CN106771540A - 一种电流检测电路及其方法、芯片及电源设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电流检测领域，特别是涉及一种电流检测电路及其方法、芯片及电源设备。其中，该电流检测电路用于检测电源通过第一开关向负载所提供的负载电流，该电流检测电路包括：检测模块，用于与第一开关并联，并且检测与负载电流关联的第一电压；存储模块，用于存储预设电流表；处理模块，其分别与存储模块和检测模块连接，用于根据第一电压查询所述预设电流表，以计算出负载电流。因此，电流检测电路能够通过查询预设电流表，校正电流检测误差，并且从预设电流表计算出负载电流，从而能够精确检测出负载电流。

Description

一种电流检测电路及其方法、芯片及电源设备

技术领域

本发明涉及电流检测领域，特别是涉及一种电流检测电路及其方法、芯片及电源设备。

背景技术

电源设备为负载提供负载电流时，为了使电源设备能够更加精确地输出负载电流，需要检测当前负载电流，并且将当前负载电流反馈给电源设备，以便电源设备及时调整当前负载电流，进而输出期望的负载电流。

现有技术在检测当前负载电流时，通过在负载电流的电流路径上串联电阻，通过检测该电阻的压差以计算出当前负载电流的大小。

然而，由于受电流检测电路或者电源电路的各个开关管的极间电容或者其它分立元件等影响，电流检测电路检测到的当前负载电流不够精确，存在较大的误差。

发明内容

本发明实施例的一个目的旨在提供一种电流检测电路及其方法、芯片及电源设备，其解决了现有电流检测电路未能够精确检测负载电流的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

在第一方面，本发明实施例公开一种电流检测电路，用于检测电源通过第一开关向负载所提供的负载电流，所述电流检测电路包括：检测模块，用于与所述第一开关并联，并且检测与所述负载电流关联的第一电压；存储模块，用于存储预设电流表；处理模块，其分别与所述存储模块和所述检测模块连接，用于根据所述第一电压查询所述预设电流表，以计算出所述负载电流。

可选地，所述第一开关包括第一控制端，用于输入控制信号；所述电流检测电路还包括第二开关，所述第二开关包括第二输入端、第二输出端和第二控制端，所述第二输入端和所述检测模块连接，所述第二输出端用于连接所述负载，所述第二控制端用于输入所述控制信号，以使所述控制信号同步控制所述第一开关和所述第二开关的开关状态。

可选地，所述电流检测电路还包括电阻，所述电阻和所述第二开关串联，所述电阻还和所述检测模块并联，在所述控制信号控制所述第二开关处于闭合状态时，从所述负载电流的电流路径提取到的第一电流流经所述电阻，所述电阻的两端电压为所述第一电压，一所述第一电压对应一所述负载电流。

可选地，所述处理模块包括处理器，所述存储模块包括预存不同预设电流表的若干存储器；所述处理器用于：在检测到所述负载电流匹配预设电流类型时，根据所述第一电压访问存储器，查询与所述预设电流类型对应的预设电流表，以计算出所述负载电流。

可选地，当所述处理器确定所述负载电流对应的预设电流表时，根据所述第一电压访问存储器，按照预设步进值逐行扫描所述预设电流表，以查询出所述负载电流。

可选地，所述处理器在所述预设电流表未查询到所述负载电流时，根据插值方法计算出所述负载电流。

可选地，所述预设电流类型包括由数值范围所界定的三个不同预设电流子类型，所述存储模块包括预存不同预设电流表的三个存储器，一所述预设电流子类型对应一所述预设电流表，其中，第一预设电流子类型的数值范围的最大值小于或等于第二预设电流子类型的数值范围的最小值，第三预设电流子类型的数值范围分别覆盖所述第一预设电流子类型和所述第二预设电流子类型的数值范围。

可选地，当所述处理器检测到所述负载电流落入第一预设电流子类型的数值范围时，确定所述负载电流对应第一预设电流表；当所述处理器检测到所述负载电流落入第二预设电流子类型的数值范围时，确定所述负载电流对应第二预设电流表；当所述处理器检测到所述负载电流未落入第一预设电流子类型和第二预设电流子类型的数值范围时，确定所述负载电流对应第三预设电流表。

可选地，所述处理器还用于：在检测到所述负载电流在预设次数内在所述第一预设电流子类型和所述第二预设电流子类型之间跳变，并且跳变的次数大于预设跳变阈值时，确定所述负载电流对应第三预设电流表。

可选地，当所述处理器检测到所述负载电流从所述第一预设电流子类型的数值范围跳变到所述第二预设电流子类型的数值范围，并且所述负载电流落入第一裕量电流范围内时，确定所述负载电流对应所述第一预设电流表；当所述处理器检测到所述负载电流从所述第二预设电流子类型的数值范围跳变到所述第一预设电流子类型的数值范围，并且所述负载电流落入第二裕量电流范围内时，确定所述负载电流对应所述第二预设电流表。

可选地，所述检测模块包括：放大器，其包括放大输入端和放大输出端，所述放大输入端用于加载所述第一电压，所述放大输出端输出经由所述放大器将所述第一电压进行放大处理后的电压放大信号。

可选地，所述检测模块还包括：积分器，用于接收所述电压放大信号，并且对所述电压放大信号进行积分，输出电压积分信号。

可选地，当所述处理器检测到所述负载电流属于所述第一预设电流子类型时，向所述积分器发送第一使能信号，使所述积分器选择第一积分时间对所述电压放大信号进行积分；当所述处理器检测到所述负载电流属于所述第二预设电流子类型时，向所述积分器发送第二使能信号，使所述积分器选择第二积分时间对所述电压放大信号进行积分；其中，所述第一积分时间大于所述第二积分时间。

