本發(fā)明涉及PWM開關(guān)電源電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種PWM控制的開關(guān)電源電路的自動(dòng)關(guān)閉裝置及方法。

背景技術(shù)：

在許多電子設(shè)備的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)中，在電池充電應(yīng)用中，需要自動(dòng)檢測電路工作電流的減小情況，工作電流減小到一定時(shí)候，就需要關(guān)斷工作電路，以優(yōu)化系統(tǒng)功耗，提高可靠性。

現(xiàn)有技術(shù)的自動(dòng)檢測電路通常是采取一個(gè)精密的小阻值電阻串聯(lián)在供電回路里，然后測量該電阻兩端的電壓，以達(dá)到測量電流的目的。

現(xiàn)有技術(shù)的檢測方法有兩個(gè)缺點(diǎn)，一是精密電阻價(jià)格較貴，增加了產(chǎn)品成本，二是電阻串聯(lián)到供電回路中，分掉了輸出的電壓，實(shí)際是減小了輸出功率，降低了整個(gè)系統(tǒng)的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種PWM開關(guān)電源電路的自動(dòng)關(guān)閉裝置及方法，能夠在保證較低的成本以及保證輸出功率的同時(shí)檢測PWM開關(guān)電源電路的工作電流，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉PWM開關(guān)電源電路的目的。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種PWM開關(guān)電源電路的自動(dòng)關(guān)閉方法，方法包括以下步驟：獲取所述PWM開關(guān)電源電路的工作周期；通過所述工作周期來判斷所述PWM開關(guān)電源電路的工作電流是否小于預(yù)設(shè)的電流閾值；在判斷的結(jié)果為是時(shí)，關(guān)閉所述PWM開關(guān)電源電路。

其中，所述方法還包括：

在判斷的結(jié)果為否時(shí)，所述PWM開關(guān)電源電路繼續(xù)工作。

其中，所述工作周期包括輸出電壓上升的T_on時(shí)段和輸出電壓下降的T_off時(shí)段；

所述獲取所述PWM開關(guān)電源電路的工作周期的步驟包括：

獲取所述PWM開關(guān)電源電路的工作周期中的T_off時(shí)段；

所述通過所述工作周期來判斷所述PWM開關(guān)電源電路的工作電流是否小于預(yù)設(shè)的電流閾值的步驟包括：

通過所述工作周期的T_off時(shí)段來判斷所述PWM開關(guān)電源電路的工作電流是否小于預(yù)設(shè)的電流閾值。

其中，所述工作電流I_OUT和所述T_off時(shí)段的關(guān)系如下：

其中，所述C_OUT為輸出電容，ΔV為輸出電壓變化量。

其中，所述通過所述工作周期的T_off時(shí)段來判斷所述PWM開關(guān)電源電路的工作電流是否小于預(yù)設(shè)的電流閾值的步驟包括：

判斷所述T_off時(shí)段的時(shí)長是否大于預(yù)設(shè)的時(shí)段閾值，并在判斷的結(jié)果為是時(shí)，判斷為所述PWM開關(guān)電源電路的工作電流小于預(yù)設(shè)的電流閾值。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：一種PWM開關(guān)電源電路的自動(dòng)關(guān)閉裝置，該裝置包括：

獲取模塊，用于獲取所述PWM開關(guān)電源電路的工作周期；

判斷模塊，用于通過所述工作周期來判斷所述PWM開關(guān)電源電路的工作電流是否小于預(yù)設(shè)的電流閾值；

控制模塊，用于在所述判斷模塊判斷的結(jié)果為是時(shí)，關(guān)閉所述PWM開關(guān)電源電路。

其中，所述控制模塊在所述判斷模塊判斷的結(jié)果為否時(shí)，控制所述PWM開關(guān)電源電路繼續(xù)工作。

其中，工作周期包括輸出電壓上升的T_on時(shí)段和輸出電壓下降的T_off時(shí)段；

所述獲取模塊具體是獲取所述PWM開關(guān)電源電路的工作周期中的T_off時(shí)段；

所述判斷模塊具體是通過所述工作周期的T_off時(shí)段來判斷所述PWM開關(guān)電源電路的工作電流是否小于預(yù)設(shè)的電流閾值。

其中，工作電流I_OUT和所述T_off時(shí)段的關(guān)系如下：

其中，所述C_OUT為輸出電容，ΔV為輸出電壓變化量。

其中，判斷模塊具體是判斷所述T_off時(shí)段的時(shí)長是否大于預(yù)設(shè)的時(shí)段閾值，所述控制模塊在所述判斷模塊判斷的結(jié)果為是時(shí)，判斷為所述PWM開關(guān)電源電路的工作電流小于預(yù)設(shè)的電流閾值。

