控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的方法和實現(xiàn)該方法的電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線充電系統(tǒng)中的一種輸出控制方法及其實現(xiàn)電路，具體涉及控制低 壓差穩(wěn)壓器(LD0 )輸出穩(wěn)定性的方法和實現(xiàn)該方法的電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線充電是是一種利用電磁場或電磁波進行能量傳輸技術(shù)，目前在小功率的范圍 內(nèi)應(yīng)用比較廣泛，主要用于智能手機、微型計算機，小型便攜式家用電器等。
[0003] 在無線充電系統(tǒng)中，Tx(發(fā)送端)一上電&F_INIT(初始頻率)進行工作，帶載能力 較差，所以Rx電路的低壓差穩(wěn)壓器(簡稱LD0)輸出模塊一開始是處于關(guān)閉狀態(tài)，即相當(dāng)于Rx (接收端)是空載，若Rx的負載一開始是打開的，這樣就會導(dǎo)致Rx的Vrect(整流電壓)過低， 從而使得Rx的MCU(主控芯片)不能正常工作。
[0004] 在現(xiàn)有的控制LD0輸出穩(wěn)定性的方法中，主要是通過判斷Rx的Vrect的電壓，當(dāng) Vrect的電壓達到一定的值時，通過控制輸出使能的GPI0(通用輸入輸出口）來控制LD0輸出 打開，這種方法會導(dǎo)致LD0在輸出打開的瞬間，即PM0S管(P型金屬氧化物半導(dǎo)體)導(dǎo)通瞬間， 電流急速上升，電壓急速下降，即導(dǎo)致接收端的整流電壓會被瞬間拉到低于接收端的MCU工 作電壓，導(dǎo)致無線充電系統(tǒng)不能正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，解決【背景技術(shù)】中不能解決的難題，從而 提供了一種控制低壓差穩(wěn)壓器(LD0)輸出穩(wěn)定性的方法和實現(xiàn)該方法的電路，該方法能夠 保證低壓差穩(wěn)壓器具有很好的輸出穩(wěn)定性。
[0006] 為了解決上述至少一個技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種控制低壓差 穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的方法，該方法具體包括如下步驟：（1)首先判斷當(dāng)前狀態(tài)下的LD0的輸 出是否打開，如果沒有打開則進入步驟(2)，否則進入步驟(5); (2)其次判斷整流電壓是否 大于預(yù)設(shè)電壓值，如果大于預(yù)設(shè)電壓值則進入步驟(3)，否則返回到步驟（1); (3)調(diào)用軟開 關(guān)程序使得LD0的輸出按照1 %~1.5%的步進從初始占空比遞減到0的速度打開，進入步驟 (4);(4)〇)0的輸出打開，進入步驟(5);(5)退出當(dāng)前狀態(tài)。
[0007] 上述步驟(2)中的預(yù)設(shè)電壓值為21V。
[0008] 上述步驟（3)中的軟開關(guān)程序的一種設(shè)計流程如下：①選定一個主控芯片（即 Μ⑶），利用該主控芯片的定時器產(chǎn)生一個80KHz~120KHz的頻率;②通過手動配置定時器的 比較/捕捉寄存器〇來配置PWM(脈沖寬度調(diào)制）的周期;③通過手動配置定時器的比較/捕捉 控制寄存器1來配置PWM的輸出模式，即配置為翻轉(zhuǎn)/復(fù)位模式;④通過手動配置定時器的比 較/捕捉寄存器1來配置PWM的初始占空比，配置初始占空比在45%~55%;⑤手動配置PWM的輸 出口，即將LD0輸出口的10作為PWM輸出口；⑥設(shè)置占空比以1.25%的步進從初始占空比遞減 到0,且在每個頻率下循環(huán)140~160次。
[0009] -種實現(xiàn)上述控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的方法的電路，包括整流模塊、電壓 采樣模塊、LDO模塊和軟開關(guān)模塊，所述軟開關(guān)模塊設(shè)置在所述LDO模塊的前端;所述整流模 塊、電壓采樣模塊、軟開關(guān)模塊、LD0模塊依次連接，整流模塊用于將交流轉(zhuǎn)換成直流，電壓 采樣模塊用于通過ADC采樣得到整流電壓值，軟開關(guān)模塊用于輸出PWM波形，LD0模塊用于控 制輸出。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:該方法在LD0輸出打開時引入軟開關(guān)的方式，也就是PM0S管 的開啟采用軟開啟，即通過在PM0S開啟的GP10上輸出PWM(脈沖寬度調(diào)制)波形，初始占空比 設(shè)置在45%~55%之間，且以1.25%的步進調(diào)到0,使得PM0S管緩慢導(dǎo)通，這樣可以有效的防止 接收端的整流電壓被瞬間拉的過低而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。
