開(kāi)關(guān)管控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力電子技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及一種應(yīng)用于電子設(shè)備中的開(kāi)關(guān)管控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在USB 0TG(USB On-The-Go)、USB PD等運(yùn)用場(chǎng)合，通常要求系統(tǒng)在確認(rèn)負(fù)載(即外部Power Supply)有效連接之后才建立功率路徑，即開(kāi)啟功率開(kāi)關(guān)管(功率開(kāi)關(guān)管M)，而在負(fù)載斷開(kāi)連接的時(shí)候關(guān)閉功率開(kāi)關(guān)管。這樣子可以確保系統(tǒng)的安全性?，F(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于供電電路中功率開(kāi)關(guān)管的控制，通常存在以下的方式:
[0003]1、使用一個(gè)0N/0FF腳進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。如圖1所示，這種方法通過(guò)0N/0FF腳進(jìn)行功率開(kāi)關(guān)管Μ的導(dǎo)通和關(guān)斷控制，而0N/0FF腳接收的是外部的系統(tǒng)控制信號(hào)。這種方法的缺點(diǎn)在于:1)增加了芯片的管腳數(shù)，不利于小型化的設(shè)計(jì)要求；2)需要增加額外的主控芯片或是電路進(jìn)行0N/0FF管腳的控制，提高了成本。
[0004]2、檢測(cè)經(jīng)過(guò)功率開(kāi)關(guān)管Μ的電流，用以判斷負(fù)載的大小，并決定功率開(kāi)關(guān)管Μ的工作狀態(tài)。這種方法一般內(nèi)部需要增加精度較高的電流檢測(cè)電路，以準(zhǔn)確判斷負(fù)載的情況，這也給系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)較大的不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種開(kāi)關(guān)管控制電路，應(yīng)用于供電電路中，以解決現(xiàn)有技術(shù)中，只能通過(guò)外部系統(tǒng)控制或者內(nèi)部增加電流檢測(cè)電路才能決定負(fù)載情況，從而判斷功率開(kāi)關(guān)管工作狀態(tài)的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明提供一種開(kāi)關(guān)管控制電路，應(yīng)用于一供電電路中，所述供電電路包括一功率開(kāi)關(guān)管，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)管控制電路包括:
[0007]比較電路，用以比較所述功率開(kāi)關(guān)管第一端電壓與第二端電壓的電壓差和第一閾值，以及比較所述功率開(kāi)關(guān)管第一端電壓與第二端電壓的電壓差和第二閾值，輸出比較信號(hào);
[0008]邏輯電路，用以根據(jù)所述比較信號(hào)和一時(shí)鐘信號(hào)，生成開(kāi)關(guān)管控制信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)管控制信號(hào)用于控制所述功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)；
[0009]其中，在所述功率開(kāi)關(guān)管完全導(dǎo)通時(shí)，當(dāng)所述功率開(kāi)關(guān)管第一端電壓與第二端電壓的電壓差小于所述第一閾值時(shí)，使得所述功率開(kāi)關(guān)管間歇式地工作在可變電阻區(qū)，在所述功率開(kāi)關(guān)管工作在可變電阻區(qū)期間，若所述功率開(kāi)關(guān)管第一端電壓與第二端電壓的電壓差達(dá)到預(yù)定值，則使得所述功率開(kāi)關(guān)管工作在完全導(dǎo)通狀態(tài)；若所述功率開(kāi)關(guān)管第一端電壓與第二端電壓的電壓差達(dá)不到預(yù)定值，則使得所述功率開(kāi)關(guān)管工作在關(guān)斷狀態(tài)；
[0010]在所述功率開(kāi)關(guān)管完全導(dǎo)通時(shí)，當(dāng)所述功率開(kāi)關(guān)管第一端電壓與第二端電壓的電壓差大于所述第一閾值時(shí)，使得所述功率開(kāi)關(guān)管一直工作在完全導(dǎo)通狀態(tài)。
[0011]優(yōu)選地，所述第二閾值大于所述第一閾值，所述預(yù)定值為第二閾值。
[0012]優(yōu)選地，所述比較電路包括:
[0013]第一比較器，其反相輸入端接至所述功率開(kāi)關(guān)管的第一端，同相輸入端通過(guò)一電壓值為第一閾值的固定電壓源接至所述功率開(kāi)關(guān)管的第二端，輸出第一比較信號(hào)；
[0014]第二比較器，其反相輸入端接至所述功率開(kāi)關(guān)管的第一端，同相輸入端通過(guò)一電壓值為第二閾值的固定電壓源接至所述功率開(kāi)關(guān)管的第二端，輸出第二比較信號(hào)。
[0015]優(yōu)選地，所述邏輯電路包括:
[0016]觸發(fā)電路，用以接收所述第一比較信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)和第二比較信號(hào)，輸出邏輯信號(hào);
[0017]控制信號(hào)生成電路，用以根據(jù)所述邏輯信號(hào)，生成開(kāi)關(guān)管控制信號(hào)。
[0018]優(yōu)選地，所述觸發(fā)電路為一 D觸發(fā)器，
[0019]所述D觸發(fā)器的D輸入端接收所述第一比較信號(hào)，時(shí)鐘輸入端接收所述時(shí)鐘信號(hào)，復(fù)位端接收所述第二比較信號(hào)，輸出端輸出所述邏輯信號(hào)。