本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明提供一種PWM開關(guān)電源電路的自動(dòng)關(guān)閉裝置及方法，該方法包括以下步驟：首先獲取PWM開關(guān)電源電路的工作周期，然后通過工作周期來判斷PWM開關(guān)電源電路的工作電流是否小于預(yù)設(shè)的電流閾值，并在判斷的結(jié)果為是時(shí)，關(guān)閉PWM開關(guān)電源電路。因此，本發(fā)明能夠在保證較低的成本以及保證輸出功率的同時(shí)檢測PWM開關(guān)電源電路的工作電流，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉PWM開關(guān)電源電路的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種PWM開關(guān)電源電路的自動(dòng)關(guān)閉方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的PWM開關(guān)電源電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是PWM開關(guān)電源電路的輸出電壓波形圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種PWM開關(guān)電源電路的自動(dòng)關(guān)閉裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是圖4所示的判斷模塊和控制模塊的集成電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)開關(guān)電源電路的自動(dòng)關(guān)閉方法的流程圖，如圖1所示，本發(fā)明的自動(dòng)關(guān)閉方法包括以下步驟：

步驟S1：獲取PWM開關(guān)電源電路的工作周期。

步驟S2：通過工作周期來判斷PWM開關(guān)電源電路的工作電流是否小于預(yù)設(shè)的電流閾值。

本步驟中，在判斷的結(jié)果為是時(shí)跳轉(zhuǎn)到步驟S3，在判斷的結(jié)果為否時(shí)，跳轉(zhuǎn)到步驟S4。

步驟S3：關(guān)閉PWM開關(guān)電源電路。

步驟S4：PWM開關(guān)電源電路繼續(xù)工作。

請(qǐng)一并參閱圖2，圖2是本發(fā)明實(shí)施例的PWM開關(guān)電源電路的升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，PWM開關(guān)電源電路包括開關(guān)S1和S2、電感L、輸出電容C_OUT以及負(fù)載R。其中電感L的一端連接PWM開關(guān)電源電路的輸入端，另一端分別連接開關(guān)S1和S2的一端。開關(guān)S1的另一端接地，開關(guān)S2的另一端連接輸出電容C_OUT的一端和負(fù)載R的一端。輸出電容C_OUT和負(fù)載R的另一端接地。

在PWM開關(guān)電源電路正常工作時(shí)，若開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2斷開，此時(shí)電感L勵(lì)磁存儲(chǔ)能量。若開關(guān)S2閉合，開關(guān)S1斷開，此時(shí)電感L消磁，對(duì)輸出電容Cout及負(fù)載R傳遞能量。通過芯片(圖未示)的負(fù)反饋控制開關(guān)S1和S2不斷的交替開啟和閉合來實(shí)現(xiàn)輸出電壓V_OUT的正常輸出，此時(shí)負(fù)載R的工作電流I_OUT正常。

在負(fù)載R的工作電流I_OUT比較小時(shí)，為了降低PWM開關(guān)電源電路的功耗和提高效率，PWM開關(guān)電源電路將進(jìn)入間歇工作狀態(tài)，即開關(guān)S1和S2交替開關(guān)一段時(shí)間傳遞一定能量后，開關(guān)S1和S2同時(shí)關(guān)閉，負(fù)載R的工作電流I_OUT完全由輸出電容C_OUT提供。上述的過程為PWM開關(guān)電源電路的工作周期，稱之為跳周期工作模式。其中，PWM開關(guān)電源電路的跳周期工作模式下的輸出電壓波形如圖3所示。

如圖3所示，PWM開關(guān)電源電路的工作周期包括輸出電壓VOUT上升的T_on時(shí)段和輸出電壓下降的T_off時(shí)段。在T_on時(shí)間段，PWM開關(guān)電源電路工作，為輸出電容C_OUT充電并為負(fù)載R提供電流。在T_off時(shí)間段，PWM開關(guān)電源電路不工作，負(fù)載電流I_OUT純粹由輸出電容C_OUT提供。

則步驟S1具體是獲取PWM開關(guān)電源電路的工作周期中的T_off時(shí)段，步驟S2具體是通過工作周期的T_off時(shí)段來判斷PWM開關(guān)電源電路的工作電流是否小于預(yù)設(shè)的電流閾值。

更進(jìn)一步的，由于在T_off時(shí)間段，PWM開關(guān)電源電路不工作，負(fù)載電流I_OUT純粹由輸出電容C_OUT提供，則負(fù)載電流I_OUT與輸出電壓變化量V_OUT有如下關(guān)系：

