CN103792984A - 电源供应器的过电流保护芯片及其设定方法 - Google Patents

电源供应器的过电流保护芯片及其设定方法 Download PDF

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Abstract

一种电源供应器的过电流保护芯片及其设定方法。该电源供应器的过电流保护芯片包含一比较器,其第一输入端用以接收一负载电流检测讯号,第二输入端用以接收一基准讯号,该比较器用以比较该负载电流检测讯号及该基准讯号的电压电平以于其输出端输出一比较讯号;一基准讯号调整单元,耦接于该第二输入端,用以于一设定状态中根据一组设定数据的多个设定值调整该基准讯号的电压电平;及一存储单元,耦接于该基准讯号调整单元,用以于该设定状态中该比较器输出的该比较讯号转态时,储存该组设定数据中的一相对应的设定值,并根据该相对应设定值于一工作状态中控制该基准讯号调整单元。

Description

电源供应器的过电流保护芯片及其设定方法
技术领域
本发明涉及一种电源供应器的过电流保护芯片及其设定方法,特别是涉及一种可根据设定数据自动设定的电源供应器的过电流保护芯片及其设定方法。
背景技术
电源供应器用来供应电源给电子装置,为了避免电子装置的负载过大而超过电源供应器的安全负载范围,电源供应器通常会设置一过电流保护电路,用来检测负载电流,并于负载电流高于负载上限时输出一过电流保护讯号,以通知电源供应器进行相对应的保护措施,例如关机。
请参考图1,图1为现有的电源供应器的过电流保护电路100的示意图。如图1所示,过电流保护电路100包含一第一电阻R1,一第二电阻R2,一可变电阻VR,及一过电流保护芯片110。第一电阻R1的第一端用以耦接至电压输入端Vcs,第一电阻R1的第二端用以耦接至一负载120。第二电阻R2的第一端用以耦接至电压输入端Vcs,第二电阻R2的第二端耦接至可变电阻VR的第一端。过电流保护芯片110包含一比较器112及一固定电流源Iref。比较器112的第一输入端耦接至第一电阻R1的第二端,比较器112的第二输入端耦接至可变电阻VR的第二端,比较器112的输出端用以于第二输入端的电压高于第一输入端的电压时输出一过电流保护讯号。
依据上述配置,在电源供应器的过电流保护设定状态中,设定平台会提供一预定负载120,使通过第一电阻R1的电流I1为负载上限,工作人员再逐渐调整可变电阻VR的电阻值,直到比较器112输出一过电流保护讯号为止,此时比较器112的第二输入端的电压即可作为电源供应器于工作状态中的基准讯号,以判断负载电流是否高于负载上限。
然而,现有的电源供应器的过电流保护设定方法需要以人工方式逐渐调整可变电阻VR的电阻值,不仅不精确也缺乏效率。
发明内容
本发明提供一种电源供应器的过电流保护芯片,其包含一第一接脚,用以接收一负载电流检测讯号;一第二接脚,用以接收一基准讯号;一第三接脚,用以于一设定状态中从一控制器接收一组设定数据,该组设定数据包含多个设定值;一比较器,其第一输入端耦接至该第一接脚,第二输入端耦接至该第二接脚,该比较器用以比较该负载电流检测讯号的电压电平及该基准讯号的电压电平以于其输出端输出一比较讯号;一第四接脚,耦接至该输出端,用以于该设定状态中传送该比较讯号至该控制器;一基准讯号调整单元,耦接于该第二输入端,用以根据该组设定数据的多个设定值调整该基准讯号的电压电平;及一存储单元,耦接于该基准讯号调整单元,用以于该设定状态中该比较器输出的该比较讯号转态时,储存该组设定数据中的一相对应的设定值,并根据该相对应设定值于一工作状态中控制该基准讯号调整单元。
本发明还提供一种电源供应器的过电流保护电路,其包含一第一电阻,其第一端用以耦接至一电压输入端,第二端用以耦接至一负载;一第二电阻,其第一端用以耦接至该电压输入端;一比较器,其第一输入端耦接至该第一电阻的第二端,第二输入端耦接至该第二电阻的第二端,该比较器用以比较该第一输入端的电压及该第二输入端的电压以于其输出端输出一比较讯号;一电流调整单元,耦接于该第二输入端,用以根据一组设定数据调整通过该第二电阻的电流大小,该组设定数据包含多个设定值;及一存储单元,耦接于该电流调整单元,用以于一设定状态中该比较器输出的该比较讯号转态时,储存该组设定数据中的一相对应的设定值,并根据该相对应设定值于一工作状态中控制该电流调整单元。
