本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域,尤其涉及一種用于小電流檢測(cè)的新方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)在的人為了讓手機(jī)第二天充得飽飽的再去上班,因此一整夜將手機(jī)插著充電,殊不知這樣做會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞電池,縮短電池的使用壽命。長(zhǎng)期將手機(jī)插著充電,一是會(huì)引起發(fā)熱,二是會(huì)影響手機(jī)電池的充放電循環(huán),時(shí)間久了不僅會(huì)損耗電池的使用壽命,而且還浪費(fèi)了電力資源。因此在手機(jī)發(fā)展日新月異的階段,十分必要開(kāi)發(fā)一種檢測(cè)手機(jī)充電是否充滿(mǎn)的方法,以在檢測(cè)到手機(jī)充滿(mǎn)時(shí)指示手機(jī)充電完成并自動(dòng)關(guān)閉充電端口。在大部分常規(guī)移動(dòng)電源中現(xiàn)在也都有此要求。
眾所周知,當(dāng)手機(jī)充滿(mǎn)電時(shí),外圍供電系統(tǒng)的輸出電流將很小,因此可以通過(guò)檢測(cè)供電系統(tǒng)的輸出電流的大小來(lái)判斷手機(jī)是否充滿(mǎn)。在傳統(tǒng)方案中,通過(guò)偵測(cè)主路檢測(cè)電阻的壓降來(lái)達(dá)到檢測(cè)電流的目的,一般由主路檢測(cè)電阻,電壓比較器,控制電路(即邏輯驅(qū)動(dòng)電路或者電壓比較器的反饋接收電路)組成。其工作原理如下:將主路檢測(cè)電阻串聯(lián)在主路中,由電壓比較器檢測(cè)主路檢測(cè)電阻兩端的電壓并將結(jié)果反饋給控制電路,利用公式io=δv/r進(jìn)行計(jì)算即可得到輸出電流。應(yīng)該理解,當(dāng)輸出電流很小時(shí),需要很大的檢測(cè)電阻才能測(cè)量出輸出電壓,而主路檢測(cè)電阻過(guò)大則將大大影響系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率,達(dá)不到節(jié)能要求;而如果選用過(guò)小的檢測(cè)電阻,則要求很高精度的比較器,大大增加了成本,不僅如此,很小的紋波或雜訊都會(huì)引起比較器誤動(dòng)作,從而造成錯(cuò)誤關(guān)閉無(wú)法繼續(xù)充電。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種用于小電流檢測(cè)的新方法,以在不需要大檢測(cè)電阻和高精度比較器的情況下實(shí)現(xiàn)可靠的小電流檢測(cè),從而節(jié)約能源,節(jié)省成本,提高電流檢測(cè)的可靠性。
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,本發(fā)明提供一種用于小電流檢測(cè)的新方法,用以檢測(cè)外圍電路的輸出電流是否為小電流,其中該外圍電路的輸出端連接有一輸出電容,所述方法包括:檢測(cè)外圍電路的輸出電壓的下降速率,若所述下降速率小于預(yù)定下降速率則判定外圍電路的輸出電流為小電流,同時(shí)輸出一小電流信號(hào)。
進(jìn)一步地,所述方法通過(guò)邏輯驅(qū)動(dòng)模塊以及并聯(lián)在所述邏輯驅(qū)動(dòng)模塊與外圍電路的輸出端之間的電壓比較模塊和計(jì)時(shí)模塊實(shí)現(xiàn)。
進(jìn)一步地,所述方法包括以下步驟:在所述計(jì)時(shí)模塊設(shè)定的預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi),判斷所述電壓比較模塊檢測(cè)的外圍電路的輸出電壓下降值是否達(dá)到預(yù)設(shè)的固定參考電壓,若未達(dá)到,表示外圍電路的輸出電壓的下降速率小于預(yù)定下降速率,則所述邏輯驅(qū)動(dòng)模塊輸出所述小電流信號(hào),否則表示外圍電路的輸出電壓的下降速率不小于預(yù)定下降速率,則所述邏輯驅(qū)動(dòng)模塊輸出與所述小電流信號(hào)電平相反的大電流信號(hào),其中,此處所述預(yù)定下降速率等于所述固定參考電壓與所述預(yù)設(shè)時(shí)間的比值。
進(jìn)一步地,所述方法包括以下步驟:通過(guò)所述電壓比較模塊檢測(cè)外圍電路的輸出電壓的下降值,當(dāng)所述下降值達(dá)到預(yù)設(shè)的固定參考電壓時(shí),判斷所述計(jì)時(shí)模塊的計(jì)時(shí)時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間,若未達(dá)到,表示外圍電路的輸出電壓的下降速率不小于預(yù)定下降速率,則所述邏輯驅(qū)動(dòng)模塊輸出與所述小電流信號(hào)電平相反的大電流信號(hào),否則表示外圍電路的輸出電壓的下降速率小于預(yù)定下降速率,則所述邏輯驅(qū)動(dòng)模塊輸出所述小電流信號(hào),其中,此處所述預(yù)定下降速率等于所述固定參考電壓與所述預(yù)設(shè)時(shí)間的比值。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,本發(fā)明具有如下有益效果:
