开关电源系统及其快充协议芯片技术方案

本实用新型专利技术的实施例提供了一种开关电源系统及其快充协议芯片，该芯片用于为待充电设备进行充电，输出电流和电压等级设置模块的第一端子连接到输出电流和电压等级设置引脚；快充协议固化译码和解码控制模块的第一端子连接到输出电流和电压等级设置模块的第二端子，第二端子连接到数据通信引脚，第三端子连接到通道配置引脚；栅极驱动器的第一端子连接到快充协议固化译码和解码控制模块的第四端子；以及输出模块的第一端子连接到栅极驱动器的第二端子，第二端子连接到输出引脚，第三端子连接到芯片供电引脚，输出模块中的输出开关在待充电设备满足快充协议的情况下被导通，通过上述技术方案，减少了芯片所占面积并降低了成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
开关电源系统及其快充协议芯片


[0001]本技术涉及集成电路领域，尤其涉及一种开关电源系统及其快充协议芯片。

技术介绍

[0002]近年来，随着诸如智能手机、平板电脑、笔记本电脑之类的移动设备的屏幕变大、处理器速度变快，移动设备的耗电变得很大。为了满足用户对移动设备的待机时间的要求，移动设备的供电电池的容量不断增大。为了减少移动设备的供电电池的充电时间，移动设备的充电功率也相应地增大。但是，受限于通用串行总线(USB)的最大电流的物理限制，上述移动设备采用与充电器智能协商更高的电压，例如，从传统的5V供电，切换到9V、12V甚至20V或其他特定电压值，从而形成了快充协议芯片。
[0003]PD快充协议是USB
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IF组织公布的功率传输协议，它的公布使充电器的默认5V 2A的输出能力提高为100W，这可以实现更高的电压和电流，并且可以自由地改变电力的输送方向。
[0004]在输出功率100W以内，不同的应用需要不同的输出电压，例如，有些应用仅需要5V、9V的输出电压，有些应用仅需要5V、9V、12V的输出电压，而有些应用仅需要5V、9V、12V、15V、20V的输出电压，因此，在现有技术中，为了实现不同的输出电流和电压，在快充协议芯片的快充协议译码和解码控制模块中采用复杂的微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，这导致快充协议译码和解码控制模块中的数字电路所占面积较大，从而导致快充协议芯片的面积大，成本高等。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述的一个或多个问题，本技术的实施例提供了一种开关电源系统及其快充协议芯片，通过在芯片内部集成输出电流和电压等级设置模块以及快充协议固化译码和解码控制模块，可以防止在传统的快充协议译码和解码控制模块内集成复杂的微控制单元，减少了传统的快充协议译码和解码控制模块中的数字电路所占面积，降低了成本等。
[0006]本技术的第一实施例提供了一种快充协议芯片，用于为待充电设备进行充电，包括芯片供电引脚、输出电流和电压等级设置引脚、数据通信引脚、通道配置引脚、输出引脚、输出电流和电压等级设置模块、快充协议固化译码和解码控制模块、栅极驱动器以及输出模块，其中：所述输出电流和电压等级设置模块的第一端子连接到所述输出电流和电压等级设置引脚；所述快充协议固化译码和解码控制模块的第一端子连接到所述输出电流和电压等级设置模块的第二端子，第二端子连接到所述数据通信引脚，第三端子连接到所述通道配置引脚；所述栅极驱动器的第一端子连接到所述快充协议固化译码和解码控制模块的第四端子；以及所述输出模块的第一端子连接到所述栅极驱动器的第二端子，第二端子连接到所述输出引脚，第三端子连接到所述芯片供电引脚，所述输出模块中的输出开关在所述待充电设备满足快充协议的情况下被导通。
[0007]根据本技术的第一实施例提供的快充协议芯片，还包括欠压锁定/低压差线性稳压模块，其中：所述欠压锁定/低压差线性稳压模块连接到所述芯片供电引脚。
[0008]根据本技术的第一实施例提供的快充协议芯片，还包括光耦驱动引脚、输出电流放大模块、输出电流反馈运算放大器模块以及环路控制模块，其中：所述输出电流放大模块的第一和第二端子分别连接到所述输出模块的第四和第二端子；所述输出电流反馈运算放大器模块的第一端子连接到所述输出电流放大模块的第三端子；以及所述环路控制模块的第一端子连接到所述输出电流反馈运算放大器模块的第二端子，第二端子连接到所述光耦驱动引脚。
[0009]根据本技术的第一实施例提供的快充协议芯片，还包括第一数模转换器，其中：所述第一数模转换器的第一端子连接到所述快充协议固化译码和解码控制模块的第五端子，第二端子连接到所述输出电流反馈运算放大器模块的第三端子。