本发明还提供一种电源供应器的过电流保护设定方法,其包含提供一过电流保护芯片,该过电流保护芯片用以比较一负载电流检测讯号的电压电平及一基准讯号的电压电平,以输出一比较讯号;于一设定状态中设定该负载电流检测讯号的电压电平;一控制器于该设定状态中传送一组设定数据至该过电流保护芯片,该组设定数据包含多个设定值;该过电流保护芯片根据该组设定数据的多个设定值调整该基准讯号的电压电平;当该过电流保护芯片于该设定状态中输出的该比较讯号转态时,该控制器控制该过电流保护芯片储存该组设定数据中的一相对应的设定值;及该过电流保护芯片根据该相对应设定值于一工作状态中控制该电流调整单元。
附图说明
图1为现有的电源供应器的过电流保护电路的示意图。
图2为本发明电源供应器的过电流保护电路的示意图。
图3为本发明电源供应器的过电流保护芯片于设定状态中的示意图。
图4为本发明电源供应器的过电流保护电路的另一实施例的示意图。
图5为本发明电源供应器的过电流保护设定方法的流程图。
附图符号说明
100,200,400        过电流保护电路
110,210,410        过电流保护芯片
120                负载
112,212            比较器
214                基准讯号调整单元
216                存储单元
218                解码器
219                识别码
220                控制器
300                电源供应器
P1,P2,P 3,P4       接脚
I1,I2,             电流
Iref,Ir1-Irn       电流源
R1,R2,R3           电阻
VR                 可变电阻
Vcs                电压输入端
V1                 负载电流检测讯号
V2                 基准讯号
Vs                 比较讯号
Vc1-Vcn            开关控制讯号
SW                 开关
500                流程图
510至560        步骤
具体实施方式
请同时参考图2及图3,图2为本发明电源供应器的过电流保护电路200的示意图,图3为本发明电源供应器的过电流保护芯片210于设定状态中的示意图。如图所示,本发明过电流保护电路200包含一第一电阻R1,一第二电阻R2,及一过电流保护芯片210。第一电阻R1(电流检测电阻)的第一端用以耦接至电压输入端Vcs,第一电阻R1的第二端用以耦接至一负载120。第二电阻R2的第一端用以耦接至电压输入端Vcs。过电流保护芯片210包含一第一接脚P1,一第二接脚P2,一第三接脚P3,一第四接脚P4,一比较器212,一基准讯号调整单元214,一存储单元216,及一解码器218。第一接脚P1用以接收一负载电流检测讯号,亦即第一电阻的第二端的电压讯号V1。由于负载电流I1会流经第一电阻R1,因此第一电阻R1的第一端及第二端之间的电压降会正比于负载电流I1的大小,所以第一电阻R1的第二端的电压讯号V1可作为负载电流检测讯号。第二接脚P2用以接收一基准讯号,亦即第二电阻的第二端的电压讯号V2。基准讯号的大小由基准讯号调整单元214所决定。第三接脚P3及第四接脚P4用以于设定状态中耦接至控制器220,以根据控制器220传来的一组设定数据设定基准讯号V2。比较器212的第一输入端耦接至第一接脚P1,比较器212的第二输入端耦接至第二接脚P2,比较器212用以比较负载电流检测讯号V1的电压电平及基准讯号V2的电压电平以于其输出端输出一比较讯号Vs。在本实施例中,当负载电流检测讯号V1的电压电平低于基准讯号V2的电压电平时,比较讯号Vs从低电压电平升到高电压电平,亦即于输出端输出一过电流保护讯号,以通知电源供应器300进行相对应的保护措施,例如关机或其他操作等。
