一种用于小电流检测的新方法与流程

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种用于小电流检测的新方法。

背景技术：

现在的人为了让手机第二天充得饱饱的再去上班，因此一整夜将手机插着充电，殊不知这样做会严重损坏电池，缩短电池的使用寿命。长期将手机插着充电，一是会引起发热，二是会影响手机电池的充放电循环，时间久了不仅会损耗电池的使用寿命，而且还浪费了电力资源。因此在手机发展日新月异的阶段，十分必要开发一种检测手机充电是否充满的方法，以在检测到手机充满时指示手机充电完成并自动关闭充电端口。在大部分常规移动电源中现在也都有此要求。

众所周知，当手机充满电时，外围供电系统的输出电流将很小，因此可以通过检测供电系统的输出电流的大小来判断手机是否充满。在传统方案中，通过侦测主路检测电阻的压降来达到检测电流的目的，一般由主路检测电阻，电压比较器，控制电路(即逻辑驱动电路或者电压比较器的反馈接收电路)组成。其工作原理如下：将主路检测电阻串联在主路中，由电压比较器检测主路检测电阻两端的电压并将结果反馈给控制电路，利用公式io＝δv/r进行计算即可得到输出电流。应该理解，当输出电流很小时，需要很大的检测电阻才能测量出输出电压，而主路检测电阻过大则将大大影响系统转换效率，达不到节能要求；而如果选用过小的检测电阻，则要求很高精度的比较器，大大增加了成本，不仅如此，很小的纹波或杂讯都会引起比较器误动作，从而造成错误关闭无法继续充电。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于小电流检测的新方法，以在不需要大检测电阻和高精度比较器的情况下实现可靠的小电流检测，从而节约能源，节省成本，提高电流检测的可靠性。

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于小电流检测的新方法，用以检测外围电路的输出电流是否为小电流，其中该外围电路的输出端连接有一输出电容，所述方法包括：检测外围电路的输出电压的下降速率，若所述下降速率小于预定下降速率则判定外围电路的输出电流为小电流，同时输出一小电流信号。

进一步地，所述方法通过逻辑驱动模块以及并联在所述逻辑驱动模块与外围电路的输出端之间的电压比较模块和计时模块实现。

进一步地，所述方法包括以下步骤：在所述计时模块设定的预设时间内，判断所述电压比较模块检测的外围电路的输出电压下降值是否达到预设的固定参考电压，若未达到，表示外围电路的输出电压的下降速率小于预定下降速率，则所述逻辑驱动模块输出所述小电流信号，否则表示外围电路的输出电压的下降速率不小于预定下降速率，则所述逻辑驱动模块输出与所述小电流信号电平相反的大电流信号，其中，此处所述预定下降速率等于所述固定参考电压与所述预设时间的比值。

进一步地，所述方法包括以下步骤：通过所述电压比较模块检测外围电路的输出电压的下降值，当所述下降值达到预设的固定参考电压时，判断所述计时模块的计时时间是否达到预设时间，若未达到，表示外围电路的输出电压的下降速率不小于预定下降速率，则所述逻辑驱动模块输出与所述小电流信号电平相反的大电流信号，否则表示外围电路的输出电压的下降速率小于预定下降速率，则所述逻辑驱动模块输出所述小电流信号，其中，此处所述预定下降速率等于所述固定参考电压与所述预设时间的比值。

通过采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、由于采用检测输出电压下降速率(输出电压变化量/时间)的方法来判断外围电路的输出电流为大电流还是小电流，可以提供比较精确的输出小电流检测功能，实现可靠的小电流检测。

2、采用了检测电容放电间接测量方法，电压比较模块比较的是输出电容的电压，不需要传统电流检测电阻和高精度的比较器，降低了成本，提高了系统效率，节约了能源。

附图说明

图1是本发明用于小电流检测的新方法的一个实施例的实现原理图；

图2是图1实施例的工作时序图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

本发明提供了一种用于小电流检测的新方法，如图1所示，该方法通过逻辑驱动模块11以及并联在逻辑驱动模块11与外围电路的输出端之间的电压比较模块13和计时模块12实现，用以检测外围电路的输出电流是否为小电流，其中外围电路的输出端连接有一输出电容cout，则输出电压vo的大小等于输出电容电压。