[0010]根据本技术的第一实施例提供的快充协议芯片，还包括分压模块和输出电压反馈运算放大器模块，其中：所述分压模块的第一端子连接到所述芯片供电引脚，第二端子连接到参考地；以及所述输出电压反馈运算放大器模块的第一端子连接到所述分压模块的第三端子，第二端子连接到所述环路控制模块的第三端子。
[0011]根据本技术的第一实施例提供的快充协议芯片，还包括第二数模转换器，其中：所述第二数模转换器的第一端子连接到所述快充协议固化译码和解码控制模块的第六端子，第二端子连接到所述输出电压反馈运算放大器模块的第三端子。
[0012]根据本技术的第一实施例提供的快充协议芯片，还包括保护控制模块，其中：所述保护控制模块连接到所述快充协议固化译码和解码控制模块的第七端子。
[0013]根据本技术的第一实施例提供的快充协议芯片，所述输出模块还包括电流检测单元，其中：所述输出开关的第一端子、第二端子和第三端子分别用作所述输出模块的第一端子、第二端子和第三端子；所述电流检测单元的第一端子、第二端子和第三端子分别连接到所述输出开关的第一端子、第二端子和第三端子，并且第四端子用作所述输出模块的第四端子。
[0014]根据本技术的第一实施例提供的快充协议芯片，所述电流检测单元为SenseFET。
[0015]本技术的第二实施例提供了一种开关电源系统，包括如第一实施例所述的快充协议芯片。
[0016]根据本技术的实施例提供的开关电源系统及其快充协议芯片，通过在芯片内部集成输出电流和电压等级设置模块以及快充协议固化译码和解码控制模块，减少了传统的快充协议译码和解码控制模块中的数字电路所占面积，降低了成本等。
附图说明
[0017]从下面结合附图对本技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本技术，其中：
[0018]图1示出了现有技术中的包括常规快充协议芯片的开关电源系统100的电路示意图；
[0019]图2A示出了本技术的第一实施例提供的开关电源系统200的电路示意图；
[0020]图2B示出了本技术的第二实施例提供的开关电源系统300的电路示意图；
[0021]图3A示出了本技术的第一实施例提供的快充协议芯片的引脚示意图；
[0022]图3B示出了本技术的第二实施例提供的快充协议芯片的引脚示意图；以及
[0023]图4示出了本技术的实施例提供的快充协议芯片400的电路示意图。
具体实施方式
[0024]下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本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技术的示例来提供对本技术的更好的理解。本技术决不限于下面所提出的任何具体配置，而是在不脱离本技术的精神的前提下覆盖了元素和部件的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本技术造成不必要的模糊。另外，需要说明的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快充协议芯片，用于为待充电设备进行充电，其特征在于，包括芯片供电引脚、输出电流和电压等级设置引脚、数据通信引脚、通道配置引脚、输出引脚、输出电流和电压等级设置模块、快充协议固化译码和解码控制模块、栅极驱动器以及输出模块，其中：所述输出电流和电压等级设置模块的第一端子连接到所述输出电流和电压等级设置引脚；所述快充协议固化译码和解码控制模块的第一端子连接到所述输出电流和电压等级设置模块的第二端子，第二端子连接到所述数据通信引脚，第三端子连接到所述通道配置引脚；所述栅极驱动器的第一端子连接到所述快充协议固化译码和解码控制模块的第四端子；以及所述输出模块的第一端子连接到所述栅极驱动器的第二端子，第二端子连接到所述输出引脚，第三端子连接到所述芯片供电引脚，所述输出模块中的输出开关在所述待充电设备满足快充协议的情况下被导通。2.根据权利要求1所述的快充协议芯片，其特征在于，还包括欠压锁定/低压差线性稳压模块，其中：所述欠压锁定/低压差线性稳压模块连接到所述芯片供电引脚。3.根据权利要求1所述的快充协议芯片，其特征在于，还包括光耦驱动引脚、输出电流放大模块、输出电流反馈运算放大器模块以及环路控制模块，其中：所述输出电流放大模块的第一和第二端子分别连接到所述输出模块的第四和第二端子；所述输出电流反馈运算放大器模块的第一端子连接到所述输出电流放大模块的第三端子；以及所述环路控制模块的第一端子连接到所述输出电流反馈运算放大器模块的第二端子，第二端子连接到所述光耦驱动引脚。4.根据权利要求3所述的快充协议芯片，其特征在于...

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