电源芯片及其过流保护恢复的方法与流程

本公开涉及电源开关技术领域，尤其涉及一种电源芯片及其过流保护恢复的方法。

背景技术：

为了满足电子产品小型化的要求，高集成度的电源芯片被广泛地应用于各种电子产品，例如，电视。

通常，高集成度的电源芯片中都会集成多路电源开关，通过将电源开关增设至电子产品的外设接口与外接设备的连接处，以在外接设备故障时对电子产品进行过流保护。即，当某一路外接设备发生过流故障或者短路故障时，电源芯片将会关断与该路外接设备连接的电源开关，以保证其他外接设备的正常使用，并在检测到该路外接设备的故障消除之后，恢复对应的电源开关的输出。

然而，在多路外接设备同时发生了故障时，将同时关断对应的多路电源开关，如果同时恢复对应的多路电源开关的输出，将会在电源芯片中产生一个瞬时大功率，而导致电源芯片瞬间被烧坏。因此，现有的过流保护过程中，通常需要对电子产品重新上电，以此恢复电源芯片中各路电源开关的输出，这也必然导致了其他正在使用的外接设备的输入异常，而降低了用户的体验。

技术实现要素：

基于此，本公开的一个目的在于提供一种电源芯片中过流保护恢复的方法，用于解决现有技术中电源芯片在过流保护后需要重新上电才能恢复输出的问题。

此外，本公开的另一个目的在于提供一种电源芯片，用于解决现有技术中电源芯片在过流保护后需要重新上电才能恢复输出的问题。

为了解决上述技术问题，本公开所采用的技术方案为：

一种电源芯片中过流保护恢复的方法，包括：获取电源芯片中每一路电源开关对应的开关状态，所述开关状态包括关闭状态；根据所述开关状态确定处于所述关闭状态的电源开关；对每一路处于所述关闭状态的电源开关进行过流检测的轮询，通过所述轮询恢复所述电源芯片的输出。

一种电源芯片，包括：开关状态获取模块，用于获取电源芯片中每一路电源开关对应的开关状态，所述开关状态包括关闭状态；开关状态确定模块，用于根据所述开关状态确定处于所述关闭状态的电源开关；轮询检测模块，用于对每一路处于所述关闭状态的电源开关进行过流检测的轮询，通过所述轮询恢复所述电源芯片的输出。

与现有技术相比，本公开具有以下有益效果：

通过获取电源芯片中每一路电源开关对应的开关状态，以得到进行过流保护的电源开关，并通过对开关状态为关闭状态的电源开关进行过流检测的轮询，使得每一路进行过流保护的电源开关仅会在轮询到的时候才有可能恢复输出，避免因多路电源开关同时恢复输出而产生的瞬时大功率，进而避免对电子产品的重新上电，以此提高用户体验。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据本公开所涉及的电源芯片(包含一路电源开关)的示意图；

图1a是根据本公开所涉及的电源芯片(包含多路电源开关)的示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种电源芯片中过流保护恢复的方法的流程图；

图3是图2对应实施例中对每一路处于所述关闭状态的电源开关进行过流检测的轮询步骤在一个实施例的流程图；

图4是图3对应实施例中按照所述排序结果，依次对所述排序结果中的所有电源开关进行过流检测步骤在一个实施例的流程图；

图5是图4对应实施例中对所述排序结果中的任一路电源开关进行过流检测步骤在一个实施例的流程图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种电源芯片的框图；

图7是图6对应实施例中轮询检测模块在一个实施例的框图；

图8是图7对应实施例中顺序检测单元在一个实施例的框图；

图9是图8对应实施例中过流检测单元在一个实施例的框图。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1为根据本公开所涉及的电源芯片的示意图。如图1所示，电源芯片100可以包括但不限于：输入端IN、电源开关110、电流检测(Current Sense)模块130、输出端OUT、电流比较(CMP)模块150、开关控制(Gate Control)模块170和时钟(CLOCK)模块190。

