TWI776238B - 功率調變電路和方法、ｐｗｍ控制器、快充協議電路和系統 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種功率調變電路和方法、脈衝寬度調變(Pulse width Modulation，PWM)控制器、快充協議電路和系統。根據本發明實施例，該功率調變電路，應用於快充系統，該電路包括：RT端子，用於接收表徵溫度的第一電壓；以及調變模組，用於在第一電壓小於第一預設閾值時，輸出調變電壓，進而調變輸入功率或輸出功率，其中，調變電壓隨著溫度的升高而降低。本發明實施例提供的上述方案，將溫度表徵為電壓訊號，進而利用該電壓訊號與預設閾值的關係，來調變輸入功率或輸出功率，以達到功率和系統溫度的動態平衡，防止快充時帶來的諸如系統溫升之類的問題。

Description

功率調變電路和方法、PWM控制器、快充協議電路和系統
本發明屬於積體電路領域，尤其涉及一種功率調變電路和方法、脈衝寬度調變(Pulse width Modulation，PWM)控制器、快充協議電路和系統。
隨著可擕式設備功能的越來越強大，系統的功耗也相應增加，功耗增加則要求電池不斷地擴容，因此電池容量變大使得快速充電(即，快充)成為一種趨勢。
通過利用大電流/高壓進行充電的快充技術，帶來了若干益處，例如在一定程度上縮短了充電所需時間，然而，也帶來了一些不期望的問題，例如器件工作壽命的縮短以及系統溫度升高等。
因此，如何在保持快充的情況下，又不會使得系統溫升過高，是十分關鍵的。
本發明實施例提供一種在功率調變電路和方法、PWM控制器、快充協議電路和系統，能夠將溫度表徵為電壓訊號，進而利用該電壓訊號與預設閾值的關係，來調變輸入功率或輸出功率，以達到功率和系統溫度的動態平衡，防止在進行快充時帶來的諸如系統溫升之類的問題。
第一方面，本發明實施例提供一種功率調變電路，應用於快充系統，該功率調變電路包括：RT端子，用於接收表徵溫度的第一電壓；以及調變模組，用於在所述第一電壓小於第一預設閾值時，輸出調變電壓，進而調變輸入功率或輸出功率，其中，所述調變電壓隨著所述溫度的升高而降低。
根據本發明第一方面提供的功率調變電路，調變模組包 括：第一調變電流放大器，所述第一調變電流放大器的一輸入端連接至所述RT端子，所述第一調變電流放大器的另一輸入端用於接收所述第一預設閾值；運算放大器，所述第一運算放大器的一輸入端連接至所述第一調變電流放大器的輸出端，所述第一運算放大器的另一輸入端用於接收第二預設閾值；以及第一電阻，所述第一電阻連接在所述第一調變電流放大器的輸出端與所述第一運算放大器的輸出端之間。
根據本發明第一方面提供的功率調變電路，調變模組還包括：電容，所述電容連接在所述第一運算放大器的輸出端和地之間。
根據本發明第一方面提供的功率調變電路，所述第一電壓是基於第二電阻和由電流源生成的電流而生成的；其中，所述第二電阻為所述RT端子處外接的電阻，並且所述電流源連接在所述RT端子和所述功率調變電路的供電電源之間。
根據本發明第一方面提供的功率調變電路，調變模組包括：第二調變電流放大器，所述第二調變電流放大器的一輸入端連接至所述RT端子，所述第二調變電流放大器的另一輸入端用於接收所述第一預設閾值；二極體，所述二極體的正極連接至所述調變電流放大器的輸出端；第二運算放大器，所述第二運算放大器的一輸入端連接至所述二極體的負極，所述第二運算放大器的另一輸入端用於接收第二預設閾值；以及第三電阻，所述第三電阻連接在所述二極體的負極和所述第二運算放大器的輸出端之間。
根據本發明第一方面提供的功率調變電路，調變模組還包括：電容，所述電容連接在所述第二運算放大器的輸出端和地之間。
第二方面，本發明實施例提供了一種脈衝寬度調變控制器，應用於快充系統，包括如第一方面所述的功率調變電路。
