CN114756075A - 一种峰值电流负载控制电路 - Google Patents

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成东波
丁雪征
朱颖
董金华
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Abstract

本发明公开了一种峰值电流负载控制电路，包括：参考电压调整电路，用于根据原边控制芯片的恒流模式信号和/或恒压模式信号，生成参考电压控制信号；峰值负载检测模块，用于根据参考电压控制信号，调整峰值负载检测的参考电压；并根据参考电压，对原边控制芯片进行峰值负载检测，调整原边控制芯片的控制模式；其中，控制模式包括恒流环路控制模式和恒压环路控制模式；本发明通过参考电压调整电路的设置，根据原边控制芯片的恒流模式信号和/或恒压模式信号，控制调整原边控制芯片的峰值负载检测的参考电压，以控制原边控制芯片的控制模式的切换，从而提升原边反馈充电器在检测到峰值电流负载时的输出电压的稳定性。

Description

一种峰值电流负载控制电路
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种峰值电流负载控制电路。
背景技术
在智能音箱应用中，在低重音场合中，会使此时的智能音箱瞬间输出功率几倍于正常播放时的输出功率。以天猫精灵X5音箱为例，其充电器标示的额定输出功率是12V2A(24W)，在低重音播放中，发现其输出电流峰值高达3.8A，此时瞬间输出功率高达45.6W；在这种瞬间高输出功率场合中，充电器的输出电压明显下降会导致智能音箱断电重启。
因此，如何能够避免瞬间高输出功率场合中，充电器的输出电压明显下降所导致的智能音箱断电重启，提升充电器的输出电压的稳定性，是现今急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种峰值电流负载控制电路，以避免瞬间高输出功率场合中，充电器的输出电压明显下降所导致的负载断电重启，提升充电器的输出电压的稳定性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种峰值电流负载控制电路，包括：
参考电压调整电路，用于根据原边控制芯片的恒流模式信号和/或恒压模式信号，生成参考电压控制信号；
峰值负载检测模块，用于根据所述参考电压控制信号，调整峰值负载检测的参考电压；并根据所述参考电压，对所述原边控制芯片进行峰值负载检测，调整所述原边控制芯片的控制模式；其中，所述控制模式包括恒流环路控制模式和恒压环路控制模式，所述参考电压包括过电流保护参考电压和峰值负载参考电压，峰值负载参考电压为所述过电流保护参考电压的k倍，k大于1。
可选的，所述参考电压调整电路具体用于根据所述恒流模式信号和/或所述恒压模式信号，在所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式时，生成所述峰值负载参考电压对应的第一控制信号；在所述原边控制芯片处于所述恒压环路控制模式且所述参考电压为所述峰值负载参考电压时，生成所述过电流保护参考电压对应的第二控制信号；其中，所述参考电压控制信号包括所述第一控制信号和所述第二控制信号。
可选的，所述参考电压调整电路，包括：
恒流调整电路，用于根据所述恒流模式信号对应的恒流模式开始信号和恒流模式结束信号，在所述原边控制芯片进入所述恒流环路控制模式后，生成所述第一控制信号；在所述参考电压为所述峰值负载参考电压且所述原边控制芯片结束所述恒流环路控制模式后，生成所述第二控制信号。
可选的，所述恒流调整电路，包括：第一与门器件、第一RS触发器、D类型触发器和倒相放大器；
其中，所述第一与门器件的第一输入端与所述恒流模式结束信号的输出端连接，所述第一与门器件的第二输入端与所述D类型触发器的Q输出端连接，所述第一与门器件的输出端与所述第一RS触发器的R输入端连接；所述第一RS触发器的S输入端与所述恒流模式开始信号的输出端连接，所述第一RS触发器的Q输出端与所述D类型触发器的D输入端连接；所述D类型触发器的时钟输入端与所述原边控制芯片的驱动周期开通的开通脉冲信号的输出端连接，所述D类型触发器的Q输出端与所述倒相放大器的输入端连接，所述倒相放大器的输出端与所述峰值负载检测模块的所述参考电压控制信号的输入端连接。
可选的，所述第一RS触发器，包括：第一或非门器件和第二或非门器件；
其中，所述第一或非门器件的第一输入端与所述恒流模式开始信号的输出端连接，所述第一或非门器件的第二输入端与所述第二或非门器件的输出端连接，所述第一或非门器件的输出端与所述第二或非门器件的第一输入端连接；所述第二或非门器件的第二输入端与所述第一与门器件的输出端连接，所述第二或非门器件的输出端与所述第一或非门器件的第二输入端连接的公共端作为所述第一RS触发器的Q输出端与所述D类型触发器的D输入端连接。
可选的，所述参考电压控制信号包括所述峰值负载参考电压对应的第一控制信号、所述过电流保护参考电压对应的第二控制信号、中高参考电压对应的第三控制信号和中低参考电压对应的第四控制信号；其中，所述峰值负载参考电压大于所述中高参考电压大于所述中低参考电压大于过电流保护参考电压；
