數(shù)值獲得隨后控制周期的第一電流基準(zhǔn)信號(hào)；以及在外部電源過載時(shí)，減計(jì)數(shù)器逐個(gè)時(shí)鐘周期地進(jìn)行減計(jì)數(shù)運(yùn)算，以獲得隨后控制周期的第一電流基準(zhǔn)信號(hào)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的充電器及其控制方法，通過在輸入電壓跌落到參考電壓后，將當(dāng)前的輸入電流的值減去一個(gè)預(yù)定值(較小的值)后作為隨后控制周期的電流基準(zhǔn)信號(hào)。在充電器進(jìn)入限流狀態(tài)之后，直到輸入電壓升高至參考電壓，表示外部電源恢復(fù)至未過載，則充電器退出限流狀態(tài)。該充電器及其控制方法在判定外部電源過載的情形下才對(duì)輸入電流進(jìn)行限制，使外部的電源適配器不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間工作在過載狀態(tài)，保護(hù)了電源適配器的安全和壽命。同時(shí)，該充電器將輸入電流保持為外部電源未過載允許的近似最大值，從而不會(huì)浪費(fèi)適配器的輸出電流能力，從而可提升充電速度。
【附圖說(shuō)明】
[0024]通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:
[0025]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的自適應(yīng)輸入電流限制的充電器的一種實(shí)例的示意性電路圖；
[0026]圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的自適應(yīng)輸入電流限制的充電器的另一種實(shí)例的示意性電路圖；
[0027]圖3示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的自適應(yīng)輸入電流限制的充電器的示意性電路圖；
[0028]圖4示出在圖3所示充電器中采用的輸入電流基準(zhǔn)電路的第一實(shí)例的示意性框圖；
[0029]圖5示出在圖3所示充電器中采用的輸入電流基準(zhǔn)電路的第二實(shí)例的示意性框圖；
[0030]圖6示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的自適應(yīng)輸入電流限制的充電器的示意性電路圖；
[0031]圖7a至7d分別示出在圖6所示充電器中采用的輸入電壓控制環(huán)路、輸出電壓控制環(huán)路、輸出電流控制環(huán)路以及誤差信號(hào)選擇電路的示意性電路圖；以及
[0032]圖8示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自適應(yīng)輸入電流限制的充電器控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細(xì)敘述。
[0034]此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說(shuō)明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。除非上下文明確要求，否則整個(gè)說(shuō)明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語(yǔ)應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說(shuō)，是“包括但不限于”的含義。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0035]本發(fā)明可以各種形式呈現(xiàn)，以下將描述其中一些實(shí)施例。
[0036]圖3示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的自適應(yīng)輸入電流限制的充電器的示意性電路圖。該充電器包括功率變換器100和輸入電流控制環(huán)路200。功率變換器100從外部電源如適配器、計(jì)算機(jī)設(shè)備的USB接口等接收輸入電壓Vin，并且產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓Vout。電池BAT作為充電器的負(fù)載，從功率變換器100獲得充電電流。