【附圖說明】
[0011] 圖1，本發(fā)明的電路組成框圖； 圖2，本發(fā)明的LD0輸出打開流程圖； 圖3,本發(fā)明的一種軟開關(guān)程序設(shè)計流程圖； 圖4,本發(fā)明的一種實施例示意圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖以及優(yōu)選的方案對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0013] 如圖1所示，是本發(fā)明的電路組成框圖，具體是一種控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性 的電路的組成框圖，該電路包括依次連接的整流模塊、電壓采樣模塊、軟開關(guān)模塊和LD0模 塊;整流模塊用于將交流轉(zhuǎn)換成直流，電壓采樣模塊用于通過ADC采樣得到整流電壓值，軟 開關(guān)模塊用于輸出PWM波形，LD0模塊用于控制輸出。
[0014] 如圖2所示，是本發(fā)明的LD0輸出打開流程圖，結(jié)合該圖來說明一種控制低壓差穩(wěn) 壓器輸出穩(wěn)定性的方法，該方法是基于整流模塊、電壓采樣模塊，軟開關(guān)模塊和LD0模塊來 實現(xiàn)的，具體包括如下步驟:（1)首先判斷當(dāng)前狀態(tài)下的LD0的輸出是否打開，如果沒有打開 則進入步驟(2)，否則進入步驟(5); (2)其次判斷整流電壓是否大于21V，如果大于則進入步 驟(3)，否則返回到步驟(1) ; (3)調(diào)用軟開關(guān)程序使得LD0的輸出按照1%~1.5%的步進從初始 占空比遞減到0的速度緩慢的打開，進入步驟(4); (4)LD0的輸出打開，進入步驟(5); (5)退 出當(dāng)前狀態(tài)。
[0015] 如圖3所示，是本發(fā)明的一種軟開關(guān)程序設(shè)計流程圖，對應(yīng)該圖的步驟的描述如 下:①選定一個主控芯片（即Μ⑶），可以采用MSP430型號的，利用該主控芯片的定時器產(chǎn)生 一個80ΚΗζ~120ΚΗζ的頻率;②通過手動配置定時器的比較/捕捉寄存器0來配置PWM(脈沖寬 度調(diào)制）的周期;③通過手動配置定時器的比較/捕捉控制寄存器1來配置PWM的輸出模式， 即配置為翻轉(zhuǎn)/復(fù)位模式;④通過手動配置定時器的比較/捕捉寄存器1來配置PWM的初始占 空比，配置初始占空比在45%~55%;⑤手動配置PWM的輸出口，即將LD0輸出口的10作為PWM輸 出口；⑥設(shè)置占空比以1.25%的步進從初始占空比遞減到0，且在每個頻率下循環(huán)140~160 次。
[0016] 結(jié)合圖4來說明本發(fā)明的一種實施例，圖4中Vrect指整流電壓值;Vmcu指MCU的工 作電壓值;PWM指通過控制輸出GPI0產(chǎn)生的PWM波形，Outputen(輸出使能)打開之前，GPI0是 高電平，Outputen打開之后，GPI0為低電平。該實施例同時結(jié)合了圖2中的軟開關(guān)程序設(shè)計 步驟中的優(yōu)選方案，具體優(yōu)選的是:所述軟開關(guān)程序中以MSP430作為主控芯片，通過它產(chǎn)生 一個100 KHz的頻率;并配置PWM的初始占空比為50%，占空比以1.25%的步進從50%遞減到0， 且在每個頻率下循環(huán)150次，這樣做的目的是為了確保軟開關(guān)的時間要大于Vrect被拉低的 時間。
[0017] 本發(fā)明中涉及的整流模塊用于將交流轉(zhuǎn)換成直流；電壓采樣模塊是通過ADC采樣 得到整流電壓的值，即Vrect的值;軟開關(guān)模塊是通過在GPI0上輸出WM波形;LD0模塊是控 制輸出的模塊。
[0018] 不同負載下使用軟開關(guān)程序前后的Vrect掉落的瞬間值如下表：
通過上表中的買驗數(shù)據(jù)η」以宥出，在LUO湔出升之前后動軟升天捏序，P」以有效的改 善Vrect被拉低的瞬間值，從而避免Vrect低于Rx的MCU工作電壓，而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作 的情況。
[0019] 本發(fā)明的優(yōu)點在于可以解決LD0輸出打開的瞬間，Vrect不會被瞬間拉低到導(dǎo)致Rx 的MCU無法正常工作的電壓，從而保證了 LD0的輸出穩(wěn)定性。
【主權(quán)項】