第三方面，本發明實施例提供了一種快充協議電路，應用於快充系統，包括如第一方面所述的功率調變電路。
第四方面，本發明實施例提供了一種快充系統，包括如第二方面所述的脈衝寬度調變控制器。
第五方面，本發明實施例提供了一種快充系統，包括如第三方面所述的快充協議電路。
第六方面，本發明實施例提供了一種功率調變方法，應用於快充系統，包括：生成表徵溫度的第一電壓；以及在所述第一電壓小於第一預設閾值時，輸出調變電壓，進而調變輸入功率或輸出功率，其中，所述調變電壓隨著所述溫度的升高而降低。
根據本發明第六方面提供的功率調變方法，所述在所述第一電壓小於第一預設閾值時，輸出調變電壓，包括：在所述第一電壓小於所述第一預設閾值時，輸出調變電流；將所述調變電流轉換為電壓訊號；以及基於所述電壓訊號和第二預設閾值來輸出所述調變電壓。
根據本發明第六方面提供的功率調變方法，所述基於所述電壓訊號和第二預設閾值來輸出所述調變電壓，包括：將所述第二預設閾值減去所述電壓訊號來輸出所述調變電壓。
本發明實施例的功率調變電路和方法、PWM控制器、快充協議電路和系統，能夠通過感測系統外部溫度，並通過感測到的溫度來回饋調節系統的輸入功率或輸出功率，已達到功率和系統溫度的動態平衡。
101:欠壓鎖定(UVLO)模組
102:保護電路
103:觸發器
104:邏輯控制模組
105:驅動模組
106:振盪器(OSC)
107:頻率補償模組
108:前沿消隱(LEB)模組
109:綠色降頻突發模組
110:PWM比較器
111:過流(OCP)比較器
112:恒流(CC)比較器
113:積分器
114,209:溫度折返電路
115:分壓模組(KFB)
201:欠壓鎖定(UVLO)模組/低壓差線性穩壓器(LDO)
202:時鐘模組(CLK)
203:保護電路
204:I/O介面
205:專用積體電路(ASIC)
206:閘極驅動器
207:第一數位類比轉換器(DAC)
208:恒壓誤差放大器(CV_EA)
210:輸出電流放大器(AVCCR)
310:調變模組
1141:誤差放大器
1142,2092:功率調變電路
2091:第二DAC
2093:恒流誤差放大器(CC_EA)
3101:調變電流放大器
3102:運算放大器
AVDD,gate_ctrl,IC<0：9>,Tdem,VC<0：10>,VR,Vref_cc,Vref_cc_ini:訊號
C1:電容
CC1,CC2,CS,DET,DN,DP,FB,GATE,GND,ISP,ISN,IFB,NC,OPTO,RT,VD,VDD,VFB,VIN:端子
Gm:跨導
Ic:調變電流
Io:輸出電流
IR:電流
M1,M2,M3,M5,M6:金屬氧化物半導體(MOS)電晶體
Po:輸出功率
R1:外接電阻
Rc:電阻
Rntc:電阻值
T0:溫度
T2:變壓器
Tc:平衡態溫度閾值
Vrt_n:電壓
Vth_pk:基準參考電壓
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對本發明實施例中所需要使用的圖式作簡單的介紹，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些圖式獲得其他的圖式。
圖1示出了本發明實施例提供的快充系統的結構示意圖；
圖2示出了本發明實施例提供的脈衝寬度調變控制器的結構示意圖；
圖3示出了本發明實施例提供的快充協議電路的結構示意圖；
圖4示出了本發明實施例提供的功率調變電路的結構示意圖；
圖5示出了本發明第一實施例提供的功率調變電路的一個具體實現方式的結構示意圖；
圖6示出了本發明第二實施例提供的功率調變電路的另一具體實現方 式的結構示意圖；
圖7示出了本發明第三實施例提供的功率調變電路的又一具體實現方式的結構示意圖；以及
圖8示出了圖7提供的功率調變電路的各個參數與溫度對應關係的曲線示意圖。
