CN113270999B - 限流配置芯片及开关电源系统 - Google Patents

Abstract

本发明的限流配置芯片及开关电源系统中，限流配置芯片包括第一功率管、第二功率管、输入比较模块、计数比较模块、逻辑控制模块和限流配置模块；限流配置模块检测到计数比较模块输出的驱动信号未翻转时，驱动逻辑控制模块将第一功率管的允许电流维持在第一限流电流，如此可以保证限流配置芯片在上电的初始阶段满足各种特性负载及使用条件，实现带载启动，保证限流配置芯片的输出电压逻辑关系可以正常建立；限流配置模块检测到驱动信号翻转时，驱动逻辑控制模块将第一功率管的允许电流调整为第二限流电流，可以使限流配置芯片在短路异常状态下，能够限制流过第一功率管的最大电流，保证限流配置芯片的输出电流可控。

Description

限流配置芯片及开关电源系统

技术领域

本发明涉及电源芯片技术领域，特别涉及一种限流配置芯片及开关电源系统。

背景技术

在电源芯片领域，为了保证电源的安全稳定运行，电源芯片本身都会有限流措施，通过限制内部的功率管的最大开关电流来限制电源系统的最大输出电流值，通常将限制流过功率管的最大开关电流称之为电源芯片的最大限流电流。

通常情况下，通过限制功率管的最大开关电流来防止因短路等问题造成的输出电流过大的情况出现，以避免造成电源芯片或者电源系统失效。一般的措施是设置芯片正常工作时的限流电流略大于系统设计的最大应用电流即可，即芯片的限流电流刚好接近够用，以使电源芯片系统得到充分的过流保护。

但由于电源系统本身的结构限制，电源系统在上电的初始阶段需要同时给负载和输出电容同时充电，电源系统上电初期流过电源芯片内的功率管的瞬态电流会大于实际的工作电流，若电源芯片的限流电流配置为恰好满足给负载的最大电流，电源芯片会出现输出电压无法正常建立、电源芯片上电过程中会发生反复重启的情况，最终导致电源系统无法正常工作。

有鉴于此，如何设置电源芯片的限流电流，以使电源芯片既可以在各种测试条件下均能正常建立系统逻辑电压关系，又能避免电源芯片在正常逻辑电压关系的条件下因短路问题造成输出电流过大而导致电源系统失效的情况发生，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种限流配置芯片及开关电源系统，其目的之一在于解决现有的电源芯片因限流电流设置较小或设置为一个固定值可能无法满足实际需要而导致电源芯片的逻辑电压关系无法正常建立的问题；其目的之二在于解决现有的电源芯片在正常逻辑电压关系的条件下因短路问题造成输出电流过大而导致开关电源系统失效的问题。

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配置芯片，其应用于开关电源系统，所述限流配置芯片包括：

输入比较模块，其被配置为实时获取输入至所述限流配置芯片的电源电压和外部提供的信号波形为锯齿波的基准电压，并根据所述电源电压和所述基准电压生成一脉宽随电源电压变化的比较信号；

计数比较模块，其固定输出一驱动信号以及内设包括第一检测时间的检测周期；所述计数比较模块用于根据所述第一检测时间检测所述比较信号的脉冲数量，且检测到脉冲数量为期望值时记录一次脉宽数据，进而对检测周期组所对应的脉宽数据求差放大运算生成一差分放大值，并在所述差分放大值小于或等于阈值时，翻转所述驱动信号；其中，所述计数比较模块检测到脉冲数量为期望值时，所述检测周期还包括位于所述第一检测时间之后的第二检测时间，所述脉宽数据表示所述比较信号于所述第二检测时间内的脉宽；所述计数比较模块用于以首次检测到脉冲数量为期望值的检测周期开始，依次将两个相邻的所述检测周期作为所述检测周期组，且相邻的两个所述检测周期组无重叠。

第一功率管和第二功率管；所述第一功率管的输入端用于获取所述电源电压，输出端与所述第二功率管的输出端连接后共同接入所述限流配置芯片的输出端；所述第二功率管的输入端接地；

逻辑控制模块，其接入所述第一功率管的控制端和所述第二功率管的控制端，用于控制所述第一功率管和所述第二功率管交替开启与截止；

限流配置模块，其用于在所述驱动信号未翻转时，控制所述逻辑控制模块维持所述第一功率管的允许电流为第一限流电流；以及在所述驱动信号翻转时，驱动所述逻辑控制模块调整所述第一功率管的允许电流为第二限流电流；所述第二限流电流小于所述第一限流电流。

可选的，所述第一功率管为PMOS管，所述第一功率管的输入端为PMOS管的源极，所述第一功率管的输出端为PMOS管的漏极，所述第一功率管的控制端为PMOS管的栅极；所述第二功率管为NMOS管，所述第二功率管的输出端为NMOS管的漏极，所述第二功率管的输入端为NMOS管的源极，所述第二功率管的控制端为NMOS管的栅极。

可选的，所述限流配置模块用于根据一可调电阻的阻值实现第二限流电流的配置，所述可调电阻的一端连接所述限流配置模块，另一端接地；所述第二限流电流等于所述可调电阻的阻值与预设系数的乘积。

可选的，所述限流配置芯片包括软启动模块，所述软启动模块的输入端用于获取所述电源电压，所述软启动模块的输出端接入所述逻辑控制模块，所述软启动模块用于根据所述电源电压之实时大小向所述逻辑控制模块发送一启动信号，以驱动所述逻辑控制模块调整所述第一功率管和所述第二功率管交替开启与截止的开关频率；所述启动信号的频率用于等于所述基准电压的信号频率。

可选的，所述输入比较模块包括：放大器、比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；所述第一电阻的第一端用于获取所述电源电压；所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端连接，并共同接入所述放大器的同相输入端；所述第二电阻的第二端接地；所述第三电阻的第一端接入所述放大器的反相输入端，所述第三电阻的第二端接地；所述第四电阻的第一端接入所述放大器的反相输入端，所述第四电阻的第二端接入所述放大器的输出端；所述放大器的输出端与所述比较器的同相输入端连接，所述比较器的反相输入端用于获取所述基准电压，所述比较器的输出端被配置为所述输入比较模块的输出端。

