负载电流的控制方法及控制系统与流程

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种负载电流的控制方法及控制系统。

背景技术：

电源适配器（以下简称适配器）作为一种常见的小型便携式消费电子的供电电源变换设备，广泛配套于手机、笔记本电脑、移动电源、随身听、游戏机等设备中。不同的适配器，其标称电压及电流不同，因而输出能力也不尽相同。例如，当一个适配器的满载电流能力设计为2A时，其实际限流通常可能会设计为2.2A。

当适配器的电流能力大于与其连接的负载设备（以下简称负载）的电流需求时，适配器工作在恒压模式，输出电压恒定，如图1所示。在恒压模式下，适配器离其最大输出功率有一定距离，可以保证适配器可靠安全地工作。当适配器的输出电流能力小于负载的电流需求时，适配器退出恒压模式，输出电压降低，进入恒流模式，如图2所示。在恒流模式下，适配器中的电路器件达到其最大工作电流，器件电流应力较大，通常不希望适配器长期工作在恒流模式。有的适配器退出恒压模式后，会进入保护状态，停止工作，如图3所示。

所以，如果负载电流发生变化，一旦适配器的电流能力小于负载的电流需求时，现有的适配器会退出恒压模式，输出电压降低，进入恒流模式，器件达到其最大工作电流，器件电流应力大，甚至存在部分适配器退出恒压模式后，进入保护状态，停止工作的状况，由此会对系统的可靠性和安全性产生较大影响。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明提供了一种负载电流的控制方法及控制系统，使得不同的负载和不同的适配器连接时，无论负载电流需求是否发生改变，负载和适配器都可以工作在理想的工作点，以保证系统运行的可靠性和安全性。

本发明提供的负载电流的控制方法，包括以下步骤：

获取适配器的满载工作点电压；

实时检测所述适配器的输出电压，在所述适配器的输出电压低于或等于所述适配器的满载工作点电压时，降低与所述适配器连接的负载的限流值，使所述适配器工作在恒压模式。

作为一种可实施方式，所述获取适配器的满载工作点电压，包括以下步骤：

设置负载的限流值，并获取所述适配器的轻载工作点电压；

判断当前的负载电流是否达到负载的限流值；

若当前的负载电流已经达到负载的限流值，则增加负载的限流值；

在增加负载的限流值后，当所述适配器的输出电压从所述适配器的轻载工作点电压降低第一预设值后，获取所述适配器的输出电压，得到所述适配器的满载工作点电压。

作为一种可实施方式，所述实时检测适配器的输出电压，当所述适配器的输出电压低于或等于所述适配器的满载工作点电压时，降低与所述适配器连接的负载的限流值，使所述适配器工作在恒压模式，包括以下步骤：

检测所述适配器的输出电压；

判断当前所述适配器的输出电压是否较所述适配器的轻载工作点电压降低所述第一预设值；

若判断为是，则降低所述负载的限流值，直至检测到所述适配器的输出电压回升第二预设值；所述第二预设值为所述适配器的满载工作点电压与所述适配器工作在恒压模式时的输出电压之间的压差值。

作为一种可实施方式，本发明提供的负载电流的控制方法，还包括以下步骤：判断是否已经获取适配器的满载工作点电压；

若判断为否，则在负载电流达到负载的限流值时，增加负载的限流值，以获取适配器的满载工作点电压。

相应地，本发明还提供一种负载电流的控制系统，包括获取模块和调整模块；

所述获取模块，用于获取适配器的满载工作点电压；

所述调整模块，用于实时检测所述适配器的输出电压，在所述适配器的输出电压低于或等于所述适配器的满载工作点电压时，降低与所述适配器连接的负载的限流值，使所述适配器工作在恒压模式。

