限制平均输入电流的电压调节电路及其限流方法技术

本发明专利技术公开了一种限制平均输入电流的限流方法和装置。该装置包括开关电路，电流平均电路和限流电路。电流平均电路采样输入电流的平均值，产生反映输入电流平均值的信号。限流电路通过钳制该检测信号来限制输入电流的平均值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输入电流限流方法，更具体地说，涉及输入电流的平均电流限流方法和装置
技术介绍
由于电脑的普及，采用USB供电的器件也越来越多。然而，USB供电由于其特定的技术特 点而限制了它的应用。具体地说，当输出电流大于某个上限值，如500mA时，USB端口的输出 电压将降低。因此，有必要对输出电流进行限流。图l所示为现有技术的采用峰值电流限制方法的限流技术。流过开关Sin的电流经检测， 并和阈值VCLM相比较。当检测到的电流大于VCLM时，关断开关Sin，从而达到限流目的。然 而，开关Sin的占空比随着输出电压而波动，由于输入电容Cin较大，实际的输入电流是流过 开关Sin的平均电流。因此，峰值电流并不能代表电源供给的实际电流。当输出电压较低时 将浪费很大的输入电流区间。峰值电流限流方法能直接用于限制峰值电流，但该方法的最大缺陷是电源供给的电流和 开关Sin中动态变化的电流不一致。因此，它不能很好地用于控制每个周期中的输入电流。图2示出了另一个现有技术。在电源和功率器件之间使用了串联的电阻R和开关S。电阻 用于检测电流。开关S的导通电阻受检测电流控制，以此达到限流目的。但在该方法中，由 于R被用于精确地检测电流，它不适合与开关S和其它的控制电路集成在一块集成电路芯片内 ，这也增加了整个电路的成本。同时，开关S的功率损耗和热效应都较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于公开一种电压调节电路，包括:含输入电流的开关电路；电流平均电 路，耦合至所述开关电路，产生反映所述输入电流平均值的信号；以及限流电路，耦合至所 述开关电路和所述电流平均电路，将所述输入电流的平均值限制在一定水平。其中所述开关 电路进一步包括流过所述输入电流的输入开关。所述电流平均电路包括电流检测电路，耦合至所述输入开关，检测所述输入电流并产 生与所述输入电流成比例的检测电流；第一电容，耦合至所述电流检测电路和所述限流电路;第一开关，耦合至所述第一电容的两端；当所述第一开关关断时，所述第一电容被所述检 测电流充电；当所述第一开关导通时，所述第一电容被放电。所述第一开关和所述输入开关 的导通和关断状态相反。所述限流电路将所述第一电容两端电压和一阈值电压比较，当两者满足特定比较关系时 关断所述输入开关。在一个实施例中所述特定比较关系为所述第一电容两端电压大于所述阈 值电压。所述限流电路可包括比较电路，比较所述第一电容两端电压和所述阈值电压，输 出比较信号，当所述第一电容两端电压大于所述阈值电压时，所述比较信号为有效值，否则 为无效值；控制电路，耦合至所述比较电路和所述开关电路，接收所述比较信号用于控制所 述开关电路中开关的关断和导通；当所述比较信号为有效值时，所述控制电路关断所述输入 开关。所述比较电路包括第二比较器，其同相输入端接收所述第一电容两端电压，反相输入 端接收所述阈值电压，输出所述比较信号至所述控制电路。所述控制电路包括反馈电路， 耦合至所述开关电路，检测所述开关电路的参数并产生反馈信号；第三比较器，其同相输入 端接收所述第一电容两端的电压，反相输入端接收所述反馈信号；RS触发器，包含两个复位 输入端和一个置位输入端，所述置位输入端接收一时钟信号， 一复位输入端接连接所述第二 比较器的输出端，另一复位输入端连接所述第三比较器的输出端，RS触发器的输出端用于控 制所述开关电路中的开关。在一个实施例中，所述开关电路的参数为输出电压，所述反馈电 路包括输出电压检测电路，耦合至所述开关电路，检测所述开关电路的输出电压并产生与 所述输出电压成比例的检测电压；第四比较器，其同相输入端接收第二参考电压，反相输入 端耦合至所述输出电压检测电路接收所述检测电压。