1、由于采用檢測(cè)輸出電壓下降速率(輸出電壓變化量/時(shí)間)的方法來(lái)判斷外圍電路的輸出電流為大電流還是小電流,可以提供比較精確的輸出小電流檢測(cè)功能,實(shí)現(xiàn)可靠的小電流檢測(cè)。
2、采用了檢測(cè)電容放電間接測(cè)量方法,電壓比較模塊比較的是輸出電容的電壓,不需要傳統(tǒng)電流檢測(cè)電阻和高精度的比較器,降低了成本,提高了系統(tǒng)效率,節(jié)約了能源。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明用于小電流檢測(cè)的新方法的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)原理圖;
圖2是圖1實(shí)施例的工作時(shí)序圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖,給出本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并予以詳細(xì)描述,使能更好地理解本發(fā)明的功能、特點(diǎn)。
本發(fā)明提供了一種用于小電流檢測(cè)的新方法,如圖1所示,該方法通過(guò)邏輯驅(qū)動(dòng)模塊11以及并聯(lián)在邏輯驅(qū)動(dòng)模塊11與外圍電路的輸出端之間的電壓比較模塊13和計(jì)時(shí)模塊12實(shí)現(xiàn),用以檢測(cè)外圍電路的輸出電流是否為小電流,其中外圍電路的輸出端連接有一輸出電容cout,則輸出電壓vo的大小等于輸出電容電壓。
具體來(lái)說(shuō),本發(fā)明的方法通過(guò)檢測(cè)外圍電路的輸出電壓的下降速率來(lái)判定外圍電路的輸出電流大于還是小于電流分界點(diǎn)i電流分界點(diǎn),主要包括以下步驟:通過(guò)電壓比較模塊13檢測(cè)外圍電路的輸出電壓的下降值,將所述外圍電路的輸出電壓vo下降的變化值δvo與一固定參考電壓v參考進(jìn)行比較,并在輸出電壓下降的變化值δvo達(dá)到所述固定參考電壓v參考時(shí)發(fā)出一壓降到達(dá)信號(hào),同時(shí)通過(guò)計(jì)時(shí)模塊12設(shè)定預(yù)設(shè)時(shí)間t,并在經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間t后發(fā)出計(jì)時(shí)完畢信號(hào),而后通過(guò)邏輯驅(qū)動(dòng)模塊11接收電壓比較模塊13和計(jì)時(shí)模塊12輸出的信號(hào),若先收到計(jì)時(shí)模塊12輸出的計(jì)時(shí)完畢信號(hào),表示外圍電路的輸出電壓的下降速率小于預(yù)定下降速率(此處預(yù)定下降速率等于固定參考電壓v參考與預(yù)設(shè)時(shí)間t的比值),則邏輯驅(qū)動(dòng)模塊11判定外圍電路的輸出電流小于電流分界點(diǎn)i電流分界點(diǎn),因而輸出一小電流信號(hào);若邏輯驅(qū)動(dòng)模塊11先收到電壓比較模塊13輸出的壓降到達(dá)信號(hào),表示外圍電路的輸出電壓的下降速率不小于預(yù)定下降速率,則邏輯驅(qū)動(dòng)模塊11判定外圍電路的輸出電流不小于電流分界點(diǎn)i電流分界點(diǎn),因而輸出一與該小電流信號(hào)電平相反的大電流信號(hào)。
由于系統(tǒng)的輸出電壓為輸出電容兩端的電壓,所以前述電流分界點(diǎn)i電流分界點(diǎn)可以由已知的物理量以及電容放電公式確定。
具體地,輸出電流可以通過(guò)以下公式計(jì)算得到:io=co*δvo/δt。其中,co是輸出電容的容值;由于輸出電壓vo即為電容電壓,δvo是輸出電壓的變化量;δt是輸出電壓變化了δvo所經(jīng)過(guò)的時(shí)間;io為電容電流即輸出電流。本公式成立前提是不存在外部供電,僅僅由電容提供電流,電容的電壓下降。若輸出電壓上升或不變化則不按照本公式來(lái)計(jì)算,因此本公式并非用于實(shí)時(shí)計(jì)算電流大小。
代入本發(fā)明的模塊已知的物理量,可以確定輸出電流分界點(diǎn)的計(jì)算公式:
在上式中,co是輸出電容的容值,t是計(jì)時(shí)模塊13的預(yù)設(shè)時(shí)間,δvo是輸出電壓變化量,即外圍電路正常工作時(shí)的輸出電壓值vo與電壓比較模塊參考電壓v參考的差值。
