CN106841764B - 一种利用mosfet管内阻实现输出电流检测的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用MOSFET管内阻实现输出电流检测的方法，利用MOSFET管的内阻作为输出电流检测功能，通过实际模拟相应环境实验，随机获取批量MOSEFET实验数据；将采集到的实验数据，通过单片机智能算法，结合外围电路设计，自动检测相应环境的变化进行智能动态补尝；从而确保电流检测值的精度能满足产品规格要求。

Description

一种利用MOSFET管内阻实现输出电流检测的方法
技术领域
本发明涉及电路测试技术领域，特别是一种利用MOSFET管内阻实现输出电流检测的方法。
背景技术
目前，随着移动消费类电子产品的普及，移动电源行业的发展也得到了快速的提升，移动电源的使用也逐渐成为生活中不可或缺的一部分，因此移动电源的电路设计上也随着科技的进步而得到不断的优化，使其更加符合用户的实际需求。
在已往的电路设计中，往往会采用取样电阻的设计，进行电流的监控，这种设计方式可以通过电阻产生的压降，反馈给MCU(控制芯片)，精确的获取电流数据，从而通过MCU的参数设定，设置相关的输出过流保护参数，以及截止关机电流等参数，让移动电源在使用中得到更好的安全保护以及更好的用户体验。
但是正因为采用这种设计方式，通过取样电阻的压降采集数据，从而会消耗部分输出功率，并且产生热量，这不仅会让能量的传输得不到更好的利用，而且产生的热量过大时会直接影响产品的正常使用，大大地降低用户体验度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种利用MOSFET管内阻实现输出电流检测的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种利用MOSFET管内阻实现输出电流检测的方法，包括：
内置于移动电源的电路连接结构，该电路连接结构包括MCU处理器、电池、升压IC、NTC热敏电阻、MOSFET管和输出接口，所述电池分别与所述MCU处理器、升压IC电性连接，所述MCU处理器分别与所述升压IC、NTC热敏电阻和MOSFET管电性连接，所述输出接口与所述升压IC、MOSFET管电性连接；
以及基于该电路连接结构的输出电流检测方案,包括以下步骤：
（A1）在移动电源向外输出电流供电始时，电池端提供电源给MCU处理器，MCU处理器同时提供一个驱动电压给升压IC以及使MOSFET管处于导通输出状态；
（A2）MCU处理器内置关于MOSFET管内阻的浮动变化数据，包括数据一和数据二，所述数据一为MOSFET管内阻在特定温度及不同带载电流的条件下与电池电压的浮动变化数据；所述数据二为MOSFET管内阻在不同环境温度下与电池电压的浮动变化数据；
（A3）在输出的过程中，MCU处理器获取电路连接结构中MOSFET管驱动电压的实际电压值以及实际温度值，通过读取所述实际温度值对应所述浮动变化数据中的MOSFET管内阻，根据输出电流=实际电压值/MOSFET管内阻的公式进行计算，从而获得实际通过MOSFET管的输出电流值。
上述技术方案中，所述MOSFET管包括并联的第一MOSFET管和第二MOSFET管，所述第一MOSFET管和第二MOSFET管的输入端与所述输出接口电性连接，所述第一MOSFET管和第二MOSFET管的输出端接地，所述第一MOSFET管和第二MOSFET管的驱动端与所述MCU处理器电性连接；所述MCU处理器对输出端的电压进行取样，当判断输出接口为小功率输出时，将第一MOSFET管或第二MOSFET管关闭。
上述技术方案中，所述MCU处理器与所述第一MOSFET管的驱动端电性连接并提供驱动电压PN1，所述MCU处理器与所述第二MOSFET管的驱动端电性连接并提供驱动电压PN2；所述第一MOSFET管和第二MOSFET管的输入端相连节点与所述MCU处理器的反馈采样端电性连接。
上述技术方案中，所述实际温度值为所述NTC热敏电阻在PCBA板上反馈给所述MCU处理器所获取。
本发明的有益效果是：
1）实现了利用MOSFET管内阻作为输出电流检测功能。在这个技术的基础上，可以有效提高移动电源的放电转换效率以及降低电流采样时的固有发热问题。实际上直接使用MOSFET内阻替代传统采样电阻作为输出电流检测方式，在降低发热的同时因减少了散热材料的使用，使产品更具成本优势，提高了产品市场竟争力。
2）并且由于去掉了电流采样电阻，较传统使用电阻采样电流方式，输出电压变化范围更小，使产品输出电压也更加稳定。
3）采用输出结合双路MOSFET器结构：当输出小功率时，将其中一路断开，另一路串入一个MOSFET；这样即能保证小功率输出时有足够的测量精度，也能在大功率输出时获最低的功率损耗。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是本发明实施例二双MOSFET管的结构示意图；
图3是本发明MOSFET管内阻在特定温度及不同带载电流的条件下与电池电压的浮动变化数据图表（由于数据表庞大，本发明仅给出温度25℃时的数据图表，根据本领域技术人员可以根据本发明提供的方法测量出相对应不同温度的数据图表）；
图4是本发明MOSFET管内阻在不同环境温度下与电池电压的浮动变化数据图表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，实施例一，一种利用MOSFET管内阻实现输出电流检测的方法，包括：
内置于移动电源的电路连接结构，该电路连接结构包括MCU处理器、电池、升压IC、NTC热敏电阻、MOSFET管和输出接口，所述电池分别与所述MCU处理器、升压IC电性连接，所述MCU处理器分别与所述升压IC、NTC热敏电阻和MOSFET管电性连接，所述输出接口与所述升压IC、MOSFET管电性连接；
以及基于该电路连接结构的输出电流检测方案,包括以下步骤：
（A1）在移动电源向外输出电流供电始时，电池端提供电源给MCU处理器，MCU处理器同时提供一个驱动电压给升压IC以及使MOSFET管处于导通输出状态；
（A2）MCU处理器内置关于MOSFET管内阻的浮动变化数据，包括数据一和数据二；如图3所示，所述数据一为MOSFET管内阻在特定温度（25℃）及不同带载电流的条件下与电池电压的浮动变化数据；其中，X轴为电池电压（V），Y轴为MOSFET管内阻（mΩ），带载电流的测量值为2A、1A、500mA、100mA、50mA。如图4所示，所述数据二为MOSFET管内阻在不同环境温度下与电池电压的浮动变化数据；其中，X轴为电池电压（V），Y轴为MOSFET管内阻（mΩ）；测量的温度数据范围为25℃-125℃，测量间距为10℃。电池电压的变化会导致MOSFET管驱动电压的变化。根据图表也可以得出相对应的数据表，在此就不再提供测量数据表。
（A3）在输出的过程中，MCU处理器获取电路连接结构中MOSFET管驱动电压的实际电压值以及实际温度值，通过读取所述实际温度值对应所述浮动变化数据中的MOSFET管内阻，根据输出电流=实际电压值/MOSFET管内阻的公式进行计算，从而获得实际通过MOSFET管的输出电流值。其中，所述实际温度值为所述NTC热敏电阻在PCBA板上反馈给所述MCU处理器所获取。
如图2所示，实施例二，与实施例一的区别在于：所述MOSFET管包括并联的第一MOSFET管和第二MOSFET管，所述第一MOSFET管和第二MOSFET管的输入端与所述输出接口电性连接，所述第一MOSFET管和第二MOSFET管的输出端接地，所述第一MOSFET管和第二MOSFET管的驱动端与所述MCU处理器电性连接；所述MCU处理器对输出端的电压进行取样，当判断输出接口为小功率输出时，将第一MOSFET管或第二MOSFET管关闭。所述MCU处理器与所述第一MOSFET管的驱动端电性连接并提供驱动电压PN1，所述MCU处理器与所述第二MOSFET管的驱动端电性连接并提供驱动电压PN2；所述第一MOSFET管和第二MOSFET管的输入端相连节点与所述MCU处理器的反馈采样端SENS电性连接。当输出小功率时，将其中一路断开，另一路串入一个MOSFET；这样即能保证小功率输出时有足够的测量精度，也能在大功率输出时获最低的功率损耗。
以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (3)