可选的，所述计数比较模块包括移位寄存单元、差分放大器、阈值比较器、脉冲计数器和逻辑开关，所述移位寄存单元包括接收缓冲器、第一寄存器和第二寄存器；

所述脉冲计数器用于根据所述第一检测时间检测所述比较信号的脉冲数量，且检测到脉冲数量为期望值时，输出一次触发信号；

所述接收缓冲器用于接收所述触发信号，以记录所述脉宽数据，并将所述脉宽数据寄存至所述第一寄存器中；

所述第一寄存器用于寄存所述检测周期组后一个所述检测周期所对应的所述脉宽数据时，将原本寄存的所述检测周期组前一个所述检测周期所对应的所述脉宽数据移位至所述第二寄存器中；

所述差分放大器用于对所述第一寄存器中的所述脉宽数据和所述第二寄存器中的所述脉宽数据进行求差放大运算以生成所述差分放大值；

所述阈值比较器固定输出所述驱动信号，且内设所述阈值，并在获取到所述差分放大值小于或等于所述阈值时，翻转所述驱动信号；

所述逻辑开关的第一端用于获取所述驱动信号，所述逻辑开关的第二端用于与所述限流配置模块连接；

其中，所述脉冲计数器在所述检测周期组输出两次所述触发信号后，所述逻辑开关闭合；所述脉冲计数器用于在一次脉冲数量检测结束后检测到驱动信号未翻转时复位重置；所述驱动信号翻转时，所述脉冲计数器停止检测所述比较信号的脉冲数量，所述逻辑开关保持闭合；所述差分放大值大于所述阈值时，所述第一寄存器和所述第二寄存器均复位重置，所述逻辑开关断开。

可选的，多个所述检测周期之间连续；所述计数比较模块检测到脉冲数量为期望值时，所述检测周期为对应的第一检测时间和对应的第二检测时间之和；所述第一检测时间和所述第二检测时间均为所述基准电压的周期的整数倍，且所述第一检测时间与所述基准电压的周期的倍数等于所述期望值，所述脉宽数据表示所述比较信号在所述第二检测时间内对应的第二个基准电压的周期的脉宽。

基于本发明的另一个方面，本发明还提供一种开关电源系统，其包括第一电容电路、第二电容电路、电感以及如上所述的限流配置芯片；所述第一电容电路的第一端与所述限流配置芯片的输入端连接，所述第一电容电路的第二端接地；所述电感的第一端与所述限流配置芯片的输出端连接，所述电感的第二端与所述第二电容电路的第一端连接，所述第二电容电路的第二端接地；其中，所述第一功率管开启、所述第二功率管截止时，所述第一电容电路、所述第一功率管、所述电感和所述第二电容电路形成第一回路；所述第一功率管截止、所述第二功率管开启时，所述第二功率管、所述电感和所述第二电容电路形成第二回路。

可选的，所述限流配置芯片包括输出反馈模块、第五电阻和第六电阻；所述第五电阻和所述第六电阻串联后与所述第二电容电路并联，所述输出反馈模块连接于所述第五电阻和所述第六电阻的公共线路上；所述输出反馈模块用于根据所述第六电阻实时检测并采集所述开关电源系统输出的负载电压，并根据所述负载电压形成一反馈信号给逻辑控制模块，以驱动所述逻辑控制模块调整所述第一功率管和所述第二功率管的占空比。

可选的，所述开关电源系统包括钳位电容，所述限流配置芯片设有与所述逻辑控制模块连接的钳位电容端，所述钳位电容耦接于所述限流配置芯片的输入端和所述钳位电容端之间。

综上所述，在本发明提供的限流配置芯片及开关电源系统中，限流配置芯片包括第一功率管、第二功率管、输入比较模块、计数比较模块、逻辑控制模块和限流配置模块；通过输入比较模块实时获取输入的电源电压和外部的基准电压从而生成一比较信号，通过计数比较模块检测比较信号在前后两个子检测周期的第二检测时间的脉宽，并根据脉宽在两个第二检测时间变化的大小与阈值进行比较从而输出驱动信号；在驱动信号未翻转时，限流配置模块驱动逻辑控制模块将第一功率管的允许电流维持在第一限流电流，如此可以保证限流配置芯片在上电的初始阶段满足各种特性负载及使用条件，实现带载启动，保证限流配置芯片的输出电压逻辑关系可以正常建立；在驱动信号翻转时，即可认为比较信号不再变化，限流配置模块驱动逻辑控制模块将第一功率管的允许电流调整为第二限流电流，可以使限流配置芯片在短路异常状态下，能够限制流过第一功率管的最大电流，保证限流配置芯片的输出电流可控。计数比较模块还可以使限流配置芯片在掉电的情况下具有重新上电复位在第一限流电流下工作，避免第一功率管的允许电流设置过低而导致限流配置芯片无法再次上电启动。相较于现有技术，本发明的限流配置芯片的第一功率管的允许电流具有可变性，可较好地兼容限流配置芯片的上电过程和实际工作的带载，既能在上电期间实现较大的限流电流启动的功能，也能在正常工作状态下实现较小的限流电流保护的功能，提高了限流配置芯片的可靠性和实用性。

附图说明

本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。

图1是本发明一实施例的开关电源系统的示意图的纵向图。

图2是本发明一实施例的电源电压随时间变化的曲线图。

图3是本发明一实施例的限流配置芯片的示意图的纵向图。

图4是本发明一实施例的计数比较模块和输入比较模块的示意图的纵向图。

图5~图7是本发明一实施例的基准电压的信号、比较信号、触发信号、驱动信号以及逻辑开关在不同时间段的时序图。

附图中：

100-限流配置芯片；110-逻辑控制模块；120-输入比较模块；130-计数比较模块；140-限流配置模块；150-振荡器模块；160-软启动模块；170-输出反馈模块；121-放大器；122-比较器；131-脉冲计数器；132-接收缓冲器；133-第一寄存器；134-第二寄存器；135-差分放大器；136-阈值比较器；200-输入电源模块；300-负载模块；K1-逻辑开关；

