提供的输出电压的过压、欠压、开路和短路保护。15.一种用在开关电源中的方法，用于对待充电设备进行充电，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀红，史献冰，王伟华，方烈义，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：