CN115902366B - 跳变检测电路及无线充电设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跳变检测电路及无线充电设备，属于电子技术领域。跳变检测电路包括：比较电路，配置为接入采样电压，且在采样电压处于参考电压范围内时生成使能信号，采样电压以第一趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内，第一趋势包括上升趋势或下降趋势；比较电路，还配置为在采样电压以第一趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外时生成截止信号；计数电路，与比较电路电连接，且配置为在使能信号的使能下进行计数，并在接收到截止信号，且计数值小于或等于第一计数阈值时，生成跳变保护信号。根据本发明的跳变检测电路，通过对采样电压的变化速率进行判断，从而检测采样电压是否发生跳变，响应快。

Description

跳变检测电路及无线充电设备

技术领域

本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种跳变检测电路及无线充电设备。

背景技术

电子设备的电压或电流容易受到外部影响发生跳变，其中跳变是指电压或者电流快速上升或者下降，电子设备发生跳变容易损坏电子元器件。例如，使用无线充电器给无线充电设备进行无线充电时，由于复杂的充电环境和使用环境，无线充电设备可能会出现负载跳变的情况。最恶劣的情况是，无线充电设备的负载功率从满载切换到空载，此时无线充电器还在传送较大的能量。目前，电子设备中的跳变检测响应较慢，无法及时对电子设备进行保护。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种跳变检测电路及无线充电设备，对采样电压的跳变响应快。

第一方面，本发明提供了一种跳变检测电路，包括：比较电路，配置为接入采样电压，且在采样电压处于参考电压范围内时生成使能信号，采样电压以第一趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内，第一趋势包括上升趋势或下降趋势；比较电路，还配置为在采样电压以第一趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外时生成截止信号；计数电路，与比较电路电连接，且配置为在使能信号的使能下进行计数，并在接收到截止信号，且计数值小于或等于第一计数阈值时，生成跳变保护信号。

根据本发明的跳变检测电路，通过比较电路对采样电压进行判断，并结合计数电路对采样电压在参考电压范围内的变化进行计时，从而间接对采样电压的变化速率进行判断，从而检测采样电压是否发生跳变，响应快。

根据本发明的一个实施例，比较电路包括：第一比较器，第一比较器的正端接入采样电压，第一比较器的负端接入第一电压阈值，第一电压阈值为参考电压范围的最小值；第二比较器，第二比较器的负端接入采样电压，第二比较器的正端接入第二电压阈值，第二电压阈值为参考电压范围的最大值；第一与门，第一与门的两个输入端分别与第一比较器的输出端和第二比较器的输出端电连接，第一与门的输出端与计数电路电连接。

根据本发明的一个实施例，采样电压以上升趋势穿越参考电压范围时，第二比较器的输出端与计数电路电连接，第二比较器输出的低电平信号作为截止信号；或者，采样电压以下降趋势穿越参考电压范围时，第一比较器的输出端与计数电路电连接，第一比较器输出的低电平信号作为截止信号。

根据本发明的一个实施例，截止信号为高电平信号，计数电路包括：计数器，具有使能端、信号端、第一计数配置端，计数器的使能端与第一与门的输出端电连接，计数器的信号端接入时钟信号，第一计数配置端用于设置第一计数阈值，计数器配置为在使能端为高电平时根据时钟信号进行计数，并在计数值小于或等于第一计数阈值时输出高电平；第二与门，第二与门的第一输入端与计数器的输出端电连接，第二与门的第二输入端接入截止信号，第二与门的输出端在输出高电平时形成跳变保护信号。

根据本发明的一个实施例，计数器还具有第二计数配置端，第二计数配置端用于设置第二计数阈值，第二计数阈值小于第一计数阈值，计数器还配置为在使能端为高电平时根据时钟信号进行计数，并在计数值在小于或等于第一计数阈值且大于或等于第二计数阈值时输出高电平。

根据本发明的一个实施例，比较电路还包括：反相器，反相器的输入端与第一比较器的输出端或第二比较器的输出端电连接，反相器的输出端与第二与门的第二输入端电连接。

根据本发明的一个实施例，计数器还具有重置端，重置端与比较电路电连接；比较电路，还配置为在采样电压以第二趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外时生成清零信号，第二趋势与第一趋势相反；计数器，还配置为在重置端接收到清零信号时，将计数值重置。