作为一种可实施方式，所述获取模块包括第一电压检测单元、判断单元、第一调整单元以及第二电压检测单元；

所述第一电压检测单元，用于设置负载的限流值，并获取所述适配器的轻载工作点电压；

所述判断单元，用于判断当前的负载电流是否达到负载的限流值；

所述第一调整单元，用于若当前的负载电流已经达到负载的限流值，则增加负载的限流值；

所述第二电压检测单元，用于在增加负载的限流值后，当所述适配器的输出电压从所述适配器的轻载工作点电压降低第一预设值后，获取所述适配器的输出电压，得到所述适配器的满载工作点电压。

作为一种可实施方式，所述调整模块包第三电压检测单元、判断单元以及第二调整单元；

所述第三电压检测单元，用于检测所述适配器的输出电压；

所述判断单元，用于判断当前所述适配器的输出电压是否较所述适配器的轻载工作点电压降低所述第一预设值；

所述第二调整单元，用于在所述判断单元判断当前所述适配器的输出电压较所述适配器的轻载工作点电压降低所述第一预设值后，则降低所述负载的限流值，直至检测到所述适配器的输出电压回升第二预设值；所述第二预设值为所述适配器的满载工作点电压与所述适配器工作在恒压模式时的输出电压之间的压差值。

作为一种可实施方式，本发明的负载电流的控制系统，还包括判断模块；

所述判断模块用于判断所述第二电压检测单元是否已经获取适配器的满载工作点电压，若判断为否，则通过所述第一调整单元在负载电流达到负载的限流值时，增加负载的限流值，以获取适配器的满载工作点电压。

本发明相比于现有技术的有益效果在于：

本发明提供的负载电流的控制方法及控制系统，通过获取适配器的满载工作点电压，在适配器的输出电压低于或等于适配器的满载工作点电压时，降低与适配器连接的负载的限流值，使适配器工作在恒压模式。本发明根据适配器输出电压变化实时调整负载限流值，当适配器输出电压降低到适配器的满载工作点电压时，通过降低负载限流值使适配器输出电压回升，工作在恒压状态（健康状态），避免了适配器由于负载电流的变化而长时间工作在恒流模式，保证了系统的安全性和可靠性。

附图说明

图1为背景技术中的适配器工作在恒压模式时的输出电压示意图；

图2为背景技术中的适配器工作在恒流模式时的一输出电压示意图；

图3为背景技术中的适配器工作在恒流模式时的另一输出电压示意图；

图4为本发明实施例一提供的负载电流的控制方法的流程示意图；

图5为本发明一实施例中的适配器的输出电压示意图，其中示出了适配器的轻载工作点电压V0；

图6为本发明一实施例中的适配器的另一输出电压示意图，其中示出了第一预设值∆V1；

图7为本发明一实施例中的适配器的又一输出电压示意图，其中示出了第二预设值∆V2；

图8为本发明一实施例提供的负载电流的控制方法的流程示意图；

图9为本发明另一实施例提供的负载电流的控制方法的具体操作流程示意图；

图10为本发明又一实施例提供的负载电流的控制方法的具体操作流程示意图；

图11为本发明一实施例提供的负载电流的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。

参见图4，本发明一实施例提供了一种负载电流的控制方法，包括以下步骤：

S100、获取适配器的满载工作点电压；

S200、实时检测适配器的输出电压，在适配器的输出电压低于或等于适配器的满载工作点电压时，降低与适配器连接的负载的限流值，使适配器工作在恒压模式。

其中，适配器的满载工作点电压指的是适配器由恒压模式进入恒流模式后的输出电压。当负载的电流需求，即负载的最大限流值，大于适配器的电流能力时，则可以获取适配器的满载工作点电压，此时的负载工作在负载的限流值，该负载限流值小于负载的最大限流值；当负载的电流最大限流值小于适配器的电流能力时，则无法获取适配器的满载工作点电压，负载工作在其最大限流值，适配器工作在恒压模式。

本实施例获取适配器的满载工作点电压，在适配器的输出电压低于或等于适配器的满载工作点电压时，降低与适配器连接的负载的限流值，使适配器工作在恒压模式。该方法根据适配器输出电压变化实时调整负载限流值，当适配器输出电压降低到适配器的满载工作点电压时，通过降低负载限流值使适配器输出电压回升，工作在恒压状态（健康状态），避免了适配器由于负载电流的变化而长时间工作在恒流模式，保证了系统的安全性和可靠性。本实施例提供的负载电流的控制方法，适用于各种输出电压和各种电流能力的适配器。