其中,計(jì)時(shí)器的預(yù)設(shè)時(shí)間t是可以需要的任意定值,電壓比較參考電壓v參考也可以是0到外圍電路正常工作時(shí)的輸出電壓值vo之間的任意定值。輸出電流分界點(diǎn)的值i電流分界點(diǎn)可以是小于滿(mǎn)載電流的任意數(shù),可以根據(jù)所需的輸出電流分界點(diǎn)設(shè)計(jì)合適的計(jì)時(shí)器的預(yù)設(shè)時(shí)間t和電壓比較模塊的固定參考電壓v參考。
下面結(jié)合圖2描述本發(fā)明的工作原理。在時(shí)刻t1之前,外圍電路正常工作,輸出電壓為vo,輸出電流為io。在時(shí)刻t1,由于外圍電路停止供電,只有輸出電容維持輸出電壓供給負(fù)載(如手機(jī)),則輸出電流減小,輸出電壓下降,輸出電容放電,計(jì)時(shí)模塊13開(kāi)始計(jì)時(shí),到t2時(shí)刻為止,輸出電壓下降了δv,電壓比較模塊12發(fā)出壓降到達(dá)信號(hào)。
此時(shí),邏輯驅(qū)動(dòng)模塊11在計(jì)時(shí)模塊13設(shè)定的計(jì)時(shí)時(shí)間t內(nèi)已經(jīng)收到了壓降到達(dá)信號(hào),表示此時(shí)輸出電流過(guò)大,邏輯驅(qū)動(dòng)模塊11輸出一大電流信號(hào),外圍電路的輸出開(kāi)關(guān)管打開(kāi),外圍電路就由輸入端對(duì)負(fù)載供電。在t2到t3時(shí)刻,由于輸出電壓上升或不變,本發(fā)明的方法不工作。
至t3時(shí)刻,輸出電壓上升到調(diào)整值即電路正常工作時(shí)的輸出電壓值,與t1時(shí)刻相同,外圍電路供電斷開(kāi),只有輸出電容維持輸出電壓供給負(fù)載,輸出電容繼續(xù)放電電壓下降,計(jì)時(shí)模塊13開(kāi)始計(jì)時(shí),如此反復(fù),直到滿(mǎn)足在計(jì)時(shí)模塊13的計(jì)時(shí)時(shí)間t結(jié)束時(shí)電壓比較模塊12未發(fā)出壓降觸發(fā)信號(hào)的條件。圖2中的t4-t5時(shí)間滿(mǎn)足前述條件,在計(jì)時(shí)模塊13計(jì)時(shí)時(shí)間t以后,電壓比較模塊12才達(dá)到翻轉(zhuǎn)條件,則邏輯驅(qū)動(dòng)模塊11輸出一小電流信號(hào)通知外圍電路進(jìn)入節(jié)能模式或者關(guān)斷外圍電路的輸出開(kāi)關(guān)管,t5時(shí)刻過(guò)后輸出電容和小電流負(fù)載自由放電到零即t6時(shí)刻,t6時(shí)刻后將一直維持完全關(guān)閉狀態(tài),直到再次喚醒進(jìn)行下次正常輸出電壓。
通過(guò)本發(fā)明的小電流檢測(cè)方法,能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)外圍電路的輸出電流是否為小電流,從而可以在手機(jī)充滿(mǎn)電時(shí)及時(shí)為手機(jī)關(guān)閉充電端口。
本發(fā)明的實(shí)施例還可以做出如下變化:第一種是,外圍電路將輸出電壓充到設(shè)定工作電壓后停止供電,電壓比較模塊和計(jì)時(shí)模塊開(kāi)始工作,當(dāng)輸出電壓下降到固定參考電壓v參考翻轉(zhuǎn)時(shí),邏輯驅(qū)動(dòng)模塊讀取此時(shí)計(jì)時(shí)模塊的計(jì)時(shí)時(shí)間,若大于預(yù)設(shè)時(shí)間,輸出小電流信號(hào),反之輸出大電流信號(hào);第二種是,外圍電路將輸出電壓充到設(shè)定工作電壓后停止供電,電壓比較模塊和計(jì)時(shí)模塊開(kāi)始工作,電壓比較模塊在計(jì)時(shí)模塊開(kāi)始工作時(shí)檢測(cè)一個(gè)電壓v1,在計(jì)時(shí)模塊預(yù)設(shè)時(shí)間t完成時(shí)再檢測(cè)一個(gè)電壓v2,通過(guò)這兩個(gè)電壓及輸出電容值來(lái)判斷輸出電流大小io=co*(v1-v2)/t,并據(jù)此輸出大電流信號(hào)或小電流信號(hào)。
綜上,本發(fā)明的實(shí)施例利用一定時(shí)間內(nèi)或不定時(shí)間內(nèi)輸出電壓的下降速率即電容掉電的電壓變化來(lái)間接計(jì)算測(cè)量電流是否為小電流,若所述下降速率小于預(yù)定速率則判定外圍電路的輸出電流為小電流。類(lèi)似的利用一定時(shí)間內(nèi)或不定時(shí)間內(nèi)輸出電容掉電的電壓變化速率間接計(jì)算測(cè)量輸出電流的實(shí)施例都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
以上所述的,僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非用以限定本發(fā)明的范圍,本發(fā)明的上述實(shí)施例還可以做出各種變化。因此凡是依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單、等效變化與修飾,皆落入本發(fā)明專(zhuān)利的權(quán)利要求保護(hù)范圍。本發(fā)明未詳盡描述的均為常規(guī)技術(shù)內(nèi)容。