根据本发明的一个实施例，采样电压以上升趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内时，重置端与第一比较器的输出端电连接；或者，采样电压以下降趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内时，重置端与第二比较器的输出端电连接；计数器，还配置为在重置端为低电平时，将计数值重置。

第二方面，本发明提供了一种跳变检测电路，包括：采样电路，配置为对电子设备的电压进行采样生成第一采样电压，以及对电子设备的电流进行采样生成第二采样电压；第一比较电路，与采样电路电连接，且配置为在第一采样电压处于第一参考电压范围内时生成第一使能信号，第一采样电压以第一趋势从第一参考电压范围外变化至第一参考电压范围内，第一趋势包括上升趋势或下降趋势；第一比较电路，还配置为在第一采样电压以第一趋势从第一参考电压范围内变化至第一参考电压范围外时生成第一截止信号；第二比较电路，与采样电路电连接，且配置为在第二采样电压处于第二参考电压范围内时生成第二使能信号，第二采样电压以第三趋势从第二参考电压范围外变化至第二参考电压范围内，第三趋势包括上升趋势或下降趋势；第二比较电路，还配置为在第二采样电压以第三趋势从第二参考电压范围内变化至第二参考电压范围外时，生成第二截止信号；计数电路，分别与第一比较电路和第二比较电路电连接，且配置为在第一使能信号和/或第二使能信号的使能下进行计数，并在接收到第一截止信号和/或第二截止信号，且计数值小于或等于第一计数阈值时，生成跳变保护信号。

根据本发明的跳变检测电路，通过第一比较电路对第一采样电压进行判断，以及通过第二比较电路对第二采样电压进行判断，并结合计数电路对第一采样电压和第二采样电压的变化进行计时，从而间接对同时对电子设备的电压和电流的变化速率进行判断，从而检测电子设备是否发生跳变，响应快。

第三方面，本发明提供了一种无线充电设备，无线充电设备包括根据上述任一项实施例中的跳变检测电路。

根据本发明的无线充电设备，通过采样跳变检测电路对无线充电设备的输入电压和/或充电电流的变化速率进行判断，从而检测无线充电设备是否发生负载跳变，响应快，能够快速执行跳变保护，安全性更高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例提供的跳变检测电路的结构框图之一；

图2是本发明实施例提供的跳变检测电路的电路原理图之一；

图3是本发明实施例提供的跳变检测电路的结构框图之二；

图4是本发明实施例提供的跳变检测电路的电路原理图之二。

附图标记：

比较电路100，第一比较电路110，第二比较电路120；

计数电路200；

保护电路300；

采样电路400；

第一比较器A1，第二比较器A2，第三比较器A3，第四比较器A4，第一与门AN1，第二与门AN2，第三与门AN3，第四与门AN4，第一或门O1，第二或门O2，计数器U，使能端EN，信号端CLK，第一计数配置端N1，第二计数配置端N2，重置端CR，反相器F。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的跳变检测电路

参照图1，图1示出了一种跳变检测电路的结构框图之一。本发明的一个实施例提供了一种跳变检测电路。

在本实施方式中，跳变检测电路包括比较电路100和计数电路200；比较电路100配置为接入采样电压Vin，且在采样电压Vin处于参考电压范围内时生成使能信号，采样电压Vin以第一趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内，第一趋势包括上升趋势或下降趋势；比较电路100还配置为在采样电压Vin以第一趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外时生成截止信号；计数电路200与比较电路100电连接，且配置为在使能信号的使能下进行计数，并在接收到截止信号，且计数值n小于或等于第一计数阈值n1时，生成跳变保护信号。

在一些实施例中，跳变检测电路可以应用于无线充电设备，采样电压Vin可以为对无线充电设备的输入电压或充电电流进行采样并转换后的电压。无线充电设备在发生负载跳变时，负载功率可能从满载切换到空载，输入电压快速上升，充电电流快速下降。

需要说明的是，采样电压Vin的变化趋势主要取决于采样电压Vin对应的采样对象，以及电子设备的工作状态。例如，采样对象为无线充电设备的输入电压时，采样电压Vin跳变时的变化趋势为上升趋势；采样对象为无线充电设备的充电电流时，采样电压Vin跳变时的变化趋势为下降趋势。

