自適應開關電源的空載檢測電路結構的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種自適應開關電源的空載檢測電路結構，其中包括開關電源電路；誤差放大器，第一輸入端與所述的開關電源電路的輸出端相連接，所述的誤差放大器的第二輸入端與參考電壓相連接；空載檢測比較器；驅動電路；空載門限電壓生成電路，輸出端與所述的空載檢測比較器的第二輸入端相連接，輸入端與所述的開關電源電路的輸入端相連接。采用該種結構的自適應開關電源的空載檢測電路結構，可以實現在現有技術的基礎上增加了空載門限電壓和降頻門限電壓的生成電路，實現了根據輸入電壓自動調節空載電壓門限和降頻點，既不需要采樣電阻，又能準確檢測空載，在保證效率的基礎上實現了準確的空載檢測，同時也降低了成本，具有更廣泛的應用范圍。
【專利說明】自適應開關電源的空載檢測電路結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及開關電源領域，尤其涉及開關電源負載檢測領域，具體是指一種自適應開關電源的空載檢測電路結構。
【背景技術】
[0002]在移動設備中，當負載移除后，系統一般要進入待機模式，降低系統功耗、增加移動電源續航能力，因此需要檢測負載是否移除，即空載。傳統的開關電源芯片空載檢測技術有兩種方法:(1)在負載通路上串聯一個阻值較小的電阻，檢測該電阻兩端的壓降，如圖1(以升壓型為例，降壓型與此類似)；(2)檢測誤差放大器的輸出，如圖2 (以升壓型為例)；當負載變輕時，誤差放大器的輸出會變低。
[0003]然而，兩種方案都存在一定缺陷。方案(I)在負載通路上增加一個采樣電阻Rs，電阻的取值需折衷考慮，取值過大會影響效率，取值小不易檢測。對于開關電源來說，效率是個非常重要的指標，因此Rs的阻值不能取得太大。如果Rs電阻取值很小時，這就要求檢測電路有很聞的精度，聞精度的檢測電路不易設計且成本聞，另外阻值很小的電阻本身的成本也高。因此采用方案(I)總在效率和成本之間艱難選擇。
[0004]方案(2)中通過檢測誤差放大器EA的輸出檢測是否空載。典型峰值電流PWM控制模式升壓型開關電源變換器的原理圖如圖3所示。EA的輸出Vea和電流采樣電壓Vsense比較產生PWM信號，PWM信號與OSC信號配合，交替關閉和導通開關管M。根據電感電流是否連續，變換器分為兩種工作模式:連續模式(CCM)和斷續模式(DCM)，一般情況下，系統接近空載時，變換器工作在斷續模式，具體波形如圖4所示，此時Vea的表達式為:
【權利要求】
1.一種自適應開關電源的空載檢測電路結構，其特征在于，所述的電路結構包括: 開關電源電路； 誤差放大器，第一輸入端與所述的開關電源電路的輸出端相連接，所述的誤差放大器的第二輸入端與參考電壓相連接； 空載檢測比較器，第一輸入端與所述的誤差放大器的輸出端相連接； 驅動電路，輸入端與所述的空載檢測比較器的輸出端相連接，所述的驅動電路的輸出端與所述的開關電源電路的控制開關相連接； 空載門限電壓生成電路，用以根據所述的開關電源電路的輸入電壓調節門限電壓值并輸出，所述的空載門限電壓生成電路的輸出端與所述的空載檢測比較器的第二輸入端相連接，所述的空載門限電壓生成電路的輸入端與所述的開關電源電路的輸入端相連接。
2.根據權利要求1所述的自適應開關電源的空載檢測電路結構，其特征在于，所述的電路結構還包括第一輸出電阻和第二輸出電阻，所述的第一輸出電阻的第一端與所述的開關電源電路的輸出端的正極端相連接，所述的第一輸出電阻的第二端分別與所述的第二輸出電阻的第一端和所述的誤差放大器的第一輸入端相連接，所述的第二輸出電阻的第二端與所述的開關電源電路的輸出端的負極端相連接。
3.根據權利要求1所述的自適應開關電源的空載檢測電路結構，其特征在于，所述的空載門限電壓生成電路包括第一運算放大器、第一開關管、第一輸入電阻、第二開關管、第二輸入電阻、第三輸入電阻、第二運算放大器、第三開關管、第四開關管、第四輸入電阻、第五開關管、第六開關管、第七開關管、第八開關管、第五輸入電阻和第六輸入電阻，所述的第一運算放大器的第一輸入端與參考電壓相連接，所述的第一運算放大器的輸出端與所述的第一開關管相連接，所述的第一開關管連接于所述的第二開關管與第一輸入電阻之間，所述的第一輸入電阻的第一端分別與所述的開關管和所述的第一運算放大器的第二輸入端相連接，所述的第二開關管連接于所述的第一開關管和所述的開關電源電路的輸入端之間，所述的第二開關管與第八開關管供基極連接，所述的第二輸入電阻的第一端與所述的開關電源電路的輸入端相連接，所述的第二輸入電阻的第二端分別與所述的第二運算放大器的第一輸入端和第三輸入電阻相連接，所述的第四開關管連接于所述的第三開關管與第四輸入電阻之間，所述的第四輸入電阻的第一端分別與所述的第二運算放大器的第二輸入端和第三開關管相連接，所述的第五開關管與第四開關管共基極連接，所述的第六開關管第七開關管共基極連接，所述的第五開關管連接于所述的開關電源電路的輸入端與第六開關管之間，所述的第八開關管連接于所述的開關電源電路的輸入端與第五輸入電阻的第一端之間，所述的第五輸入電阻的第二端分別與所述的第六輸入電阻和第七開關管相連接，所述的第五輸入電阻的第一端與所述的空載檢測比較器的第二輸入端相連接。
4.根據權利要求3所述的自適應開關電源的空載檢測電路結構，其特征在于，所述的空載門限電壓生成電路還包括降頻門限電壓生成單元，所述的電路結構還包括降頻比較器，所述的降頻門限電壓生成單元連接于所述的開關電源電路的輸入端和所述的降頻比較器的第二輸入端之間，所述的降頻比較器的第一輸入端與所述的誤差放大器的輸出端相連接，所述的降頻比較器的輸出端與所述的驅動電路相連接。
5.根據權利要求4所述的自適應開關電源的空載檢測電路結構，其特征在于，所述的降頻門限電壓生成單元包括第九開關管、第十開關管、第七輸入電阻和第八輸入電阻，所述的第九開關管與所述的第七開關管共基極連接，所述的第十開關管連接于所述的第七輸入電阻的第一端和開關電源電路的輸入端之間，所述的第七輸入電阻的第二端分別與所述的第九開關管和第八輸入電阻相連接，所述的第七輸入電阻的第一端分別與所述的第十開關管和降頻比較器的第二輸入端相連接。
6.根據權利要求4所述的自適應開關電源的空載檢測電路結構，其特征在于，所述的空載檢測比較器和降頻比較器均為PWM誤差比較器。
7.根據權利要求4所述的自適應開關電源的空載檢測電路結構，其特征在于，所述的驅動電路為RS觸發器，所述的RS觸發器的R端與所述的空載檢測比較器的輸出端或降頻比較器的輸出端相連接，所述的RS觸發器的S端與OSC信號相連接，所述的RS觸發器的輸出端與所述的開關電源電 路的控制開關相連接。
【文檔編號】G01R31/00GK103605035SQ201310637760
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月2日 優先權日:2013年12月2日
【發明者】田劍彪 申請人:紹興光大芯業微電子有限公司