本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種電源電路及其控制方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用適配器對(duì)電源電路供電或充電。如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)的電源電路，包括功率級(jí)電路和限流開關(guān)，所述限流開關(guān)在適配器對(duì)所述電源電路充電時(shí)作為輸入限流。在適配器或充電器斷開后，電源電路對(duì)終端供電的情況下，當(dāng)電源電路連接的終端設(shè)備拉電流過大或者短路時(shí)，電源電路供電能力不足，會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱或工作一段時(shí)間后關(guān)斷等問題。如圖1所示，示意了現(xiàn)有技術(shù)之電源電路的基本電路結(jié)構(gòu)。

當(dāng)電源電路能夠滿足終端設(shè)備所需電流時(shí)，電源電路正常工作，為恒壓狀態(tài)，VOUT＝VREF*(R1+R2)/R2；當(dāng)電源電路的供電能力不足以維持終端設(shè)備所需的電流時(shí)，電流鉗位電路工作，VCOMP被鉗位在最大值，VFB逐漸下降，VOUT下降，電源電路工作在最大電流狀態(tài)，該設(shè)備可能一直工作在這種狀態(tài)，出現(xiàn)輸出功率過大導(dǎo)致電源電路發(fā)熱或者輸出電壓VOUT低于預(yù)設(shè)值，工作一段時(shí)間后關(guān)斷，即停止對(duì)終端供電。

在以上現(xiàn)有技術(shù)中，由于當(dāng)電源電路的輸出電流達(dá)到限流值，或者輸出電壓低于預(yù)設(shè)值時(shí)，在一段時(shí)間后停止工作。因此，存在輸出電流能力較低、發(fā)熱(甚至在限流前就發(fā)熱嚴(yán)重)等技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種電源電路及其控制方法，根據(jù)在輸出電流超過限流值后，仍能輸出電流，提升輸出電流能力，且保持輸出功率基本不變，可以避免發(fā)熱問題。

依據(jù)本發(fā)明的一種電源電路，包括：功率級(jí)電路和控制電路，所述的控制電路與所述功率級(jí)電路的控制端連接，所述控制電路控制功率級(jí)電路的電源轉(zhuǎn)換，所述功率級(jí)的輸出作為所述電源電路的輸出；

當(dāng)所述電源電路的輸出電流低于限流值Iref，則其輸出電壓保持恒壓狀態(tài)，輸出電壓值為V1；當(dāng)所述電源電路的輸出電流Iout超過限流值Iref且小于最大允許值Imax，則其輸出電壓隨著所述輸出電流Iout的增大而下降，輸出電壓值為V2。

進(jìn)一步地，所述的輸出電壓隨輸出電流下降為線性下降，(V1-V2)/(Iout-Iref)保持恒定。從而使得輸出功率保持基本不變。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述電源電路的輸出電流Iout達(dá)到最大允許值，則使得輸出電壓低于低閾值，啟動(dòng)輸出電流過流保護(hù)。

進(jìn)一步地，所述的控制電路包括輸出電壓采樣電路、輸出電流檢測(cè)電路、調(diào)節(jié)電路和驅(qū)動(dòng)控制電路，所述輸出電壓采樣電路接收所述電源電路的輸出電壓，并在其輸出端輸出電壓采樣信號(hào)，所述的輸出電流檢測(cè)電路檢測(cè)所述電源電路的輸出電流，并將檢測(cè)得到的表征輸出電流的信號(hào)與表征限流值的信號(hào)作差值處理，得到表征差值電流的信號(hào)，在輸出電流超過限流值時(shí)，將所述表征差值電流的信號(hào)加設(shè)于輸出電壓采樣電路的輸出端，所述的調(diào)節(jié)電路與所述輸出電壓采樣電路的輸出端連接，所述調(diào)節(jié)電路還接收表征輸出電流瞬時(shí)值的信號(hào)和表征電壓值為V1的電壓參考信號(hào)VREF，所述調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)控制電路連接，所述的驅(qū)動(dòng)控制電路與所述功率級(jí)電路的控制端連接。

進(jìn)一步地，所述的調(diào)節(jié)電路包括第一運(yùn)放和電流調(diào)節(jié)電路，所述的第一運(yùn)放的第一輸入端接收所述電壓參考信號(hào)，其第二輸入端與所述輸出電流檢測(cè)電路的輸出端連接，所述的電流調(diào)節(jié)電路的第一輸入端與所述第一運(yùn)放的輸出端連接，電流調(diào)節(jié)電路的第二輸入端接收表征電源電路的輸出電流瞬時(shí)值的信號(hào)，電流調(diào)節(jié)電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路連接。