当然，电源芯片100还可以包括但不限于：使能端EN和接地端GND。其中，使能端EN用以控制开关控制模块170是否生效，即使能端EN通过有效的使能信号触发开关控制模块170正常工作，使得开关控制模块170能够控制电源开关110的通断。反之，若开关控制模块170接收到使能端EN发出的无效的使能信号，则无法对电源开关110的通断进行控制。

现结合图1，以电源开关110为NMOS管为例，对现有的过流保护过程加以说明如下。

电源由输入端IN输入至NMOS管的漏极D，当NMOS管处于导通状态，则输入电流将经由NMOS管的源极S输入至电流检测模块130。

电流检测模块130将输入电流反馈至电流比较模块150，通过电流比较模块150将该输入电流与预先设置的电流门限(Current Limiting)进行比较。

当外接设备正常运行时，该输入电流在电流门限以内，相应地，输入电流能够通过输出端OUT输出至外接设备。

当外接设备出现过流故障或者短路故障时，该输入电流将超过电流门限，进而使得超限流(Over current limiting)模块151触发开关控制模块170，将NMOS管关断，以停止向输出端OUT输出输入电流。

应当理解，由于单个电源开关的封装较大，当NMOS管关断之后，输入电流即消失，瞬时产生的功率冲击所转化的热量能够快速消散，以此避免了对电源芯片造成影响。例如，以电源芯片仅包含一路电源开关，该电源开关的规格为5V2A计算，瞬时产生的功率仅10W。

进一步地，通过时钟模块190进行计时，在NMOS管关断之后的预设时间内触发开关控制模块170，导通NMOS管，使输入电流经NMOS管再次输入至电流检测模块130。电流检测模块130再次将该输入电流反馈至电流比较模块150与电流门限进行比较，若输入电流仍超过电流门限，则再次关断NMOS管，如此反复，直至输入电流在电流门限以内，由此判定外接设备的故障已消除，恢复输出端OUT的输出。

然而，对于高集成度的电源芯片中，由于同一芯片封装内集成了多路电源开关，如图1a所示，可能会出现多路电源开关同时关断的情形，如果仍按照上述方式在预设时间内同时导通多路电源开关，若此时外接设备的故障并未消除，则多路电源开关将再次同时关断，由此反复产生的功率冲击所转化积累的热量，因受限于芯片封装将无法及时消散，而导致电源芯片不可逆转地损坏。例如，以电源芯片包含六路电源开关，每一路电源开关的规格均为5V2A计算，瞬时产生的功率将高达60W。

基于此，电源芯片在过流保护后无法按照上述方式自动恢复输出，而必须通过对电子产品的重新上电进行输出的恢复，因而导致了其他正在使用的外接设备的输入异常，进而降低了用户的体验。

举例来说，电视的外设接口通常有USB、MHL、CI等，为了能够在外设接口所连接的外接设备发生故障时对电视进行过流保护，将在各外设接口与对应外接设备的连接处增设一路电源开关，以保证各外接设备互不影响。若外设接口USB、MHL所连接的外接设备均发生了故障，则该两个外设接口处的电源开关均被关断，需要对电视重新上电才能够恢复该两个外设接口的输出，而在电视重启过程中，正常使用的外设接口CI也输出异常，导致与该外设接口CI连接的外接设备的输入异常，进而导致了用户体验差。

因此，为了使电源芯片在过流保护后能够自动恢复输出，以避免电子产品重新上电所造成的用户体验差的问题，特提出了一种电源芯片中过流保护恢复的方法。

请参阅图2，在一示例性实施例中，一种电源芯片中过流保护恢复的方法适用于图1所示的电源芯片100，该种电源芯片中过流保护恢复的方法可以由电源芯片100执行，可以包括以下步骤：

步骤210，获取电源芯片中每一路电源开关对应的开关状态。

开关状态用以表示电源芯片所在的电子产品是否正在进行过流保护，该开关状态至少包括关闭状态。若电源开关被关断则表示外接设备发生了故障，电子产品正在进行过流保护，相应地，该电源开关的开关状态为关闭状态。