可选地，所述检测模块还包括：选择器，用于接收所述电压放大信号和所述电压积分信号；当所述处理器检测到所述电流检测电路开始上电，向所述选择器发送第一选择信号，使所述选择器选择输出所述电压放大信号，并且所述处理器根据所述电压放大信号查询所述第三预设电流表，以计算出所述负载电流。

可选地，所述处理模块还包括：模数转换器，用于接收由所述选择器输出的电压信号，并且将所述电压信号转换成数字电压信号，所述处理器根据所述数字电压信号查询与所述预设电流类型对应的预设电流表，以计算出所述负载电流。

在第二方面，本发明实施例提供一种芯片，所述芯片包括上述的电流检测电路。

在第三方面，本发明实施例提供一种电源设备，所述电源设备包括上述的电流检测电路。

在第四方面，本发明实施例提供一种电流检测方法，用于检测电源通过第一开关向负载所提供的负载电流，所述电流检测方法包括：获取与所述负载电流关联的第一电压；根据所述第一电压查询预设电流表，以计算出所述负载电流。

所述获取与所述负载电流关联的第一电压，包括：从所述负载电流的电流路径提取到的第一电流流经电阻，电阻的两端电压为所述第一电压，其中，所述电阻和所述第一开关并联；所述根据所述第一电压查询预设电流表，以计算出所述负载电流，包括：在检测到所述第一电流匹配预设电流类型时，根据所述第一电压查询与所述预设电流类型对应的预设电流表，以计算出所述负载电流。

可选地，所述预设电流类型包括由数值范围所界定的三个不同预设电流子类型，所述存储模块包括预存不同预设电流表的三个存储器，一所述预设电流子类型对应一所述预设电流表，其中，第一预设电流子类型的数值范围的最大值小于或等于第二预设电流子类型的数值范围的最小值，第三预设电流子类型的数值范围分别覆盖所述第一预设电流子类型和所述第二预设电流子类型的数值范围；所述在检测到所述第一电流匹配预设电流类型时，根据所述第一电压查询与所述预设电流类型对应的预设电流表，以计算出所述负载电流，包括：当检测到所述负载电流落入第一预设电流子类型的数值范围时，确定所述负载电流对应第一预设电流表；当检测到所述负载电流落入第二预设电流子类型的数值范围时，确定所述负载电流对应第二预设电流表；当检测到所述负载电流未落入第一预设电流子类型和第二预设电流子类型的数值范围时，确定所述负载电流对应第三预设电流表；当在检测到所述负载电流在预设次数内在所述第一预设电流子类型和所述第二预设电流子类型之间跳变，并且跳变的次数大于预设跳变阈值时，确定所述负载电流对应第三预设电流表；当检测到所述负载电流从所述第一预设电流子类型的数值范围跳变到所述第二预设电流子类型的数值范围，并且所述负载电流落入第一裕量电流范围内时，确定所述负载电流对应所述第一预设电流表；当检测到所述负载电流从所述第二预设电流子类型的数值范围跳变到所述第一预设电流子类型的数值范围，并且所述负载电流落入第二裕量电流范围内时，确定所述负载电流对应所述第二预设电流表。

在本发明各个实施例中，当检测模块检测到与负载电流关联的第一电压时，处理模块接收该第一电压，访问存储模块，根据第一电压查询预设电流表，以计算出负载电流，因此，电流检测电路能够通过查询预设电流表，校正电流检测误差，并且从预设电流表计算出负载电流，从而能够精确检测出负载电流。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供一种电流检测电路的电路结构框图；

图2是本发明另一实施例提供一种电流检测电路的电路结构框图；

图3是本发明另一实施例提供一种电流检测电路的电路结构框图；

图4是本发明实施例提供一种电流检测的示意图；

图5是本发明实施例提供另一种电流检测的示意图；

图6是本发明另一实施例提供一种电流检测电路的电路结构框图；

图6a是图6的各个信号的时序图；

图7是本发明另一实施例提供一种电流检测电路的电路结构框图；

图8是本发明另一实施例提供一种电流检测电路的电路结构框图；

图9是本发明实施例提供一种电源设备的电路结构框图；

图10是本发明另一实施例提供一种电源设备的电路结构框图；

图11是本发明实施例提供一种电流检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明实施例提供一种电流检测电路的电路结构框图。如图1所示，电流检测电路10包括检测模块101、处理模块102及存储模块103，检测模块101与第一开关20并联，处理模块102分别与存储模块103和检测模块101连接。电源30通过第一开关20向负载40提供负载电流I0时，检测模块101能够检测出与负载电流I0关联的第一电压。例如，可以从负载电流I0的电流路径分流出一部分电流，并且将该部分电流转换成对应的第一电压。进一步的，可以将该部分电流流经电阻，并且将该电阻的两端电压作为第一电压，此处的电阻的数量不仅仅局限一个，只要能够方便计算出负载电流I0，可以采用多种方式将该部分电流转换成对应的第一电压。又例如，可以检测能够反映负载电流I0的变化的其它分立元件的两端电压，并且将该分立元件的两端电压作为第一电压。只要第一电压能够直接或者间接地反映负载电流I0的，均可以将负载电流I0和第一电压建立关联关系。

