[发明专利]限流跟踪芯片、开关电源电路及开关电源系统

说明书

本发明提供一种限流跟踪芯片、开关电源电路及开关电源系统中，限流跟踪芯片包括功率管、逻辑控制器和限流跟踪模块；限流跟踪模块包括恒流源单元、第一比较单元、第二比较单元、定时器和计数器。在限流跟踪芯片上电启动阶段，通过不断检测供电电源模块输入至限流跟踪芯片的供电电流和供电电压，并不断调整恒流源单元提供的参考电压，使得第一触发信号和第二触发信号交替触发，促使限流跟踪芯片不断进行限流保护，有利于供电电压持续建立，从而实现限流跟踪芯片的正常启动，进而避免触发供电电源模块自身的限流电流值而导致提供的供电电压持续被拉低，进一步避免开关电源电路无法建立正常的输入输出逻辑关系。

技术领域

本发明涉及电源芯片技术领域，特别涉及一种限流跟踪芯片、开关电源电路及开关电源系统。

背景技术

在开关电源领域，通常供电电源模块都有一定的电流能力和额定输出功率，为了保证供电电源模块安全稳定运行，供电电源模块本身都会有限流措施，通过限制供电电源模块的供电电流的最大值，以达到保护供电电源模块自身的目的；当供电电源模块被拉取输出的电流值大于供电电源模块自身所能提供的电流值时，供电电源模块将会进入限流状态，具体表现为供电电源模块的输出端电压下降。

在开关电源领域，通常要求一款芯片具有较宽的工作电压范围，较大的输出功率，以适配较宽的输入电压范围且满足多样化的负载需求。芯片兼容较低的输入电压，需要将芯片触发欠压保护功能的阈值电压设计得低于芯片的最低工作电压（比如芯片的工作电压范围为4~40V，欠压保护功能的阈值电压设计为3.3V），在开关电源电路（开关电源电路包括上述的芯片）带载（对负载模块进行带载）上电启动初期，开关电源电路的输入电压略高于芯片触发欠压保护功能的阈值电压后，芯片开始工作，此时供电电源模块需要同时给开关电源电路的输入电容和输出电容以及外接的负载模块供电，但是由于此时供电电源模块还处于持续建立正常输出逻辑关系的过程中，开关电源电路的输入电压较低，且上电初期开关电源电路的输入电流极大，容易触发供电电源模块自身的限流电流值，从而造成芯片的输入电压被持续拉低，无法正常达到预设值，进而导致开关电源电路的输出电压也无法正常建立，开关电源电路将会启动失败。如图1所示，图1是多个开关电源电路带载后共同接入同一个供电电源模块的示意图，类似图1这种情况，开关电源电路的输出电压逻辑关系将更无法被正常建立，供电电源模块也无法配置超出数倍的正常输出功率来满足开关电源电路带载后上电初期所需要的输入电流，不利于资源优化配置，易造成供电电源模块在工作阶段输出功率余量过剩。

造成上述现象的原因是低压输入时开关电源电路带载后上电初期启动需要大电流。有鉴于此，如何跟踪设置芯片启动阶段，正常工作阶段以及其他阶段的限流电流值，改善开关电源电路带载启动的特性，保证芯片可以在各种应用场景下开关电源电路带载启动均能正常建立输出电压的逻辑关系，如何使供电电源模块在有限的输出电源功率资源下配置更多的开关电源电路带载，成为设计者亟待解决的问题，因此，研究设计芯片的限流电流的跟踪工作变得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种限流跟踪芯片、开关电源电路及开关电源系统，其目的之一在于解决现有的限流跟踪芯片在兼容较低的供电电压且开关电源电路处于上电启动初期时，易触发供电电源模块自身的限流电流值而导致输入至开关电源电路的供电电压被持续拉低，从而造成开关电源电路无法建立正常的输入输出逻辑关系；其目的之二在于解决现有的开关电源系统易造成供电电源模块在工作阶段输出功率余量过剩的问题。

为解决上述技术问题，基于本发明的一个方面，本发明提供一种限流跟踪芯片，应用于开关电源电路，所述限流跟踪芯片包括：功率管、逻辑控制模块和限流跟踪模块；

所述功率管的输入端用于获取输入至所述限流跟踪芯片的供电电压；所述功率管的输出端接入所述限流跟踪芯片的输出端；所述功率管的控制端接入所述逻辑控制模块；

所述限流跟踪模块包括恒流源单元、第一比较单元、第二比较单元、定时器和计数器；