下面將詳細描述本發明的各個方面的特徵和示例性實施例，為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合圖式及具體實施例，對本發明進行進一步詳細描述。應理解，此處所描述的具體實施例僅被配置為解釋本發明，並不被配置為限定本發明。對於本領域技術人員來說，本發明可以在不需要這些具體細節中的一些細節的情況下實施。下面對實施例的描述僅僅是為了通過示出本發明的示例來提供對本發明更好的理解。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括......”限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
為了解決習知技術問題，本發明實施例提供了一種功率調變電路和方法、PWM控制器、快充協議電路和系統。下面首先對本發明實施例所提供的快充系統進行介紹。
圖1示出了本發明實施例提供的快充系統的結構示意圖。如圖1所示，該快充系統主要包括：一次脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)控制器、二次同步整流(Synchronous Rectification， SR)晶片以及二次快充協議電路(示出為PD)。
其中，一次PWM控制器可以包括如下端子：GATE端子、CS端子、DET端子、VDD端子、GND端子、RT端子以及FB端子。並且其中，GATE端子可以與金屬氧化物半導體(Metal Oxide Semiconductor，MOS)電晶體M1的閘極連接。
其中，二次SR晶片可以包括如下端子：GATE端子、VD端子、NC端子、VIN端子、VDD端子以及GND端子。並且其中，SR晶片的VD端子與MOS電晶體M2連接的節點為快充系統的VD端子，並且SR晶片的GATE端子可以連接至MOS電晶體M2的閘極。
其中，二次快充協議電路可以包括如下端子：OPTO端子、VDD端子、RT端子、CC2端子、CC1端子、DN端子、DP端子、GATE端子、ISP端子、ISN端子、GND端子、VIN端子、VFB端子以及IFB端子。其中，GATE端子可以連接至MOS電晶體M3的閘極。
在圖1所示的實施例中，該快充系統可以為返馳式(Fly-back)架構，應當注意，圖1所示的系統僅僅為一個示例，不應當被理解為對本發明的限制。
如圖1所示，一次PWM控制器可以控制功率電晶體M1的導通和斷開。其中，在功率電晶體M1導通期間，變壓器T2的一次電感可以存儲能量，二次SR晶片關斷同步整流MOS電晶體M2(例如，N型金屬氧化物半導體場效應(N-Metal-Oxide-Semiconductor，NMOS)電晶體)；在功率電晶體M1斷開期間，變壓器T2的一次電感將所存儲的能量傳遞到二次電感，SR晶片可以開啟同步整流MOS電晶體M2，二次電感退磁並且將一次能量傳送到例如輸出電容和負載。
其中，快充協議電路可以集成有快充協議以及電壓/電流環路，其可以通過CC1/CC2/DP/DN端子與待充電設備進行通信，其中設置有不同的電壓、電流和/或功率等。
在一些實施例中，基於溫度的功率調變電路可以用在一次PWM控制器中，通過溫度回饋調節CC(例如，Vref_cc)閾值，從而基 於溫度來調變輸入功率；在其他實施例中，該基於溫度的功率調變電路可以用在二次快充協議電路中，通過溫度回饋調節恒流環的CC(例如，Vref_cc)閾值，從而基於溫度來調變輸出功率。
通過利用上述兩種調變方式中的任意一種，均能夠實現基於溫度來調變功率的目的，其中一種實現方式是基於溫度對輸入功率進行調變，而另外一種實現方式是基於溫度對輸出功率進行調變。
應當注意，在圖1所示的系統中，一次PWM控制器中可以包括功率調變電路，或者二次PD電路中可以包括功率調變電路，圖中未示出，這將在下面進行描述。
