CN210201712U - 一种负载识别电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种负载识别电路，其中，包括，一负载，连接于负载识别电路的输入端；一设置有储能元件的工作电路；一开关器件组，连接于负载识别电路的输入端与工作电路的输入端之间；一控制单元，连接于工作电路的输出端；一检测单元，连接于控制单元的输出端，用于监测PWM驱动信号的占空比，以检测负载的连接状态。本实用新型的技术方案的有益效果在于：负载识别电路通过工作电路输出的电压反馈信号和切换控制信号在控制单元中产生PWM驱动信号，再通过检测单元监测PWM驱动信号的占空比的变化，从而实现识别负载的动作，无需增加额外的管脚来通知CPU，节省资源，使用灵活。

Description

一种负载识别电路

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种负载识别电路。

背景技术

随着便携科技设备的盛行，越来越多的功能使得智能设备的耗电量越来越巨大，设备自带的电池已经无法满足人们的需要，因此移动电源应运而生。

对于移动电源这一类向负载提供充电电源的模块，要检测负载插入，一般是都通过负载插入后的瞬时电压或者电流突变来实现；升压启动之前，由于驱动能力优先，所以输出待机电压容易受到负载的变化而变化，容易采集到变化。升压启动后，输出驱动能力强，负载的变化会被即时纠正。电流的突变可以通过芯片来采集得到，一般采用电流镜或者电阻采样方式获取实时电流，然后用于启动放电的动作；升压启动后，电流的采集主要作为升压系统工作使用，如果需要输出电流变化，必须占用额外的管脚，浪费资源，使用也不方便。因此，上述的现有技术问题，成为本领域的技术人员亟待解决的难题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在识别负载动作的负载识别电路。

具体技术方案如下：

本实用新型提供一种负载识别电路，其中包括：

一负载，连接于所述负载识别电路的输入端；

一设置有储能元件的工作电路；

一开关器件组，连接于所述负载识别电路的输入端与所述工作电路的输入端之间，控制所述储能元件于充电模式与放电模式之间交替切换；

一控制单元，连接于所述工作电路的输出端，用以根据一采样来自所述工作电路的输出端的电压反馈信号及一切换控制信号的作用下产生PWM(pulse width modulation脉冲宽度调制)驱动信号；

一检测单元，连接于所述控制单元的输出端，用于监测所述PWM驱动信号的占空比，以检测所述负载的连接状态。

优选的，所述工作电路包括：

一充电控制支路，连接于所述负载识别电路的输入端和一第一交汇结点之间；

一放电控制支路，连接于所述第一交汇结点和接地端之间；

一充放电支路，连接于所述第一交汇结点和第二交汇结点之间；

所述储能元件串联于所述充放电支路上。

优选的，所述开关器件组包括：

一第一开关管，所述第一开关管的源极连接所述负载识别电路的输入端，所述第一开关管的漏极连接所述第一交汇结点；

一第二开关管，所述第二开关管的源极连接接地端，所述第二开关管的漏极连接所述第一交汇结点。

优选的，所述电压反馈信号通过一反馈网络产生，所述反馈网络由一电阻分压电路形成。

优选的，所述电阻分压电路包括一第一电阻与一第二电阻，所述第一电阻与所述第二电阻之间相连接的点形成分压节点，所述电压反馈信号自所述分压节点引出，所述第二电阻连接于所述分压节点与接地端之间。

优选的，所述控制单元还包括一第三开关管，所述第三开关管的栅极连接所述第一交汇结点，所述第三开关管的源极连接所述第二交汇结点，所述第三开关管的漏极通过所述第一电阻连接至所述分压节点。