具体地，步骤S100中，适配器的满载工作点电压的获取可通过以下方法实现：

S110、设置负载的限流值，并获取适配器的轻载工作点电压。

S120、判断当前的负载电流是否达到负载的限流值。

S130、若当前的负载电流已经达到负载的限流值，则增加负载的限流值。

若当前的负载电流没有达到负载的限流值，则不增加负载的限流值。

S140、在增加负载的限流值后，当适配器的输出电压从适配器的轻载工作点电压降低第一预设值后，获取适配器的输出电压，得到适配器的满载工作点电压。

通常，在适配器与负载初始连接时，负载电流非常小，适配器处于轻载状态，工作模式为恒压模式。当负载电流增大到一定值时，适配器的输出电压会快速降低，适配器进入恒流模式，此时的适配器的输出电压即为适配器的满载工作点电压。

参见图5至图7，由于适配器由恒压模式进入恒流模式的过程中，其输出电压是逐渐降低的，并没有一个严格的区分点。所以，适配器的满载工作点电压可根据实际电路的需求来选取。上述实施例中，适配器的轻载工作点电压降低第一预设值后的电压值即为适配器的满载工作点电压。

如图5至图7所示，负载的初始限流值设置在比较小的值，寻找适配器的起始电压，即适配器的轻载工作点电压V0。当负载电流增加时，负载输入电压即适配器的输出电压小于适配器的轻载工作点电压V0。初始时，负载限流值默认为最小限流值。

需要补充的是，实际检测电压时，可以利用模数转换电路(ADC)，将适配器的轻载工作点电压V0（模拟电压）转换成数字值进行存储。

具体地，如图8所示，步骤S200可通过以下方法实现：

S210、检测适配器的输出电压。

S220、判断当前适配器的输出电压是否较适配器的轻载工作点电压降低第一预设值。

S230、若判断为是，则降低负载的限流值，直至检测到适配器的输出电压回升第二预设值。

第二预设值为适配器的满载工作点电压与适配器工作在恒压模式时的输出电压之间的压差值。

上述第一预设值为适配器的轻载工作点电压与适配器的满载工作点电压之间的差值，所以步骤S220中，判断当前适配器的输出电压是否较适配器的轻载工作点电压降低第一预设值，即判断当前适配器的输出电压是否已经降落至适配器的满载工作点电压，即当前的适配器是否已经进入了恒流模式。

继续参见图8，本发明实施例二提供的负载电流的控制方法，在上述实施例一的基础上，还包括以下步骤：

S300、在检测到适配器的输出电压高于适配器的满载工作点电压时，进一步判断当前的负载电流是否达到负载的限流值；

S400、若当前的负载电流已经达到负载的限流值，则增加负载的限流值。

如图5至图7所示，适配器工作在恒压模式时其输出电压也不是完全恒定不变的，如前述由于适配器由恒压模式进入恒流模式的过程中，其输出电压是逐渐降低的，并没有一个严格的区分点（需要根据电路需求来设定）。所以，降低负载的限流值后，适配器的输出电压从适配器的满载工作点电压开始回升，其回升第二预设值∆V2（未达到第一预设值∆V1）后，不用达到适配器的轻载工作点电压V0，适配器就已经进入了恒压模式。所以，第二预设值∆V2小于或等于第一预设值∆V1。

如图5至图7所示，判断适配器输出电压是否降低第一预设值∆V1，如果适配器输出电压未降低第一预设值∆V1，且负载电流达到其限流值，则增加负载限流值；如果适配器输出电压未降低第一预设值∆V1，且负载电流未达到其限流值，则说明适配器的电流能力大于负载的电流需求，适配器工作在恒压模式下。