P1-电源输入端管脚；P2-钳位电容端管脚；P3-功率输出端管脚；P4-反馈信号输入端管脚；P5-GND端管脚；P6-第二限流配置管脚；

Q1-第一功率管；Q2-第二功率管；C1-第一电容；C2-第二电容；Cx-钳位电容；L-电感；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；Rx-可调电阻；

Vin-电源电压；VA-比例电压；VB-基准电压；VC-比较信号；VD-触发信号；VE-驱动信号。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本发明中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的目的在于提供一种限流配置芯片及开关电源系统，其目的之一在于解决现有的电源芯片因限流电流设置较小或设置为一个固定值可能无法满足实际需要而导致电源芯片的逻辑电压关系无法正常建立的问题；其目的之二在于解决现有的电源芯片在正常逻辑电压关系的条件下因短路问题造成输出电流过大而导致开关电源系统失效的问题。

以下请参考附图对本实施例的限流配置芯片及开关电源系统进行描述。

如图1所示，图1是本发明一实施例的开关电源系统的示意图的纵向图，本实施例提供一种开关电源系统，其包括第一电容电路、第二电容电路、电感L、第五电阻R5（上分压电阻）、第六电阻R6（下分压电阻）以及限流配置芯片100；所述第一电容电路的第一端与所述限流配置芯片100的输入端连接，所述第一电容电路的第二端接地；所述电感L的第一端与所述限流配置芯片100的输出端连接，所述电感L的第二端与所述第二电容电路的第一端连接，所述第二电容电路的第二端接地；其中，请参阅图3，图3是本发明一实施例的限流配置芯片的示意图的纵向图，限流配置芯片100内设第一功率管Q1和第二功率管Q2，所述第一功率管Q1的输入端接入所述限流配置芯片100的输入端，以获取输入至所述限流配置芯片100的电源电压Vin；所述第一功率管Q1的输出端与所述第二功率管Q2的输出端连接，并共同接入所述限流配置芯片100的输出端；所述第二功率管Q2的输入端接地。上述第一功率管Q1开启，所述第二功率管Q2截止时，所述第一电容电路、所述第一功率管Q1、所述电感L和所述第二电容电路形成第一回路；所述第一功率管Q1截止、所述第二功率管Q2开启时，所述第二功率管Q2、所述电感L和所述第二电容电路形成第二回路。具体地，可采用一输入电源模块200向开关电源系统提供电源电压Vin，输入电源模块200的第一端同时与第一电容电路的第一端和限流配置芯片100的输入端连接，输入电源模块200的第二端与第一电容电路的第二端连接；负载模块300接收开关电源系统的输出端输出的负载电压，负载模块300的第一端同时接入电感L的第二端和第二电容电路的第一端，负载模块300的第二端与第二电容电路的第二端连接。另外，所述第五电阻R5的第一端与所述电感L的第二端连接，并用于与所述负载模块300的第一端连接；所述第五电阻R5的第二端与所述第六电阻R6的第一端连接，并共同接入限流配置芯片100内部的输出反馈模块；所述第六电阻R6的第二端接地，并用于与所述负载模块300的第二端连接，第五电阻R5和第六电阻R6用于实现对负载电压的实时采集。上述的第一回路，可实现电源电压Vin的正常输入输出，第二回路可理解为续流回路，实现开关电源系统在第一功率管Q1截止后，能继续向负载模块300供能。本实施例的开关电源系统中，输入电源模块200提供的电源电压Vin经过第一电容电路滤波后从限流配置芯片100的输入端输入至于限流配置芯片100内，经过限流配置芯片100处理后，从限流配置芯片100的输出端输出可控制的脉冲型功率开关电压，经过电感L储能并由第二电容电路滤波后输出恒定的负载电压（直流电压）给负载模块300，以满足负载模块300的带载特性。本实施例中，第一电容电路为图2所示的第一电容C1，第二电容C2为图2所示的第二电容C2，当然本实施例中，第一电容电路还可以是多个电容的并联结构，第二电容电路也可以是多个电容的并联结构。

请参阅图2，图2本发明一实施例的电源电压随时间变化的曲线图，电源电压Vin作为限流配置芯片100的输入电压，其状态变化随时间变化，具体地，在0~T1时间段内，此时间段属于限流配置芯片100的上电初始阶段，电源电压Vin上升趋势较陡峭，即斜率较大；在T1~T2时间段内，电源电压Vin逐渐趋于平缓，即斜率逐渐减小，限流配置芯片100开始建立正常的输出电压逻辑关系；在T2时间之后，电源电压Vin平稳，限流配置芯片100的输出电压逻辑关系已建立，限流配置芯片100进入正常工作模式。在限流配置芯片100的上电初期至电源电压Vin基本保持不变的阶段，需要相应地配置限流配置芯片100的限流电流，使流过第一功率管Q1的最大电流不超过限流电流，保证限流配置芯片100的正常工作，而传统的限流配置芯片100配置的限流电流为一个固定值，若此限流电流的值设置得较小，在带载启动时，可能会导致限流配置芯片100的输出电压无法正常建立、上电过程会反复重启，进而导致基于限流配置芯片100设计的开关电源系统无法正常运行。本实施例的目的在于配置限流配置芯片100的限流电流在上电阶段为第一限流电流，较好地兼容限流配置芯片100的上电过程和实际工作的带载，能够实现上电期间较大的限流电流启动，保证输出电压逻辑可开始建立；在输出电压的逻辑关系已经完全建立，在电源电压Vin维持不变的时候，配置限流电流为第二限流电流，保证正常工作状态下实现较小的限流电流保护。