通過本發明實施例提供的上述快充系統，可以基於溫度來調變Vref_cc，進而對輸入功率或輸出功率進行調變，防止快充時導致的溫升過高等問題。
參考圖2，圖2示出了本發明實施例提供的脈衝寬度調變控制器的結構示意圖。在圖2所示的實施例中，PWM控制器包括如前面描述的基於溫度的功率調變電路，即，對應於將這種基於溫度的功率調變電路用在一次PWM控制器的情況。
在圖2所示的實施例中，PWM控制器可以包括：欠壓鎖定(Under Voltage Lock Out，UVLO)模組101、保護電路102、觸發器103、邏輯控制模組104、驅動模組105、振盪器(oscillator，OSC)106、頻率補償模組107、前沿消隱(Leading Edge Blanking，LEB)模組108、綠色降頻突發模組109、PWM比較器110、過流(Over Current Protection，OCP)比較器111、恒流(constant current，CC)比較器112、積分器113、溫度折返電路114、分壓模組(KFB)115。
其中，溫度折返電路114可以包括誤差放大器1141和功率調變電路1142。
如圖2所示，UVLO模組101的輸入端可以連接至PWM控制器的VDD端子，並輸出AVDD和Vref_cc_ini訊號，保護電路102的輸入端可以連接至PWM控制器的DET端子，並且輸出故障(fault)和 Tdem訊號，觸發器103的一輸入端可以連接至OSC 106的輸出端，觸發器103的另一輸入端可以連接至或閘的輸出端，觸發器103的輸出端可以連接至邏輯控制模組104的輸入端，邏輯控制模組104的另一輸入端可以連接至保護電路102的輸出端，以從保護電路102接收fault訊號，邏輯控制模組104的輸出端可以連接至驅動模組105的輸入端，驅動模組105的輸出端可以連接至PWM控制器的GATE端子，OSC 106的另一輸出端可以連接至斜率補償模組107的輸入端，斜率補償模組107的另一輸入端可以經由LEB模組108連接至PWM控制器的CS端子，OSC 106的輸入端可以連接至綠色降頻突發模組109的輸出端，綠色降頻突發模組109的輸入端可以經由KFB 115連接至PWM控制器的FB端子，斜率補償模組107的輸出端可以連接至PWM比較器110的一輸入端(例如，負相輸入端)，PWM比較器110的另一輸入端(例如，正相輸入端)可以連接至綠色降頻突發模組109的輸入端，OCP比較器111的一輸入端(例如，負相輸入端)可以連接至LEB模組108的輸出端，OCP比較器111的另一輸入端(例如，正相輸入端)可以用於接收基準參考電壓Vth_pk訊號(可以由內部電路基準源產生)，CC比較器112的一輸入端(例如，負相輸入端)可以連接至LEB模組108的輸出端，CC比較器112的另一輸入端(例如，正相輸入端)可以連接至誤差放大器1141的輸出端，並且PWM比較器110、OCP比較器111和CC比較器112的輸出端均可以連接至或閘的輸入端。
此外，積分器113的一輸入端可以連接至PWM控制器的CS端子，積分器113的另一輸入端可以連接至保護電路102的輸出端，以從保護電路102接收Tdem訊號，並且積分器113的輸出端可以連接至誤差放大器1141的一輸入端(例如，負相輸入端)，誤差放大器1141的另一輸入端(例如，正相輸入端)可以連接至功率調變電路1142的輸出端，以從功率調變電路1142接收Vref_cc訊號，並且功率調變電路1142的一輸入端可以連接至UVLO模組101的輸出端，以從UVLO模組101接收Vref_cc_ini訊號，並且功率調變電路1142的另一輸入端可以連接至PWM控制器的RT端子。