优选的，所述储能元件为一电感。

优选的，所述负载识别电路还包括一直流电压源，连接于所述第二交汇结点和接地端之间。

优选的，所述检测单元包括一中央处理器，所述中央处理器通过监测所述PWM驱动信号的占空比，以检测所述负载的连接状态。

优选的，还包括：

一第一电容，连接于所述负载识别电路的输入端和接地端之间；

一第二电容，连接于所述分压节点和接地端之间。

本实用新型的技术方案的有益效果在于：提供一种负载识别电路，通过工作电路输出的电压反馈信号和切换控制信号在控制单元中产生PWM驱动信号，再通过检测单元监测PWM驱动信号的占空比的变化，从而实现识别负载的动作，无需增加额外的管脚来通知CPU(central processing unit中央处理器)，节省资源，使用灵活。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

本实用新型提供一种负载识别电路，其中包括：

一负载1，连接于负载识别电路的输入端；

一设置有储能元件的工作电路2；

一开关器件组，连接于负载识别电路的输入端与工作电路2的输入端之间，控制储能元件于充电模式与放电模式之间交替切换；

一控制单元3，连接于工作电路2的输出端，用以根据一采样来自工作电路的输出端的电压反馈信号及一切换控制信号的作用下产生PWM驱动信号；

一检测单元4，连接于控制单元3的输出端，用于监测PWM驱动信号的占空比，以检测负载1的连接状态。

通过上述提供的负载识别电路，如图1所示，根据工作电路2输出的电压反馈信号和切换控制信号在控制单元3中产生PWM驱动信号。

进一步地，当负载1未接入工作电路2时，开关器件组的开关管脚处的开关波形少，此时开关管脚处一般保持高电平，而占空比很低，因此控制单元3处的电流非常小，而处于低电平；当负载1接入工作电路2时，工作电路2进入较高电流模式，此时开关管脚处的开关波形占空比增大，因此控制单元3处可获得与负载1电压大小相关的电压，检测单元4通过ADC(Analog-to-digital converter模拟数字转换器)来采集控制单元3的输出端的电压，也可以通过电平翻转(中断识别)的方式来采集控制单元3的输出端的电压变化，从而检测单元4检测到负载1的插入。

在一种较优的实施案例中，工作电路包括：

一充电控制支路，连接于负载识别电路的输入端和一第一交汇结点5之间；

一放电控制支路，连接于第一交汇结点5和接地端GND之间；

一充放电支路，连接于第一交汇结点5和第二交汇结点6之间；

储能元件串联于充放电支路上。

具体地，工作电路1于充电模式时，充电控制支路及充放电支路导通，放电控制支路断开，负载识别电路的输入端输入的电流对储能元件充电；

工作电路1于放电模式时，放电控制支路及充放电支路导通，充电控制支路断开，储能元件对第二交汇结点6放电。

在一种较优的实施案例中，开关器件组包括：

一第一开关管M1，第一开关管M1的源极连接负载识别电路的输入端，第一开关管M1的漏极连接第一交汇结点5；

一第二开关管M2，第二开关管M2的源极连接接地端GND，第二开关管M2的漏极连接第一交汇结点5。

具体地，第一开关管M1串联于充电控制支路上，第二开关管M2串联于放电控制支路上，第一开关管M1与第二开关管M2为MOS管，第一开关管M1与第二开关管M2在PWM驱动信号作用下控制于工作电路1于充电模式与放电模式之间交替切换。

在一种较优的实施案例中，电压反馈信号通过一反馈网络产生，反馈网络由一电阻分压电路形成。

电阻分压电路包括一第一电阻R0与一第二电阻R1，第一电阻R0与第二电阻R1之间相连接的点形成分压节点，电压反馈信号自分压节点引出，第二电阻R1连接于分压节点与接地端GND之间。

具体地，电压反馈信号通过一反馈网络产生，反馈网络由一电阻分压电路形成，电阻分压电路包括第一电阻R0与一第二电阻R1，两个电阻间相连接的点形成分压节点，电压反馈信号自第一电阻R0与一第二电阻R1之间的分压节点引出，使得在控制单元3的输出端获得与负载1电压大小相关的电压，从而通过检测单元4检测出有负载1插入。