可理解的是，如背景技术所言，本实施例限流配置芯片100的限流电流即为流过内部的第一功率管Q1的最大开关电流，也即是第一功率管Q1的允许电流，进一步可理解为允许流过第一功率管Q1的最大电流。

有鉴于此，本实施例提供一种限流配置芯片100，其应用于上述的开关电源系统，本实施例提供的限流配置芯片100优选为是一种使用先进集成电路制造工艺的同步整流功率开关电源集成电路芯片。进一步，所述限流配置芯片100具有六个管脚，分别是电源输入端管脚P1、钳位电容端管脚P2、功率输出端管脚P3、反馈信号输入端管脚P4、GND端管脚P5、第二限流配置管脚P6。下面将对部分管脚的功能进行说明，未提到的管脚功能将在后文中结合实际配置情景进行说明，其中，电源输入端管脚P1用于获取输入电源模块200提供的电源电压Vin，功率输出端管脚P3用于输出经过限流配置芯片100处理后输出的可控制的脉冲型功率开关电压（高电平幅值与电源电压Vin的幅值相同，为Vin的数值），GND端管脚P5接参考地。

请继续参阅图3，本实施例提供的限流配置芯片100除了内设第一功率管Q1和第二功率管Q2，还包括输入比较模块120、计数比较模块130、逻辑控制模块110和限流配置模块140，下面将对各个模块分别展开说明。

本实施例的输入比较模块120，其被配置为实时获取输入至所述限流配置芯片100的电源电压Vin和外部提供的信号波形为锯齿波的基准电压VB，并根据所述电源电压Vin和所述基准电压VB生成一脉宽随电源电压Vin变化的比较信号VC。具体地，输入比较模块120对电源电压Vin实时采样后得到一比例电压VA，比例电压VA与电源电压Vin之间成比例关系，而后将比例电压VA和基准电压进行比较运算后生成所述的比较信号VC，并从输入比较模块120的输出端输出。需说明的是，在上电初始阶段（低频启动阶段，图2中0~T1段），基准电压VB信号的频率维持在第一稳定值，基准电压VB信号的周期维持在对应的第一稳定周期，在限流配置芯片100的输入输出开始建立时（图2中T1节点），基准电压VB的信号频率升高至第二稳定值，此时基准电压VB信号的周期维持在对应的第二稳定周期，此后保持不变。

在一个具体的实施例中，请参阅图4，图4是本发明一实施例的计数比较模块130和输入比较模块120的示意图的纵向图，输入比较模块120包括：放大器121、比较器122、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；其中，所述第一电阻R1的第一端（接入限流配置芯片100的输入端）用于获取所述电源电压Vin；所述第一电阻R1的第二端和所述第二电阻R2的第一端连接，并共同接入所述放大器121的同相输入端；所述第二电阻R2的第二端接地；所述第三电阻R3的第一端接入所述放大器121的反相输入端，所述第三电阻R3的第二端接地；所述第四电阻R4的第一端接入所述放大器121的反相输入端，所述第四电阻R4的第二端接入所述放大器121的输出端；所述放大器121的输出端与所述比较器122的同相输入端连接，所述比较器122的反相输入端用于获取所述基准电压，所述比较器122的输出端被配置为所述输入比较模块120的输出端。具体言之，电源电压Vin被滤波后接入限流配置芯片100的输入端，第一电阻R1和第二电阻R2对电源电压Vin进行分压检测，然后通过放大器121对分压检测后的电源电压Vin放大处理从而获得所述的比例电压VA，比较器122将比例电压VA和基准电压VB相比较输出所述的比较信号VC。可理解的，输入电压（电源电压Vin）是直流信号，则比例电压VA也是直流信号，基准电压VB是锯齿波信号，那么生成的比较信号VC的波形则是方波。此外需说明的是，第四电阻R4的设置可避免放大器121的倍数无穷大，电路自激同时带宽变窄，第四电阻R4的设置可使放大器121的放大倍数降低至实际情况设定的值，并加宽带宽，改善电路整体性，使比例电压VA作为一个较优选的值。

本实施例的计数比较模块130，其固定输出一驱动信号VE以及内设包括第一检测时间的检测周期；所述计数比较模块130用于根据所述第一检测时间检测所述比较信号VC的脉冲数量（即检测比较信号VC在第一检测时间内的脉冲数量，脉冲数量具体指的是比较信号VC的高电平脉冲数量），且检测到脉冲数量为期望值时记录一次脉宽数据，进而对检测周期组所对应的脉宽数据求差放大运算生成一差分放大值，并在所述差分放大值小于或等于阈值时，翻转所述驱动信号VE；其中，所述计数比较模块130检测到脉冲数量为期望值时，所述检测周期还包括位于所述第一检测时间之后的第二检测时间，所述脉宽数据表示所述比较信号VC于所述第二检测时间内的脉宽；所述计数比较模块130用于以首次检测到脉冲数量为期望值的检测周期开始，依次将两个相邻的所述检测周期作为所述检测周期组，且相邻的两个所述检测周期组无重叠。具体言之，计数比较模块130从限流配置芯片100上电初期开始根据检测周期的第一检测时间检测比较信号VC的脉冲数量，前期计数比较模块130检测到的脉冲数量达不到期望值，在经过多个具有第一检测时间的检测周期后（可认为是图1中的0~T1段），计数比较模块130第一次检测到期望值个数的脉冲数量（可认为是图中T2节点），此时认为检测周期还包括第二检测时间，计数比较模块130将记录一次比较信号VC在第二检测时间内的脉宽（即脉宽数据），此后，由于电源电压Vin持续建立，均可检测到期望值个数的脉冲数量。以首次检测到脉冲数量为期望值的检测周期开始，依次将两个相邻的所述检测周期作为所述检测周期组，且相邻的两个所述检测周期组无重叠（相邻的两个检测周期之间没有重合的检测周期），可进一步理解为，以首次检测到脉冲数量为期望值的检测周期开始，依次记作第一个有效检测周期、第二个有效检测周期、第三个有效检测周期，……，第J（J为正整数）个有效检测周期，将第一个有效检测周期和第二个有效检测周期作为第一个检测周期组，将第三个有效检测周期和第四个有效检测周期作为第二个检测周期组，……，将第（J-1）个有效检测周期和第J个有效检测周期作为第（J/2）个检测周期组，随后从第一个检测周期组开始，依次求差放大运算该检测周期组中两个检测周期所对应的脉宽数据（后一个检测周期所对应的脉宽数据减去前一个检测周期所对应的脉宽数据之后，再放大），生成差分放大值，再与阈值进行比较，直到在第（J/2）个检测周期组得到对应的差分放大值不超过阈值，使得计数比较模块130翻转驱动信号VE。需说明的是，“所述脉宽数据表示所述比较信号VC于所述第二检测时间内的脉宽”中的“脉宽”指的是比较信号VC在第二检测时间于一次上升沿至下降沿之间的脉宽，即比较信号VC一次完整的脉宽（高电平脉宽）。关于阈值的具体大小，本领域技术人员可根据实际情况进行设定，这里不再展开说明。