[0020]優(yōu)選地，所述第二閾值等于所述第一閾值，所述預(yù)定值為所述第一閾值。
[0021]優(yōu)選地，所述比較電路包括:
[0022]第三比較器，其反相輸入端接至所述功率開(kāi)關(guān)管的第一端，同相輸入端通過(guò)一電壓值為第一閾值的固定電壓源接至所述功率開(kāi)關(guān)管的第二端，輸出第三比較信號(hào)。
[0023]優(yōu)選地，所述邏輯電路包括:
[0024]觸發(fā)電路，用以接收所述第三比較信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，輸出邏輯信號(hào)；
[0025]控制信號(hào)生成電路，用以根據(jù)所述邏輯信號(hào)，生成開(kāi)關(guān)管控制信號(hào)。
[0026]優(yōu)選地，所述觸發(fā)電路為一 D觸發(fā)器，
[0027]所述D觸發(fā)器的D輸入端和復(fù)位端均接收所述第三比較信號(hào)，時(shí)鐘輸入端接收所述時(shí)鐘信號(hào)，輸出端輸出所述邏輯信號(hào)。
[0028]優(yōu)選地，所述控制信號(hào)生成電路包括:
[0029]第一電流源，第一端接至一電壓源，第二端與第一開(kāi)關(guān)的第一端相連；
[0030]第一開(kāi)關(guān)，為P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其第二端與第二電流源的第一端相連；
[0031]第二電流源，第二端與第二開(kāi)關(guān)的第一端相連；
[0032]第二開(kāi)關(guān)，為N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其第二端接至控制地；
[0033]在所述第一開(kāi)關(guān)的第二端和第二電流源的第一端的公共節(jié)點(diǎn)，輸出所述開(kāi)關(guān)管控制信號(hào)。
[0034]優(yōu)選地，所述第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)均受控于所述邏輯信號(hào)，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，所述第二開(kāi)關(guān)關(guān)斷，此時(shí)利用所述第一電流源將所述開(kāi)關(guān)管控制信號(hào)抬高，用以使得所述功率開(kāi)關(guān)管工作在完全導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)所述第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)關(guān)斷，此時(shí)利用第二電流源將所述開(kāi)關(guān)管控制信號(hào)降低，用以使得所述功率開(kāi)關(guān)管工作在可變電阻區(qū)或者關(guān)斷狀態(tài)。
[0035]本發(fā)明技術(shù)的開(kāi)關(guān)管控制電路，通過(guò)在功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)候，間歇式地降低開(kāi)關(guān)管控制信號(hào)，使功率開(kāi)關(guān)管工作在可變電阻區(qū)，若系統(tǒng)有負(fù)載接入，則功率開(kāi)關(guān)管第一端電壓與第二端電壓的電壓差會(huì)隨著開(kāi)關(guān)管控制信號(hào)的降低而漸漸變大，當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時(shí)，功率開(kāi)關(guān)管重新完全導(dǎo)通；若系統(tǒng)沒(méi)有負(fù)載接入(或是接入非常輕的負(fù)載)，則功率開(kāi)關(guān)管第一端電壓與第二端電壓的電壓差將不會(huì)超過(guò)預(yù)定值，功率開(kāi)關(guān)管會(huì)正常關(guān)斷。因此，本發(fā)明提供的開(kāi)關(guān)管控制電路，在不增加額外開(kāi)關(guān)控制pin腳的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的負(fù)載檢測(cè)，由此可以得到準(zhǔn)確的開(kāi)關(guān)管控制信號(hào)，且具有較低的功率損耗。
【附圖說(shuō)明】
[0036]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的開(kāi)關(guān)管控制電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的開(kāi)關(guān)管控制電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的功率開(kāi)關(guān)管的等效電路圖；
[0040]圖4為本發(fā)明實(shí)施例一的邏輯電路的電路示意圖；
[0041]圖5為本發(fā)明實(shí)施例一的開(kāi)關(guān)管控制電路的工作波形圖；
[0042]圖6為本發(fā)明實(shí)施例二的開(kāi)關(guān)管控制電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0043]圖7為本發(fā)明實(shí)施例二的邏輯電路的電路示意圖；
[0044]圖8為本發(fā)明實(shí)施例二的開(kāi)關(guān)管控制電路的工作波形圖；
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過(guò)程、流程、元件和電路并沒(méi)有詳細(xì)敘述。
[0046]此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說(shuō)明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。
[0047]同時(shí)，應(yīng)當(dāng)理