作为一种示例，参考电压范围可以为6V～8V。若采样电压Vin跳变前小于6V(如5V)，在采样电压Vin从5V上升至大于6V时，可以视为以上升趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内；且在采样电压Vin继续上升至大于8V时，可以视为以上升趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外。若采样电压Vin跳变前大于8V(如9V)，在采样电压Vin从9V下降至小于8V时，可以视为以下降趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内；且在采样电压Vin继续下降至小于6V时，可以视为以下降趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外。

在本实施方式中，通过设置参考电压范围的数值，可以使采样电压Vin在跳变前小于参考电压范围的最小值，并使采样电压Vin在跳变后大于参考电压范围的最大值；或者使采样电压Vin在跳变前大于参考电压范围的最大值，并使采样电压Vin在跳变后小于参考电压范围的最小值。因此，在采样电压Vin跳变时，比较电路100在采样电压Vin处于参考电压范围内时生成使能信号，并在采样电压Vin超出参考范围时生成截止信号，使计数电路200在采样电压Vin进入参考电压范围内的时刻开始计数，并在采样电压Vin超出参考电压范围内的时刻结束计数，从而对采样电压Vin穿过参考电压范围的时间进行计数。

在本发明的一些实施例中，比较电路100可以在采样电压Vin以第二趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外时生成重置信号，计数电路200在接收到重置信号时将计数重置，第二趋势与第一趋势相反。

需要说明的是，采样电压Vin以第一趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内，再以第二趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外时，说明采样电压Vin的跳变过程终止，并在恢复为正常状态。为避免对引起后续检测误差，需要将此次计数进行重置，如将计数值n重置为零。例如，参考电压范围可以为6V～8V，采样电压Vin跳变前小于6V(如5V)，在采样电压Vin从5V上升至大于6V(如7V)时，可以视为以第一趋势(上升趋势)从参考电压范围外变化至参考电压范围内；若采样电压Vin再从7V下降至5V，可以视为以第二趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外；说明采样电压Vin恢复原状。

可以理解的是，计数电路200的计数值n可以反映采样电压Vin的变化速率，计数值n越大变化速率越小，计数值n越小变化速率越大。通过设置第一计数阈值n1对采样电压Vin的变化速率进行划分，在计数值n大于第一计数阈值n1时，表明采样电压Vin的变化速率小于设定的变化速率阈值，采样电压Vin未发生跳变；在计数值n小于或等于第一计数阈值n1时，表明采样电压Vin的变化速率大于或等于设定的变化速率阈值，采样电压Vin发生跳变。其中，第一计数阈值n1可以根据需求进行设置，通过设置不同的变化速率阈值可以设置检测采样电压Vin是否发生跳变的区间。

作为一种示例，计数电路200在时钟信号的驱动下进行计数，并在时钟信号的每个周期进行一次计数。参考电压范围为6V～8V，时钟信号的频率为1MHZ，第一计数阈值n1为100，则采样电压Vin的变化速率最小检测值为(8V-6V)/(100/1MHz)/1000＝20V/ms。

在一些实施例中，计数电路200的输出端可以与保护电路300电连接，计数电路200将跳变保护信号发送至保护电路300，使保护电路300执行相应的保护动作。其中，保护动作可以为切断电回路、限压或者限流等，保护电路300的具体结构及原理已有成熟的技术，本实施方式在此不再赘述。

根据本发明的跳变检测电路，通过比较电路100对采样电压Vin进行判断，并结合计数电路200对采样电压Vin在参考电压范围内的变化进行计时，从而间接对采样电压Vin的变化速率进行判断，从而检测采样电压Vin是否发生跳变，响应快。

参照图2，图2是本发明实施例提供的跳变检测电路的电路原理图之一。在本发明的一些实施例中，比较电路100可以包括第一比较器A1、第二比较器A2和第一与门AN1，第一比较器A1的正端接入采样电压Vin，第一比较器A1的负端接入第一电压阈值Vref1，第一电压阈值Vref1为参考电压范围的最小值；第二比较器A2的负端接入采样电压Vin，第二比较器A2的正端接入第二电压阈值Vref2，第二电压阈值Vref2为参考电压范围的最大值；第一与门AN1的两个输入端分别与第一比较器A1的输出端和第二比较器A2的输出端电连接，第一与门AN1的输出端与计数电路200电连接。