对应的，所述参考电压调整电路具体用于根据所述恒流模式信号和/或所述恒压模式信号，在所述参考电压为所述过电流保护参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式时，生成所述第四控制信号；在所述参考电压为所述中低参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒压环路控制模式时，生成所述第二控制信号；在所述参考电压为所述中低参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式时，生成所述第三控制信号；在所述参考电压为所述中高参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒压环路控制模式时，生成所述第四控制信号；在所述参考电压为所述中高参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式时，生成所述第一控制信号；在所述参考电压为所述峰值负载参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒压环路控制模式时，生成所述第三控制信号。
可选的，该峰值电流负载控制电路还包括：
计时电路，用于对所述峰值负载持续时间和/或过电流保护持续时间进行计时，并在所述峰值负载持续时间达到第一阈值时输出峰值负载保护重启控制信号和/或在所述过电流保护持续时间达到第二阈值时输出过电流保护重启控制信号。
可选的，所述参考电压控制信号包括所述峰值负载参考电压对应的第一控制信号和所述过电流保护参考电压对应的第二控制信号，所述计时电路具体用于根据所述原边控制芯片的恒流模式信号，对所述峰值负载持续时间和所述过电流保护持续时间进行计时，并在所述峰值负载持续时间达到所述第一阈值时输出所述峰值负载保护重启控制信号，在所述过电流保护持续时间达到所述第二阈值时输出所述过电流保护重启控制信号；其中，所述峰值负载参考电压为所述参考电压为所述峰值负载参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式的维持时间，所述过电流保护持续时间为所述参考电压为所述过电流保护参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式或所述参考电压为所述峰值负载参考电压的维持时间。
可选的，所述计时电路，包括：峰值负载计时电路和过电流保护计时电路；其中，
所述过电流保护计时电路包括第二与门器件、第二RS触发器和第一计时器；所述第二与门器件的第一输入端与所述参考电压调整电路的所述参考电压控制信号的输出端连接，所述第二与门器件的第二输入端与所述恒流模式信号对应的恒流模式结束延迟信号的输出端连接，所述第二与门器件的输出端与所述第二RS触发器的R输入端连接；所述第二RS触发器的S输入端与所述恒流模式信号对应的恒流模式开始信号的输出端连接，所述第二RS触发器的Q输出端与所述第一计时器的使能端连接；所述第一计时器的输出端作为所述过电流保护计时电路的输出端，用于在接收的使能信号的持续时间达到所述第二阈值时输出所述过电流保护重启控制信号；所述延迟开通信号为所述恒流模式控制模式结束后连续预设数量个周期的开通脉冲信号后的脉冲信号；
所述峰值负载计时电路包括第三与门器件和第二计时器；所述第三与门器件的第一输入端与所述恒流模式信号的输出端连接，所述第三与门器件的第二输入端与所述参考电压控制信号对应的倒相信号的输出端连接，所述第三与门器件的输出端与所述第二计时器的使能端连接；所述第二计时器的输出端作为所述峰值负载计时电路的输出端，用于在接收的使能信号的持续时间达到所述第一阈值时输出所述峰值负载保护重启控制信号。
可选的，所述参考电压控制信号包括所述峰值负载参考电压对应的第一控制信号、所述过电流保护参考电压对应的第二控制信号、中高参考电压对应的第三控制信号和中低参考电压对应的第四控制信号；其中，所述峰值负载参考电压大于所述中高参考电压大于所述中低参考电压大于过电流保护参考电压；
对应的，所述计时电路具体用于根据所述原边控制芯片的恒流模式信号，对所述峰值负载持续时间和所述过电流保护持续时间进行计时，并在所述峰值负载持续时间达到所述第一阈值时输出所述峰值负载保护重启控制信号，在所述过电流保护持续时间达到所述第二阈值时输出所述过电流保护重启控制信号；所述峰值负载参考电压为所述参考电压为所述峰值负载参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式的维持时间，所述过电流保护持续时间为所述参考电压为所述过电流保护参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式或所述参考电压为所述中低参考电压、所述中高参考电压或所述峰值负载参考电压的维持时间。
本发明所提供的一种峰值电流负载控制电路，包括：参考电压调整电路，用于根据原边控制芯片的恒流模式信号和/或恒压模式信号，生成参考电压控制信号；峰值负载检测模块，用于根据参考电压控制信号，调整峰值负载检测的参考电压；并根据参考电压，对原边控制芯片进行峰值负载检测，调整原边控制芯片的控制模式；其中，控制模式包括恒流环路控制模式和恒压环路控制模式，参考电压包括过电流保护参考电压和峰值负载参考电压，峰值负载参考电压为过电流保护参考电压的k倍，k大于1；