在一种较优的实施案例中，控制单元3还包括一第三开关管M0，第三开关管M0的栅极连接第一交汇结点5，第三开关管M0的源极连接第二交汇结点6，第三开关管M0的漏极通过第一电阻R0连接至分压节点。

具体地，第三开关管M0为P沟道MOS管，用于导通控制单元3的电流，当开关管脚处的开关波形占空比增大时，第三开关管M0在每个开关周期中都会有较大的导通时间，通过合适的电阻电容比例，在控制单元3的输出端获得一个和负载1大小相关的电压。

在一种较优的实施案例中，储能元件为一电感L。

在一种较优的实施案例中，负载识别电路还包括一直流电压源V0，连接于第二交汇结点6和接地端GND之间。

在一种较优的实施案例中，检测单元4包括一中央处理器，中央处理器通过监测PWM驱动信号的占空比，以检测负载1的连接状态。

具体地，在控制单元3输出电压后，检测单元4中的中央处理器使用ADC来采集控制单元3输出端的电压，或者通过电平翻转(中断识别)的方式来采集控制单元3输出端的电压的变化，从而检测的负载1的插入。

在一种较优的实施案例中，负载识别电路还包括：

一第一电容C0，连接于负载识别电路的输入端和接地端GND之间；

一第二电容C1，连接于分压节点和接地端GND之间。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种负载识别电路，其特征在于，包括：

一负载，连接于所述负载识别电路的输入端；

一设置有储能元件的工作电路；

一开关器件组，连接于所述负载识别电路的输入端与所述工作电路的输入端之间，控制所述储能元件于充电模式与放电模式之间交替切换；

一控制单元，连接于所述工作电路的输出端，用以根据一采样来自所述工作电路的输出端的电压反馈信号及一切换控制信号的作用下产生PWM驱动信号；

一检测单元，连接于所述控制单元的输出端，用于监测所述PWM驱动信号的占空比，以检测所述负载的连接状态。

2.根据权利要求1所述的一种负载识别电路，其特征在于，所述工作电路包括：

一充电控制支路，连接于所述负载识别电路的输入端和一第一交汇结点之间；

一放电控制支路，连接于所述第一交汇结点和接地端之间；

一充放电支路，连接于所述第一交汇结点和第二交汇结点之间；

所述储能元件串联于所述充放电支路上；

所述电压反馈信号通过一反馈网络产生，所述反馈网络由一电阻分压电路形成。

3.根据权利要求2所述的一种负载识别电路，其特征在于，所述开关器件组包括：

一第一开关管，所述第一开关管的源极连接所述负载识别电路的输入端，所述第一开关管的漏极连接所述第一交汇结点；

一第二开关管，所述第二开关管的源极连接接地端，所述第二开关管的漏极连接所述第一交汇结点。

4.根据权利要求2所述的一种负载识别电路，其特征在于，所述电阻分压电路包括一第一电阻与一第二电阻，所述第一电阻与所述第二电阻之间相连接的点形成分压节点，所述电压反馈信号自所述分压节点引出，所述第二电阻连接于所述分压节点与接地端之间；

所述控制单元还包括一第三开关管，所述第三开关管的栅极连接所述第一交汇结点，所述第三开关管的源极连接所述第二交汇结点，所述第三开关管的漏极通过所述第一电阻连接至所述分压节点。

5.根据权利要求2所述的一种负载识别电路，其特征在于，所述储能元件为一电感。

6.根据权利要求2所述的一种负载识别电路，其特征在于，所述负载识别电路还包括一直流电压源，连接于所述第二交汇结点和接地端之间。

7.根据权利要求1所述的一种负载识别电路，其特征在于，所述检测单元包括一中央处理器，所述中央处理器通过监测所述PWM驱动信号的占空比，以检测所述负载的连接状态。

8.根据权利要求4所述的一种负载识别电路，其特征在于，还包括：

一第一电容，连接于所述负载识别电路的输入端和接地端之间；

一第二电容，连接于所述分压节点和接地端之间。

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