在本实施方式中，第一与门AN1的输出端所输出的高电平信号作为使能信号。在采样电压Vin大于或等于第一电压阈值Vref1时，第一比较器A1的输出端为高电平；在采样电压Vin小于第一电压阈值Vref1时，第一比较器A1的输出端为低电平。在采样电压Vin小于或等于第二电压阈值Vref2时，第二比较器A2的输出端为高电平；在采样电压Vin大于第二电压阈值Vref2时，第二比较器A2的输出端为低电平。在第一比较器A1的输出端和第二比较器A2的输出端均为高电平时，第一与门AN1的输出端为高电平；在第一比较器A1的输出端和/或第二比较器A2的输出端为低电平时，第一与门AN1的输出端为低电平。在第一与门AN1的输出端为高电平时，说明采样电压Vin大于或等于第一电压阈值Vref1，且小于或等于第二电压阈值Vref2，即采样电压Vin处于参考电压范围Vref1～Vref2内。

在一些实施例中，第一比较器A1和第二比较器A2可以采用高速比较器，高速比较器的处理速度可以达到纳秒级，甚至更高。因此采用高速比较器可以进一步提高对采样电压Vin的检测速度，进而提高跳变检测速度。

在本发明的一些实施例中，采样电压Vin以上升趋势穿越参考电压范围时，第二比较器A2的输出端与计数电路200电连接，第二比较器A2输出的低电平信号作为截止信号；或者，采样电压Vin以下降趋势穿越参考电压范围时，第一比较器A1的输出端与计数电路200电连接，第一比较器A1输出的低电平信号作为截止信号。

需要说明的是，截止信号用于表示采样电压Vin从参考电压范围的一个最值变化到另一个最值，因此截止信号产生于采样电压达到后一个最值的时刻。根据采样电压Vin的变化趋势不同，后一个最值可以为参考电压范围的最大值或最小值。因此，在采样电压Vin不同的变化趋势，对应的截止信号取自与不同的比较器。

在一些实施例中，第一比较器A1的输出端和第二比较器A2的输出端均可以通过开关元件连接至计数电路200。在采样电压Vin以上升趋势变化时，第二比较器A2的输出端所连接的开关元件处于连通状态，第一比较器A1的输出端所连接的开关元件处于断开状态，使第二比较器A2向计数电路200传输截止信号。在采样电压Vin以下降趋势变化时，第一比较器A1的输出端所连接的开关元件处于连通状态，第二比较器A2的输出端所连接的开关元件处于断开状态，使第一比较器A1向计数电路200传输截止信号。其中，开关元件可以采用控制器进行控制，本实施方式对此不加以限制。

在本发明的一些实施例中，截止信号为高电平信号，计数电路200可以包括计数器U和第二与门AN2，计数器U具有使能端EN、信号端CLK、第一计数配置端N1，计数器U的使能端EN与第一与门AN1的输出端电连接，计数器U的信号端CLK接入时钟信号，第一计数配置端N1用于设置第一计数阈值n1，计数器U配置为在使能端EN为高电平时根据时钟信号进行计数，并在计数值n小于或等于第一计数阈值n1时输出高电平；第二与门AN2的第一输入端与计数器U的输出端电连接，第二与门AN2的第二输入端接入截止信号，第二与门AN2的输出端在输出高电平时形成跳变保护信号。

在本实施方式中，采样电压Vin大于或等于第一电压阈值Vref1，且小于或等于第二电压阈值Vref2(即采样电压Vin处于参考电压范围Vref1～Vref2内)时，第一与门AN1的输出端为高电平，计数器U开始计数。在计数器U开始计数的阶段内，计数值n小于或等于第一计数阈值n1，计数器U输出高电平；在计数器U计数一定时间后，计数值n大于第一计数阈值n1，计数器U输出低电平。第二与门AN2的第二输入端接入截止信号时，说明采样电压Vin从参考电压范围的一个最值变化到另一个最值。在第二与门AN2的两个输入端均为高电平时，第二与门AN2的输出端为高电平，说明采样电压Vin在参考电压范围内的变化速率大于或等于设定的变化速率阈值，采样电压发生了跳变。

