一种用于隔离开关电源芯片的数字通信电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于隔离开关电源芯片的数字通信电路，属于开关电源电路设计的技术领域。
【背景技术】
[0002]随着便携式的电子设备的流行，开关电源已然成为这类的电子设备的主要电源方案。图1给出了一种传统的隔离开关电源芯片结构，芯片主要模块包括:电压反馈检测模块、电流反馈检测模块、控制器、电源地。图2给出了一种传统的开关电源芯片结构的系统方案，该系统主要包括:整流桥D0、滤波电容Cl、变压器TR1、电源芯片IC1、与芯片OUTPUT连接的开关管、与开关管连接的CS采样回路、与变压器副边连接的DC输出级、与变压器辅助线圈连接的VDD供电回路和FB反馈回路。系统工作原理简要描述如下:当DC输出电压Vout低于目标电压时，FB反馈电压Vsense降低，电源芯片ICI会增大开关频率的占空比，让开关管导通时间更长，以传递更多的能量到变压器的副边，使输出电压Vout升高；当DC输出电压Vout高于目标电压时，FB电压升高，电源芯片ICI就会减小开关频率的占空比，开关管导通时间变小，以传递更少的能量到变压器的副边，使输出电压Vout降低。而这种工作方式输出端仅仅被动地反馈开关电源芯片，无法主动地改变芯片工作模式或参数。
[0003]因此，现有的隔离开关电源芯片无法主动改变芯片工作模式和参数，无法由整机系统输出端主动发送通信信号给开关电源芯片，无法实现对芯片参数及功能的调整。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种用于隔离开关电源芯片的数字通信电路，实现对芯片参数及功能的调整。
[0005]本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题:
一种用于隔离开关电源芯片的数字通信电路，包括:
负载检测模块，用于检测隔离开关电源芯片输出端的负载，并根据所检测的负载大小输出检测信号；
基准信号产生模块，用于生成基准信号；
比较器，用于将所获得的检测信号与基准信号对比获得数字信号；
解码模块，用于对数字信号进行解码获得解码信号，并将解码信号作为隔离开关电源芯片中控制器的输入；所述控制器根据所述解码信号生成驱动开关电源芯片工作状态改变的控制信号并输出。
[0006]进一步地，作为本发明的一种优选技术方案:所述基准信号产生模块根据负载检测模块输出的检测信号的范围设定基准信号的阈值。
[0007]进一步地，作为本发明的一种优选技术方案:所述数字通信电路用于对充电器中的隔离开关电源芯片进行驱动。
[0008]进一步地，作为本发明的一种优选技术方案:所述负载检测模块输出的检测信号为电压检测信号或电流检测信号。
[0009]进一步地，作为本发明的一种优选技术方案:所述隔离开关电源芯片包括电压反馈检测模块、电流反馈检测模块及控制器。
[0010]本发明采用上述技术方案，能产生如下技术效果:
(1)、采用本发明的数字通信电路用于隔离开关电源芯片，在整机系统的输出级施加控制从而改变负载大小，通过数字通信电路转换得到解码信号，进而改变芯片工作模式和参数。
[0011](2)、采用本发明的这种用于隔离开关电源芯片数字通信电路，整机系统不需要额外元器件，实现方式简单。
[0012](3)、采用本发明的这种用于隔离开关电源芯片数字通信电路，通讯协议可以自由定义，并且采用数字通信方式比模拟通信更加可靠，有效避免误触发。
【附图说明】
[0013]图1为现有技术中原边反馈开关电源芯片结构示意图。
[0014]图2为现有技术中使用开关电源芯片的系统方案。
[0015]图3为本发明用于隔离开关电源芯片数字通信电路的结构示意图。
[0016]图4为本发明的实施例一中负载检测电压信号转化为控制指令的示意图。
[0017]图5为本发明的实施例二中负载检测电流信号转化为控制指令的示意图。
[0018]图6为本发明的实施例三中负载检测电压信号(外界干扰所致)转化为无效指令的示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合说明书附图对本发明的实施方式进行描述。
[0020]在隔离开关电源芯片的结构中，包括电压反馈检测模块、电流反馈检测模块及控制器，电压反馈检测模块、电流反馈检测模块分别连接控制器的输入端，控制器的输出端与芯片的输出端相连，而本发明还设计了一种用于隔离开关电源芯片的数字通信电路，如图3所示，电路还包括:负载检测模块、基准信号产生模块、比较器、解码模块，其中所述负载检测模块和基准信号产生模块分别连接比较器；所述比较器与解码模块相连；所述解码模块与控制器相连，控制器的输出端与开关电源芯片相连；本发明的数字通信电路是利用负载检测信号检测隔离开关电源芯片输出端的负载，并根据所检测的负载大小输出检测信号，输出的检测信号为电压检测信号或电流检测信号，在生成电压基准信号或电流基准信号后，将检测信号与基准信号通过比较器进行比较获得数字信号；然后，对得到的数字信号进行解码获得解码信号输入控制器，由控制器生成控制信号输入隔离开关电源芯片；所述隔离开关电源芯片根据接收的控制信号改变芯片工作模式和参数，由此使得数字通信电路实现对芯片参数及功能的调整。
[0021]进一步地，本发明的数字通信电路中，所述基准信号产生模块根据负载检测模块输出的检测信号大小设定基准信号的阈值，由此使得对比器输入的两组信号在比较范围内。