本实施例中，可以设定计数比较模块130原本固定输出为高电平信号的驱动信号VE，在差分放大值小于或者等于阈值时，驱动信号VE翻转为低电平信号输出。

在一个具体的实施例中，计数比较模块130包括所述计数比较模块130包括移位寄存单元、差分放大器135、阈值比较器136、脉冲计数器131和逻辑开关K1，所述移位寄存单元包括接收缓冲器132、第一寄存器133和第二寄存器134；所述脉冲计数器131用于根据所述第一检测时间检测所述比较信号VC的脉冲数量，且检测到脉冲数量为期望值时，输出一次触发信号VD；所述接收缓冲器132用于接收所述触发信号VD，以记录所述脉宽数据，并将所述脉宽数据寄存至所述第一寄存器133中；所述第一寄存器133用于寄存所述检测周期组后一个所述检测周期所对应的所述脉宽数据时，将原本寄存的所述检测周期组前一个所述检测周期所对应的所述脉宽数据移位至所述第二寄存器134中；所述差分放大器135用于对所述第一寄存器133中的所述脉宽数据和所述第二寄存器134中的所述脉宽数据进行求差放大运算以生成所述差分放大值，即可理解为在所述第一寄存器133中的所述脉宽数据和所述第二寄存器134中的所述脉宽数据均不为空时，差分放大器135将被触发从而对两个寄存器中的脉宽数据求差放大运算，否则，差分放大器135将不能被触发；所述阈值比较器136固定输出所述驱动信号VE，且内设所述阈值，并在获取到所述差分放大值小于或等于所述阈值时，翻转所述驱动信号VE；所述逻辑开关K1的第一端用于获取所述驱动信号VE，所述逻辑开关K1的第二端用于与所述限流配置模块140连接；其中，所述脉冲计数器131在所述检测周期组输出两次所述触发信号VD后，所述逻辑开关K1闭合，即脉冲计数器131在检测周期组的前一个检测周期的第一检测时间检测到的脉冲数量达到期望值，且在后一个检测周期的第一检测时间检测的脉冲数量也达到期望值，此时逻辑开关K1将闭合，以将翻转或者未翻转的驱动信号VE输出；所述脉冲计数器131用于在一次脉冲数量检测结束后检测到驱动信号VE未翻转时复位重置，便于下一次重新检测脉冲数量；所述驱动信号VE翻转时，所述脉冲计数器131停止检测所述比较信号VC的脉冲数量，第一寄存器133和第二寄存器134将分别锁存各自的脉宽数据，所述逻辑开关K1保持闭合，以将翻转后的驱动信号VE输出；所述差分放大值大于所述阈值时，所述第一寄存器133和所述第二寄存器134均复位重置（即清空各自寄存的脉宽数据），所述逻辑开关K1断开（具体在检测周期组对应的后一个检测周期的第二检测时间内断开），阈值比较器136维持原本的驱动信号VE输出，此后开始重新检测比较下一个检测周期组对应的脉宽数据，直到在某个检测周期组检测到对应的两个脉宽数据近似相等，输出的差分放大值小于阈值。