可见，本发明通过参考电压调整电路的设置，根据原边控制芯片的恒流模式信号和/或恒压模式信号，控制调整原边控制芯片的峰值负载检测的参考电压，以控制原边控制芯片的恒流环路控制模式和恒压环路控制模式的切换，从而避免瞬间高输出功率场合中，原边反馈充电器的输出电压明显下降所导致的负载断电重启，提升原边反馈充电器在检测到峰值电流负载时的输出电压的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种峰值电流负载控制电路的结构框图；
图2为一种原边控制芯片的控制模式切换的原理示意图；
图3为本发明实施例所提供的一种两档位参考电压切换的峰值负载检测的示意图；
图4为本发明实施例所提供的一种四档位参考电压切换的峰值负载检测的示意图；
图5为本发明实施例所提供的一种峰值电流负载控制电路中的参考电压调整电路的示意图；
图6为本发明实施例所提供的一种峰值电流负载控制电路中的过电流保护计时电路的示意图；
图7为本发明实施例所提供的一种峰值电流负载控制电路中的峰值负载计时电路的示意图；
图8为本发明实施例所提供的一种峰值电流负载控制电路中恒流模式信号的相关信号的时序示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的一种峰值电流负载控制电路的结构框图。该峰值电流负载控制电路可以包括：
参考电压调整电路10，用于根据原边控制芯片的恒流模式信号和/或恒压模式信号，生成参考电压控制信号；
峰值负载检测模块20，用于根据参考电压控制信号，调整峰值负载检测的参考电压；并根据参考电压，对原边控制芯片进行峰值负载检测，调整原边控制芯片的控制模式；其中，控制模式包括恒流环路控制模式和恒压环路控制模式，参考电压包括过电流保护参考电压和峰值负载参考电压，峰值负载参考电压为过电流保护参考电压的k倍，k大于1。
可以理解的是，原边反馈(PSR)系统的负载是由CV(恒定电压，即恒压)环路控制还是由CC(恒定电流，即恒流)环路控制的原理是由恒流点对应的参考电压(VrefCC)决定的带载能力实时检测负载的轻重；若带得动负载，就会采用CV环路控制整个PSR系统；若带不动负载，就会采用CC环路控制整个PSR系统。如图2所示，在A～B段，属于恒压CV段，原边反馈系统的输出由CV环路控制；在B～C段，属于恒流CC段，CV环路带不动此段的负载，系统输出由CC环路控制。
具体的，峰值负载检测模块20对原边控制芯片进行的峰值负载检测可以采用如下公式：
Figure BDA0003575185570000071
上式中，Iout为原边控制芯片的CC环路控制的平均输出电流，Np为变压器的原边线圈匝数，Ns为变压器的副边线圈匝数，Rcs为峰值电流采样电阻的阻值；VrefCC为参考电压，即CC环路控制的参考电压。
也就是说，峰值负载检测模块20可以根据参考电压调整电路10控制调整的参考电压(VrefCC)，采用与现有技术中的峰值负载检测方法相同或相似的方式，对原边控制芯片进行峰值负载检测，调整切换原边控制芯片所采用的恒流环路控制模式或恒压环路控制模式。
对应的，本实施例中峰值负载检测模块20可以根据连接的参考电压调整电路10发送的参考电压控制信号，调整峰值负载检测的参考电压，以调整切换原边控制芯片的带载能力，并根据当前的负载轻重情况，调整原边控制芯片的控制模式，即恒流环路控制模式和恒压环路控制模式的切换，，提升原边反馈充电器的输出电压的稳定性。
需要说明的是，对于本实施例中峰值负载检测的参考电压的具体设置数量和数值，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如参考电压可以包括过电流保护(OCP)的输出电流点(即OCP点，如图3中的A点和D点)对应的参考电压(即过电流保护参考电压)和峰值负载的输出电流点(即Pk Load点，如图3中的B点和C点)对应的参考电压(即峰值负载参考电压)；对应的，参考电压调整电路10向峰值负载检测模块20发送的参考电压控制信号可以包括峰值负载参考电压对应的第一控制信号和过电流保护参考电压对应的第二控制信号；其中，Pk Load/OCP＝k，即峰值负载参考电压为过电流保护参考电压的k倍，k大于1；也就是说，当k越大时，对负载的输出电流介于OCP点与Pk Load点时，可以用过电流保护参考电压(VrefCCL)和峰值负载参考电压(VrefCCH)两档来控制峰值负载检测，使决定恒流点的参考电压(VrefCC)在VrefCCL和VrefCCH之间来回切换；相应的，峰值负载检测模块20也可以控制原边控制芯片的控制模式在恒流环路控制模式(CC Mode)和恒压环路控制模式(CV Mode)之间来回切换，相较于现有技术中固定参考电压的峰值负载检测，可以避免输出的电压下跌过大的情况。
进一步的，本实施例中决定恒流点的参考电压(VrefCC)还可以包括过电流保护参考电压与峰值负载参考电压之间的预设参考电压，以通过增加VrefCC的档位来进一步改善原边控制芯片的控制模式切换过程中的纹波(ripple)，VrefCC的档位越多，ripple表现越好；例如过电流保护参考电压与峰值负载参考电压之间的预设参考电压的数量为2时，参考电压(VrefCC)可以包括峰值负载参考电压(VrefCCH)、过电流保护参考电压(VrefCCL)、中高参考电压(VrefCCMHigh)和中低参考电压(VrefCCMLow)这四个档位；其中，VrefCCH＞VrefCCMHigh＞VrefCCMLow＞VrefCCL；如图4所示，相邻两个档位之间的ΔVrefCC相同时，四个档位的VrefCC设置可以使VrefCC每次在相邻两档之间变化的ΔVrefCC只有原先两档VrefCC时的1/3，由此会改善ripple。