1.一种利用MOSFET管内阻实现输出电流检测的方法，其特征在于：包括
内置于移动电源的电路连接结构，该电路连接结构包括MCU处理器、电池、升压IC、NTC热敏电阻、MOSFET管和输出接口，所述电池分别与所述MCU处理器、升压IC电性连接，所述MCU处理器分别与所述升压IC、NTC热敏电阻和MOSFET管电性连接，所述输出接口与所述升压IC、MOSFET管电性连接；
以及基于该电路连接结构的输出电流检测方案,包括以下步骤：
（A1）在移动电源向外输出电流供电始时，电池端提供电源给MCU处理器，MCU处理器同时提供一个驱动电压给升压IC以及使MOSFET管处于导通输出状态；
（A2）MCU处理器内置关于MOSFET管内阻的浮动变化数据，包括数据一和数据二，所述数据一为MOSFET管内阻在特定温度及不同带载电流的条件下与电池电压的浮动变化数据；所述数据二为MOSFET管内阻在不同环境温度下与电池电压的浮动变化数据；
（A3）在输出的过程中，MCU处理器获取电路连接结构中MOSFET管驱动电压的实际电压值以及实际温度值，通过读取所述实际温度值对应所述浮动变化数据中的MOSFET管内阻，根据输出电流=实际电压值/MOSFET管内阻的公式进行计算，从而获得实际通过MOSFET管的输出电流值；所述实际温度值为所述NTC热敏电阻在PCBA板上反馈给所述MCU处理器所获取。
2.根据权利要求1所述的一种利用MOSFET管内阻实现输出电流检测的方法，其特征在于：所述MOSFET管包括并联的第一MOSFET管和第二MOSFET管，所述第一MOSFET管和第二MOSFET管的输入端与所述输出接口电性连接，所述第一MOSFET管和第二MOSFET管的输出端接地，所述第一MOSFET管和第二MOSFET管的驱动端与所述MCU处理器电性连接；所述MCU处理器对输出端的电压进行取样，当判断输出接口为小功率输出时，将第一MOSFET管或第二MOSFET管关闭。
3.根据权利要求2所述的一种利用MOSFET管内阻实现输出电流检测的方法，其特征在于：所述MCU处理器与所述第一MOSFET管的驱动端电性连接并提供驱动电压PN1，所述MCU处理器与所述第二MOSFET管的驱动端电性连接并提供驱动电压PN2；所述第一MOSFET管和第二MOSFET管的输入端相连节点与所述MCU处理器的反馈采样端电性连接。
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