在一示范性的实施例中，设定期望值为100个，计数比较模块130从限流配置芯片100的上电初期开始工作（电源电压Vin的建立过程请参阅图2），将计数比较模块130检测的多个检测周期依次记作第一个检测周期、第二个检测周期、第三个检测周期，……，第M（M为正整数）个检测周期，……，第（N-1）个检测周期、第N（N为正整数）个检测周期。第一个检测周期，脉冲计数器131根据第一检测时间检测的比较信号VC的脉冲数量达不到100个，脉冲计数器131将不会发出触发信号VD，接收缓冲器132、第一寄存器133、第二寄存器134、差分放大器135都不会产生相应动作，阈值比较器136将维持原本固定输出的驱动信号VE。在第二个检测周期、第三个检测周期……，一直到第（M-1）个检测周期，同第一个检测周期一样，脉冲计数器131在每次复位重置清零后，对各个检测周期的对应第一检测时间检测的比较信号VC的脉冲数量检测后均达不到100个，阈值比较器136将维持原本固定输出的驱动信号VE。第M个检测周期，脉冲计数器131根据该检测周期的第一检测时间获取到100个脉冲数量（可认为第M个检测周期是脉冲计数器131首次获取到100个脉冲数量的检测周期），此时检测周期将还包括位于第一检测时间时候的第二检测时间，脉冲计数器131发出一次触发信号VD给接收缓冲器132，接收缓冲器132记录比较信号VC在该检测周期的第二检测时间的脉宽并移位至第一寄存器133中。在第M个检测周期~第N个检测周期，脉冲计数器131均可以检测到100个脉冲数量，从第M个检测周期开始（为了便于叙述，本段中“第几个检测周期”将分别以其所对应的字母表示），依次将M和（M+1）作为第一个检测周期组，（M+2）和（M+3）作为第二个检测周期组，……，（N-1）和N作为第i（i为正整数）个检测周期组。以第一个检测周期组为例，第一寄存器133先寄存M所对应的脉宽数据，在寄存（M+1）所对应的脉宽数据时，同步地将M所对应的脉宽数据移位至第二寄存器134中，此时两个寄存器的脉宽数据均不为空，将触发差分放大器135，输出差分放大值，随后与阈值进行比较，判断是否翻转驱动信号VE。进一步可理解的，在第一个检测周期组一直到第（i-1）个检测周期组（即M~（N-2）），第二寄存器134中的脉宽数据大于第一寄存器133中的脉宽数据，差分放大值大于阈值，驱动信号VE将不会被翻转，输入的电源电压Vin还在持续建立，限流配置芯片100的输入输出逻辑关系还未完全建立起来，内部的计数比较模块130中，逻辑开关K1将断开，第一寄存器133和第二寄存器134将在差分放大值和阈值比较后分别复位重置并清零；在第i个检测周期组（（N-1）~N），第二寄存器134中的脉宽数据近似等于第一寄存器133中的脉宽数据，差分放大值小于或者等于阈值，驱动信号VE被翻转，输入的电源电压Vin已经稳定，限流配置芯片100的输入输出逻辑关系已经完全建立起来，内部的计数比较模块130中，第一寄存器133和第二寄存器134将分别锁存各自的脉宽数据，逻辑开关K1保持闭合状态将翻转后的驱动信号VE输出，且翻转后的驱动信号VE反馈至脉冲计数器131，使脉冲计数器131停止工作。

进一步的，所述检测周期的两个所述子检测周期连续；所述子检测周期的所述第一检测时间和所述第二检测时间连续，且所述子检测周期等于所述第一检测时间和所述第二检测时间之和，即可认为第一检测时间和第二检测时间是连续的；所述第一检测时间和所述第二检测时间均为所述基准电压的信号周期的整数倍（这里指的是均为整数倍的第二稳定周期），且所述第一检测时间与所述基准电压的信号周期的倍数等于所述期望值（即期望值倍数的第二稳定周期），所述脉宽数据表示所述比较信号VC在所述第二检测时间内对应的第二个基准电压的信号周期的脉宽。具体言之，相邻的两个检测周期是连续的（无时间间隔），如此可知，相邻的两个检测周期组之间也是连续的。在计数比较模块130未检测到期望值个数的脉冲数量时，可认为检测周期等于第一检测时间，在计数比较模块130检测到期望值个数的脉冲数量时，可认为该检测周期还包括第二检测时间，且等于第一检测时间和第二检测时间之和。同时，考虑到信号传输的延时问题，本实施例中的脉宽数据具体指的是比较信号VC在第二检测时间内对应的第二个基准电压的信号周期的脉宽，以保证采集的脉宽的完整性。具体地，下面将结合各个信号的时序图进行说明，请参阅图5~图7，图5~图7是本发明一实施例的基准电压的信号、比较信号、触发信号、驱动信号以及逻辑开关在不同时间段的时序图，其中，T1>T2>T3>T4=T5=T6=T7=T8=T9=T10，Tx为第一检测时间，Ty为第二检测时间，Tz为第二检测时间内的第二个基准电压的周期。

请参阅图5，T1为限流配置芯片100上电的初始启动阶段，可认为经历了多个具有第一检测时间Tx的检测周期（可理解为T1等于偶数倍或奇数倍的Tx），脉冲计数器131在每个检测周期的第一检测时间均无法检测到100个比较信号VC的脉冲数量，阈值比较器136维持原本的驱动信号VE输出，这里为持续高电平输出。

请参阅图6，T2为限流配置芯片100中脉冲计数器131首次检测到期望值个数脉冲数量的检测周期和第二次检测到期望值个数脉冲数量的检测周期之和（相当于第一个检测周期组），脉冲计数器131先后两次发出触发信号VD（触发信号VD高电平有效），逻辑开关K1在T10段闭合，第一寄存器133先寄存前一个Tz中比较信号VC对应的脉宽，后寄存后一个Tz中比较信号VC对应的脉宽，最终第一寄存器133寄存后一个Tz中比较信号VC对应的脉宽，第二寄存器133寄存前一个Tz中比较信号VC对应的脉宽，此时第一寄存器133和第二寄存器134的脉宽不相等，阈值比较器136持续高电平输出，逻辑开关K1在T10后的下一个基准电压VB的周期断开。

请参阅图7，T3为限流配置芯片100中脉冲计数器131最后两次检测到期望值个数的脉冲数量的两个检测周期之和（相当于最后一个检测周期组，也可理解为经过了类似于偶数倍或者奇数倍的T2），脉冲计数器131先后两次发送触发信号VD，逻辑开关K1于T9段闭合。在T3中第一次发送触发信号VD时，由于延迟，在0.5倍T4时发送给接收缓冲器132，此时开始从0.5倍T4记录比较信号VC的脉宽，由于此时的脉宽不完整，所以将记录T5段的脉宽作为脉宽数据，脉冲计数器131在T6段检测到驱动信号VE仍为高电平输出，将复位清零重新开始检测计数脉冲数量；在0.5倍T7段，脉冲计数器131第二次发出触发信号VD，从0.5倍T7开始记录比较信号VC的脉宽，由于此时脉宽不完整，接收缓冲器132将再记录一次T8段比较信号VC对应的脉宽，最终第一寄存器133寄存T8段比较信号VC对应的脉宽，第二寄存器134寄存T5段对应的脉宽，此时由于输入输出电压已经完全建立，两个寄存器中的脉宽近似相等，且不超过阈值，阈值比较器136的驱动信号VE由高电平翻转为低电平输出，两个寄存器锁存各自对应的脉宽数据，逻辑开关K1此后将保持闭合。需说明的是，两个寄存器内的脉宽数据的求差放大运算、阈值比较器136的比较动作、逻辑开关K1的闭合工作，延迟很小，各器件的响应速度极快，均是在T9时间段内完成。