可以理解的是，本实施例中原边控制芯片的恒流模式信号可以为原边控制芯片采用的恒流环路控制模式的信号，如图8中的CCMode信号，即原边控制芯片的控制模式为恒流环路控制模式时，CCMode信号为高电平，原边控制芯片的控制模式为恒压环路控制模式时，CCMode信号为低电平；原边控制芯片的恒压模式信号可以为原边控制芯片采用的恒压环路控制模式的信号，如原边控制芯片的控制模式为恒流环路控制模式时，恒压模式信号可以为低电平，原边控制芯片的控制模式为恒压环路控制模式时，恒压模式信号可以为高电平。
对应的，本实施例中的参考电压调整电路10可以根据恒流模式信号和/或恒压模式信号，生成参考电压控制信号，以控制峰值负载检测模块20调整的峰值负载检测的参考电压。
例如，峰值负载检测的参考电压包括峰值负载参考电压和过电流保护参考电压时，参考电压调整电路10可以具体用于根据恒流模式信号和/或恒压模式信号，在原边控制芯片处于恒流环路控制模式时，生成峰值负载参考电压对应的第一控制信号；在原边控制芯片处于恒压环路控制模式且参考电压为峰值负载参考电压时，生成过电流保护参考电压对应的第二控制信号；其中，参考电压控制信号包括第一控制信号和第二控制信号。如图3所示，过电流保护参考电压(VrefCCL)对应的恒流点是OCP点，峰值负载参考电压(VrefCCH)对应的恒流点是Pk Load点；1)当负载低于OCP点时，即在A点以下时，PSR设备的输出电流是在VrefCCL决定的OCP点以下，工作在CV段，即PSR设备控制模式为CV Mode(即恒压环路控制模式)。
2)当负载高于OCP点，低于Pk Load点时，即负载介于A点与B点之间时，以VrefCCL决定的带载能力带不动此负载，峰值负载检测模块20会将原边控制芯片的控制模式由CVMode切换为CC Mode(即恒流环路控制模式)，此时参考电压调整电路10会控制峰值负载检测模块20将参考电压由VrefCCL切换到VrefCCH，即把PSR设备的带载能力从OCP点提高到PkLoad点；而切换到VrefCCH后，此时PSR设备可以带动A～B之间的负载，峰值负载检测模块20会将原边控制芯片的控制模式由CC Mode切换为CV Mode，此时参考电压调整电路10可以控制峰值负载检测模块20将参考电压由VrefCCH切换到VrefCCL，即把PSR系统的带载能力从Pk Load点降低到OCP点；这之后，就会重复上述过程，决定恒流点的参考电压(VrefCC)就在VrefCCH与VrefCCL之间来回切换。
3)当负载高于Pk Load点时，即负载介于B点与C点之间时，PSR设备的带载能力切换到VrefCCH决定的Pk Load点，此时PSR设备是带不动负载的，VrefCC就会稳定在VrefCCH，原边控制芯片的控制模式会持续处于CC Mode。
4)当负载继续变化低于Pk Load点时，即负载介于C点与D点之间时，就会重复上述2)的过程。
5)当负载继续降低到低于OCP点时，即负载低于D点时，VrefCC就会稳定在VrefCCL，原边控制芯片的控制模式会持续处于CV Mode。
对应的，对于本实施例中参考电压调整电路10的具体电路结构，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如参考电压包括过电流保护参考电压和峰值负载参考电压时，参考电压调整电路10可以包括恒流调整电路，恒流调整电路可以用于根据恒流模式信号对应的恒流模式开始信号和恒流模式结束信号，在原边控制芯片进入恒流环路控制模式后，生成第一控制信号；在参考电压为峰值负载参考电压且原边控制芯片结束恒流环路控制模式后，生成第二控制信号。其中，恒流模式信号对应的恒流模式开始信号可以为恒流环路控制模式(CC Mode)开始时的脉冲信号，如图8中的CCMode_beginpulse信号；恒流模式信号对应的恒流模式结束信号可以为恒流环路控制模式结束时的脉冲信号，如图8中的CCMode_endpulse信号。对应的，参考电压调整电路10还可以包括信号转换电路，用于将原边控制芯片的恒流模式信号转换为恒流模式开始信号和恒流模式结束信号，使恒流调整电路可以根据信号转换电路输出的恒流模式开始信号和恒流模式结束信号，生成参考电压控制信号。
具体的，如图5所示，参考电压包括过电流保护参考电压和峰值负载参考电压时，上述恒流调整电路可以包括第一与门器件11(and2，即两输入端与门器件)、第一RS触发器12(两个nor2，即两个两输入端或非门器件组成的RS触发器)、D类型触发器13(DFF)和倒相放大器14；其中，第一与门器件11的第一输入端与恒流模式结束信号的输出端连接，第一与门器件11的第二输入端与D类型触发器13的Q输出端连接，第一与门器件11的输出端与第一RS触发器12的R输入端连接；第一RS触发器12的S输入端与恒流模式开始信号的输出端连接，第一RS触发器12的Q输出端与D类型触发器13的D输入端连接；D类型触发器13的时钟输入端(clk)与原边控制芯片的驱动周期开通的开通脉冲信号(PFM)的输出端连接，D类型触发器13的Q输出端与倒相放大器14的输入端连接，倒相放大器14的输出端与峰值负载检测模块20的参考电压控制信号的输入端连接；其中，原边控制芯片的驱动周期开通的开通脉冲信号可以为原边控制芯片的驱动每周期的开通信号，D类型触发器13的复位输入端(reset)可以与相应的复位信号(Reset)的输出端连接。
