[发明专利]开关电源输出侧无损检测负载电流的电路及其方法

说明书

本发明申请公开了一种开关模式电源中输出侧无损检测负载电流的电路及其方法。所述电路包括输出整流器件，输出电容和输出负载电流检测芯片，其特征在于：所述输出负载检测芯片包括输出侧绕组导通时间检测模块，用于检测给输出端负载提供能量的时间宽度和周期；占空比转换模块，将检测出来的输出绕组导通时间信号取平均值。与传统的通过串联到输出回路中的电阻检测负载电流的方法相比，实施本发明的电路损耗极低，不仅提高了效率，而且由于省去了检测电阻，减少了外围元器件，降低了成本。

技术领域

本发明涉及开关电源负载检测技术，特别地，本发明涉及一种输出侧无损检测负载电流电路。

背景技术

目前，开关电源中在输出端检测负载电流一般需要增加一个采样电阻，通过检测采样电阻上的电压来感知负载的变化。

图1所示是传统的输出侧检测负载电流的系统示意图。电阻122的负电压一端的电平代表了当前负载的电流值，电阻114的一端和电阻122的一端连接，输出侧芯片110的VCTRL的管脚的检测电压是输出电压Vo和输出负载电流在电阻122上电压的叠加，随着负载电流的增加，电阻122的电压变得越来越负，为了保证VCTRL管脚的电压不变，整个系统环路调节的结果是输出电压随着负载电流的增加而增加。

图1所示输出芯片110的ICTRL的管脚连接到电阻122的负电压端。当输出电流增加到设定的电流时，电流环路起作用限制系统输出电流继续增加从而保证恒定电流的输出。

但是传统的输出侧检测负载电流的系统有以下缺陷，

1、由于需要检测流过电阻122的电流，所以电阻上存在损耗，造成电源效率低；

2、电阻122一般都选择毫欧姆级别的电阻，所以电阻上压降也很低，检测精度不够高；

3、该电路所用元器件较多，电源的成本较高，可靠性低。

因此，需要一种检测电路，可以应用在输出侧没有损耗同时检测精度高，元器件少从而降低电源的生产成本，提高可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种输出侧无损检测负载电流的方法和电路。本发明解决技术问题所采用的技术方案是：通过芯片一个管脚(DET)检测输出侧整流器件一端的信号，提取出输出侧整流器件有电流流过的时间，通过对该时间进行信号处理提取负载电流的信息。该输出侧无损检测负载电流的电路包括整流器件、输出电容和控制器。其中，所述控制器芯片包括：

导通时间检测模块，用于检测给输出端负载提供能量的时间宽度和周期；

占空比转换模块，将检测出来的信号取平均值。

在本发明所述的控制器中，所述控制器芯片进一步包括：

固定脉冲产生电路，导通时间检测模块输出方波，将该方波处理成脉冲宽度不变的信号，该信号表征了当前系统的开关频率，将该信号输入给占空比检测电路，从而得到一个与负载相关的直流电压或者电流信号。

在本发明所述的控制器中，所述控制器芯片进一步包括：

比较模块，用于根据所述检测到的负载情况判断当前的充电状态；

驱动模块，用于将当前的充电状态的判断结果输出到输出端；

显示模块，用于根据所述驱动模块的输出信号显示充电状态。

在本发明所述的控制器中，所述控制器芯片进一步包括：

运放模块，用于根据所述检测到的负载情况改变系统输出电压；

驱动模块，用于根据检测到的负载情况和输出电压控制光耦的电流，从而改变系统的开关频率(PFM)或者脉冲宽度(PWM)。