进一步地，开关状态还可以包括开启状态。若电源开关导通则表示电子产品正常运行，相应地，该电源开关的开关状态为开启状态。

当然，在其他实施例中，开关状态中的关闭状态还可以进一步地划分为两种：正常关闭状态和过流关闭状态。其中，正常关闭状态表示电子产品未上电或者与电源开关连接的外设接口未被使用。

基于此，通过对电源开关的开关状态的获取，即可获知电源芯片中进行过流保护的电源开关有哪些，从而有利于后续在外接设备故障消除时恢复该些电源开关的输出。

进一步地，电源开关的开关状态的获取可以是实时进行的，也可以是定时进行的。

步骤230，根据开关状态确定处于关闭状态的电源开关。

在获取到电源芯片中每一路电源开关对应的开关状态之后，将进一步地进行处于关闭状态的电源开关的确定，以获知电源芯片中进行过流保护的电源开关有哪些，即仅有进行过流保护的电源开关才会进行后续的过流检测，以此恢复进行过流保护的电源开关的输出。

步骤250，对每一路处于关闭状态的电源开关进行过流检测的轮询，通过轮询恢复电源芯片的输出。

在得到处于关闭状态的电源开关之后，将以轮询的方式对每一路处于关闭状态的电源开关进行过流检测，进而通过过流检测恢复电源开关的输出。

所谓的轮询指的是在前一路处于关闭状态的电源开关完成过流检测之后，才对后一路处于关闭状态的电源开关进行过流检测，即处于关闭状态的电源开关不会同时进行过流检测。进一步地，轮询可以是顺序进行的，也可以是随机进行的，即每一次轮询的顺序无需保持一致。

当所有处于关闭状态的电源开关在过流检测之后均恢复了输出，则通过轮询电源芯片的输出恢复，即电源芯片恢复正常工作。

通过如上所述的过程，以轮询进行过流检测的方式替代同时进行过流检测的方式，使得处于关闭状态的电源开关仅会在轮询到的时候才可能恢复输出，使得多路电源开关不会在同一时刻恢复输出，以此避免了瞬时大功率的产生而导致电源芯片的损坏，进而避免对电子产品的重新上电，从而提高了用户的体验。

此外，轮询的时间很短，每一轮循环都控制在毫秒级别，从而在故障消除时能够实时地恢复电源开关的输出，进一步有利于提高用户的体验。

请参阅图3，在一示例性实施例中，步骤250可以包括以下步骤：

步骤251，对所有处于关闭状态的电源开关进行排序，得到排序结果。

本实施例中，轮询是按照顺序进行的。因此，在得到处于关闭状态的电源开关之后，将对所有处于关闭状态的电源开关进行排序。

进一步地，排序可以是按照电源开关进行过流保护的时间先后进行的，也可以按照电源芯片内部对电源开关的编号大小进行的。其中，过流保护的时间可以通过电源芯片自身的时钟模块或者计时器实现计时。

在完成排序之后，即得到相应的排序结果，例如，排序结果中第一路电源开关是最早进行过流保护的电源开关，以此类推，最后一路电源开关则是最晚进行过流保护的电源开关。

步骤253，按照排序结果，依次对排序结果中的所有电源开关进行过流检测。

排序结果中包含了所有处于关闭状态的电源开关。在得到排序结果之后，即可按照排序结果中电源开关的排序，对每一路处于关闭状态的电源开关进行过流检测的轮询。

举例来说，先对排序结果中的第一路电源开关进行过流检测，待该第一路电源开关的过流检测完成，再进行排序结果中第二路电源开关的过流检测，以此类推，直至排序结果中的所有电源开关均完成过流检测。

进一步地，当排序结果中所有电源开关均完成过流检测之后，若仍存在尚未恢复输出的电源开关，则继续按照排序结果，对仍处于关闭状态的电源开关进行过流检测的轮询，直至排序结果中的所有电源开关均恢复了输出，则进入步骤255，停止轮询。