存储模块存储着预设电流表，处理模块102根据第一电压访问存储模块，调取并且查询预设电流表，以计算出负载电流。在一些实施例中，其中，处理模块102可以将第一电压转换成数字电压信号，并且根据该数字电压信号调取预设电流表，查询与该数字电压信号对应的负载电流。在建立预设电流表时，设计者根据不同产品的需要，预先设置每个数字电压信号和负载电流之间的对应关系。请参阅表1，表1是本发明实施例提供一种预设电流表的示意图。如表1所示：

如表1所示，当负载是产品一时，处理模块102检测到第一电压转换成数字电压信号是“6”，由于产品一预设电流表数字电压信号“6”对应负载电流“5mA”，因此处理模块102校正和输出代表当前负载电流是5mA的理想数字电压信号5给电源30。同理，当负载是产品二时，处理模块102检测到第一电压转换成数字电压信号是“13”，由于产品二预设电流表数字电压信号“13”对应负载电流“10mA”，因此处理模块102校正和输出代表当前负载电流是10mA的理想数字电压信号10给电源30。表1所描述的只是两个不同产品在校正电流过程中的第一电压所对应的负载电流，设计者可以根据产品的类型，预先在预设电流表建立起第一电压对应的数字电压信号和负载电流之间的对应关系。

在一些实施例中，为了能够方便处理模块根据第一电压迅速查询预设电流表以计算出负载电流，可以将属于不同数值范围的负载电流分别划分为不同的预设电流子类型，并且建立起每个预设电流子类型和特定预设电流表的对应关系。其中，预设电流表可以包括多个不同类型的预设电流表，每个预设电流子类型一一对应预设电流表，各个预设电流表分别存储在不同的存储器，以便处理模块根据第一电压访问对应的存储器，从而获取对应的预设电流表。例如，第一预设电流子类型的范围为0mA-45mA，其对应着第一预设电流表，如表1所示，第一预设电流表存储着与负载电流在0mA-45mA之间所对应的数字电压信号及负载电流的数值。第二预设电流子类型的范围为45mA-150mA，其对应着第二预设电流表。第三预设电流子类型的范围为0mA-500mA，其对应着第三预设电流表。

因此，电流检测电路10能够通过查询预设电流表，校正电流检测误差，并且从预设电流表计算出负载电流，从而能够精确检测出负载电流。

电源30是恒流电源，其能够以一定的步进电流值逐步输出负载电流，并且该负载电流的大小是已知的。例如，电源能够以步进电流值5mA逐步从30mA电流增加到35mA，以及增加到50mA。电源30在输出负载电流时，电流检测电路10可以通过中间参量检测出负载电流，并且根据中间参量和检测出的负载电流构建预设电流表。例如，该中间参量可以是用于评价负载电流的数字电压信号，电流检测电路将电源每次输出的负载电流转换成对应的数字电压信号，进一步的，再次将该数字电压信号和已知的负载电流构建预设电流表，并且将构建的预设电流表存储在对应的存储器上。电流检测电路检测不同产品的负载电流时，均要根据上述步骤构建对应的预设电流表，以便电流检测电路校正负载电流之用。

在一些实施例中，电源30可以通过控制第一开关20的开关状态，以控制充电状态。其中，充电时，电源30向第一开关20发送关闭控制信号，以关闭第一开关20，使负载电流流过第一开关并且向负载40提供负载电流。与此同时，电源30还向电流检测电路10发送启动控制信号，以启动电流检测电路10进行检测负载电流。

在一些实施例中，如图2所示，第一开关20包括第一控制端20a，用于输入控制信号Vgate。电流检测电路10还包括第二开关104，第二开关104包括第二输入端104a、第二输出端104b和第二控制端104c，第二输入端104a和检测模块101连接，第二输出端104b用于连接负载40，第二控制端104c用于输入控制信号Vgate，以使控制信号Vgate同步控制第一开关20和第二开关104的开关状态。其中，电源30向负载40提供负载电流I0时，电源30分别向第一开关20的第一控制端20a和第二开关104的第二控制端104c发送控制信号Vgate，以关闭第一开关20和第二开关104，与此同时，电源30还向电流检测电路10发送启动控制信号，以启动电流检测电路10进行检测负载电流。

如图3所示，电流检测电路10还包括电阻R1，电阻R1和第二开关104串联，电阻R1还和检测模块101并联，在控制信号Vgate控制第二开关104处于闭合状态时，从负载电流I0的电流路径50提取到的第一电流I1流经电阻R1，电阻R1的两端电压为第一电压，一第一电压对应一负载电流。

处理模块102包括处理器1021。处理器1021在检测到负载电流匹配预设电流类型时，根据第一电压查询与预设电流类型对应的预设电流表，以计算出负载电流。请再参阅图3，存储模块103包括第一存储器1031、第二存储器1032及第三存储器1033，第一存储器1031存储第一预设电流表，第二存储器1032存储第二预设电流表，第三存储器1033存储第三预设电流表。处理器1021将第一电压转换成数字电压信号，根据该数字电压信号间接判断出负载电流所属的预设电流类型，根据判断出的预设电流类型访问对应的存储器，从存储器调取预设电流表，通过该预设电流表查询出负载电流。例如，处理器1021判断出负载电流属于第二预设电流子类型的范围45mA-150mA，则访问第二存储器1032，从第二存储器1032调取第二预设电流表，并且根据第二预设电流表计算出负载电流。

在一些实施例中，第一存储器1031或第二存储器1032或第三存储器1033可以是非易失性内存。设计者可以根据业务需求，构建多个存储器以预存多个不同类型的预设电流表，此处并不局限于实施例所示出的三个存储器及预存的三个预设电流表。