[0037]根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需要，功率變換器100可以為各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括但不限于BOOST拓?fù)?、BUCK拓?fù)?、BUCK-B00ST拓?fù)浼捌溲苌負(fù)?。盡管未在圖3中示出，但功率變換器100通常包括控制電路、功率開關(guān)管和低通濾波器。控制電路產(chǎn)生脈寬調(diào)制(PWM)，使得功率開關(guān)管周期性地導(dǎo)通或斷開，從而將輸入電壓斬波成方波。然后經(jīng)由低通濾波器獲得直流輸出電壓。通過調(diào)節(jié)功率開關(guān)管的控制信號(hào)的占空比，可以調(diào)節(jié)功率變換器100的輸出電壓Vout和輸出電流lout。
[0038]輸入電流控制環(huán)路200包括輸入電流調(diào)節(jié)電路300、輸入電壓檢測(cè)電路400和輸入電流基準(zhǔn)電路500。輸入電流調(diào)節(jié)電路300包括采樣電阻Rsl、運(yùn)算放大器301和運(yùn)算放大器302。采樣電阻Rsl連接在功率變換器100的輸入端，使得功率變換器100的輸入電流Iin流經(jīng)采樣電阻Rsl。采樣電阻Rsl的高電位端連接運(yùn)算放大器301的同相輸入端，采樣電阻Rsl的低電位端連接運(yùn)算放大器301的反相輸入端。運(yùn)算放大器301的輸出端獲得采樣電阻Rsl兩端的電壓降，即表征輸入電流Iin的檢測(cè)信號(hào)VISEN1。運(yùn)算放大器302的反相輸入端接收檢測(cè)信號(hào)VISEN1，同相輸入端接收電流基準(zhǔn)信號(hào)IREF1，并且對(duì)二者進(jìn)行比較以產(chǎn)生誤差信號(hào)VC。進(jìn)一步地，將該誤差信號(hào)VC提供至功率變換器100，以控制PWM信號(hào)的產(chǎn)生，從而根據(jù)誤差信號(hào)VC調(diào)節(jié)功率變換器100的輸出電流。
[0039]輸入電壓檢測(cè)電路400包括由電阻Rl和R2組成的電阻分壓器和比較器401。電阻Rl和R2串聯(lián)連接在功率變換器100的輸入端和地之間，在電阻Rl和R2的中間節(jié)點(diǎn)提供輸入電壓反饋信號(hào)VFB。比較器401的同相輸入端接收輸入電壓反饋信號(hào)VFB，反相輸入端接收參考電壓VREF，并且對(duì)二者進(jìn)行比較以產(chǎn)生第一電壓信號(hào)VI。
[0040]輸入電流基準(zhǔn)電路500以第一電壓信號(hào)Vl作為使能信號(hào)。在第一電壓信號(hào)Vl使能輸入電流基準(zhǔn)電路500時(shí)，輸入電流基準(zhǔn)電路500根據(jù)輸入電流Iin產(chǎn)生電流基準(zhǔn)信號(hào)IREFl。在隨后的控制周期中，功率變換器100將根據(jù)誤差信號(hào)VC調(diào)節(jié)PWM信號(hào)的占空比，從而限制輸入電流Iin的大小。
[0041]在該實(shí)施例的充電器中，根據(jù)輸入電壓Vin和輸入電流Iin產(chǎn)生電流基準(zhǔn)信號(hào)IREF1，因而可以根據(jù)輸入電壓Vin和輸入電流Iin來(lái)判斷是否進(jìn)入限流狀態(tài)。在限流狀態(tài)中，將誤差信號(hào)VC提供給功率變換器100的控制電路，從而調(diào)節(jié)PWM信號(hào)的占空比。例如，在充電器的輸入電流Iin過載時(shí)，可以減小PWM信號(hào)的占空比，從而減小充電電流，相應(yīng)地減小輸入電流Iin。該充電器通過調(diào)節(jié)電流基準(zhǔn)信號(hào)IREFl實(shí)現(xiàn)充電器的輸入電流的限制。
[0042]如果輸入電壓檢測(cè)電路400檢測(cè)到輸入電壓Vin降低至參考電壓VREFl時(shí)，則表示此時(shí)的輸入電流Iin是外部電源所允許的最大輸出電流。為了確保外部電源未過載，輸入電流Iin應(yīng)該限制為略低于此時(shí)的輸入電流Iin。因而，設(shè)置電流基準(zhǔn)信號(hào)IREFl =Iin-Δ K選擇電流調(diào)節(jié)步長(zhǎng)Λ I的數(shù)值，使得充電器可以充分發(fā)揮外部電源的電流輸出能力，又能避免外部電源的長(zhǎng)時(shí)間過載。