進(jìn)一步地，所述的輸出電壓采樣電路包括相互串聯(lián)的第一電阻和第二電阻，第一電阻接高電位端，第二電阻接低電位端，二者的公共端作為輸出端，在輸出電流超過限流值Iref后的輸出電壓變化率。

進(jìn)一步地，所述的控制電路包括輸出電壓采樣電路、輸出電流檢測(cè)電路、調(diào)節(jié)電路和驅(qū)動(dòng)控制電路，所述輸出電壓采樣電路接收所述電源電路的輸出電壓，并在其輸出端輸出電壓采樣信號(hào)，所述的輸出電流檢測(cè)電路檢測(cè)所述電源電路的輸出電流，并將檢測(cè)得到的表征輸出電流的信號(hào)與表征限流值的信號(hào)作差值處理，得到表征差值電流的信號(hào)，所述的調(diào)節(jié)電路與所述輸出電壓采樣電路的輸出端連接，所述調(diào)節(jié)電路還接收表征輸出電流瞬時(shí)值的信號(hào)和表征電壓值為V1的電壓參考信號(hào)VREF，并在輸出電流超過限流值時(shí)接收所述表征差值電流的信號(hào)，所述調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)控制電路連接，所述的驅(qū)動(dòng)控制電路與所述功率級(jí)電路的控制端連接。

進(jìn)一步地，所述的調(diào)節(jié)電路包括第一運(yùn)放、電流調(diào)節(jié)電路和鉗位電路，所述的第一運(yùn)放的第一輸入端接收所述電壓參考信號(hào)，其第二輸入端與所述輸出電流檢測(cè)電路的輸出端連接，所述的電流調(diào)節(jié)電路的第一輸入端與所述第一運(yùn)放的輸出端連接，電流調(diào)節(jié)電路的第二輸入端接收表征電源電路的輸出電流瞬時(shí)值的信號(hào)，電流調(diào)節(jié)電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路連接；所述鉗位電路的輸出端連接在第一運(yùn)放與電流調(diào)節(jié)電路的公共端，鉗位電路的輸入端接收所述表征差值電流的信號(hào)。

依據(jù)本發(fā)明的一種電源電路的控制方法，包括以下步驟：

在電源電路對(duì)終端放電的過程中，當(dāng)所述電源電路的輸出電流低于限流值Iref，則其輸出電壓保持恒壓狀態(tài)，輸出電壓值為V1；當(dāng)所述電源電路的輸出電流Iout超過限流值Iref且小于最大允許值Imax，則其輸出電壓隨著所述輸出電流Iout的增大而下降，輸出電壓值為V2。

進(jìn)一步地，所述的輸出電壓隨輸出電流下降為線性下降，(V1-V2)/(Iout-Iref)保持恒定。從而使得輸出功率保持基本不變。

綜上所述，依據(jù)本發(fā)明電源電路及其控制方法，在電源電路對(duì)終端正常供電的情況下，輸出電壓處于恒壓狀態(tài)，當(dāng)電源電路的供電能力不足以維持終端所需電流時(shí)，則輸出電流會(huì)超過電流值，在小于最大允許值的情況下，則其輸出電壓隨著所述輸出電流的增大而下降，以保持輸出功率的基本恒定。本發(fā)明在供電不足的情況下，既能持續(xù)輸出電流，又能保持輸出功率基本不變以避免發(fā)熱。

附圖說明

圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中電源電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示為本發(fā)明電源電路的輸出波形示意圖；

圖3所示為本發(fā)明電源電路實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4所示為本發(fā)明電源電路實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精神和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。

為了使公眾對(duì)本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。

參考2所示，示意了電源電路的輸出波形，該輸出波形變化基于圖4所示的電源電路，包括：功率級(jí)電路和控制電路，所述的控制電路與所述功率級(jí)電路的控制端連接，所述控制電路控制功率級(jí)電路的電源轉(zhuǎn)換，所述功率級(jí)的輸出作為所述電源電路的輸出。