步骤255，待该所有电源开关的输出恢复，停止轮询。

请参阅图4，在一示例性实施例中，步骤253可以包括以下步骤：

步骤2531，对排序结果中的其中一路电源开关进行过流检测。

如前所述，过流保护的过程大致可以分为三个阶段：第一阶段，在检测到外接设备出现故障时，关断电源开关；第二阶段，预设时间内导通电源开关，通过过流检测判断外接设备的故障是否消除；第三阶段，在判定外接设备的故障消除时，恢复电源开关的输出，否则，返回第一阶段。

基于此，在对电源开关恢复输出之前，需要先进行故障是否消除的判断，即进入第二阶段，将关断的电源开关导通，并通过对导通的电源开关进行过流检测实现所述判断。

步骤2533，若过流检测结果表示该其中一路电源开关仍存在过流，则通过关断电源开关关闭该其中一路电源开关，使该其中一路电源开关的开关状态保持在关闭状态。

如前所述，过流检测结果可以是在电源开关进行过流检测的过程中，通过比较输入电流与预先设置的电流门限得到的。

若输入电流超过电流门限，则过流检测结果表示电源开关仍存在过流，即外接设备的故障未消除，此时，不恢复该电源开关的输出，即将导通的电源开关再次关断，以保持电源开关的开关状态为关闭状态。

若输入电流在电流门限以内，则过流检测结果表示电源开关不存在过流，即外接设备的故障已消除，此时，进入步骤2535。

步骤2535，若过流检测结果表示该其中一路电源开关已不存在过流，则恢复该其中一路电源开关的输出，并进入步骤2531对排序结果中的后一路电源开关进行过流检测。

在外接设备的故障消除之后，保持电源开关的导通，以此恢复电源开关的输出。同时，进入步骤2531，继续对排序结果中的后一路电源开关进行过流检测，直至排序结果中的所有电源开关完成过流检测。

通过如上所述的过程，实现了过流保护过程中，在同一时刻仅会导通一路电源开关，即当前轮询到的电源开关，使得仅有该路电源开关在故障消除之后能够恢复输出，以此避免了多路进行过流保护的电源开关不会同时恢复输出而产生瞬时大功率，避免对电子产品的重新上电，有利于提高用户的体验。

进一步地，在一示例性实施例中，步骤253还可以包括以下步骤：

待其中一路电源开关完成过流检测，启动计时，以通过计时延迟进入对排序结果中的后一路电源开关进行过流检测的步骤。

本实施例中，在进行排序结果中的后一路电源开关的过流检测之前，将进行延迟，以此保证瞬时产生的功率冲击所转换的热量能够有效地消散，进而有效地提高电源芯片的可靠性。

所述延迟是通过电源芯片自身的时钟模块或者计时器完成的。

具体地，待排序结果中的前一路电源开关的过流检测完成，时钟模块或者计时器启动计时，并生成相应的计时数值，当该计时数值与预设数值相等时，例如，预设数值为5ms，则停止计时。此时，启动对排序结果中的后一路电源开关进行的过流检测，即在进行排序结果中的后一路电源开关的过流检测之前，延迟了与预设数值等长的时间，例如，延迟了5ms。

其中，预设数值可以根据实际的应用场景进行调整，以在电源芯片的散热能力与过流保护的快速响应之间取得最佳的平衡效果，既可以保护电源芯片，又可以实现电源开关在过流保护中快速地恢复输出，进一步地提高用户的体验。

请参阅图5，在一示例性实施例中，对排序结果中的任一路电源开关进行过流检测的步骤可以包括以下步骤：

步骤310，通过导通电源开关开启电源开关，使电源开关的开关状态切换至开启状态。

当得到处于关闭状态的电源开关时，即获知了进行过流保护的电源开关，为了恢复该电源开关的输出，将对该电源开关进行过流检测。

首先，需要将被关断的电源开关导通，使输入电流能够经电源开关再次输入，以利于后续地过流检测。

进一步地，在电源开关导通时，电源开关的开关状态即由关闭状态切换至开启状态。

步骤330，对处于开启状态的电源开关的输出进行负载状态检测。

负载状态指的是外接设备的电压或者电流，通过对外接设备的电压或者电流进行检测来判断外接设备的故障是否消除。

由于电源开关连接在外接设备与电子产品的外设接口的连接处，因此，电源开关的输出即代表了外接设备的电压或者电流。相应地，对电源开关的输出进行负载状态检测即可检测得到外接设备的电压或者而电流，进而根据负载状态判断外接设备的故障是否消除。