1. 一種控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的方法，其特征在于，該方法具體包括如下步驟： (1) 首先判斷當(dāng)前狀態(tài)下的LDO的輸出是否打開，如果沒有打開則進入步驟(2)，否則進 入步驟(5); (2) 其次判斷整流電壓是否大于預(yù)設(shè)電壓值，如果大于預(yù)設(shè)電壓值則進入步驟(3)，否 則返回到步驟(1); (3 )調(diào)用軟開關(guān)程序使得LDO的輸出按照1 %~1.5%的步進從初始占空比遞減到0的速度 打開，進入步驟(4); (4 )LDO的輸出打開，進入步驟(5 ); (5)退出當(dāng)前狀態(tài)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟 (2) 中的預(yù)設(shè)電壓值為21V。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟 (3) 中的軟開關(guān)程序的一種設(shè)計流程如下:①選定一個主控芯片（即Μ⑶），利用主控芯片的 定時器產(chǎn)生一個80ΚΗζ~120ΚΗζ的頻率;②配置PWM(脈沖寬度調(diào)制）的周期;③配置PWM的輸 出模式;④配置PWM的初始占空比；⑤配置PWM的輸出口；⑥設(shè)置初始占空比以1%~1.5%的步 進從初始占空比遞減到〇,且在每個頻率下循環(huán)140~160次。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟 ① 中定時器產(chǎn)生一個100 KHz的頻率。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟 ② 是通過手動配置定時器的第一比較/捕捉寄存器來配置PWM(脈沖寬度調(diào)制）的周期。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟 ③ 是通過手動配置定時器的第二比較/捕捉控制寄存器來配置PWM的翻轉(zhuǎn)/復(fù)位輸出模式。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟 ④ 是通過手動配置定時器的比較/捕捉寄存器1來配置PWM的初始占空比，配置初始占空比 在45%~55%。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟 ⑤ 中將LDO輸出口的10作為PWM輸出口。9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟 ⑥ 設(shè)置初始占空比以1.25%的步進從初始占空比遞減到0,且在每個頻率下循環(huán)150次。10. -種控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的電路，包括整流模塊、電壓米樣模塊和LD0模 塊，其特征在于，還包括軟開關(guān)模塊，所述軟開關(guān)模塊設(shè)置在所述LD0模塊的前端;所述整流 模塊、電壓采樣模塊、軟開關(guān)模塊、LD0模塊依次連接，整流模塊用于將交流轉(zhuǎn)換成直流，電 壓采樣模塊用于通過ADC采樣得到整流電壓值，軟開關(guān)模塊用于輸出PWM波形，LD0模塊用于 控制輸出。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種控制方法及其電路，具體是一種控制低壓差穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定性的方法和實現(xiàn)該方法的電路，方法包括：（1）判斷當(dāng)前狀態(tài)下的LDO的輸出是否打開，如果沒有打開則進入步驟（2），否則進入步驟（5）；（2）判斷整流電壓是否大于預(yù)設(shè)電壓值，如果大于則進入步驟（3），否則返回到步驟（1）；（3）調(diào)用軟軟開關(guān)程序使得LDO的輸出緩慢打開，進入步驟（4）；（4）LDO的輸出打開，進入步驟（5）；（5）退出當(dāng)前狀態(tài)。本發(fā)明的電路包括整流模塊、電壓采樣模塊、軟開關(guān)模塊和LDO模塊。本發(fā)明解決了LDO輸出打開的瞬間，Vrect不會被瞬間拉低到導(dǎo)致Rx的MCU無法正常工作的電壓，從而保證了LDO的輸出穩(wěn)定性。
【IPC分類】G05F1/56
【公開號】CN105511539
【申請?zhí)枴緾N201511014651
【發(fā)明人】王振麗
【申請人】無錫迪思微電子有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月31日