在一些实施例中，当处理器1021确定负载电流对应的预设电流表时，根据第一电压，按照预设步进值逐行扫描预设电流表，以查询出负载电流。如表1所示，此处的预设步进值为5mA，第一电压已经转换成对应的数字电压信号，处理器1021在扫描时，从0mA开始扫描，按照预设步进值为5mA逐行扫描预设电流表，例如产品一的第一电压对应的数字电压信号是“6”，则对应的负载电流是“5mA”。

在一些实施例中，处理器1021在预设电流表未查询到负载电流时，根据插值方法计算出负载电流。请再参阅表1。当产品一的负载电流对应的第一数字电压信号是13时，处理器1021尚未根据表1能够查询到第一数字电压信号13对应的负载电流，于是，处理器1021检测出与该第一数字电压信号的最接近并且存储在预设电流表的两个数字电压信号，例如，处理器1021能够确定第一数字电压信号13最接近的两个数字电压信号分别为12和18，于是，处理器1021在数字电压信号12和数字电压信号18之间作插值方法，以计算出第一数字电压信号13所对应的负载电流，例如，(18-12)/5+10＝11.2mA。

在一些实施例中，预设电流类型包括由数值范围所界定的三个不同预设电流子类型，预设电流表包括多个不同类型的预设电流表，一预设电流子类型对应一预设电流表。其中，第一预设电流子类型的数值范围的最大值小于或等于第二预设电流子类型的数值范围的最小值，第三预设电流子类型的数值范围分别覆盖第一预设电流子类型和第二预设电流子类型的数值范围。例如，第一预设电流子类型的范围为0mA-45mA，其对应着第一预设电流表。第二预设电流子类型的范围为45mA-150mA，其对应着第二预设电流表。第三预设电流子类型的范围为0mA-500mA，其对应着第三预设电流表。或者，在一些实施例中，第一预设电流子类型的范围为0mA-45mA，第二预设电流子类型的范围为60mA-150mA，第三预设电流子类型的范围为0mA-500mA。

请参阅图4。当处理器1021检测到负载电流落入第一预设电流子类型的数值范围时，确定负载电流对应第一预设电流表。第一预设电流表存储有：第一电压对应的数字电压信号和负载电流的对应关系。例如，在第一预设电流子类型的数值范围为0mA-45mA中，当处理器1021分析到第一电压对应的数字电压信号为40时，处理器1021确定第一电压对应的负载电流落入第一预设电流子类型，进一步的，处理器1021确定负载电流对应第一预设电流表，在校正过程中，电流检测电路根据数字电压信号“40”访问第一存储器1031，从第一存储器查找第一预设电流表，从而计算出负载电流。

同理可得，当处理器1021检测到负载电流落入第二预设电流子类型的数值范围时，确定负载电流对应第二预设电流表。第二预设电流表存储有：第一电压对应的数字电压信号和负载电流的对应关系。例如，在第二预设电流子类型的数值范围为45mA-150mA中，当处理器1021分析到第一电压对应的数字电压信号为80时，处理器1021确定第一电压对应的负载电流落入第二预设电流子类型，进一步的，处理器1021确定负载电流对应第二预设电流表，在校正过程中，电流检测电路根据数字电压信号“80”访问第二存储器1032，从第二存储器1032查找第二预设电流表，从而计算出负载电流。

同理可得，当处理器1021检测到负载电流未落入第一预设电流子类型和第二预设电流子类型的数值范围时，确定负载电流对应第三预设电流表。第三预设电流表存储有：第一电压对应的数字电压信号和负载电流的对应关系。例如，在第三预设电流子类型的数值范围为0mA-500mA中，当处理器1021分析到第一电压对应的数字电压信号为300时，处理器1021确定第一电压对应的负载电流落入第三预设电流子类型，进一步的，处理器1021确定负载电流对应第三预设电流表，在校正过程中，电流检测电路根据数字电压信号“300”访问第三存储器1033，从第三存储器查找第三预设电流表，从而计算出负载电流。

请再参阅图4。在检测时，有时负载电流会溢出第一预设电流子类型的最大值，或者，负载电流会溢出第二预设电流子类型的最小值，然而，为了维护电流检测电路的稳定性以及精确度，当该溢出值不大于预设的裕量电流范围时，电流检测电路仍确定当前负载电流对应原先的预设电流表。具体的，当处理器1021检测到负载电流从第一预设电流子类型的数值范围跳变到第二预设电流子类型的数值范围，并且负载电流落入第一裕量电流范围内时，确定负载电流对应第一预设电流表。其中，第一裕量电流的数值范围覆盖第一预设电流子类型的数值范围，并且第一裕量电流的数值范围的最大值大于第一预设电流子类型的数值范围的最大值。进一步的，第一预设电流表存储有：在第一裕量电流的数值范围内，第一电压对应的数字电压信号和负载电流的对应关系。

例如，第一预设电流子类型的数值范围为0mA-45mA，第二预设电流子类型的数值范围为45mA-150mA，第一裕量电流的数值范围为0mA-50mA。当原先的负载电流是40mA时，处理器1021检测到负载电流从40mA上升到48mA时，处理器1021检测到当前负载电流落入第一裕量电流范围内，则处理器1021确定负载电流对应第一预设电流表，并且根据负载电流48mA对应的第一电压查询第一预设电流表，以计算出负载电流。

请再参阅图4。当处理器1021检测到负载电流从第二预设电流子类型的数值范围跳变到第一预设电流子类型的数值范围，并且负载电流落入第二裕量电流范围内时，确定负载电流对应第二预设电流表。其中，第二裕量电流的数值范围覆盖第二预设电流子类型的数值范围，并且第二裕量电流的数值范围的最小值小于第二预设电流子类型的数值范围的最小值，和第二裕量电流的数值范围的最大值大于第二预设电流子类型的数值范围的最大值。进一步的，第二预设电流表存储有：在第二裕量电流的数值范围内，第一电压对应的数字电压信号和负载电流的对应关系。