进一步地，忽略电源芯片内部的电路损耗，电源开关的输入亦可视为电源开关的输出，本实施例中，负载状态将通过对电源开关的输入电流进行检测实现。

步骤350，比较检测到的负载状态与预设的过流保护门限，得到过流检测结果。

在检测得到负载状态之后，即可得到过流检测结果。

具体地，检测到的负载状态为电源开关的输入电流，预设的过流保护门限即为前述的电流门限，通过比较二者即得到过流检测结果。

若负载状态在过流保护门限之内，则得到的过流检测结果表示外接设备的故障已消除，此时，保持电源开关的导通，进而恢复电源开关的输出。

若负载状态超出过流保护门限，则得到的过流检测结果表示外接设备的故障未消除，此时，再次关断导通的电源开关，停止向外接设备输出。

当然，在其他实施例中，若负载状态为电压形式，则过流保护门限也相应地为电压形式。

下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开所涉及的电源芯片中过流保护恢复的方法。对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开所涉及的电源芯片中过流保护恢复的方法实施例。

请参阅图6，在一示例性实施例中，一种电源芯片600包括但不限于：开关状态获取模块610、开关状态确定模块630、轮询检测模块650。

其中，开关状态获取模块610用于获取电源芯片中每一路电源开关对应的开关状态。开关状态包括关闭状态。

开关状态确定模块630用于根据开关状态确定处于关闭状态的电源开关。

轮询检测模块650用于对每一路处于关闭状态的电源开关进行过流检测的轮询，通过轮询恢复电源芯片的输出。

请参阅图7，在一示例性实施例中，轮询检测模块650包括但不限于：排序单元651、顺序检测单元653和轮询停止单元655。

其中，排序单元651用于对所有处于关闭状态的电源开关进行排序，得到排序结果。

顺序检测单元653用于按照排序结果，依次对排序结果中的所有电源开关进行过流检测。

轮询停止单元655用于待该所有电源开关的输出恢复，停止轮询。

请参阅图8，在一示例性实施例中，顺序检测单元653包括但不限于：过流检测单元6531、开关状态保持单元6533和输出恢复单元6535。

其中，过流检测单元6531用于对排序结果中的其中一路电源开关进行过流检测。

开关状态保持单元6533用于若过流检测结果表示该其中一路电源开关仍存在过流，则通过关断电源开关关闭该其中一路电源开关，使该其中一路电源开关的开关状态保持在关闭状态。

输出恢复单元6535用于若过流检测结果表示该其中一路电源开关不存在过流，则恢复该其中一路电源开关的输出，并通知过流检测单元6531对排序结果中的后一路电源开关进行过流检测。

进一步地，在一示例性实施例中，顺序检测单元653还包括但不限于：计时单元。

其中，计时单元用于待其中一路电源开关完成过流检测，启动计时，以通过计时延迟通知过流检测单元6531。

请参阅图9，在一示例性实施例中，过流检测单6531包括但不限于：开关状态切换单元710、负载状态检测单元730和门限比较单元750。

其中，开关状态切换单元710用于通过导通电源开关开启电源开关，使电源开关的开关状态切换至开启状态。

负载状态检测单元730用于对处于开启状态的电源开关的输出进行负载状态检测。

门限比较单元750用于比较检测到的负载状态与预设的过流保护门限，得到过流检测结果。

需要说明的是，上述实施例所提供的电源芯片在过流保护恢复时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即电源芯片的内部结构将划分为不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

另外，上述实施例所提供的电源芯片与其过流保护恢复的方法实施例属于同一构思，其中各个模块执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。

上述内容，仅为本公开的较佳示例性实施例，并非用于限制本公开的实施方案，本领域普通技术人员根据本公开的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本公开的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。