在本发明的一些实施例中，计数器U还具有第二计数配置端N2，第二计数配置端N2用于设置第二计数阈值n2，第二计数阈值n2小于第一计数阈值n1，计数器U还配置为在使能端EN为高电平时根据时钟信号进行计数，并在计数值n在小于或等于第一计数阈值n1且大于或等于第二计数阈值n2时输出高电平。

应理解，第二计数阈值n2用于设置变化速率的最大检测值。例如，参考电压范围可以为6V～8V，时钟信号的频率为1MHZ，第二计数阈值n2为10，则采样电压Vin的变化速率最大检测值为(8V-6V)/(100/1MHz)/1000＝200V/ms。结合上述实施例，采样电压Vin上升速率检测区间为20～200V/ms。当然，第二计数阈值n2的具体数值可以根据需求进行设置，本实施方式对此不加以限制。

在本发明的一些实施例中，比较电路100还可以包括反相器F，反相器F的输入端与第一比较器A1的输出端或第二比较器A2的输出端电连接，反相器F的输出端与第二与门AN2的第二输入端电连接。

在本实施方式中，比较电路100主要利用第一比较器A1和第二比较器A2对采样电压Vin进行检测。结合前述可知，第一比较器A1或者第二比较器A2仅能提供低电平的信号作为截止信号，而第二与门AN2需要高电平信号作为截止信号，故通过设置反相器F实现电平转换。

在一些实施例中，采样电压Vin以上升趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内时，反相器F的输入端与第二比较器A2的输出端电连接；或者，采样电压Vin以下降趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内时，反相器F的输入端与第一比较器A1的输出端电连接。

在本发明的一些实施例中，计数器U还具有重置端CR，重置端CR与比较电路100电连接；比较电路100还配置为在采样电压Vin以第二趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外时生成清零信号，第二趋势与第一趋势相反；计数器U还配置为在重置端接收到清零信号时，将计数值n重置。

可以理解的是，采样电压Vin以第一趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内，再以第二趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外时，说明采样电压Vin的跳变过程终止，并在恢复为正常状态。为避免对引起后续检测误差，需要将计数器U的计数值n进行重置，如将计数值n重置为零。例如，参考电压范围可以为6V～8V，采样电压Vin跳变前小于6V(如5V)，在采样电压Vin从5V上升至大于6V(如7V)时，可以视为以第一趋势(上升趋势)从参考电压范围外变化至参考电压范围内；若采样电压Vin再从7V下降至5V，可以视为以第二趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外；说明采样电压Vin恢复原状。

在本发明的一些实施例中，采样电压Vin以上升趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内时，重置端CR与第一比较器A1的输出端电连接；或者，采样电压Vin以下降趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内时，重置端CR与第二比较器A2的输出端电连接；计数器U还配置为在重置端CR为低电平时，将计数值n重置。

在本实施方式中，比较电路100主要利用第一比较器A1和第二比较器A2对采样电压Vin进行检测，采样电压Vin在跳变前处于参考电压范围外。结合前述可知，在采样电压Vin以上升趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内，再以下降趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外时，第一比较器A1的输出端的电压从高电平变化为低电平。在采样电压Vin以下降趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内，再以上升趋势从参考电压范围内变化至参考电压范围外时，第二比较器A2的输出端的电压从高电平变化为低电平。

在一些实施例中，第一比较器A1的输出端和第二比较器A2的输出端均可以通过开关元件连接至重置端CR。在采样电压Vin以上升趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内时，第一比较器A1的输出端与重置端CR之间的开关元件处于连通状态，第二比较器A2的输出端与重置端CR的开关元件处于断开状态，使第一比较器A1向重置端CR传输重置信号。在采样电压Vin以下降趋势从参考电压范围外变化至参考电压范围内时，第二比较器A2的输出端与重置端CR的开关元件处于连通状态，第一比较器A1的输出端与重置端CR的开关元件处于断开状态，使第二比较器A2向重置端CR传输重置信号。其中，开关元件可以采用控制器进行控制，本实施方式对此不加以限制。