參考圖3，圖3示出了本發明實施例提供的快充協議電路的結構示意圖。在圖3所示的實施例中，快充協議電路包括如前面描述的基於溫度的功率調變電路，即，對應於將基於溫度的功率調變電路用在二次快充協議電路的情況。
在圖3所示的實施例中，該快充協議電路可以包括欠壓鎖定(Under Voltage Lock Out，UVLO)模組/低壓差線性穩壓器(Low Dropout Regulator，LDO)201、時鐘模組(clock，CLK)202、保護電路203、I/O介面204、專用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)205以及閘極驅動器206、第一數位類比轉換器(Digital Analog Converter，DAC)207、恒壓誤差放大器(CV_EA)208、溫度折返電路209、MOS電晶體M5和M6以及輸出電流放大器(AVCCR)210等。
其中，溫度折返電路209可以包括第二DAC 2091、功率調變電路2092和恒流誤差放大器(CC_EA)2093。
在如圖3所示的實施例中，UVLO/LDO模組201的兩個輸入端可以分別連接至快充協議電路的VIN和VDD端子，並且UVLO/LDO模組201的兩個輸出端可以分別連接至ASIC 205和時鐘模組(CLK)202的輸入端，時鐘模組(CLK)202的輸出端可以連接至ASIC 205的輸入端，保護電路203的輸出端可以連接至ASIC 205的輸入端，I/O介面204可以分別連接至DP、DN、CC1和CC2端子以及ASIC 205。
並且，閘極驅動器206的輸入端可以連接至ASIC 205的一輸出端以從ASIC 205接收訊號gate_ctrl，閘極驅動器206的輸出端可以連接至快充協議電路的GATE端子，第一DAC 207的輸入端可以連接至ASIC 205的另一輸出端以從ASIC 205接收訊號VC<0：10>，第一DAC的輸出端可以連接至CV_EA 208的一輸入端(例如，負相輸入端)以向其提供訊號Vref_cv，CV_EA 208的另一輸入端(例如，正相輸入端)可以連接至快充協議電路的VFB端子，CV_EA 208的輸出端可以連接至MOS電晶體M5的閘極，MOS電晶體M5的汲極可以連接至快充協議電路的OPTO端子，電晶體M5的源極可以接地。
此外，第二DAC 2091的輸入端可以連接至ASIC 205的又一輸出端以從ASIC 205接收訊號IC<0：9>，第二DAC 2091的輸出端可以連接至功率調變電路2092的一輸入端，以向功率調變電路2092提供Vref_cc_ini訊號，並且功率調變電路2092的RT端子可以經由外接電阻接地，這將在下面進行介紹，功率調變電路2092的輸出端可以連接至CC_EA 2093的一輸入端(例如，負相輸入端)以向其提供訊號Vref_cc，CC_EA 2093的另一輸入端(例如，正相輸入端)可以連接至IFB端子以及AVCCR210的輸出端，CC_EA 2093的輸出端可以連接至MOS電晶體M6的閘極，電晶體M6的汲極可以連接至OPTO端子，電晶體M6的源極可以連接至GND端子，並且AVCCR 210的一輸入端(例如，正相輸入端)可以連接至ISP端子，並且另一輸入端(例如，負相輸入端)可以連接至ISN端子。
在如圖3所示的實施例中，該快充協議電路可以通過CC1/CC2或者DP/DN端子與待充電設備之間進行通信，並告知待充電設備該快充協議電路所支援的電壓、電流以及功率等資訊，同時可以回應於待充電設備要求的電壓和電流等資訊；並且可以即時地監測輸出電壓/電流/溫度等異常情況而關斷VBUS高端MOS電晶體M3，並同時對VBUS電容進行放電，以保護待充電設備，使其免受損壞。