例如，第一预设电流子类型的数值范围为0mA-45mA，第二预设电流子类型的数值范围为45mA-150mA，第二裕量电流的数值范围为40mA-155mA。当原先的负载电流是46mA时，处理器1021检测到负载电流从46mA下降到42mA时，处理器1021检测到当前负载电流落入第二裕量电流范围内，则处理器1021确定负载电流对应第一预设电流表，并且根据负载电流42mA对应的第一电压查询第二预设电流表，以计算出负载电流。

请再参阅图4。当处理器1021检测到负载电流满足上述各个实施例所示的其它条件时，即：虽然当前负载电流落入第二裕量电流范围内，但是该当前负载电流的上一次负载电流是未落入第一预设电流子类型和第二预设电流子类型的数值范围的，因此，处理器1021仍确定负载电流对应第三预设电流表。

请再参阅图4。在一些实施例中，各个存储器可以存储各个预设电流子类型对应的预设电流表、第一裕量电流范围对应的预设电流表及第二裕量电流范围对应的预设电流表。或者，各个存储器还可以只存储对应的第一裕量电流范围对应的预设电流表、第二裕量电流范围对应的预设电流表及第三预设电流表。

通过此种方式，其能够避免处理器1021频繁地根据第一电压跳变地选择第一预设电流表和第二预设电流表，从而有效地维护电流检测电路的稳定性。

请参阅图5，图5所示的实施例与图4所示的实施例的不同点在于：处理器1021还用于：在检测到负载电流在预设次数内在第一预设电流子类型和第二预设电流子类型之间跳变，并且跳变的次数大于预设跳变阈值时，确定负载电流对应第三预设电流表。其中，第三预设电流表预存有：第一电压对应的数字电压信号和负载电流的对应关系。设计者可以根据业务需求自行选择预设次数与预设跳变阈值，预设次数可以是10或12或16或20以及等等。预设跳变阈值可以是2或3或4以及等等。例如，电流检测电路已经作完10次的电流检测，在过去10次的电流检测内，处理器1021检测到负载电流从第一预设电流子类型跳到第二预设电流子类型，紧接着再次从第二预设电流子类型跳变到第一预设电流子类型，紧接着又再次检测到负载电流从第一预设电流子类型跳变到第二预设电流子类型，因此，在预设次数10内，处理器1021连续检测到负载电流在第一预设电流子类型和第二预设电流子类型之间跳变的次数是3次，并且此时的预设跳变阈值是2，则处理器1021确定负载电流是不稳定的，并且确定负载电流对应第三预设电流表，在计算负载电流时，可以查询第二预设电流表。又例如，在过去10次的电流检测内，处理器1021连续检测到负载电流从第二预设电流子类型跳到第一预设电流子类型，紧接着再次从第一预设电流子类型跳变到第二预设电流子类型，则处理器1021确定负载电流是不稳定的，并且确定负载电流对应第三预设电流表。设计者可以根据业务需求自行定义用于描述负载电流的稳定状态的规则。

在图4所示的实施例中，处理器根据负载电流所匹配到的预设电流子类型以选择对应的预设电流表，或者，还可以根据变化后的负载电流所属的裕量电流范围以选择对应的预设电流表，该选择方式可以是跟随负载电流的变化以响应。在图5所示的实施例中，处理器除了如图4所示的选择方式之外，其还可以根据负载电流的稳定状态以选择对应的预设电流表。其中，在判断负载电流的稳定状态时，处理器根据负载电流在预设次数内连续在第一预设电流子类型和第二预设电流子类型之间跳变，并且跳变的次数大于预设跳变阈值以判断。因此，本实施例的电流检测电路至少提供两种检测方式，以便应对各类状态的负载电流。

因此，通过判断出负载电流处于不稳定，查询第三预设电流表，其能够更加精确地计算出负载电流。

为了方便处理第一电压及提高检测精度，在一些实施例中，如图6所示，检测模块101包括放大器1011和积分器1012。放大器1011包括放大输入端10a和放大输出端10b，放大输入端10a用于加载第一电压，放大输出端10b输出经由放大器1011将第一电压进行放大处理后的电压放大信号V1，如图6a所示。积分器1012接收电压放大信号V1，并且对电压放大信号V1进行积分，输出电压积分信号V2，如图6a所示。

为了进一步地提高检测精度，当处理器1021检测到第一电流属于第一预设电流子类型时，通过使能端EN向积分器1012发送第一使能信号，使积分器1012选择第一积分时间对电压放大信号V1进行积分，如图6a所示。当处理器1021检测到第一电流属于第二预设电流子类型时，向积分器发送第二使能信号，使积分器选择第二积分时间对电压放大信号V1进行积分。其中，第一积分时间大于第二积分时间。因此，由于属于第一预设电流子类型的第一电流(负载电流)比较小，电流检测电路通过提高积分时间，从而提高检测属于第一预设电流子类型的负载电流的精度。由于属于第三预设电流子类型的第一电流(负载电流)比较大，该第一电流可以不用经过积分器1012的积分处理，直接从放大器1011输出。处理器1021还可以通过复位端reset向积分器1012输出复位信号，以将积分器1012的电容C1的电荷放掉。