基准讯号调整单元214耦接于第二输入端,在本实施例中,基准讯号调整单元214为一电流调整单元,其包含多个电流源Ir1-Irn,及多个开关SW。多个开关SW分别耦接至多个电流源Ir1-Irn及接地端之间,用以根据开关控制讯号Vc1-VCn进行开启与关闭,以控制流经第二电阻R2的电流I2的大小,亦即控制基准讯号V2的电压电平。存储单元216耦接于基准讯号调整单元214,存储单元216可于设定状态中储存一设定值,并于工作状态中根据储存的设定值控制基准讯号调整单元214。解码器218用以根据接收到的设定值输出多个开关控制讯号Vc1-VCn至多个开关SW,以控制多个开关SW的开启与关闭。
举例来说,在本发明电源供应器300的过电流保护设定状态中,设定平台会提供一预定负载120,使通过第一电阻R1的电流I1为负载上限,而设定平台的控制器220会耦接至过电流保护芯片210的第三接脚P 3及第四接脚P4。在本发明实施例中,第三接脚P3是一开启关闭输入接脚,其业界名称为PSONB接脚,用以接收电源供应器300的开启关闭讯号;第四接脚P4是一电源正常输出接脚,其业界名称为PGO接脚,用以输出代表电源正常的指示讯号。控制器220会经由第三接脚P3传送一组设定数据至解码器218。设定数据包含多个设定值,每个设定值可被解码器218解码为多个开关控制讯号Vc1-VCn,以控制多个开关SW的开启与关闭,并进而控制流经第二电阻R2的电流I 2的大小(亦即控制基准讯号V2的电压电平)。基准讯号调整单元214根据多个设定值逐渐调整基准讯号V2的电压电平,直到比较器212输出的比较讯号Vs转态时(例如从低电压电平升到高电压电平,或从高电压电平降到低电压电平),此时代表基准讯号V2的电压电平等于或相当接近负载上限时的电压电平,则控制器220可经由第四接脚P4得知比较讯号Vs的转态时机,并将相对应的设定值写入并储存于存储单元216中。而存储单元216即可于工作状态中根据储存的设定值控制基准讯号调整单元214。
依据上述配置,本发明于设定状态中可利用控制器220自动地设定基准讯号V2的电压电平,使基准讯号V2的电压电平能精确地设定在所需的负载上限。
另外,如图4所示,电流保护芯片410可还包含一第三电阻R3耦接于第二接脚P2及第二输入端之间。电流保护芯片410可还包含一识别码219用以于设定状态中和控制器的识别码比对,当控制器及过电流保护芯片410的识别码符合时,过电流保护芯片410才会接收控制器传来的设定数据,否则过电流保护芯片410不会根据控制器传来的设定数据进行设定动作。
请参考图5,图5为本发明电源供应器的过电流保护设定方法的流程图500。本发明电源供应器的过电流保护设定方法的流程如下列步骤:
步骤510:提供一过电流保护芯片,该过电流保护芯片用以比较一负载电流检测讯号的电压电平及一基准讯号的电压电平,以输出一比较讯号;
步骤520:于一设定状态中设定该负载电流检测讯号的电压电平;
步骤530:一控制器于该设定状态中传送一组设定数据至该过电流保护芯片,该组设定数据包含多个设定值;
步骤540:该过电流保护芯片根据该组设定数据的多个设定值调整该基准讯号的电压电平;
步骤550:当该过电流保护芯片于该设定状态中输出的该比较讯号转态时,该控制器控制该过电流保护芯片储存该组设定数据中的一相对应的设定值;及
步骤560:该过电流保护芯片根据该相对应设定值于一工作状态中控制该电流调整单元。