具体来说，本发明的方法通过检测外围电路的输出电压的下降速率来判定外围电路的输出电流大于还是小于电流分界点i电流分界点，主要包括以下步骤：通过电压比较模块13检测外围电路的输出电压的下降值，将所述外围电路的输出电压vo下降的变化值δvo与一固定参考电压v参考进行比较，并在输出电压下降的变化值δvo达到所述固定参考电压v参考时发出一压降到达信号，同时通过计时模块12设定预设时间t，并在经过预设时间t后发出计时完毕信号，而后通过逻辑驱动模块11接收电压比较模块13和计时模块12输出的信号，若先收到计时模块12输出的计时完毕信号，表示外围电路的输出电压的下降速率小于预定下降速率(此处预定下降速率等于固定参考电压v参考与预设时间t的比值)，则逻辑驱动模块11判定外围电路的输出电流小于电流分界点i电流分界点，因而输出一小电流信号；若逻辑驱动模块11先收到电压比较模块13输出的压降到达信号，表示外围电路的输出电压的下降速率不小于预定下降速率，则逻辑驱动模块11判定外围电路的输出电流不小于电流分界点i电流分界点，因而输出一与该小电流信号电平相反的大电流信号。

由于系统的输出电压为输出电容两端的电压，所以前述电流分界点i电流分界点可以由已知的物理量以及电容放电公式确定。

具体地，输出电流可以通过以下公式计算得到：io＝co*δvo/δt。其中，co是输出电容的容值；由于输出电压vo即为电容电压，δvo是输出电压的变化量；δt是输出电压变化了δvo所经过的时间；io为电容电流即输出电流。本公式成立前提是不存在外部供电，仅仅由电容提供电流，电容的电压下降。若输出电压上升或不变化则不按照本公式来计算，因此本公式并非用于实时计算电流大小。

代入本发明的模块已知的物理量，可以确定输出电流分界点的计算公式：

在上式中，co是输出电容的容值，t是计时模块13的预设时间，δvo是输出电压变化量，即外围电路正常工作时的输出电压值vo与电压比较模块参考电压v参考的差值。

其中，计时器的预设时间t是可以需要的任意定值，电压比较参考电压v参考也可以是0到外围电路正常工作时的输出电压值vo之间的任意定值。输出电流分界点的值i电流分界点可以是小于满载电流的任意数，可以根据所需的输出电流分界点设计合适的计时器的预设时间t和电压比较模块的固定参考电压v参考。

下面结合图2描述本发明的工作原理。在时刻t1之前，外围电路正常工作，输出电压为vo，输出电流为io。在时刻t1，由于外围电路停止供电，只有输出电容维持输出电压供给负载(如手机)，则输出电流减小，输出电压下降，输出电容放电，计时模块13开始计时，到t2时刻为止，输出电压下降了δv，电压比较模块12发出压降到达信号。

此时，逻辑驱动模块11在计时模块13设定的计时时间t内已经收到了压降到达信号，表示此时输出电流过大，逻辑驱动模块11输出一大电流信号，外围电路的输出开关管打开，外围电路就由输入端对负载供电。在t2到t3时刻，由于输出电压上升或不变，本发明的方法不工作。

至t3时刻，输出电压上升到调整值即电路正常工作时的输出电压值，与t1时刻相同，外围电路供电断开，只有输出电容维持输出电压供给负载，输出电容继续放电电压下降，计时模块13开始计时，如此反复，直到满足在计时模块13的计时时间t结束时电压比较模块12未发出压降触发信号的条件。图2中的t4-t5时间满足前述条件，在计时模块13计时时间t以后，电压比较模块12才达到翻转条件，则逻辑驱动模块11输出一小电流信号通知外围电路进入节能模式或者关断外围电路的输出开关管，t5时刻过后输出电容和小电流负载自由放电到零即t6时刻，t6时刻后将一直维持完全关闭状态，直到再次唤醒进行下次正常输出电压。

通过本发明的小电流检测方法，能够实时检测外围电路的输出电流是否为小电流，从而可以在手机充满电时及时为手机关闭充电端口。

本发明的实施例还可以做出如下变化：第一种是，外围电路将输出电压充到设定工作电压后停止供电，电压比较模块和计时模块开始工作，当输出电压下降到固定参考电压v参考翻转时，逻辑驱动模块读取此时计时模块的计时时间，若大于预设时间，输出小电流信号，反之输出大电流信号；第二种是，外围电路将输出电压充到设定工作电压后停止供电，电压比较模块和计时模块开始工作，电压比较模块在计时模块开始工作时检测一个电压v1，在计时模块预设时间t完成时再检测一个电压v2，通过这两个电压及输出电容值来判断输出电流大小io＝co*(v1-v2)/t，并据此输出大电流信号或小电流信号。

综上，本发明的实施例利用一定时间内或不定时间内输出电压的下降速率即电容掉电的电压变化来间接计算测量电流是否为小电流，若所述下降速率小于预定速率则判定外围电路的输出电流为小电流。类似的利用一定时间内或不定时间内输出电容掉电的电压变化速率间接计算测量输出电流的实施例都落入本发明的保护范围。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。因此凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。