[0043]如果輸入電壓檢測(cè)電路400檢測(cè)到輸入電壓Vin未降低至參考電壓VREFl，則表示此時(shí)的輸入電流Iin仍未導(dǎo)致外部電源過載。即使輸入電流Iin上升，為了充分發(fā)揮外部電源的電流輸出能力，也可以不對(duì)輸入電流進(jìn)行限流。在替代的實(shí)施例中，可以另外設(shè)置一個(gè)輸入電流Iin的最大值基準(zhǔn)，使得在外部電源未過載的情形下，可以充分發(fā)揮外部電源的電流輸出能力，又能避免輸入電流Iin過高導(dǎo)致功率變換器100的轉(zhuǎn)換效率劣化或造成損壞。
[0044]根據(jù)該實(shí)施例的充電器可以根據(jù)外部電源的實(shí)際負(fù)載能力自適應(yīng)地調(diào)節(jié)輸入電流，從而可以兼顧充電效率和外部電源的安全和壽命。
[0045]圖4示出在圖3所示充電器中采用的輸入電流基準(zhǔn)電路500的第一實(shí)例的示意性框圖。如圖4所示的輸入電流基準(zhǔn)電路500，該輸入電流基準(zhǔn)電路500包括A/D轉(zhuǎn)換電路511、存儲(chǔ)電路512、減法電路513和D/A轉(zhuǎn)換電路514。
[0046]A/D轉(zhuǎn)換電路511的輸入端接收表征輸入電流Iin的檢測(cè)信號(hào)VISEN1，使能端接收第一電壓信號(hào)VI。如上所述，第一電壓信號(hào)Vl用于表征輸入電壓Vin是否大于參考電壓VREF。在外部電源始終未過載時(shí)，第一電壓信號(hào)Vl處于低電平，從而禁用A/D轉(zhuǎn)換電路511。在外部電源過載時(shí)，充電器進(jìn)入限流狀態(tài)，第一電壓信號(hào)Vl處于高電平，從而啟用A/D轉(zhuǎn)換器511，使得A/D轉(zhuǎn)換器511產(chǎn)生表征當(dāng)前輸入電流Iin的第一數(shù)字值。
[0047]存儲(chǔ)電路512用于存儲(chǔ)第二數(shù)字值。在外部電源始終未過載時(shí)，存儲(chǔ)電路512中存儲(chǔ)的第二數(shù)字值對(duì)應(yīng)于輸入電流的預(yù)設(shè)最大值Iin_max。即使第一電壓信號(hào)Vl未使能A/D轉(zhuǎn)換電路511，電流基準(zhǔn)信號(hào)的最大值還是受到預(yù)設(shè)最大值的限制，從而避免輸入電流Iin過高導(dǎo)致充電器自身?yè)p壞。在外部電源過載時(shí)，充電器進(jìn)入限流狀態(tài)，存儲(chǔ)電路512從A/D轉(zhuǎn)換電路511獲得并存儲(chǔ)表征當(dāng)前輸入電流Iin的第一數(shù)字值。存儲(chǔ)電路512中存儲(chǔ)的第二數(shù)字值對(duì)應(yīng)于當(dāng)前過載狀態(tài)的第一數(shù)字值。在外部電源從過載恢復(fù)至未過載狀態(tài)時(shí)，存儲(chǔ)電路512中存儲(chǔ)的第二數(shù)字值對(duì)應(yīng)于最后過載狀態(tài)的第一數(shù)字值。
[0048]減法電路513將第三電壓信號(hào)V3減去預(yù)定的電流調(diào)節(jié)步長(zhǎng)Λ I以獲得第三數(shù)字值。
[0049]D/A轉(zhuǎn)換電路514將第三數(shù)字值轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，提供隨后控制周期的電流基準(zhǔn)信號(hào)IREFl。
[0050]在不同的狀態(tài)下，輸入電流基準(zhǔn)電路500產(chǎn)生的電流基準(zhǔn)信號(hào)IREFl的數(shù)值不同。
[0051]在外部電源始終未過載時(shí)，電流基準(zhǔn)信號(hào)IREFl表示為:
[0052]IREFl = Iin_max- Δ I (I)
[0053]其中Iin_max表示輸入電流的預(yù)設(shè)最大值，Δ I表示電流調(diào)節(jié)步長(zhǎng)，該預(yù)設(shè)最大值為常數(shù)。
[0054]在外部電源過載時(shí)，輸入電壓Vin降低至參考電壓VREF1。充電器進(jìn)入限流狀態(tài)，輸入電流基準(zhǔn)電路500根據(jù)當(dāng)前的輸入電流I in產(chǎn)生隨后控制周期的電流基準(zhǔn)信號(hào)IREFl，可以表示為:
[0055]IREFl = Iin-AI (2)
[0056]其中Iin表示當(dāng)前的輸入電流Iin的第一檢測(cè)信號(hào)，Λ I表示電流調(diào)節(jié)步長(zhǎng)。
[0057]