[0022]下面给出本发明的具体实施例:本发明的实施例一，假定希望实现系统输出电压从初始的5V提高到6V，假定所设计负载检测模块输出信号的范围为OV到3V，输出信号OV到1.2V认为系统输出为重载，1.2V到
3.0V认为系统输出为轻载。首先将基准信号产生模块的电压基准信号设置为电压1.2V，隔离开关电源芯片输出端控制负载依次实现“轻载-重载-轻载-轻载-轻载-重载-重载-轻载”的变化，然后将电压基准信号与负载检测信号同时作为比较器的输入，由比较器对该两组信号进行比较，本实施例中比较器获得的波形示意图如图4所示，比较获得了一种为“10111001”的数字信号；将获得的数字信号输入到解码模块中进行解码，得到控制命令电压反馈模块基准提高0.2V，以形成控制信号，最终输出给隔离开关电源芯片内部的控制器中；开关电源芯片根据该控制命令最终实现系统输出电压提高IV，即从初始的5V提高到6Vo
[0023]本发明的实施例二，假定希望实现芯片输出开关频率提高lOKhz，假定所设计负载检测模块输出信号的范围为OuA到50uA，输出信号OuA到1uA认为系统输出为重载，1uA到50uA认为系统输出为轻载。首先将基准信号产生模块是电流基准信号设置为电流10uA，然后隔离开关电源芯片输出端控制负载依次实现“轻载-重载-重载-重载-轻载-重载-轻载-重载-重载-轻载”的变化然后将电流基准信号与电流信号同时作为比较器的输入，由比较器对该两组信号进行比较，本实施例中比较器获得的波形示意图如图5所示，比较获得了一种为“0111010110”的数字信号；然后，将获得的数字信号输入到解码模块中进行解码，得到控制命令为控制器开关频率提高lOKhz，以形成控制信号，最终输出给隔离开关电源芯片内部的控制器中；开关电源芯片根据该控制命令实现芯片输出开关频率提高1Khz ο
[0024]本发明的实施例三，假定所设计负载检测模块输出信号的范围为OV到3V，输出信号OV到1.2V认为系统输出为重载，1.2V到3.0V认为系统输出为轻载。基准信号产生模块的电压基准信号设置为电压1.2V，隔离开关电源芯片输出端因为受到外界干扰产生了 “轻载-重载-轻载-轻载-轻载-轻载”的变化，将电压基准信号与负载检测信号同时作为比较器的输入，由比较器对该两组信号进行比较，本实施例中比较器获得的波形示意图如图6所示，比较获得了一种为“101111”的数字信号；将获得的数字信号输入到解码模块中进行解码，得出该指令为无效指令，不发送控制信号给隔离开关电源芯片的控制器，开关电源芯片不做任何参数调整和功能改变。
[0025]并且，对于本发明的数字通信电路，还可以用于对充电器中的隔离开关电源芯片进行驱动，主要但不局限用于实现充电器的快速充电功能，自动实现对充电器的工作状态的切换和参数的改变。
[0026]因此，本发明采用本发明的用于隔离开关电源芯片数字通信电路，通过增加数字通信电路，由整机系统输出端主动发送信号给开关电源芯片，通过在隔离开关电源芯片的输出?而施加控制，可以实现系统输出的主动控制，包括调整输出电压、输出电流等，以主动改变芯片工作模式和参数，实现对芯片参数及功能的调整。
[0027]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
【主权项】
1.一种用于隔离开关电源芯片的数字通信电路，其特征在于，包括: 负载检测模块，用于检测隔离开关电源芯片输出端的负载，并根据所检测的负载大小输出检测信号； 基准信号产生模块，用于生成基准信号； 比较器，用于将所获得的检测信号与基准信号对比获得数字信号； 解码模块，用于对数字信号进行解码获得解码信号，并将解码信号作为隔离开关电源芯片中控制器的输入；所述控制器根据所述解码信号生成驱动开关电源芯片工作状态改变的控制信号并输出。
2.根据权利要求1所述用于隔离开关电源芯片的数字通信电路，其特征在于:所述基准信号产生模块根据负载检测模块输出的检测信号的范围设定基准信号的阈值。
3.根据权利要求1所述用于隔离开关电源芯片的数字通信电路，其特征在于:所述数字通信电路用于对充电器中的隔离开关电源芯片进行驱动。
4.根据权利要求1所述用于隔离开关电源芯片的数字通信电路，其特征在于:所述负载检测模块输出的检测信号为电压检测信号或电流检测信号。
5.根据权利要求1所述用于隔离开关电源芯片的数字通信电路，其特征在于:所述隔离开关电源芯片包括电压反馈检测模块、电流反馈检测模块及控制器。
【专利摘要】本发明公开了一种用于隔离开关电源芯片的数字通信电路，包括：负载检测模块，用于检测隔离开关电源芯片输出端的负载，并根据所检测的负载大小输出检测信号；基准信号产生模块，用于生成基准信号；比较器，用于将所获得的检测信号与基准信号对比获得数字信号；解码模块，用于对数字信号进行解码获得解码信号，并将解码信号作为隔离开关电源芯片中控制器的输入；所述控制器根据所述解码信号生成驱动开关电源芯片工作状态改变的控制信号并输出。本发明可根据检测的芯片负载，主动发送控制指令至隔离开关电源芯片的控制器，实现对芯片参数及功能的改变，不需要额外元器件，实现方式简单，且采用数字通信方式比模拟通信更加可靠，有效避免误触发。
【IPC分类】H02M3-335
【公开号】CN104578801
【申请号】CN201510021031
【发明人】李海松, 陶平, 易扬波, 杨帆
【申请人】无锡芯朋微电子股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月16日