参照图3，图3是本发明实施例提供的跳变检测电路的结构框图之二，本发明的一个实施例还提供了一种跳变检测电路，

在本实施方式中，跳变检测电路可以包括采样电路400、第一比较电路110、第二比较电路120和计数电路200。采样电路400配置为对电子设备的电压进行采样生成第一采样电压Vin1，以及对电子设备的电流进行采样生成第二采样电压Vin2；第一比较电路110与采样电路400电连接，且配置为在第一采样电压Vin1处于第一参考电压范围内时生成第一使能信号，第一采样电压Vin1以第一趋势从第一参考电压范围外变化至第一参考电压范围内，第一趋势包括上升趋势或下降趋势；第一比较电路110还配置为在第一采样电压Vin1以第一趋势从第一参考电压范围内变化至第一参考电压范围外时生成第一截止信号；第二比较电路120与采样电路400电连接，且配置为在第二采样电压Vin2处于第二参考电压范围内时生成第二使能信号，第二采样电压Vin2以第三趋势从第二参考电压范围外变化至第二参考电压范围内，第三趋势包括上升趋势或下降趋势；第二比较电路120还配置为在第二采样电压Vin2以第三趋势从第二参考电压范围内变化至第二参考电压范围外时，生成第二截止信号；计数电路200分别与第一比较电路110和第二比较电路120电连接，且配置为在第一使能信号和/或第二使能信号的使能下进行计数，并在接收到第一截止信号和/或第二截止信号，且计数值n小于或等于第一计数阈值n1时，生成跳变保护信号。

在一些实施例中，跳变检测电路可以应用于无线充电设备，无线充电设备在发生负载跳变时，负载功率可能从满载切换到空载，输入电压快速上升，充电电流快速下降。充电设备是否发生负载跳变时，第一采样电压Vin1以下降趋势变化，即第一趋势为下降趋势；第二采样电压Vin2以上升趋势变化，即第三趋势为上升趋势。本实施方式通过同时对输入电压和充电电流进行检测，进而更快、更准确地判断无线充电设备是否发生负载跳变。

在一些实施例中，采样电路400可以通过分压回路等对输入电压进行采样，以及采用电流环等对充电电流进行采样，采样电路400对输入电压的采样系数为k1，对充电电流的采样系数为k2，k1和k2的具体值根据采样电路400的结构而设定，采样电路400已有成熟的技术，本实施方式在此不再赘述。第一比较电路110、第二比较电路120和计数电路200的结构和原理可以参照前述实施例中的比较电路100和计数电路200的相关描述。

根据本发明的跳变检测电路，通过第一比较电路110对第一采样电压Vin1进行判断，以及通过第二比较电路120对第二采样电压Vin2进行判断，并结合计数电路200对第一采样电压Vin1和第二采样电压Vin2的变化进行计时，从而同时对电子设备的电压和电流的变化速率进行判断，从而检测电子设备是否发生跳变，响应快。

参照图4，图4是本发明实施例提供的跳变检测电路的电路原理图之二。为更清楚地说明本实施方式提供的跳变检测电路的原理，现结合一种示例进行说明。

在该示例中，跳变检测电路包括第一比较器A1、第二比较器A2、第三比较器A3、第四比较器A4、第一与门AN1、第二与门AN2、第三与门AN3、第四与门AN4、第一或门O1、第二或门O2、计数器U和反相器F。第一比较器A1、第二比较器A2和第一与门AN1构成第一比较电路110，第三比较器A3、第四比较器A4和第三与门AN3构成第二比较电路120，第二与门AN2、第四与门AN4、第一或门O1、第二或门O2、计数器U和反相器F构成计数电路200。

跳变检测电路用于检测无线充电设备是否发生负载跳变。采样电路400对输入电压进行采样生成第一采样电压Vin1，以及对充电电流进行采样生成第二采样电压Vin2。其中，采样系数k1和k2为1，第一电压阈值Vref1为6V，第二电压阈值Vref2为8V，第三电压阈值Vref3为0.8A对应的阈值电压，第四电压阈值Vref4为0.2A对应的阈值电压，第一计数阈值n1为10，第二计数阈值n2为100，高频时钟信号clk频率为1MHz。即输入电压的上升速率的最大检测值为(8V-6V)/(10/1MHz)/1000＝200V/ms，最小检测值为(8V-6V)/(100/1MHz)/1000＝20V/ms，输入电压上升速率检测区间为20～200V/ms；充电电流下降速率最大检测值为(0.2A-0.8A)/(10/1MHz)/1000＝-60A/ms，最小检测值为(0.2A-0.8A)/(100/1MHz)/1000＝-6A/ms，充电电流下降速率检测区间为-60～-6A/ms。