对应的，第一与门器件11的第二输入端可以与D类型触发器13的Q输出端连接，使恒流调整电路可以用于根据输入的恒流模式开始信号和恒流模式结束信号，生成参考电压控制信号；第一与门器件11的第二输入端也可以与峰值负载参考电压的使用状态信号的输入端连接，以使恒流调整电路可以用于根据输入的恒流模式开始信号、恒流模式结束信号和峰值负载参考电压的使用状态信号，生成参考电压控制信号。本实施例对此不做任何限制。
相应的，本实施例并不限定第一RS触发器1212的具体电路结构，如图5所示，第一RS触发器12可以包括：第一或非门器件和第二或非门器件；其中，第一或非门器件的第一输入端与恒流模式开始信号的输出端连接，第一或非门器件的第二输入端与第二或非门器件的输出端连接，第一或非门器件的输出端与第二或非门器件的第一输入端连接；第二或非门器件的第二输入端与第一与门器件11的输出端连接，第二或非门器件的输出端与第一或非门器件的第二输入端连接的公共端作为第一RS触发器12的Q输出端与D类型触发器13的D输入端连接。
例如，峰值负载检测的参考电压包括峰值负载参考电压、过电流保护参考电压和过电流保护参考电压与峰值负载参考电压之间的中低参考电压和中高参考电压时，参考电压控制信号可以包括峰值负载参考电压对应的第一控制信号、过电流保护参考电压对应的第二控制信号、中高参考电压对应的第三控制信号和中低参考电压对应的第四控制信号；参考电压调整电路10可以具体用于根据恒流模式信号和/或恒压模式信号，在参考电压为过电流保护参考电压且原边控制芯片处于恒流环路控制模式时，生成第四控制信号；在参考电压为中低参考电压且原边控制芯片处于恒压环路控制模式时，生成第二控制信号；在参考电压为中低参考电压且原边控制芯片处于恒流环路控制模式时，生成第三控制信号；在参考电压为中高参考电压且原边控制芯片处于恒压环路控制模式时，生成第四控制信号；在参考电压为中高参考电压且原边控制芯片处于恒流环路控制模式时，生成第一控制信号；在参考电压为峰值负载参考电压且原边控制芯片处于恒压环路控制模式时，生成第三控制信号。
如图4所示，过电流保护参考电压(VrefCCL)对应的恒流点是OCP点，峰值负载参考电压(VrefCCH)对应的恒流点是Pk Load点，中低参考电压(VrefCCMLow)对应的恒流点为B点，中高参考电压(VrefCCMHigh)对应的恒流点为C点；峰值负载检测的参考电压(VrefCC)可以在VrefCCL、VrefCCMLow、VrefCCMHigh和VrefCCH这四挡之间来回切换：1)VrefCCL→VrefCCMLow:在VrefCCL状态下，检测到CC Mode触发，VrefCC可以由VrefCCL切换为VrefCCMLow；2)VrefCCMLow→VrefCCL:在VrefCCMLow状态下，检测到CC Mode结束(即CVMode触发)，表示VrefCCMLow状态下PSR设备可以带动当前负载，VrefCC由VrefCCMLow切换为VrefCCL；3)VrefCCMLow→VrefCCMHigh：在VrefCCMLow状态下，检测到CC Mode触发，表示VrefCCMLow不足以带动当前负载，VrefCC由VrefCCMLow切换为VrefCCMHigh；4)VrefCCMHigh→VrefCCMLow：在VrefCCMHigh状态下，检测到CC Mode结束，表示VrefCCMHigh可以带动当前负载，VrefCC可以由VrefCCMHigh切换为VrefCCMLow；5)VrefCCMHigh→VrefCCH:在VrefCCMHigh状态下，检测到CC Mode触发，表示VrefCCMHigh不足以带动当前负载，VrefCC可以由VrefCCMHigh切换为VrefCCH；6)VrefCCH→VrefCCMHigh：在VrefCCH状态下，检测到CC Mode结束，表示VrefCCH可以带动当前负载，VrefCC可以由VrefCCH切换为VrefCCMHigh；7)在VrefCCL状态下，检测到CV Mode结束，表示VrefCCL可以带动当前负载，VrefCC可以维持VrefCCL。
对应的，参考电压包括过电流保护参考电压、峰值负载参考电压、中低参考电压和中高参考电压时，参考电压调整电路10的具体电路结构，可以采用与上述参考电压包括过电流保护参考电压和峰值负载参考电压这两个档位的参考电压调整电路10相似的方式进行设置，本实施例对此不做任何限制。
进一步的，本实施例所提供的峰值电流负载控制电路还可以包括：计时电路，用于对峰值负载持续时间和/或过电流保护持续时间进行计时，并在峰值负载持续时间达到第一阈值时输出峰值负载保护重启控制信号和/或在过电流保护持续时间达到第二阈值时输出过电流保护重启控制信号，以重启充电器系统；其中，峰值负载持续时间可以为负载所需电流大于或等于峰值负载参考电压对应的恒流点(如Pk Load点)的持续时间，过电流保护持续时间可以为负载所需电流大于或等于过电流保护参考电压对应的恒流点(如OCP点)的持续时间。
