一種帶自恢復功能的電流檢測模塊制造技術

本實用新型專利技術公開了一種帶自恢復功能的電流檢測模塊，電流檢測模塊包括誤差放大器，所述誤差放大器的負輸入端與基準電壓連接，所述誤差放大器的正輸入端與負載檢測輸入端連接，所述誤差放大器的輸出端與邏輯生成器的一個輸入端連接，邏輯生成器的另一輸入端與周期信號生成單元連接，所述邏輯生成器的輸出端與負載檢測輸出端連接，當負載檢測輸入端的信號小于基準電壓時，負載檢測輸出端輸出周期信號；當負載檢測輸入端的信號大于基準電壓時，負載檢測輸出端輸出恒高。本實用新型專利技術可以有效檢測負載接入狀態，在負載移除時發出信號通知系統其他部分暫停工作，在負載接入時發出信號通知系統其他部分恢復工作。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于電子電路和集成電路領域，具體涉及一種帶自恢復功能的電流檢測模塊。
技術介紹
移動電源等電子產品常常需要負載電流檢測功能，以便確認是否有正確的負載（注：指待充電的設備）接入。例如，在未接入充電設備時，移動電源要將盡可能多的電路暫停工作以便最大程度降低系統的空載功耗；而當接入充電設備時，又能自動檢測到負載，并喚醒全部暫停的電路，給設備充電。目前常用的設備接入檢測方法是電容法，即視移動電源的充電輸出端為一個電容（記為C1），一旦有設備接入，則等效于并入另一個電容（記為C2），原先在C1上存儲的電荷Q=C1*V，在接入設備后，總電荷不變，Q’=Q＝（C1+C2)*V’，所以充電輸出端的電壓會變為V’，通過檢測V值的變化，可以判斷是否有負載接入。設備撤除的檢測方法則比較容易，只需要檢測充電回路是否存在電流。用電容法檢測設備接入存在一個問題，那就是如果設備先接入，然后系統再加電，這就沒法檢測出來了。一種可能的情形是：負載一直插在充電端口上，當負載充滿電后，系統認為負載已經移除（因為這時候負載不再充電，其電流為0），而隨著負載經過一段時間的工作，其能量被用掉時，移動電源就無法自動對負載再充電。雖然說這種情況出現的幾率很小，而且只要在不掉電的情況下拔出設備重新插入即可恢復工作，但切實也會給用戶造成困惑。所以，研究更可靠的方法具有實際意義。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種帶自恢復功能的電流檢測模塊， 可以解決上述電容檢測法的弊端，可以有效檢測負載的接入狀態。為了實現上述目的，本技術的技術方案如下：一種帶自恢復功能的電流檢測模塊，包括負載檢測輸入端和負載檢測輸出端，其特征在于電流檢測模塊包括誤差放大器，所述誤差放大器的負輸入端與基準電壓連接，所述誤差放大器的正輸入端與負載檢測輸入端連接，所述誤差放大器的輸出端與邏輯生成器的一個輸入端連接，邏輯生成器的另一輸入端與周期信號生成單元連接，所述邏輯生成器的輸出端與負載檢測輸出端連接，當負載檢測輸入端的信號小于基準電壓時，負載檢測輸出端輸出周期信號；當負載檢測輸入端的信號大于基準電壓時，負載檢測輸出端輸出恒高。根據本技術的優選實施例，所述周期信號生成單元包括振蕩器，所述振蕩器與時鐘分頻器連接，所述時鐘分頻器包括串聯連接的N個D型觸發器，所述振蕩器由第一場效應管、第二場效應管、第一電阻和第一電容組成。N為正整數。根據本技術的優選實施例，所述邏輯生成器為或門。根據本技術的優選實施例，所述帶自恢復功能的電流檢測模塊的負載檢測輸出端與升壓模塊連接，所述負載檢測輸入端通過一采樣電阻RCS接地，所述升壓模塊與負載檢測輸入端之間連接負載，負載檢測輸入端采樣負載信號，電流檢測模塊給升壓模塊提供使能信號，負載信號小于設定值，電流檢測模塊提供給升壓模塊的使能信號為周期信號，負載信號大于設定值，電流檢測模塊提供給升壓模塊的使能信號為恒高，升壓模塊在使能信號為高時啟動工作，給負載端提供電壓，使能信號為低時，升壓模塊停止工作。本技術實時檢測負載端的工作電流，一旦此電流小于某個閾值，則判斷為負載被移除（當負載充滿電后，即使負載未真正移除，也會被視為移除），因而發出信號停止系統中大部分電路的工作以降低空載功耗；一旦負載接入時，又能自動恢復系統的工作，給負載正常充電。本技術的原理非常簡單，通過一路高增益比較器對流經采樣電阻兩端的電壓進行比較，當電阻電壓低于某個閾值時，表明負載被移除，即發出信號通知系統其他部分暫停工作，然后自身以固定頻率向負載接入端口發出占空比很小的恢復脈沖，一旦采樣電阻上的壓降達到某個閾值，即表示負載已被接入，即發出信號通知系統其他部分恢復工作。因此，本技術可以解決上述電容檢測法的弊端，可以有效檢測負載接入狀態，在負載移除時發出信號通知系統其他部分暫停工作，在負載接入時發出信號通知系統其他部分恢復工作。本電路的其他的優點還包括了：1. 