自适应开关电源的空载检测电路结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种自适应开关电源的空载检测电路结构，其中包括开关电源电路；误差放大器，第一输入端与所述的开关电源电路的输出端相连接，所述的误差放大器的第二输入端与参考电压相连接；空载检测比较器；驱动电路；空载门限电压生成电路，输出端与所述的空载检测比较器的第二输入端相连接，输入端与所述的开关电源电路的输入端相连接。采用该种结构的自适应开关电源的空载检测电路结构，可以实现在现有技术的基础上增加了空载门限电压和降频门限电压的生成电路，实现了根据输入电压自动调节空载电压门限和降频点，既不需要采样电阻，又能准确检测空载，在保证效率的基础上实现了准确的空载检测，同时也降低了成本，具有更广泛的应用范围。
【专利说明】自适应开关电源的空载检测电路结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关电源领域，尤其涉及开关电源负载检测领域，具体是指一种自适应开关电源的空载检测电路结构。
【背景技术】
[0002]在移动设备中，当负载移除后，系统一般要进入待机模式，降低系统功耗、增加移动电源续航能力，因此需要检测负载是否移除，即空载。传统的开关电源芯片空载检测技术有两种方法:(1)在负载通路上串联一个阻值较小的电阻，检测该电阻两端的压降，如图1(以升压型为例，降压型与此类似)；(2)检测误差放大器的输出，如图2 (以升压型为例)；当负载变轻时，误差放大器的输出会变低。
[0003]然而，两种方案都存在一定缺陷。方案(I)在负载通路上增加一个采样电阻Rs，电阻的取值需折衷考虑，取值过大会影响效率，取值小不易检测。对于开关电源来说，效率是个非常重要的指标，因此Rs的阻值不能取得太大。如果Rs电阻取值很小时，这就要求检测电路有很闻的精度，闻精度的检测电路不易设计且成本闻，另外阻值很小的电阻本身的成本也高。因此采用方案(I)总在效率和成本之间艰难选择。
[0004]方案(2)中通过检测误差放大器EA的输出检测是否空载。典型峰值电流PWM控制模式升压型开关电源变换器的原理图如图3所示。EA的输出Vea和电流采样电压Vsense比较产生PWM信号，PWM信号与OSC信号配合，交替关闭和导通开关管M。根据电感电流是否连续，变换器分为两种工作模式:连续模式(CCM)和断续模式(DCM)，一般情况下，系统接近空载时，变换器工作在断续模式，具体波形如图4所示，此时Vea的表达式为:
【权利要求】
1.一种自适应开关电源的空载检测电路结构，其特征在于，所述的电路结构包括: 开关电源电路； 误差放大器，第一输入端与所述的开关电源电路的输出端相连接，所述的误差放大器的第二输入端与参考电压相连接； 空载检测比较器，第一输入端与所述的误差放大器的输出端相连接； 驱动电路，输入端与所述的空载检测比较器的输出端相连接，所述的驱动电路的输出端与所述的开关电源电路的控制开关相连接； 空载门限电压生成电路，用以根据所述的开关电源电路的输入电压调节门限电压值并输出，所述的空载门限电压生成电路的输出端与所述的空载检测比较器的第二输入端相连接，所述的空载门限电压生成电路的输入端与所述的开关电源电路的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的自适应开关电源的空载检测电路结构，其特征在于，所述的电路结构还包括第一输出电阻和第二输出电阻，所述的第一输出电阻的第一端与所述的开关电源电路的输出端的正极端相连接，所述的第一输出电阻的第二端分别与所述的第二输出电阻的第一端和所述的误差放大器的第一输入端相连接，所述的第二输出电阻的第二端与所述的开关电源电路的输出端的负极端相连接。
3.根据权利要求1所述的自适应开关电源的空载检测电路结构，其特征在于，所述的空载门限电压生成电路包括第一运算放大器、第一开关管、第一输入电阻、第二开关管、第二输入电阻、第三输入电阻、第二运算放大器、第三开关管、第四开关管、第四输入电阻、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第五输入电阻和第六输入电阻，所述的第一运算放大器的第一输入端与参考电压相连接，所述的第一运算放大器的输出端与所述的第一开关管相连接，所述的第一开关管连接于所述的第二开关管与第一输入电阻之间，所述的第一输入电阻的第一端分别与所述的开关管和所述的第一运算放大器的第二输入端相连接，所述的第二开关管连接于所述的第一开关管和所述的开关电源电路的输入端之间，所述的第二开关管与第八开关管供基极连接，所述的第二输入电阻的第一端与所述的开关电源电路的输入端相连接，所述的第二输入电阻的第二端分别与所述的第二运算放大器的第一输入端和第三输入电阻相连接，所述的第四开关管连接于所述的第三开关管与第四输入电阻之间，所述的第四输入电阻的第一端分别与所述的第二运算放大器的第二输入端和第三开关管相连接，所述的第五开关管与第四开关管共基极连接，所述的第六开关管第七开关管共基极连接，所述的第五开关管连接于所述的开关电源电路的输入端与第六开关管之间，所述的第八开关管连接于所述的开关电源电路的输入端与第五输入电阻的第一端之间，所述的第五输入电阻的第二端分别与所述的第六输入电阻和第七开关管相连接，所述的第五输入电阻的第一端与所述的空载检测比较器的第二输入端相连接。
4.根据权利要求3所述的自适应开关电源的空载检测电路结构，其特征在于，所述的空载门限电压生成电路还包括降频门限电压生成单元，所述的电路结构还包括降频比较器，所述的降频门限电压生成单元连接于所述的开关电源电路的输入端和所述的降频比较器的第二输入端之间，所述的降频比较器的第一输入端与所述的误差放大器的输出端相连接，所述的降频比较器的输出端与所述的驱动电路相连接。
5.根据权利要求4所述的自适应开关电源的空载检测电路结构，其特征在于，所述的降频门限电压生成单元包括第九开关管、第十开关管、第七输入电阻和第八输入电阻，所述的第九开关管与所述的第七开关管共基极连接，所述的第十开关管连接于所述的第七输入电阻的第一端和开关电源电路的输入端之间，所述的第七输入电阻的第二端分别与所述的第九开关管和第八输入电阻相连接，所述的第七输入电阻的第一端分别与所述的第十开关管和降频比较器的第二输入端相连接。
6.根据权利要求4所述的自适应开关电源的空载检测电路结构，其特征在于，所述的空载检测比较器和降频比较器均为PWM误差比较器。
7.根据权利要求4所述的自适应开关电源的空载检测电路结构，其特征在于，所述的驱动电路为RS触发器，所述的RS触发器的R端与所述的空载检测比较器的输出端或降频比较器的输出端相连接，所述的RS触发器的S端与OSC信号相连接，所述的RS触发器的输出端与所述的开关电源电 路的控制开关相连接。
【文档编号】G01R31/00GK103605035SQ201310637760
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】田剑彪 申请人:绍兴光大芯业微电子有限公司