对应的，计时电路可以具体用于对峰值负载持续时间和过电流保护持续时间进行计时，并在峰值负载持续时间达到第一阈值时输出峰值负载保护重启控制信号，以使PSR设备触发peakload保护重启；在过电流保护持续时间达到第二阈值时输出过电流保护重启控制信号，以使PSR设备触发OCP保护重启。
例如，参考电压控制信号包括峰值负载参考电压对应的第一控制信号和过电流保护参考电压对应的第二控制信号时，计时电路可以具体用于根据原边控制芯片的恒流模式信号，对峰值负载持续时间和过电流保护持续时间进行计时，并在峰值负载持续时间达到第一阈值时输出峰值负载保护重启控制信号，在过电流保护持续时间达到第二阈值时输出过电流保护重启控制信号；其中，峰值负载参考电压为参考电压为峰值负载参考电压且原边控制芯片处于恒流环路控制模式的维持时间，过电流保护持续时间为参考电压为过电流保护参考电压且原边控制芯片处于恒流环路控制模式或参考电压为峰值负载参考电压的维持时间；如图3所示，计时电路可以在A点开始过电流保护持续时间的计时(即OCP计时)，在D点结束过电流保护持续时间的计时，在过电流保护持续时间大于或等于第二阈值(如1.5s)时触发PSR设备的OCP保护重启，在过电流保护持续时间小于第二阈值时PSR设备继续工作；计时电路可以在B点开始峰值负载持续时间的计时(即PK Load计时)，在C点结束峰值负载持续时间的计时，在峰值负载持续时间大于或等于第一阈值(如150ms)时触发PSR设备的peakload保护重启，在峰值负载持续时间小于第一阈值时PSR设备继续工作；也就是说，如图3左边的输出电流(Output Current)展示，PSR设备的输出电流超过OCP点开始OCP计时，中间出现达到PK Load点开始另外的PK Load计时，但PK Load计时的持续时间未达到150ms不会触发peakload保护重启，此时OCP计时还在继续，并在达到1.5s后触发OCP保护；如图3右边的输出电流展示，PSR设备的输出电流超过OCP点开始OCP计时，中间出现达到PKLoad点开始另外的PK Load计时，PK Load计时的持续时间达到150ms触发peakload保护重启，此时OCP计时同时被结束而小于1.5s。
例如，参考电压控制信号包括峰值负载参考电压对应的第一控制信号、过电流保护参考电压对应的第二控制信号、中高参考电压对应的第三控制信号和中低参考电压对应的第四控制信号时，计时电路可以具体用于根据原边控制芯片的恒流模式信号，对峰值负载持续时间和过电流保护持续时间进行计时，并在峰值负载持续时间达到第一阈值时输出峰值负载保护重启控制信号，在过电流保护持续时间达到第二阈值时输出过电流保护重启控制信号；峰值负载参考电压为参考电压为峰值负载参考电压且原边控制芯片处于恒流环路控制模式的维持时间，过电流保护持续时间为参考电压为过电流保护参考电压且原边控制芯片处于恒流环路控制模式或参考电压为中低参考电压、中高参考电压或峰值负载参考电压的维持时间；如图4所示，计时电路可以在A点开始过电流保护持续时间的计时(即OCP计时)，在F点结束过电流保护持续时间的计时，在过电流保护持续时间大于或等于第二阈值(如1.5s)时触发PSR设备的OCP保护重启，在过电流保护持续时间小于第二阈值时PSR设备继续工作；计时电路可以在D点开始峰值负载持续时间的计时(即PK Load计时)，在E点结束峰值负载持续时间的计时，在峰值负载持续时间大于或等于第一阈值(如150ms)时触发PSR设备的peakload保护重启，在峰值负载持续时间小于第一阈值时PSR设备继续工作。
也就是说，如图4，在A点，负载超过OCP点，VrefCCL→VrefCCMLow，Tocp(即过电流保护持续时间)计时开始；在A～B区间，VrefCC在VrefCCL与VrefCCMLow之间来回切换检测负载；在B～C区间，VrefCC在VrefCCMLow与VrefCCMHigh之间来回切换检测负载；在C～D区间，VrefCC先在VrefCCMHigh与VrefCCH，接着在VrefCCMLow与VrefCCMHigh，最后在VrefCCMHigh与VrefCCH之间来回切换检测负载；在D～E区间，Tpeakload(即峰值负载持续时间)在此区间内进行计时；在E～F区间，VrefCC先是在VrefCCH与VrefCCMHigh之间来回切换，低于VrefCCMHigh对应的恒流点后，转为VrefCCMHigh与VrefCCMLow之间切换，再低于VrefCCMLow对应的恒流点后，转为VrefCCMLow与VrefCCL之间切换，负载低于OCP点后，VrefCC稳定在VrefCCL，且退出Tocp计时。
对应的，对于上述计时电路的具体电路结构，可以由设计人员根据实用场景和用户需求自行设置，如计时电路可以包括峰值负载计时电路和过电流保护计时电路；其中，峰值负载计时电路可以用于对峰值负载持续时间进行计时，并在峰值负载持续时间达到第一阈值时输出峰值负载保护重启控制信号；过电流保护计时电路可以用于对过电流保护持续时间进行计时，并在过电流保护持续时间达到第二阈值时输出过电流保护重启控制信号。