當(dāng)所述電源電路的輸出電流低于限流值Iref，則其輸出電壓保持恒壓狀態(tài)，即正常工作的情況，輸出電壓值為V1，并將其作為參考電壓，在圖2中由VREF表征；當(dāng)所述電源電路的輸出電流Iout超過限流值Iref且小于最大允許值Imax，則其輸出電壓隨著所述輸出電流Iout的增大而下降，輸出電壓值為V2。所述的輸出電壓隨輸出電流上升為線性下降，(V1-V2)/(Iout-Iref)＝C，C為常數(shù)。從而使得輸出功率保持基本不變。當(dāng)所述電源電路的輸出電流Iout達(dá)到最大允許值Imax，則使得輸出電壓低于低閾值VL，啟動(dòng)輸出電流過流保護(hù)。

本發(fā)明對(duì)電源電路向終端供電的輸出曲線進(jìn)行了限定，在電流超過電流值后，并不會(huì)直接關(guān)斷輸出，而是采用降低輸出電壓的方式來保持輸出功率基本不變的方式繼續(xù)輸出電流。圖3只給了出輸出電壓線性下降的例子，但非線性下降或者其他規(guī)律性地下降也能夠?qū)嵤?/p>

參考3所示，示意了本發(fā)明的電源電路實(shí)施例一的電路結(jié)構(gòu)。所述電源電路包括：功率級(jí)電路和控制電路，所述的控制電路與所述功率級(jí)電路的控制端連接，所述控制電路控制功率級(jí)電路的電源轉(zhuǎn)換，所述功率級(jí)的輸出作為所述電源電路的輸出。在適配器對(duì)電源電路供電的輸入端設(shè)置有限流開關(guān)Q1，用于適配器的輸入限流，由于本發(fā)明主要考慮電源電路對(duì)終端供電的情況，因此限流開關(guān)Q1的控制未作詳細(xì)說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠知悉限流開關(guān)Q1的工作原理和作用。

所述的功率級(jí)電路包括開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3、電感L1和電池，所述的電池與正端與電感L1的一端連接，電感L1的另一端連接在開關(guān)管Q2和開關(guān)管Q3的公共端。開關(guān)管Q2的第一端與開關(guān)管Q3的第一端連接，二者的控制端均與驅(qū)動(dòng)控制電路連接。開關(guān)管Q2的第二端為高電位端，開關(guān)管Q3的第二端為低電位端，所述的高電位端和低電位端作為輸出端對(duì)終端供電。

所述的控制電路包括輸出電壓采樣電路、輸出電流檢測(cè)電路、調(diào)節(jié)電路和驅(qū)動(dòng)控制電路，所述輸出電壓采樣電路接收所述電源電路的輸出電壓，并在其輸出端輸出電壓采樣信號(hào)，所述的輸出電流檢測(cè)電路檢測(cè)所述電源電路的輸出電流，并將檢測(cè)得到的表征輸出電流的信號(hào)與表征限流值的信號(hào)作差值處理，得到表征差值電流的信號(hào)，在輸出電流超過限流值時(shí)，將所述表征差值電流的信號(hào)加設(shè)于輸出電壓采樣電路的輸出端，所述的調(diào)節(jié)電路與所述輸出電壓采樣電路的輸出端連接，所述調(diào)節(jié)電路還接收表征輸出電流瞬時(shí)值的信號(hào)和表征電壓值為V1的電壓參考信號(hào)VREF，所述調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)控制電路連接，所述的驅(qū)動(dòng)控制電路與所述功率級(jí)電路的控制端連接。

所述的輸出電壓采樣電路由電阻R1和R2串聯(lián)組成，通過采樣輸出端Vout電壓，在輸出電壓采樣電路的輸出端(即電阻R1和R2的公共端)輸出電壓采樣信號(hào)VFB。輸出電流檢測(cè)電路包括電流檢測(cè)模塊和差值處理模塊，所述的電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)輸出電流，得到表征輸出電流平均值的信號(hào)IAVG，與輸出電流平均值成比例關(guān)系，輸出電流的限流值為Iref，用與其成比例關(guān)系的IREF來表征，在差值處理模塊處理后得到差值電流IAVG-IREF，將所述的差值電流加設(shè)于輸出電壓采樣電路的輸出端(即電阻R1和R2的公共端)。