在一些实施例中，如图6所示，检测模块101还包括选择器1013。选择器1013用于接收电压放大信号V1和电压积分信号V2。电源30向处理器1021发送启动控制信号，以启动电流检测电路开始检测电流。当处理器1021检测到电流检测电路10开始上电，通过选择端SEL向选择器1013发送第一选择信号“0”，使选择器1013选择输出电压放大信号，并且处理器1021根据电压放大信号查询第三预设电流表，以计算出负载电流。当处理器1021检测到第一电流属于第一预设电流子类型或第二预设电流子类型时，通过选择端SEL向选择器1013发送第二选择信号“1”，使选择器1013选择输出电压积分信号。

如图6所示，处理模块102还包括模数转换器1022。模数转换器1022接收由选择器1013输出的电压信号，并且将电压信号转换成数字电压信号，处理器1021根据数字电压信号查询与预设电流类型对应的预设电流表，以计算出负载电流。

在一些实施例中，当负载电流不稳定时，处理器1021根据第一电压对应的数字电压信号，通过采样端sam向模数转换器1022发送采样控制信号，以提高模数转换器1022的采样频率。处理器1021求取在预设时间段内模数转换器1022向处理器1021输出的数字电压信号的平均值，并且将平均值作为所查询的数字电压信号，以便处理器1021能够精准地计算出负载电流。例如，在提高模数转换器1022的采样频率下，模数转换器1022在1毫秒内采集到四组数据，分别是D1、D2、D3及D4。处理器求取平均值Davg＝(D1+D2+D3+D4)/4，并且将该平均值作为所查询的数字电压信号，进一步的，处理器根据该平均值查询对应的预设电流表，以计算出负载电流。

在一些实施例中，第一开关或第二开关是电子开关管，例如可以是MOS管、三极管以及等等。设计者可以根据作业需求，自行选择第一开关或第二开关的类型。

在一些实施例中，处理器可以是由通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，处理器还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。

在一些实施例中，图7所示的实施例与图1至图6所示实施例的不同点在于：如图7所示，第一开关20为第一N沟道MOS管，检测模块101用于并联在第一N沟道MOS管20的漏极和源极之间，第一N沟道MOS管20的栅极用于输入控制信号Vgate，第一电压为负载电流流经第一N沟道MOS管20的源漏电压。其中，处理模块102预存有第一电压和负载电流对应关系的预设电流表，处理模块102根据第一电压查询预设电流表，以计算出负载电流。

在一些实施例中，图8所示的实施例与图1至图7所示实施例的不同点在于：如图8所示，电流检测电路10还包括第二N沟道MOS管60，第二N沟道MOS管60的漏极和检测模块101连接，第二N沟道MOS管60的源极和第一N沟道MOS管20的源极连接，第二N沟道MOS管60的栅极用于输入控制信号Vgate，以使控制信号Vgate同步控制第一N沟道MOS管20和第二N沟道MOS管60的开关状态。处理模块102根据第一电压查询预设电流表，以计算出负载电流。因此，电流检测电路10能够通过查询预设电流表，校正电流检测误差，并且从预设电流表计算出负载电流，从而能够精确检测出负载电流。

作为本发明实施例的另一方面，本发明实施例还提供一种芯片。该芯片包括如图1至图8任一所述的电流检测电路。芯片能够通过查询预设电流表，校正电流检测误差，并且从预设电流表计算出负载电流，从而能够精确检测出负载电流。

作为本发明实施例的另一方面，本发明实施例还提供一种电源设备。图9是本发明实施例提供一种电源设备的电路结构框图。如图9所示，电源设备90包括电源输出端口901、电源902、开关903、电容904及如图1至图8任一所述的电流检测电路905。其中，电源902包括电源输出端902a，开关903包括输入端903a、输出端903b及控制端903c，开关903的输入端903a和电源902的电源输出端903b连接，开关903的输出端903b和电源输出端口901连接，控制端903c用于输入开关控制信号。电容904的一端分别与开关903的输出端903b和电源输出端口901连接，电容904的另一端接地。电流检测电路905连接在开关903的输入端903a和开关903的输出端903b之间，并且电流检测电路905和电源902连接，并且电源902用于输出开关控制信号。

电源设备基于如图1至图8所示各个实施例的电流检测电路的同一构思，在内容不互相冲突的前提下，电源设备的实施例可以引用电流检测电流的各个实施例的内容。

在本实施例中，电源设备能够通过查询预设电流表，校正电流检测误差，并且从预设电流表计算出负载电流，从而能够精确检测出负载电流。

在一些实施例中，电源设备可以是移动电源或者适配器。如图10所示，当电源设备90是三端口的移动电源时，该电源设备90可以连接三个负载。每个端口有独立的开关进行控制，快充协议比如USB PD2.0，支持不同输出端口可以输出不同电压，以及限定每个端口允许输出的最大电流。因此，为每个端口作独立的电流检测是非常有必要的。电流检测电路905通过检测各个支路电流路经的电流大小，把检测到的各个负载电流反馈给电源902，以使电源902输出期望的负载电流。

作为本发明实施例的另一方面，本发明实施例还提供一种电流检测方法，应用于上述各个实施例所述的电流检测电路、芯片及电源设备。图11是本发明实施例提供一种电流检测方法的流程示意图。如图11所示，该电流检测方法用于检测电源通过第一开关向负载所提供的负载电流，其中，电流检测方法包括：