具体的，参考电压控制信号包括峰值负载参考电压对应的第一控制信号和过电流保护参考电压对应的第二控制信号时，如图6所示，过电流保护计时电路可以包括第二与门器件21(and2)、第二RS触发器22(两个nor2)和第一计时器23(Time Counter1)；第二与门器件21的第一输入端与参考电压调整电路10的参考电压控制信号的输出端(如图5中倒相放大器14的输出端)连接，第二与门器件21的第二输入端与恒流模式信号对应的恒流模式结束延迟信号(CV_EN_12Pulse)的输出端连接，第二与门器件21的输出端与第二RS触发器22的R输入端连接；第二RS触发器22的S输入端与恒流模式信号对应的恒流模式开始信号的输出端连接，第二RS触发器22的Q输出端与第一计时器23的使能端连接；第一计时器23的输出端作为过电流保护计时电路的输出端，用于在接收的使能信号的持续时间达到第二阈值时输出峰值负载保护重启控制信号(Tocp_pro)；延迟开通信号为恒流模式控制模式结束后连续预设数量个周期的开通脉冲信号后的脉冲信号，如图8中的CV_EN_12pulse，即CCMode结束后连续计数12个开通脉冲信号(即CV模式开关脉冲信号，如图5中的PFM信号)后的脉冲信号。
具体的，参考电压控制信号包括峰值负载参考电压对应的第一控制信号和过电流保护参考电压对应的第二控制信号时，如图7所示，峰值负载计时电路可以包括第三与门器件31(and2)和第二计时器32(Time Counter2)；第三与门器件31的第一输入端与恒流模式信号的输出端连接，第三与门器件31的第二输入端与参考电压控制信号对应的倒相信号的输出端(如图5中倒相放大器14的输入端)连接，第三与门器件31的输出端与第二计时器32的使能端连接；第二计时器32的输出端作为峰值负载计时电路的输出端，用于在接收的使能信号的持续时间达到第一阈值时输出峰值负载保护重启控制信号(Tpeakload_pro)。
本实施例中，本发明实施例通过参考电压调整电路10的设置，根据原边控制芯片的恒流模式信号和/或恒压模式信号，控制调整原边控制芯片的峰值负载检测的参考电压，以控制原边控制芯片的恒流环路控制模式和恒压环路控制模式的切换，从而避免瞬间高输出功率场合中，原边反馈充电器的输出电压明显下降所导致的负载断电重启，提升原边反馈充电器在检测到峰值电流负载时的输出电压的稳定性。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的一种峰值电流负载控制电路进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种峰值电流负载控制电路，其特征在于，包括：
参考电压调整电路，用于根据原边控制芯片的恒流模式信号和/或恒压模式信号，生成参考电压控制信号；
峰值负载检测模块，用于根据所述参考电压控制信号，调整峰值负载检测的参考电压；并根据所述参考电压，对所述原边控制芯片进行峰值负载检测，调整所述原边控制芯片的控制模式；其中，所述控制模式包括恒流环路控制模式和恒压环路控制模式，所述参考电压包括过电流保护参考电压和峰值负载参考电压，峰值负载参考电压为所述过电流保护参考电压的k倍，k大于1。
2.根据权利要求1所述的峰值电流负载控制电路，其特征在于，所述参考电压调整电路具体用于根据所述恒流模式信号和/或所述恒压模式信号，在所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式时，生成所述峰值负载参考电压对应的第一控制信号；在所述原边控制芯片处于所述恒压环路控制模式且所述参考电压为所述峰值负载参考电压时，生成所述过电流保护参考电压对应的第二控制信号；其中，所述参考电压控制信号包括所述第一控制信号和所述第二控制信号。
3.根据权利要求2所述的峰值电流负载控制电路，其特征在于，所述参考电压调整电路，包括：
恒流调整电路，用于根据所述恒流模式信号对应的恒流模式开始信号和恒流模式结束信号，在所述原边控制芯片进入所述恒流环路控制模式后，生成所述第一控制信号；在所述参考电压为所述峰值负载参考电压且所述原边控制芯片结束所述恒流环路控制模式后，生成所述第二控制信号。
4.根据权利要求3所述的峰值电流负载控制电路，其特征在于，所述恒流调整电路，包括：第一与门器件、第一RS触发器、D类型触发器和倒相放大器；
其中，所述第一与门器件的第一输入端与所述恒流模式结束信号的输出端连接，所述第一与门器件的第二输入端与所述D类型触发器的Q输出端连接，所述第一与门器件的输出端与所述第一RS触发器的R输入端连接；所述第一RS触发器的S输入端与所述恒流模式开始信号的输出端连接，所述第一RS触发器的Q输出端与所述D类型触发器的D输入端连接；所述D类型触发器的时钟输入端与所述原边控制芯片的驱动周期开通的开通脉冲信号的输出端连接，所述D类型触发器的Q输出端与所述倒相放大器的输入端连接，所述倒相放大器的输出端与所述峰值负载检测模块的所述参考电压控制信号的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的峰值电流负载控制电路，其特征在于，所述第一RS触发器，包括：第一或非门器件和第二或非门器件；
其中，所述第一或非门器件的第一输入端与所述恒流模式开始信号的输出端连接，所述第一或非门器件的第二输入端与所述第二或非门器件的输出端连接，所述第一或非门器件的输出端与所述第二或非门器件的第一输入端连接；所述第二或非门器件的第二输入端与所述第一与门器件的输出端连接，所述第二或非门器件的输出端与所述第一或非门器件的第二输入端连接的公共端作为所述第一RS触发器的Q输出端与所述D类型触发器的D输入端连接。