可理解的是，在T1段，基准电压VB信号的频率维持在前文所述的第一稳定值，基准电压VB信号的周期维持在对应的第一稳定周期；在T2段和T3段，基准电压VB信号的频率维持在前文所述的第二稳定值（第一稳定值小于第二稳定值），基准电压VB信号的周期维持在对应的第二稳定周期。可设定第一检测时间Tx等于期望值倍数（设为100倍）的第二稳定周期，第二检测时间Ty等于3倍的第二稳定周期，那么Tz就是第二检测时间Ty内的第二个第二稳定周期。

当然，在其他一些实施例中，可以配置减少延迟的全加器电路来减少触发信号VD的延迟，使得采集的脉宽是比较信号VC在第二检测时间内对应的第一个基准电压VB的周期的脉宽（相当于是T4段以及T7段的脉宽）。本实施例对于上述的减少延迟的全加器电路不再展开说明，本领域技术人员可根据现有技术相应调配。

本实施例的逻辑控制模块110，其接入所述第一功率管Q1的控制端和所述第二功率管Q2的控制端，用于控制所述第一功率管Q1和所述第二功率管Q2交替开启与截止。

在一示范性的实施例中，所述第一功率管Q1为PMOS管，所述第一功率管Q1的输入端为PMOS管的源极，所述第一功率管Q1的输出端为PMOS管的漏极，所述第一功率管Q1的控制端为PMOS管的栅极；所述第二功率管Q2为NMOS管，所述第二功率管Q2的输出端为NMOS管的漏极，所述第二功率管Q2的输入端为NMOS管的源极，所述第二功率管Q2的控制端为NMOS管的栅极。进一步，逻辑控制模块160发送给第一功率管Q1的控制信号为第一控制信号，发送给第二功率管Q2的控制信号为第二控制信号，为了避免第一功率管Q1和第二功率管Q2同时开启，第一控制信号和第二控制信号是非交叠的。第一控制信号为低电平时，第一控制信号的电压比第一功率管Q1的源极电压低，且栅源之间电压差的绝对值大于第一功率管Q1的最小开启电压，第二控制信号为低电平，且栅源之间电压差的小于第二功率管Q2的最小开启电压，故第一功率管Q1开启，第二功率管Q2截止；第一控制信号为高电平，且与第一功率管Q1源极电压的差值的绝对值小于所述第一功率管Q1的最小开启电压，第二控制信号为高电平，第二控制信号的电压比第二功率管Q2的源极电压高，且栅源之间的电压差大于第二功率管Q2的最小开启电压，故第一功率管Q1截止，第二功率管Q2开启。

本实施例的限流配置模块140，其与所述逻辑控制模块110连接，且用于实时获取所述驱动信号VE；所述驱动信号VE未翻转（维持原本的状态输出）时，所述限流配置模块140控制所述逻辑控制模块110维持所述第一功率管Q1的允许电流为第一限流电流；所述驱动信号VE翻转时，所述限流配置模块140驱动所述逻辑控制模块110调整所述第一功率管Q1的允许电流为第二限流电流；所述第二限流电流小于所述第一限流电流。需说明的是，第一限流电流通常是限流配置芯片100初始默认的一个限流电流，无需通过限流配置模块140来设定，当然本实施例可以在限流配置模块140上配置相应的软件或者硬件使其具有设定第一限流电流的功能，限流配置模块140维持第一功率管Q1的允许电流为第一限流值，即未对第一功率管Q1的允许电流作改变，第一功率管Q1的允许电流将保持在限流配置芯片100默认的第一限流电流；调整所述第一功率管Q1的允许电流为第二限流电流，限流配置模块140通过控制模块对第一功率管Q1的允许电流作相应的动作，使第一功率管Q1的允许电流由第一限流电流变为第二限流电流。如此设置，第一限流电流可较好地兼容限流配置芯片100的上电过程和实际工作的带载，能够实现上电期间较大的限流电流启动的目的，保证输出电压逻辑可正常建立；在输出电压逻辑已经完全建立之后，即输入电压稳定（图2中，T2时刻的后半段，电源电压Vin稳定），配置第一功率管Q1的允许电流为第二限流电流，可以保证正常工作状态下实现限流配置芯片100较小的限流电流保护的目的。此外，第一限流电流和第二限流电流体现了本实施例的限流配置芯片100的第一功率管Q1的允许电流具有可变性，解决了传统的限流配置芯片100的第一功率管Q1的允许电流设置较小或设置为一个固定值的问题（可理解为传统的限流配置芯片100的第一功率管Q1的允许没有可变性），提高了限流配置芯片100的可靠性和实用性，无需增加封装和使用成本，便于芯片快速更新和迭代。

可选的，所述限流配置模块140用于根据一可调电阻的阻值实现第二限流电流的配置，所述可调电阻Rx的一端连接所述限流配置模块140，另一端接地；所述第二限流电流等于所述可调电阻Rx的阻值与预设系数的乘积。具体地，请参阅图1，本实施例中，可调电阻Rx的一端与第二限流配置管脚P6连接，另一端接地，可调电阻Rx外置于限流配置芯片100，方便技术人员调节阻值，在其他一些实施例中，可调电阻Rx也可内置于限流配置芯片100。第二限流电流

，在一示范性的实施例中，预设系数D=0.0002A/Ω，第二限流电流配置为2A，则可调电阻Rx的阻值为10kΩ。

可选地，本实施例的限流配置芯片100还包括振荡器模块150，所述振荡器模块150的两端分别与所述输入比较模块120和所述逻辑控制模块110连接，分别用于向二者提供需要的所述基准电压VB，所述基准电压VB的信号波形为锯齿波。本实施例中，所述振荡器模块150可以是振荡器、振荡电路，本发明对此不限。