其中，C_OUT為輸出電容，ΔV為輸出電壓變化量。

在PWM開關(guān)電源電路應(yīng)用下輸出電容C_OUT的值是確定的，在跳周期工作模式下，PWM開關(guān)電源電路通過檢測輸出電壓變化量ΔV實(shí)現(xiàn)間歇工作，即輸出電壓變化量ΔV由電路設(shè)定，因此輸出電容C_OUT和輸出電壓變化量ΔV有確定值，負(fù)載R的工作電流I_OUT與T_off時(shí)間段成反比。也就是說，通過檢測T_off時(shí)間段的大小可以間接獲得工作電流I_OUT的大小。因此，步驟S2更具體是判斷T_off時(shí)段的時(shí)長是否大于預(yù)設(shè)的時(shí)段閾值，并在判斷的結(jié)果為是時(shí)，判斷為PWM開關(guān)電源電路的工作電流小于預(yù)設(shè)的電流閾值。則產(chǎn)生關(guān)閉信號(hào)，將整個(gè)PWM開關(guān)電源電路關(guān)閉。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種PWM開關(guān)電源電路的自動(dòng)關(guān)閉裝置，該自動(dòng)關(guān)閉裝置適用于前文所述的方法中。具體請(qǐng)參閱圖4和圖5所示。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種PWM開關(guān)電源電路的自動(dòng)關(guān)閉裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖4所示，該裝置40包括獲取模塊41、判斷模塊42以及控制模塊43。其中，獲取模塊41用于獲取PWM開關(guān)電源電路的工作周期。判斷模塊42用于通過工作周期來判斷PWM開關(guān)電源電路的工作電流是否小于預(yù)設(shè)的電流閾值?？刂颇K43用于在判斷模塊42判斷的結(jié)果為是時(shí)，關(guān)閉PWM開關(guān)電源電路，在判斷模塊42判斷的結(jié)果為否時(shí)，控制PWM開關(guān)電源電路繼續(xù)工作。

如前文所述和圖2和圖3所示，PWM開關(guān)電源電路40的工作周期包括輸出電壓上升的T_on時(shí)段和輸出電壓下降的T_off時(shí)段。在T_on時(shí)間段，PWM開關(guān)電源電路40工作，為輸出電容C_OUT充電并為負(fù)載R提供電流。在T_off時(shí)間段，PWM開關(guān)電源電路40不工作，負(fù)載電流I_OUT純粹由輸出電容C_OUT提供。

則獲取模塊41具體是獲取PWM開關(guān)電源電路的工作周期中的T_off時(shí)段。

判斷模塊42具體是通過工作周期的T_off時(shí)段來判斷PWM開關(guān)電源電路的工作電流是否小于預(yù)設(shè)的電流閾值。

更進(jìn)一步的，由于在T_off時(shí)間段，PWM開關(guān)電源電路40不工作，負(fù)載電流I_OUT純粹由輸出電容C_OUT提供，則工作電流I_OUT和T_off時(shí)段的關(guān)系如下：

其中，C_OUT為輸出電容，ΔV為輸出電壓變化量。

在PWM開關(guān)電源電路應(yīng)用下輸出電容C_OUT的值是確定的，在跳周期工作模式下，PWM開關(guān)電源電路通過檢測輸出電壓變化量ΔV實(shí)現(xiàn)間歇工作，即輸出電壓變化量ΔV由電路設(shè)定，因此輸出電容C_OUT和輸出電壓變化量ΔV有確定值，負(fù)載R的工作電流I_OUT與T_off時(shí)間段成反比。也就是說，通過檢測T_off時(shí)間段的大小可以間接獲得工作電流I_OUT的大小。因此，判斷模塊42具體是判斷T_off時(shí)段的時(shí)長是否大于預(yù)設(shè)的時(shí)段閾值，控制模塊43在判斷模塊42判斷的結(jié)果為是時(shí)，判斷為PWM開關(guān)電源電路的工作電流小于預(yù)設(shè)的電流閾值，則產(chǎn)生關(guān)閉信號(hào)，將整個(gè)PWM開關(guān)電源電路關(guān)閉。

在實(shí)際應(yīng)用中，判斷模塊42和控制模塊43可以集成在一個(gè)計(jì)時(shí)器中，如圖5所示，計(jì)時(shí)器50具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中兩個(gè)輸入端分別接收T_off時(shí)段的時(shí)長和預(yù)設(shè)的時(shí)段閾值CLK兩個(gè)信號(hào)，輸出端輸出關(guān)閉PWM開關(guān)電源電路的控制信號(hào)或者控制PWM開關(guān)電源電路繼續(xù)工作的控制信號(hào)。

綜上所述，本發(fā)明是通過檢測PWM開關(guān)電源電路的工作周期來檢測PWM開關(guān)電源電路的工作狀態(tài)，以判定其工作電流是否小于預(yù)設(shè)的電流閾值，即是否達(dá)到小電流模式，并在判斷的結(jié)果為是時(shí)自動(dòng)關(guān)閉電路。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，并且所需的成本較低，同時(shí)不需要外接檢測電阻，能夠保證電路的輸出功率。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。