在一个实施例中，所述输出电压检测电 路为一电阻分压电路。电压调节电路可进一步包括阈值校正电路，随着所述第一电容值的变化校正所述阈值电 压。所述阈值校正电路和所述电流平均电路可集成在一个集成电路内。所述阈值校正电路包 括第二电容；第二开关，耦合至所述第二电容两端；电流发生电路，耦合至所述第二电容 ，为所述第二电容提供充电电流；采样保持电路，耦合至所述第二开关和所述限流电路，对 所述第二电容两端的电压进行采样和保持；其中所述第二开关和所述采样保持电路受一时钟 信号控制；所述采样保持电路输出所述阈值电压。其中所述电流发生电路可包括第一比较 器，其同相输入端接收第一参考电压；第三开关，其栅极受所述第一比较器输出电压控制； 第一电阻， 一端连接所述第一比较器的反相输入端和所述第三开关的源极，另一端接地；电 流镜电路，包括第四开关和第五开关，所述第四开关的漏极与所述第三开关的漏极和所述第 四开关、所述第五开关的栅极相连，所述第四开关和所述第五开关的源极与所述开关电路的输入端相连，所述第五开关的漏极与所述第二电容相连。所述开关电路的参数为输出电压，所述反馈电路包括输出电压检测电路，耦合至所述开关电路，检测所述开关电路的输出电压并产生与所述 输出电压成比例的检测电压；第四比较器，其同相输入端接收第二参考电压，反相输入端耦合至所述输出电压检测电 路接收所述检测电压。在一个实施例中，上述开关电路为同步型的降压(Buck)电路。本专利技术的另一个目的在于公开一种限制含输入开关的电压调节电路的输入电流平均值的 方法，包括检测输入电流，产生与所述输入电流成比例的检测电流；当所述输入开关导通 时，由所述检测电流对一电容充电，否则对所述电容放电；当所述电容两端电压大于一阈值 时，关断所述输入开关用于限制所述输入电流。该方法可进一步包括随所述电容的变化而校 正所述阈值。在一个实施例中，所述检测电流为所述输入电流的平均值。本专利技术还公开了一种电压调节电路，包括流过输入电流的开关装置；电流平均装置，耦 合至所述开关装置，产生反映所述输入电流平均值的信号；限流装置，耦合至所述开关装置 和所述电流平均装置，将所述输入电流平均值限制在一定值。所述开关器件进一步包括流过 所述输入电流的输入开关器件。所述电流平均装置包括电流检测装置，耦合至所述输入开 关装置用于检测所述输入电流并产生与所述输入电流成比例的检测电流；第一电容装置，耦 合至所述电流检测装置和所述限流装置；第一开关装置，耦合在所述第一电容装置两端；当 所述第一开关装置关断时，所述第一电容装置由所述检测电流充电；当所述第一开关装置导 通时，所述第一电容装置被放电。所述第一开关装置和所述输入开关装置的关断导通状态相 反。该专利技术实现了对电压调节电路平均输入电流的限制，从而实现了对实际输入电流的限制 。同时，该专利技术中的各部分易于集成，且损耗低，效率高。附图说明附图用来解释本专利技术的各个具体实施方式，其构成了本说明书的一部分。附图及其说明 ，用于解释本专利技术的基本原理。图l示出了一种现有技术的限流技术。 图2示出了另一种现有技术的限流技术。图3所示为根据本专利技术的采用平均输入电流限流技术的电压调节电路框图实施例。图4所示为采用平均输入电流技术的降压(Buck)电路实施例。 图5所示为图4电路的工作波形。图6所示为根据本专利技术的平均输入电流限流方法流程图实施例。具体实施例方式本申请公开了一种限制平均电流的输入电流限流方法。使用直流输入的电压调节电路一 般都含有大输入电容，因此，经输入电容滤波后的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压调节电路，包括开关电路，其特征在于进一步包括：　电流平均电路，耦合至所述开关电路，产生反映流过所述开关电路的输入电流平均值的信号；　以及限流电路，耦合至所述开关电路和所述电流平均电路，将所述输入电流平均值限制在设定值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨先庆，周景海，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]