相较于现有技术,本发明过电流保护芯片可于设定状态中利用控制器自动地设定基准讯号的电压电平,使基准讯号的电压电平能精确地被设定在所需的负载上限。因此本发明电源供应器的过电流保护设定方法不需要以人工方式进行设定,不仅能节省时间,也提高设定时的准确性及效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种电源供应器的过电流保护芯片,包含:
一第一接脚,用以接收一负载电流检测讯号;
一第二接脚,用以接收一基准讯号;
一第三接脚,用以于一设定状态中从一控制器接收一组设定数据,该组设定数据包含多个设定值;
一比较器,其第一输入端耦接至该第一接脚,第二输入端耦接至该第二接脚,该比较器用以比较该负载电流检测讯号的电压电平及该基准讯号的电压电平以于其输出端输出一比较讯号;
一第四接脚,耦接至该输出端,用以于该设定状态中传送该比较讯号至该控制器;
一基准讯号调整单元,耦接于该第二输入端,用以根据该组设定数据的多个设定值调整该基准讯号的电压电平;及
一存储单元,耦接于该基准讯号调整单元,用以于该设定状态中该比较器输出的该比较讯号转态时,储存该组设定数据中的一相对应的设定值,并根据该相对应设定值于一工作状态中控制该基准讯号调整单元。
2.如权利要求1所述的过电流保护芯片,其中该基准讯号调整单元为一电流调整单元,其包含:
多个电流源;及
多个开关,分别耦接至该多个电流源及接地端之间,用以根据该多个设定值进行开启与关闭。
3.如权利要求2所述的过电流保护电路,其中该电流调整单元还包含一解码器,用以根据该多个设定值输出多个开关控制讯号至该多个开关。
4.如权利要求1所述的过电流保护芯片,还包含一电阻耦接于该第二接脚及该第二输入端之间。
5.如权利要求1所述的过电流保护芯片,其中该第三接脚是一开启关闭输入接脚,该第四接脚是一电源正常输出接脚。
6.一种电源供应器的过电流保护电路,包含:
一第一电阻,其第一端用以耦接至一电压输入端,第二端用以耦接至一负载;
一第二电阻,其第一端用以耦接至该电压输入端;
一比较器,其第一输入端耦接至该第一电阻的第二端,第二输入端耦接至该第二电阻的第二端,该比较器用以比较该第一输入端的电压及该第二输入端的电压以于其输出端输出一比较讯号;
一电流调整单元,耦接于该第二输入端,用以根据一组设定数据调整通过该第二电阻的电流大小,该组设定数据包含多个设定值;及
一存储单元,耦接于该电流调整单元,用以于一设定状态中该比较器输出的该比较讯号转态时,储存该组设定数据中的一相对应的设定值,并根据该相对应设定值于一工作状态中控制该电流调整单元。
7.如权利要求6所述的过电流保护电路,其中该比较器、该电流调整单元及该存储单元是整合于一芯片中。
8.如权利要求7所述的过电流保护电路,其中该芯片中还包含一第三电阻耦接于该第二电阻及该第二输入端之间。
9.如权利要求6所述的过电流保护电路,其中该电流调整单元包含:
多个电流源;及
多个开关,分别耦接至该多个电流源及接地端之间,用以根据该多个设定值进行开启与关闭。
10.如权利要求9所述的过电流保护电路,其中该电流调整单元还包含一解码器,用以根据该多个设定值输出多个开关控制讯号至该多个开关。
11.一种电源供应器的过电流保护设定方法,包含:
提供一过电流保护芯片,该过电流保护芯片用以比较一负载电流检测讯号的电压电平及一基准讯号的电压电平,以输出一比较讯号;
于一设定状态中设定该负载电流检测讯号的电压电平;
一控制器于该设定状态中传送一组设定数据至该过电流保护芯片,该组设定数据包含多个设定值;
该过电流保护芯片根据该组设定数据的多个设定值调整该基准讯号的电压电平;
当该过电流保护芯片于该设定状态中输出的该比较讯号转态时,该控制器控制该过电流保护芯片储存该组设定数据中的一相对应的设定值;及
该过电流保护芯片根据该相对应设定值于一工作状态中控制该电流调整单元。
12.如权利要求11所述的过电流保护设定方法,还包含:
比对该控制器及该过电流保护芯片的识别码;及
当该控制器及该过电流保护芯片的识别码符合时,该过电流保护芯片接收该组设定数据。
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