可采用常規CMOS工藝實現，便于與其他功能電路相結合；2. 閾值可以調節，使方案適用性更廣泛；3. 穩定性高，應用電路簡潔。附圖說明圖1示出了本技術的內部框圖。圖2示出了本技術中邏輯生成器恢復邏輯的一個實現實例。圖3示出了采用本技術實現的移動電源方案。具體實施方式下面詳細結合附圖1描述本技術的工作原理。如圖1所示，一種帶自恢復功能的電流檢測模塊，包括負載檢測輸入端和負載檢測輸出端，其特征在于電流檢測模塊包括誤差放大器EA，所述誤差放大器EA的負輸入端與基準電壓VREF連接，所述誤差放大器EA的正輸入端與負載檢測輸入端連接，所述誤差放大器EA的輸出端與邏輯生成器LOGIC_GEN&DRV的一個輸入端連接，邏輯生成器的另一輸入端與周期信號生成單元連接，所述邏輯生成器的輸出端與負載檢測輸出端連接，當負載檢測輸入端的信號小于基準電壓時，負載檢測輸出端輸出周期信號；當負載檢測輸入端的信號大于基準電壓時，負載檢測輸出端輸出恒高。如圖2所示，根據本技術的優選實施例，所述周期信號生成單元包括振蕩器，所述振蕩器與時鐘分頻器連接，所述時鐘分頻器包括串聯連接的N個D型觸發器，所述振蕩器包括第一場效應管Q1和第二場效應管Q2，第一場效應管Q1的源極接地，第一場效應管Q1的漏極接第一電阻R1的一端，第一電阻R1的另一端通過第一電容C1接地，第一場效應管Q1的漏極還和第二場效應管Q2的源極連接，第二場效應管Q2的漏極接正電源，第一電阻R1的另一端和第一場效應管Q1的柵極以及第二場效應管Q2的柵極連接，第一場效應管Q1的柵極以及第二場效應管Q2的柵極與所述串聯連接的N個D型觸發器中第一個D型觸發器的時鐘端CLK連接，所述串聯連接的N個D型觸發器中第2~N個D型觸發器的輸出端Qb分別與多輸入與門的輸入端連接。誤差放大器EA是一款高增益的比較器，其負極與參考電壓源VREF相連，正極與待檢測回路上的采樣電阻上電位VCS相連，采樣電阻下電位接地GND。如VCS>VREF，則比較器輸出為高；如VCS<VREF，則比較器輸出為低。振蕩器用于產生基準時鐘信號，對其精度要求不高。基準時鐘信號通過恢復形成邏輯RCVL產生恢復脈沖。附圖2是一個RCVL產生的實例，其中Q1、Q2、R1、C1共同構成一個振蕩器，通過調整R1、C1取值可將振蕩器的頻率設置為4MHz，D型觸發器構成時鐘分頻器，經過U1、U2后，獲得頻率為1MHz的時鐘信號，即周期為1uS，再經過7個D型觸發器分頻，分別產生周期為2us、4us、8us、16us、32us、64us和128us的時鐘信號，將這些信號相與后，即可獲得每128us產生一個0.5us高電平的周期信號；如果需要獲得更小占空比的周期信號，只需要增加D型觸發器的數量即可，比如用20個D型觸發器即可獲得每1s產生一個0.5us高電平的周期信號。該信號與比較器輸出相加（邏輯生成器用一個或門即可實現），即可產生所需的控制信號K：當VCS>VREF時，K為恒高，系統正常工作；當VCS<VREF時，K為小占空比的周期信號，系統在K為高時嘗試恢復工作，在K為低時暫停。結合移動電源的應用電路圖3進一步說明如何工作。移動電源的系統電壓一般為單節鋰電池電壓，即2.5～4.2V，其本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶自恢復功能的電流檢測模塊，包括負載檢測輸入端和負載檢測輸出端，其特征在于電流檢測模塊包括誤差放大器，所述誤差放大器的負輸入端與基準電壓連接，所述誤差放大器的正輸入端與負載檢測輸入端連接，所述誤差放大器的輸出端與邏輯生成器的一個輸入端連接，邏輯生成器的另一輸入端與周期信號生成單元連接，所述邏輯生成器的輸出端與負載檢測輸出端連接，當負載檢測輸入端的信號小于基準電壓時，負載檢測輸出端輸出周期信號；當負載檢測輸入端的信號大于基準電壓時，負載檢測輸出端輸出恒高。

【技術特征摘要】
1.一種帶自恢復功能的電流檢測模塊，包括負載檢測輸入端和負載檢測輸出端，其特征在于電流檢測模塊包括誤差放大器，所述誤差放大器的負輸入端與基準電壓連接，所述誤差放大器的正輸入端與負載檢測輸入端連接，所述誤差放大器的輸出端與邏輯生成器的一個輸入端連接，邏輯生成器的另一輸入端與周期信號生成單元連接，所述邏輯生成器的輸出端與負載檢測輸出端連接，當負載檢測輸入端的信號小于基準電壓時，負載檢測輸出端輸出周期信號；當負載檢測輸入端的信號大于基準電壓時，負載檢測輸出端輸出恒高。2.如權利要求1所述的帶自恢復功能的電流檢測模塊，其特征...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張益銘，談毅平，
申請(專利權)人：上海芯強微電子股份有限公司，
類型：新型
國別省市：上海;31