在圖2和圖3所示的實施例中，基於溫度的功率調變電路(例如，功率調變電路1142和2092)既可以應用於一次PWM控制器，也可以應用於二次快充協議電路。其中，功率調變電路的RT端子可以感測外部溫度變化，當溫度達到預設溫度調變點時，通過功率調變電路中包括的調變電流放大器來調變電流環的Vref_cc閾值；當溫度超過預設溫度調變點時，使Vref_cc閾值隨著溫度的升高而減小，輸出電流也相應的減小，輸出電流下降使得系統溫升被抑制，並最終達到平衡。
以下通過具體示例的方式對圖2和圖3中的功率調變電路1142和2092進行詳細介紹。參考圖4，圖4示出了本發明實施例提供的功率調變電路的結構示意圖。
在圖4所示的實施例中，該功率調變電路可以包括：RT端子，該RT端子可以用於接收表徵溫度的第一電壓；以及調變模組310，該調變模組310可以用於在第一電壓小於第一預設閾值(例如，VR)時，輸出調變電壓(例如，Vref_cc)，進而調變輸入功率或輸出功率，其中，該調變電壓可以隨著溫度的升高而降低。
具體地，RT端子可以外接電阻R1(例如，負溫度係數電阻)，RT端子還可以連接至調變模組310的一輸入端，調變模組310的另一輸入端可以用於接收閾值VR，以輸出Vref_cc，並且電流源可以連接在RT端子和功率調變電路的供電電源VDD之間。
作為一個示例，該第一電壓是基於外接電阻R1和由電流源輸出的電流IR而生成的。
可見，通過將RT端子外接一個負溫度係數電阻，使一個固定的上拉電流流過該負溫度係數電阻，從而在RT端子上產生可以用於表徵溫度的電壓。
具體地，以下通過一個具體示例的方式對圖4提供的調變模組310進行詳細介紹。參考圖5，圖5示出了本發明第一實施例提供的功率調變電路的一具體實現方式的結構示意圖。
在圖5所示的實施例中，調變模組310可以包括：調變電流放大器3101，該調變電流放大器3101的一輸入端(例如，負相輸入端)可以連接至RT端子，調變電流放大器3101的另一輸入端(例如，正相輸入端)可以用於接收第一預設閾值(例如，VR)；運算放大器3102，該運算放大器3102的一輸入端(例如，負相輸入端)可以連接至調變電流放大器3101的輸出端，運算放大器3102的另一輸入端(例如，正相輸入端)可以用於接收第二預設閾值(例如，Vref_cc_ini)；以及電阻Rc，該電阻Rc可以連接在調變電流放大器3101的輸出端與運算放大器3102的輸出端之間。
在其他實施例中，調變模組除了包括圖5所示的各個元件之外，還可以包括電容，該電容可以連接在運算放大器3102的輸出端與 地之間，該電容可以用於防止干擾。
具體地，以下通過另一具體示例的方式對圖4提供的調變模組310進行詳細介紹。參考圖6，圖6示出了本發明第二實施例提供的功率調變電路的另一具體實現方式的結構示意圖。
如圖6所示，該功率調變電路除了包括圖5中所示的各個元件之外，還可以包括二極體，其中，該二極體可以用於防止電流回流，進而使得在未達到預設溫度調變點時，調變電壓和功率處於不調變狀態。
為了便於描述，圖6與圖5中相同的元件採用相同的圖式標記，並且其相關描述在此不再贅述，僅對二者之間的不同之處進行介紹。
具體地，在圖6所示的實施例中，調變電流放大器3101的輸出端不再直接連接至運算放大器3102的一端(例如，負相輸入端)以及電阻Rc的一端，而是經由二極體連接至運算放大器3102的一端(例如，負相輸入端)以及電阻Rc的一端，例如二極體的正極可以連接至調變電流放大器3101的輸出端，並且二極體的負極可以連接至運算放大器3102的一端(例如，負相輸入端)以及電阻Rc的一端。
具體地，以下通過又一具體示例的方式對圖4提供的調變模組310進行詳細介紹。參考圖7，圖7示出了本發明第三實施例提供的功率調變電路的又一具體實現方式的結構示意圖。
如圖7所示，調變模組除了包括圖6所示的各個元件之外，還可以包括電容C1，該電容C1可以連接在運算放大器3102的輸出端與地之間，該電容C1可以用於防止干擾。
在如圖7所示的實施例中，RT端子可以用於接收表徵溫度的電壓Vrt_n。