步骤010、获取与负载电流关联的第一电压；

步骤012、根据第一电压查询预设电流表，以计算出负载电流。

由于方法实施例是基于上述各个实施例所述的电流检测电路、芯片及电源设备的构思，因此，方法实施例可以相互引用如图1至图10所述的各个内容，在此不赘述。

在本实施例中，电流检测方法能够通过查询预设查询表，校正电流检测误差，并且从预设查询表计算出负载电流，从而能够精确检测出负载电流。

在一些实施例中，步骤010包括：从负载电流的电流路径提取到的第一电流流经电阻，电阻的两端电压为第一电压，其中，所述电阻和所述第一开关并联。步骤012包括：在检测到第一电流匹配预设电流类型时，根据第一电压查询与预设电流类型对应的预设电流表，以计算出负载电流。

在一些实施例中，当确定负载电流对应的预设电流表时，根据第一电压按照预设步进值逐行扫描预设电流表，以查询出负载电流。

在一些实施例中，在预设电流表未查询到负载电流时，根据插值方法计算出负载电流。

在一些实施例中，预设电流类型包括由数值范围所界定的三个不同预设电流子类型，存储模块包括预存不同预设电流表的三个存储器，一预设电流子类型对应一预设电流表，其中，第一预设电流子类型的数值范围的最大值小于或等于第二预设电流子类型的数值范围的最小值，第三预设电流子类型的数值范围分别覆盖第一预设电流子类型和第二预设电流子类型的数值范围。

在一些实施例中，当处理器检测到负载电流落入第一预设电流子类型的数值范围时，确定负载电流对应第一预设电流表；当处理器检测到负载电流落入第二预设电流子类型的数值范围时，确定负载电流对应第二预设电流表；当处理器检测到负载电流未落入第一预设电流子类型和第二预设电流子类型的数值范围时，确定负载电流对应第三预设电流表。

在一些实施例中，在检测到负载电流在预设次数内在第一预设电流子类型和第二预设电流子类型之间跳变，并且跳变的次数大于预设跳变阈值时，确定负载电流对应第三预设电流表。

在一些实施例中，当检测到负载电流从第一预设电流子类型的数值范围跳变到第二预设电流子类型的数值范围，并且负载电流落入第一裕量电流范围内时，确定负载电流对应第一预设电流表；当检测到负载电流从第二预设电流子类型的数值范围跳变到第一预设电流子类型的数值范围，并且负载电流落入第二裕量电流范围内时，确定负载电流对应第二预设电流表。

在一些实施例中，对第一电压进行放大处理后的电压放大信号并且输出该电压放大信号。

在一些实施例中，对电压放大信号进行积分，输出电压积分信号。

在一些实施例中，当检测到负载电流属于所述第一预设电流子类型时，向积分器发送第一使能信号，使积分器选择第一积分时间对电压放大信号进行积分；当检测到负载电流属于第二预设电流子类型时，向积分器发送第二使能信号，使积分器选择第二积分时间对电压放大信号进行积分；其中，第一积分时间大于第二积分时间。

在一些实施例中，当检测到电流检测电路开始上电，向选择器发送第一选择信号，使选择器选择输出电压放大信号，并且根据电压放大信号查询第三预设电流表，以计算出负载电流。

在一些实施例中，对第一电压进行模数转换处理，以转换成数字电压信号，根据数字电压信号查询与预设电流类型对应的预设电流表，以计算出负载电流。

由于方法实施例是基于上述各个实施例所述的电流检测电路、芯片及电源设备的构思，因此，方法实施例可以相互引用如图1至图10所述的各个内容，在此不赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (20)

1.一种电流检测电路，用于检测电源通过第一开关向负载所提供的负载电流，其特征在于，包括：

检测模块，用于与所述第一开关并联，并且检测与所述负载电流关联的第一电压；

存储模块，用于存储预设电流表；

处理模块，其分别与所述存储模块和所述检测模块连接，用于根据所述第一电压查询所述预设电流表，以计算出所述负载电流。

2.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，

所述第一开关包括第一控制端，用于输入控制信号；

所述电流检测电路还包括第二开关，所述第二开关包括第二输入端、第二输出端和第二控制端，所述第二输入端和所述检测模块连接，所述第二输出端用于连接所述负载，所述第二控制端用于输入所述控制信号，以使所述控制信号同步控制所述第一开关和所述第二开关的开关状态。

3.根据权利要求2所述的电流检测电路，其特征在于，所述电流检测电路还包括电阻，所述电阻和所述第二开关串联，所述电阻还和所述检测模块并联，在所述控制信号控制所述第二开关处于闭合状态时，从所述负载电流的电流路径提取到的第一电流流经所述电阻，所述电阻的两端电压为所述第一电压，一所述第一电压对应一所述负载电流。

4.根据权利要求3所述的电流检测电路，其特征在于，所述处理模块包括处理器，所述存储模块包括预存不同预设电流表的若干存储器；

所述处理器用于：在检测到所述负载电流匹配预设电流类型时，根据所述第一电压访问存储器，查询与所述预设电流类型对应的预设电流表，以计算出所述负载电流。

5.根据权利要求4所述的电流检测电路，其特征在于，当所述处理器确定所述负载电流对应的预设电流表时，根据所述第一电压访问存储器，按照预设步进值逐行扫描所述预设电流表，以查询出所述负载电流。

6.根据权利要求4所述的电流检测电路，其特征在于，所述处理器在所述预设电流表未查询到所述负载电流时，根据插值方法计算出所述负载电流。

7.根据权利要求4所述的电流检测电路，其特征在于，所述预设电流类型包括由数值范围所界定的三个不同预设电流子类型，所述存储模块包括预存不同预设电流表的三个存储器，一所述预设电流子类型对应一所述预设电流表，其中，第一预设电流子类型的数值范围的最大值小于或等于第二预设电流子类型的数值范围的最小值，第三预设电流子类型的数值范围分别覆盖所述第一预设电流子类型和所述第二预设电流子类型的数值范围。