所述的調(diào)節(jié)電路包括運(yùn)放1(作為第一運(yùn)放)和電流調(diào)節(jié)電路，所述的運(yùn)放1的第一輸入端接收所述電壓參考信號(hào)VREF，其第二輸入端與所述輸出電流檢測(cè)電路的輸出端連接，所述的電流調(diào)節(jié)電路的第一輸入端與所述運(yùn)放1的輸出端連接，電流調(diào)節(jié)電路的第二輸入端接收電源電路的輸出電流瞬時(shí)值，電流調(diào)節(jié)電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路連接。運(yùn)放1起到了電壓環(huán)的作用，電流調(diào)節(jié)電路起到了電流環(huán)的作用，電流調(diào)節(jié)電路通過控制Q2和Q3的導(dǎo)通和截止來調(diào)節(jié)電感電流，從而調(diào)節(jié)輸出電流。本發(fā)明將差值電流前饋至VFB，再采用電壓環(huán)和電流環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

其中，IAVG用于表征檢測(cè)到的Q2的平均電流，也就是輸出電流的平均值。當(dāng)輸出電流大于表征限流值的IREF時(shí)，將兩者的電流差送入FB分壓電阻R2上，則有

通過計(jì)算可得到IAVG-IREF＝(V1-Vout)/R1。與需要設(shè)置的輸出曲線相符。如果電阻分壓設(shè)置在片外或者在片內(nèi)可調(diào)，還能實(shí)現(xiàn)設(shè)置輸出曲線可調(diào)的功能，即設(shè)置不同阻值的第一電阻來調(diào)節(jié)電源電路的輸出電壓。

參考4所示，示意了本發(fā)明的電源電路實(shí)施例二的電路結(jié)構(gòu)。與實(shí)施例一的區(qū)別主要在于調(diào)節(jié)電路的不同。所述的調(diào)節(jié)電路包括第一運(yùn)放(運(yùn)放1)、電流調(diào)節(jié)電路和鉗位電路，所述的第一運(yùn)放的第一輸入端接收所述電壓參考信號(hào)VREF，其第二輸入端與所述輸出電壓采樣電路的輸出端連接，所述的電流調(diào)節(jié)電路的第一輸入端與所述第一運(yùn)放的輸出端連接，電流調(diào)節(jié)電路的第二輸入端接收表征電源電路的輸出電流瞬時(shí)值的信號(hào)，電流調(diào)節(jié)電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)控制電路連接；所述鉗位電路的輸出端連接在第一運(yùn)放與電流調(diào)節(jié)電路的公共端，鉗位電路的輸入端接收所述表征差值電流的信號(hào)IAVG-IREF。本實(shí)施例也能實(shí)現(xiàn)在輸出電流超過限流值Iref后，輸出電壓隨著輸出電流的增加而降低，但其輸出波形與圖2的有所不同，根據(jù)不同的實(shí)施方式，輸出波形還存在其他變形。本實(shí)施例中與實(shí)施例一相同的部分可參考實(shí)施例一中的描述。

實(shí)施例二在輸出電流超過限流值Iref后，就通過鉗位電路對(duì)運(yùn)放1的輸出端進(jìn)行鉗位，以限制和調(diào)節(jié)電流的上升，并根據(jù)表征差值電流的信號(hào)IAVG-IREF來控制鉗位電路的鉗位電壓。

需要說明的是，本發(fā)明所描述的輸出電流Iout在無特殊說明的情況下為平均電流；Iref為實(shí)際的限流值，而IREF為實(shí)施例中根據(jù)實(shí)際的限流值進(jìn)行比例調(diào)整過后的限流值。V1為正常工作情況下的恒壓值，圖中的參考電壓VREF與V1成比例關(guān)系。由于參與運(yùn)算的參數(shù)大小與參數(shù)的實(shí)際大小存在比例關(guān)系，圖3中所涉及的部分參數(shù)，與其所表征的參數(shù)成比例關(guān)系。

除此之外，雖然以上將實(shí)施例分開說明和闡述，但涉及部分共通之技術(shù)，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員看來，可以在實(shí)施例之間進(jìn)行替換和整合，涉及其中一個(gè)實(shí)施例未明確記載的內(nèi)容，則可參考有記載的另一個(gè)實(shí)施例。

以上對(duì)依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了詳盡描述，但關(guān)于該專利的電路和有益效果不應(yīng)該被認(rèn)為僅僅局限于上述所述的，公開的實(shí)施例和附圖可以更好的理解本發(fā)明，因此，上述公開的實(shí)施例及說明書附圖內(nèi)容是為了更好的理解本發(fā)明，本發(fā)明保護(hù)并不限于實(shí)施例公開的范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的替換、修改均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。