6.根据权利要求1所述的峰值电流负载控制电路，其特征在于，所述参考电压控制信号包括所述峰值负载参考电压对应的第一控制信号、所述过电流保护参考电压对应的第二控制信号、中高参考电压对应的第三控制信号和中低参考电压对应的第四控制信号；其中，所述峰值负载参考电压大于所述中高参考电压大于所述中低参考电压大于过电流保护参考电压；
对应的，所述参考电压调整电路具体用于根据所述恒流模式信号和/或所述恒压模式信号，在所述参考电压为所述过电流保护参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式时，生成所述第四控制信号；在所述参考电压为所述中低参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒压环路控制模式时，生成所述第二控制信号；在所述参考电压为所述中低参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式时，生成所述第三控制信号；在所述参考电压为所述中高参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒压环路控制模式时，生成所述第四控制信号；在所述参考电压为所述中高参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式时，生成所述第一控制信号；在所述参考电压为所述峰值负载参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒压环路控制模式时，生成所述第三控制信号。
7.根据权利要求1至6任一项所述的峰值电流负载控制电路，其特征在于，还包括：
计时电路，用于对所述峰值负载持续时间和/或过电流保护持续时间进行计时，并在所述峰值负载持续时间达到第一阈值时输出峰值负载保护重启控制信号和/或在所述过电流保护持续时间达到第二阈值时输出过电流保护重启控制信号。
8.根据权利要求7所述的峰值电流负载控制电路，其特征在于，所述参考电压控制信号包括所述峰值负载参考电压对应的第一控制信号和所述过电流保护参考电压对应的第二控制信号，所述计时电路具体用于根据所述原边控制芯片的恒流模式信号，对所述峰值负载持续时间和所述过电流保护持续时间进行计时，并在所述峰值负载持续时间达到所述第一阈值时输出所述峰值负载保护重启控制信号，在所述过电流保护持续时间达到所述第二阈值时输出所述过电流保护重启控制信号；其中，所述峰值负载参考电压为所述参考电压为所述峰值负载参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式的维持时间，所述过电流保护持续时间为所述参考电压为所述过电流保护参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式或所述参考电压为所述峰值负载参考电压的维持时间。
9.根据权利要求8所述的峰值电流负载控制电路，其特征在于，所述计时电路，包括：峰值负载计时电路和过电流保护计时电路；其中，
所述过电流保护计时电路包括第二与门器件、第二RS触发器和第一计时器；所述第二与门器件的第一输入端与所述参考电压调整电路的所述参考电压控制信号的输出端连接，所述第二与门器件的第二输入端与所述恒流模式信号对应的恒流模式结束延迟信号的输出端连接，所述第二与门器件的输出端与所述第二RS触发器的R输入端连接；所述第二RS触发器的S输入端与所述恒流模式信号对应的恒流模式开始信号的输出端连接，所述第二RS触发器的Q输出端与所述第一计时器的使能端连接；所述第一计时器的输出端作为所述过电流保护计时电路的输出端，用于在接收的使能信号的持续时间达到所述第二阈值时输出所述过电流保护重启控制信号；所述延迟开通信号为所述恒流模式控制模式结束后连续预设数量个周期的开通脉冲信号后的脉冲信号；
所述峰值负载计时电路包括第三与门器件和第二计时器；所述第三与门器件的第一输入端与所述恒流模式信号的输出端连接，所述第三与门器件的第二输入端与所述参考电压控制信号对应的倒相信号的输出端连接，所述第三与门器件的输出端与所述第二计时器的使能端连接；所述第二计时器的输出端作为所述峰值负载计时电路的输出端，用于在接收的使能信号的持续时间达到所述第一阈值时输出所述峰值负载保护重启控制信号。
10.根据权利要求7所述的峰值电流负载控制电路，其特征在于，所述参考电压控制信号包括所述峰值负载参考电压对应的第一控制信号、所述过电流保护参考电压对应的第二控制信号、中高参考电压对应的第三控制信号和中低参考电压对应的第四控制信号；其中，所述峰值负载参考电压大于所述中高参考电压大于所述中低参考电压大于过电流保护参考电压；
对应的，所述计时电路具体用于根据所述原边控制芯片的恒流模式信号，对所述峰值负载持续时间和所述过电流保护持续时间进行计时，并在所述峰值负载持续时间达到所述第一阈值时输出所述峰值负载保护重启控制信号，在所述过电流保护持续时间达到所述第二阈值时输出所述过电流保护重启控制信号；所述峰值负载参考电压为所述参考电压为所述峰值负载参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式的维持时间，所述过电流保护持续时间为所述参考电压为所述过电流保护参考电压且所述原边控制芯片处于所述恒流环路控制模式或所述参考电压为所述中低参考电压、所述中高参考电压或所述峰值负载参考电压的维持时间。
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