在正常满载情况下，无线充电设备的输入电压为5.2V，充电电流为1A。此时Vin1<Vref1，Vin2>Vref3，第一比较器A1和第三比较器A3均输出低电平；计数器U的使能端EN为低电平，CR输入端为低电平，计数器U处于待机计数清零状态；第二与门AN2输出为低电平，保护电路300处于关闭状态。

假设当无线充电设备发生负载跳变时，无线充电设备的输入电压以40V/ms的速率从5.2V上升至8V以上，充电电流以-12A/ms的速率从1A下降至0.2A以下。

当第一采样电压Vin1从5.2V上升至大于Vref1且小于Vref2时，即输入电压上升至处于6V至8V的第一参考电压范围时，第一比较器A1输出高电平，第二比较器A2输出高电平；当第二采样电压Vin2从1A下降至小于Vref3且大于Vref4时，即充电电流下降至处于0.2A至0.8AV的第二参考电压范围时，第三比较器A3输出高电平，第四比较器A4输出高电平。此时第一与门AN1输出高电平，第三与门AN3输出高电平，第一或门O1输出高电平，第二或门O2输出高电平，计数器U处于计数状态。计数过程中，计数器U将计数值n与第一计数阈值n1、第二计数阈值n2进行比较，当n1<n<n2时，计数器U输出高电平，否则输出低电平。

当第一采样电压Vin1上升至大于Vref2时，即输入电压上升至高于第一参考电压范围时，第一比较器A1输出高电平，第二比较器A2输出低电平；当第二采样电压Vin2下降至小于Vref4时，即充电电流下降至低于第二参考电压范围时，第三比较器A3输出高电平，第四比较器A4输出低电平。此时第一与门AN1输出低电平，第三与门AN3输出低电平，第一或门O1输出低电平，第二或门O2输出高电平，计数器U处于停止计数状态，计数值未清零；此时第四与门AN4输出低电平，反相器F输出高电平，表示负载跳变检测阶段结束。

根据待测输入电压上升速率40V/ms，待测充电电流下降速率-12A/ms，在负载跳变检测阶段结束后，计数器U的计数值n应为50，即负载跳变检测用时50us，满足n1<n<n2，计数器U输出高电平。此时第二与门AN2输出为高电平，表示发生负载跳变，打开保护电路300。

可以理解的是，通过修改Vref1、Vref2、Vref3、Vref4、n1、n2的值，能够对输入电压上升速率、充电电流下降速率的检测区间进行调整，从而提高识别负载跳变的准确性。本实施方式中的Vref1、Vref2、Vref3、Vref4、n1、n2的值仅为便于说明而设定，并不构成对本实施方式的限定。

第三方面，本发明提供了一种无线充电设备，无线充电设备包括根据上述任一项实施例中的跳变检测电路。跳变检测电路的结构和原理可以参照前述，本实施方式在此不再赘述。

根据本发明的无线充电设备，通过采样跳变检测电路对无线充电设备的输入电压和/或充电电流的变化速率进行判断，从而检测无线充电设备是否发生负载跳变，响应快，能够快速执行跳变保护，安全性更高。当然，无线充电设备还可以采用上述各实施例中的技术方案，其也具有相应的技术效果。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种跳变检测电路，其特征在于，包括：

比较电路，配置为接入采样电压，且在所述采样电压处于参考电压范围内时生成使能信号，所述采样电压以第一趋势从所述参考电压范围外变化至所述参考电压范围内，所述第一趋势包括上升趋势或下降趋势；

所述比较电路，还配置为在所述采样电压以所述第一趋势从所述参考电压范围内变化至所述参考电压范围外时生成截止信号；

计数电路，与所述比较电路电连接，且配置为在所述使能信号的使能下进行计数，并在接收到所述截止信号，且计数值小于或等于第一计数阈值时，生成跳变保护信号。

2.根据权利要求1所述的跳变检测电路，其特征在于，所述比较电路包括：

第一比较器，所述第一比较器的正端接入所述采样电压，所述第一比较器的负端接入第一电压阈值，所述第一电压阈值为所述参考电压范围的最小值；

第二比较器，所述第二比较器的负端接入所述采样电压，所述第二比较器的正端接入第二电压阈值，所述第二电压阈值为所述参考电压范围的最大值；

第一与门，所述第一与门的两个输入端分别与所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端电连接，所述第一与门的输出端与所述计数电路电连接。