如图6所示，增加负载限流值，直到负载检测到适配器输出电压降低了∆V1，则表示适配器已经退出恒压模式，开始进入恒流模式。为了使适配器能工作在恒压模式，并且满载工作，就要使适配器的输出电流比负载的限流值高一定值。所以，将负载的限流值降低，直至适配器的输出电压回升∆V2，如图7所示。该负载的限流值调节过程如图9所示。

也可以在检测到适配器输出电压降低了∆V1后，在该调整好的负载限流值的基础上，将负载限流值再降低∆I1，从而保证适配器工作在恒压模式。

本实施例提供的负载电流的控制方法，根据适配器的输出电压变化实时调整负载的限流值。在适配器放电的开始，增加负载的限流值，寻找到适配器的最大输出电流点（即适配器的满载工作点），充分发挥适配器的放电能力；当适配器的输出电压降低到一定程度后，通过降低负载的限流值，使适配器的输出电压回升到健康状态，保证了系统的安全性和可靠性。

上述方法将负载的限流值调节到使得适配器恢复恒压模式后，就不再改变负载的限流值了。但是对于有些适配器的电流能力在工作一段时间后可能会减小，如果不再改变负载的限流值，则适配器可能会工作在恒流模式。

进一步地，作为另一种可实施方式，上述步骤S100还包括以下步骤：

S150、判断是否已经获取适配器的满载工作点电压，若判断为否，则在负载电流达到负载的限流值时，增加负载的限流值，以获取适配器的满载工作点电压；若判断为是，则不增加负载的限流值。

因此，可以系统中加入INC标识位，记录负载的限流值是否调节到适配器的满载工作点。如图10所示，INC=1时，负载限流值未调节到适配器的满载工作点；当INC=0时，负载限流值已经调节到适配器的满载工作点。当INC=0时，则不允许增加负载限流值，只能减小其限流值。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种负载电流的控制系统，该系统的实施可参照上述方法的步骤实现，重复之处不再冗述。

本发明实施例提供的负载电流的控制系统，如图11所示，包括获取模块100和调整模块200。其中，获取模块100用于获取适配器的满载工作点电压；调整模块200用于实时检测适配器的输出电压，在适配器的输出电压低于或等于适配器的满载工作点电压时，降低与适配器连接的负载的限流值，使适配器工作在恒压模式。

具体地，获取模块100包括第一电压检测单元、判断单元、第一调整单元以及第二电压检测单元。第一电压检测单元用于设置负载的限流值，并获取适配器的轻载工作点电压。判断单元用于判断当前的负载电流是否达到负载的限流值。第一调整单元用于若当前的负载电流已经达到负载的限流值，则增加负载的限流值。第二电压检测单元，用于在增加负载的限流值后，当适配器的输出电压从适配器的轻载工作点电压降低第一预设值后，获取适配器的输出电压，得到适配器的满载工作点电压。

调整模块200包第三电压检测单元、判断单元以及第二调整单元。第三电压检测单元用于检测适配器的输出电压；判断单元用于判断当前适配器的输出电压是否较适配器的轻载工作点电压降低第一预设值；第二调整单元用于在判断单元判断当前适配器的输出电压较适配器的轻载工作点电压降低第一预设值后，则降低负载的限流值，直至检测到适配器的输出电压回升第二预设值；第二预设值为适配器的满载工作点电压与适配器工作在恒压模式时的输出电压之间的压差值。

本发明另一实施例提供的负载电流的控制系统，在上述实施例的基础上还包括判断模块。判断模块用于判断第二电压检测单元是否已经获取适配器的满载工作点电压，若判断为否，则通过第一调整单元在负载电流达到负载的限流值时，增加负载的限流值，以获取适配器的满载工作点电压。若判断为是，则不增加负载的限流值。

本发明提供的负载电流的控制方法及控制系统，通过动态调制负载的限流值，有效地保证了系统的安全性及可靠性，提高了负载充电效率，适用范围广，可同时满足多种适配器不同电流能力的要求，适用于不同输出电压的适配器。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。