Vrt_n=IR*Rntc (1)
其中，IR表示上拉的固定電流源的提供的電流值，近似為零溫度係數。Rntc表示外接的電阻R1的電阻值，Vrt_n表示在RT端子上產生的壓降，該壓降隨著溫度的升高而減小。當Vrt_n小於閾值VR時，調變電流放大器3101會產生一電流Ic流過調變電阻Rc，得到最終的CC 調變電壓Vref_cc，其可以表示為：
Vref_cc=Vref_cc_ini-Ic*Rc (2)
其中，Vref_cc_ini為固定的基準電壓，Ic為基於溫度的調變電流，並且Rc為溫度調變電阻。其中，Ic的計算公式可以表示為：
Ic=Gm*(VR-Vrt_n) (3)
將公式(1)和(3)帶入公式(2)中，可得：
Vref_cc=Vref_cc_ini-Gm*(VR-IR*Rntc)*Rc (4)
其中，Gm為調變電流放大器3101的跨導，VR為與預設溫度調變點相對應的電壓調變點，當溫度低於預設溫度調變點時，Vrt_n
Figure 109132441-A0101-12-0012-11
VR，沒有電流流出；當溫度高於預設溫度調變點時，VR>Vrt_n，電流Ic隨著溫度升高而變大，由公式(2)可知，調變電壓Vref_cc隨著溫度升高而減小。當調變電壓Vref_cc減小時，輸出電流Io也相應減小，進而可以使得系統溫度隨著輸出電流的減小而降低，並最終達到動態平衡。
參考圖8，圖8示出了圖7提供的功率調變電路的各個參數與溫度對應關係的曲線示意圖。
在圖8中，溫度T0為預設溫度調變點，從圖8可以看出，當系統溫度T<T0時，Vrt_n>VR，Ic=0，調變電壓Vref_cc以及輸出功率Po都無需調變；當系統溫度T0<T<Tc時，Ic隨著系統溫度的升高而增大，調變電壓Vref_cc以及輸出功率Po隨著溫度的升高而減小，輸出功率減小，使得系統的溫度也逐漸降低，從而形成了負反饋環路，當功率減小使得溫度達到平衡態溫度閾值Tc時，功率和溫度將達到穩態。
應當注意的是，對輸入功率的調變類似於對輸出功率的調變，例如在達到一預設溫度調變點時，使輸入功率隨著溫度的升高而降低。
綜上，通過本發明實施例提供的上述技術方案，可以在系統溫度低於預設溫度調變點時，不對調變電壓Vref_cc和功率進行調變，而在系統溫度達到預設溫度調變點時，利用功率調變電路來開始調變Vref_cc和功率，並且使Vref_cc和功率隨著溫度的升高而減小，功率的減 小使得系統溫度逐漸降低，從而形成了負反饋環路，當功率減小使得溫度達到平衡態Tc時，功率和溫度將達到穩態。
需要明確的是，本發明並不局限於上文所描述並在圖中示出的特定配置和處理。為了簡明起見，這裡省略了對已知方法的詳細描述。在上述實施例中，描述和示出了若干具體的步驟作為示例。但是，本發明的方法過程並不限於所描述和示出的具體步驟，本領域的技術人員可以在領會本發明的精神後，作出各種改變、修改和添加，或者改變步驟之間的順序。
以上所述的結構框圖中所示的功能塊可以實現為硬體、軟體、固件或者它們的組合。當以硬體方式實現時，其可以例如是電子電路、專用積體電路(ASIC)、適當的固件、外掛程式、功能卡等等。當以軟體方式實現時，本發明的元素是被用於執行所需任務的程式或者程式碼片段。程式或者程式碼片段可以存儲在機器可讀介質中，或者通過載波中攜帶的資料訊號在傳輸介質或者通信鏈路上傳送。“機器可讀介質”可以包括能夠存儲或傳輸資訊的任何介質。機器可讀介質的例子包括電子電路、半導體記憶體設備、唯讀記憶體(Read-Only Memory，ROM)、快閃記憶體、可擦除ROM(Erasable Read Only Memory，EROM)、軟碟、唯讀記憶光碟(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光碟、硬碟、光纖介質、射頻(Radio frequency，RF)鏈路，等等。程式碼片段可以經由諸如網際網路、內聯網等的電腦網路被下載。