3.根据权利要求2所述的跳变检测电路，其特征在于，所述采样电压以上升趋势穿越所述参考电压范围时，所述第二比较器的输出端与所述计数电路电连接，所述第二比较器输出的低电平信号作为所述截止信号；或者，

所述采样电压以下降趋势穿越所述参考电压范围时，所述第一比较器的输出端与所述计数电路电连接，所述第一比较器输出的低电平信号作为所述截止信号。

4.根据权利要求2或3所述的跳变检测电路，其特征在于，所述截止信号为高电平信号，所述计数电路包括：

计数器，具有使能端、信号端、第一计数配置端，所述计数器的使能端与所述第一与门的输出端电连接，所述计数器的信号端接入时钟信号，所述第一计数配置端用于设置所述第一计数阈值，所述计数器配置为在所述使能端为高电平时根据所述时钟信号进行计数，并在计数值小于或等于所述第一计数阈值时输出高电平；

第二与门，所述第二与门的第一输入端与所述计数器的输出端电连接，所述第二与门的第二输入端接入所述截止信号，所述第二与门的输出端在输出高电平时形成跳变保护信号。

5.根据权利要求4所述的跳变检测电路，其特征在于，所述计数器还具有第二计数配置端，所述第二计数配置端用于设置第二计数阈值，所述第二计数阈值小于所述第一计数阈值，所述计数器还配置为在所述使能端为高电平时根据所述时钟信号进行计数，并在计数值在小于或等于所述第一计数阈值且大于或等于所述第二计数阈值时输出高电平。

6.根据权利要求4所述的跳变检测电路，其特征在于，所述比较电路还包括：

反相器，所述反相器的输入端与第一比较器的输出端或所述第二比较器的输出端电连接，所述反相器的输出端与所述第二与门的第二输入端电连接。

7.根据权利要求4中所述的跳变检测电路，其特征在于，所述计数器还具有重置端，所述重置端与所述比较电路电连接；

所述比较电路，还配置为在所述采样电压以第二趋势从所述参考电压范围内变化至所述参考电压范围外时生成清零信号，所述第二趋势与所述第一趋势相反；

所述计数器，还配置为在所述重置端接收到所述清零信号时，将计数值重置。

8.根据权利要求7中所述的跳变检测电路，其特征在于，所述采样电压以上升趋势从所述参考电压范围外变化至所述参考电压范围内时，所述重置端与所述第一比较器的输出端电连接；或者，

所述采样电压以下降趋势从所述参考电压范围外变化至所述参考电压范围内时，所述重置端与所述第二比较器的输出端电连接；

所述计数器，还配置为在所述重置端为低电平时，将计数值重置。

9.一种跳变检测电路，其特征在于，包括：

采样电路，配置为对电子设备的电压进行采样生成第一采样电压，以及对所述电子设备的电流进行采样生成第二采样电压；

第一比较电路，与所述采样电路电连接，且配置为在所述第一采样电压处于第一参考电压范围内时生成第一使能信号，所述第一采样电压以第一趋势从所述第一参考电压范围外变化至所述第一参考电压范围内，所述第一趋势包括上升趋势或下降趋势；

所述第一比较电路，还配置为在所述第一采样电压以所述第一趋势从所述第一参考电压范围内变化至所述第一参考电压范围外时生成第一截止信号；

第二比较电路，与所述采样电路电连接，且配置为在所述第二采样电压处于第二参考电压范围内时生成第二使能信号，所述第二采样电压以第三趋势从所述第二参考电压范围外变化至所述第二参考电压范围内，所述第三趋势包括上升趋势或下降趋势；

所述第二比较电路，还配置为在所述第二采样电压以所述第三趋势从所述第二参考电压范围内变化至所述第二参考电压范围外时，生成第二截止信号；

计数电路，分别与所述第一比较电路和第二比较电路电连接，且配置为在所述第一使能信号和/或所述第二使能信号的使能下进行计数，并在接收到所述第一截止信号和/或所述第二截止信号，且计数值小于或等于第一计数阈值时，生成跳变保护信号。

10.一种无线充电设备，其特征在于，所述无线充电设备包括根据权利要求1-9中任一项所述的跳变检测电路。

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