8.根据权利要求7所述的电流检测电路，其特征在于，

当所述处理器检测到所述负载电流落入第一预设电流子类型的数值范围时，确定所述负载电流对应第一预设电流表；

当所述处理器检测到所述负载电流落入第二预设电流子类型的数值范围时，确定所述负载电流对应第二预设电流表；

当所述处理器检测到所述负载电流未落入第一预设电流子类型和第二预设电流子类型的数值范围时，确定所述负载电流对应第三预设电流表。

9.根据权利要求7所述的电流检测电路，其特征在于，所述处理器还用于：在检测到所述负载电流在预设次数内在所述第一预设电流子类型和所述第二预设电流子类型之间跳变，并且跳变的次数大于预设跳变阈值时，确定所述负载电流对应第三预设电流表。

10.根据权利要求8所述的电流检测电路，其特征在于，

当所述处理器检测到所述负载电流从所述第一预设电流子类型的数值范围跳变到所述第二预设电流子类型的数值范围，并且所述负载电流落入第一裕量电流范围内时，确定所述负载电流对应所述第一预设电流表；

当所述处理器检测到所述负载电流从所述第二预设电流子类型的数值范围跳变到所述第一预设电流子类型的数值范围，并且所述负载电流落入第二裕量电流范围内时，确定所述负载电流对应所述第二预设电流表。

11.根据权利要求10所述的电流检测电路，其特征在于，所述检测模块包括：

放大器，其包括放大输入端和放大输出端，所述放大输入端用于加载所述第一电压，所述放大输出端输出经由所述放大器将所述第一电压进行放大处理后的电压放大信号。

12.根据权利要求11所述的电流检测电路，其特征在于，所述检测模块还包括：

积分器，用于接收所述电压放大信号，并且对所述电压放大信号进行积分，输出电压积分信号。

13.根据权利要求12所述的电流检测电路，其特征在于，

当所述处理器检测到所述负载电流属于所述第一预设电流子类型时，向所述积分器发送第一使能信号，使所述积分器选择第一积分时间对所述电压放大信号进行积分；

当所述处理器检测到所述负载电流属于所述第二预设电流子类型时，向所述积分器发送第二使能信号，使所述积分器选择第二积分时间对所述电压放大信号进行积分；

其中，所述第一积分时间大于所述第二积分时间。

14.根据权利要求13所述的电流检测电路，其特征在于，所述检测模块还包括：

选择器，用于接收所述电压放大信号和所述电压积分信号；

当所述处理器检测到所述电流检测电路开始上电，向所述选择器发送第一选择信号，使所述选择器选择输出所述电压放大信号，并且所述处理器根据所述电压放大信号查询所述第三预设电流表，以计算出所述负载电流。

15.根据权利要求14所述的电流检测电路，其特征在于，所述处理模块还包括：

模数转换器，用于接收由所述选择器输出的电压信号，并且将所述电压信号转换成数字电压信号，所述处理器根据所述数字电压信号查询与所述预设电流类型对应的预设电流表，以计算出所述负载电流。

16.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1至15任一项所述的电流检测电路。

17.一种电源设备，其特征在于，包括如权利要求1至15任一项所述的电流检测电路。

18.一种电流检测方法，用于检测电源通过第一开关向负载所提供的负载电流，其特征在于，包括：

获取与所述负载电流关联的第一电压；

根据所述第一电压查询预设电流表，以计算出所述负载电流。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，

所述获取与所述负载电流关联的第一电压，包括：

从所述负载电流的电流路径提取到的第一电流流经电阻，电阻的两端电压为所述第一电压，其中，所述电阻和所述第一开关并联；

所述根据所述第一电压查询预设电流表，以计算出所述负载电流，包括：

在检测到所述第一电流匹配预设电流类型时，根据所述第一电压查询与所述预设电流类型对应的预设电流表，以计算出所述负载电流。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述预设电流类型包括由数值范围所界定的三个不同预设电流子类型，所述存储模块包括预存不同预设电流表的三个存储器，一所述预设电流子类型对应一所述预设电流表，其中，第一预设电流子类型的数值范围的最大值小于或等于第二预设电流子类型的数值范围的最小值，第三预设电流子类型的数值范围分别覆盖所述第一预设电流子类型和所述第二预设电流子类型的数值范围；

所述在检测到所述第一电流匹配预设电流类型时，根据所述第一电压查询与所述预设电流类型对应的预设电流表，以计算出所述负载电流，包括：

当检测到所述负载电流落入第一预设电流子类型的数值范围时，确定所述负载电流对应第一预设电流表；

当检测到所述负载电流落入第二预设电流子类型的数值范围时，确定所述负载电流对应第二预设电流表；

当检测到所述负载电流未落入第一预设电流子类型和第二预设电流子类型的数值范围时，确定所述负载电流对应第三预设电流表；

当在检测到所述负载电流在预设次数内在所述第一预设电流子类型和所述第二预设电流子类型之间跳变，并且跳变的次数大于预设跳变阈值时，确定所述负载电流对应第三预设电流表；

当检测到所述负载电流从所述第一预设电流子类型的数值范围跳变到所述第二预设电流子类型的数值范围，并且所述负载电流落入第一裕量电流范围内时，确定所述负载电流对应所述第一预设电流表；

当检测到所述负载电流从所述第二预设电流子类型的数值范围跳变到所述第一预设电流子类型的数值范围，并且所述负载电流落入第二裕量电流范围内时，确定所述负载电流对应所述第二预设电流表。