還需要說明的是，本發明中提及的示例性實施例，基於一系列的步驟或者裝置描述一些方法或系統。但是，本發明不局限於上述步驟的順序，也就是說，可以按照實施例中提及的循序執行步驟，也可以不同於實施例中的順序，或者若干步驟同時執行。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式，所屬領域的技術人員可以清楚地瞭解到，為了描述的方便和簡潔，上述描述的系統、模組和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。應理解，本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領 域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
310:調變模組
VR,Vref_cc:訊號
RT,VDD:端子
IR:電流
R1:外接電阻

Claims (9)

  1. 一種功率調變電路，應用於快充系統，所述功率調變電路包括：RT端子，外接一個負溫度係數電阻，使一個固定的上拉電流流過該負溫度係數電阻，從而在RT端子上產生可以用於接收表徵溫度的第一電壓；以及調變模組，用於在所述第一電壓小於第一預設閾值時，輸出調變電壓，進而調變輸入功率或輸出功率，其中，所述調變電壓隨著所述溫度的升高而降低，包括：第一調變電流放大器，所述第一調變電流放大器的一輸入端連接至所述RT端子，所述第一調變電流放大器的另一輸入端用於接收所述第一預設閾值；第一運算放大器，所述第一運算放大器的一輸入端連接至所述第一調變電流放大器的輸出端，所述第一運算放大器的另一輸入端用於接收第二預設閾值；以及第一電阻，所述第一電阻連接在所述第一調變電流放大器的輸出端與所述第一運算放大器的輸出端之間。
  2. 如請求項1所述的電路，其中，所述調變模組還包括：電容，所述電容連接在所述第一運算放大器的輸出端和地之間。
  3. 如請求項1所述的電路，其中，所述第一電壓是基於第二電阻和由電流源生成的電流而生成的；其中，所述第二電阻為所述RT端子處外接的電阻，並且所述電流源連接在所述RT端子和所述功率調變電路的供電電源之間。
  4. 一種功率調變電路，應用於快充系統，所述功率調變電路包括：RT端子，外接一個負溫度係數電阻，使一個固定的上拉電流流過該負溫度係數電阻，從而在RT端子上產生可以用於接收表徵溫度的第一電壓；及調變模組，用於在所述第一電壓小於第一預設閾值時，輸出調變電壓， 進而調變輸入功率或輸出功率，其中，所述調變電壓隨著所述溫度的升高而降低，包括：第二調變電流放大器，所述第二調變電流放大器的一輸入端連接至所述RT端子，所述第二調變電流放大器的另一輸入端用於接收所述第一預設閾值；以及二極體，所述二極體的正極連接至所述第二調變電流放大器的輸出端；第二運算放大器，所述第二運算放大器的一輸入端連接至所述二極體的負極，所述第二運算放大器的另一輸入端用於接收第二預設閾值；以及第三電阻，所述第三電阻連接在所述二極體的負極和所述第二運算放大器的輸出端之間。
  5. 如請求項4所述的電路，其中，所述調變模組還包括：電容，所述電容連接在所述第二運算放大器的輸出端和地之間。
  6. 一種脈衝寬度調變控制器，應用於快充系統，包括如請求項1至5中任一項所述的功率調變電路。
  7. 一種快充協議電路，應用於快充系統，包括如請求項1至5中任一項所述的功率調變電路。
  8. 一種快充系統，包括如請求項6所述的脈衝寬度調變控制器。
  9. 一種快充系統，包括如請求項7所述的快充協議電路。
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