优选地，所述限流配置芯片100还包括软启动模块160，所述软启动模块160的输入端接入所述限流配置芯片100的输入端（电源输入端管脚P1），所述软启动模块160的输出端接入所述逻辑控制模块110，所述软启动模块160用于根据所述电源电压Vin之实时大小向所述逻辑控制模块110发送一启动信号，以驱动所述逻辑控制模块110调整所述第一功率管Q1和所述第二功率管Q2交替开启与截止的开关频率；所述振荡器模块150的基准电压VB的信号频率等于所述启动信号之频率。软启动模块160也可叫自启动模块，用于控制限流配置芯片100中逻辑控制模块110在芯片管脚上电后依次进入工作状态。由于模拟电路和数字电路需要进入一个预定状态，为了避免芯片电源输入端管脚P1上电后相应的数字电路或模拟电路受到上电瞬间浪涌电流的冲击，软启动模块160通过设置启动偏置，在上电时增加一个处理过程来保护逻辑控制模块110免受脉冲的损害。在本实施例中，软启动模块160为逻辑控制模块110提供合适的启动偏置电压，使逻辑控制模块110在稳定的电压下工作，使逻辑控制模块110实现软启动。本实例中的软启动模块160可以是软启动器或软启动电路，本发明对此不限。在电源电压Vin逐步升高的同时，启动信号的频率也是逐步变大的，所述振荡器模块150用于根据所述启动信号之频率而自适应地调整所述基准电压VB的信号频率，即在振荡器模块150与软启动模块160是联动的，在低频启动阶段，基准电压VB的信号频率与软启动模块160的启动信号的频率被调配为相等。此外，软启动模块160的启动信号驱动所述逻辑控制模块110调整所述第一功率管Q1和所述第二功率管Q2交替开启与截止的开关频率，具体地，请参阅图1，在上电阶段（图1中0~T1阶段），逻辑控制模块110控制第一功率管Q1和第二功率管Q2交替开启与截止的开关频率由第一开关频率逐渐（比如30KHz）增大；在T1节点时，即开关电流系统的输出电压逻辑关系逐步开始正常建立，此时开关频率由第一开关频率逐步增大至第二开关频率（比如150KHz），并在T1节点之后，维持在第二开关频率。

优选地，所述限流配置芯片100包括输出反馈模块170，所述开关电源系统用于向负载模块300提供负载电压，所述输出反馈模块170用于实时检测并采集所述负载电压，并根据所述负载电压形成一反馈信号给逻辑控制模块110，以驱动所述逻辑控制模块110调整所述第一功率管Q1和所述第二功率管Q2的占空比，从而稳定输出电压和输出电流的大小。具体地，请参阅图2，利用第五电阻R5和第六电阻R6对负载电压实行分压检测，通过第六电阻R6对负载电压进行实时采集，第五电阻R5和第六电阻R6的公共端通过反馈信号输入端管脚P4连接至输出反馈模块170。此外，需说明的是，当输出反馈模块170向逻辑控制模块110发送的反馈信号反映出采集的电压大于预设值（比如预设值设定为正常工作时的负载电压的60%）时，第一功率管Q1和第二功率管Q2交替开启与截止的开关频率开始从第一开关频率逐步增大至第二开关频率（对应图1中T1~T2段）。

优选地，所述开关电源系统包括钳位电容Cx，所述限流配置芯片100包括与所述逻辑控制模块110连接的钳位电容端，所述钳位电容Cx耦接于所述限流配置芯片100的输入端（电源输入管脚P1）和所述钳位电容端（钳位电容端管脚P2）之间。钳位电容Cx的一端连接所述电源输入端管脚P1，另一端通过所述钳位电容端管脚P2连接至逻辑控制模块110，其为内部功率管（例如P型金属—氧化物—半导体晶体管（PMOS管））提供栅极相对于源极的驱动电压（VGS）。请参考图1，钳位电容Cx外置于限流配置芯片100，第一功率管Q1为PMOS管，钳位电容通过钳位电容端管脚P2提供用于打开第一功率管Q1的稳定电压。

基于上述的限流配置芯片100，本实施例相应地提供一种限流配置芯片的控制方法，应用于上述的限流配置芯片100，下面将以前文所列举的具体器件对限流配置芯片的控制方法进行说明。限流配置芯片的控制方法包括：

步骤一：利用输入比较模块120获得关于电源电压Vin的比例电压，并与振荡器提供的基准电压VB比较运算后生成一比较信号VC。具体地，输入比较模块120中的放大器121检测并获得关于电源电压Vin呈比例关系的比例电压，而后通过比较器122比较比例电压和基准电压VB生成比较信号VC，比较信号VC的波形是方波，脉宽跟随电源电压Vin变化。

步骤二：利用脉冲计数器131获取比较信号VC在检测周期的第一检测时间的脉宽。在限流配置芯片100处于低频启动阶段（相当于图1中的0~T1段，图5中T1段，此时芯片两个功率管的开关频率属于低频阶段，且逐步升高，比如从30KHz逐渐升高）时，逻辑开关K1处于断开状态，脉冲计数器131检测不到期望值个数的脉冲数量，限流配置模块140默认接收到计数比较模块130输出的驱动信号未翻转，此时利用限流配置模块140维持限流配置芯片100的限流电流（具体为第一功率管Q1的允许电流）为默认设置的第一限流电流，保证输出电压能够正常建立，不至于因为限流电流设置较小而导致无法带载启动。在上电的低频启动阶段，脉冲计数器131是无法计数到100个的，此时接收缓冲器132和两个寄存器均无动作，脉冲计数器131复位清零，开始检测下一个检测周期的第一检测时间内的比较信号VC的脉冲数量。

步骤三：当输出电压逻辑正常建立，振荡器模块150提供的基准电压VB的信号频率升高进入稳定状态，比较器122输出的比较信号VC的脉冲数量开始增加，脉冲计数器131在上一个检测周期的第一检测时间检测到比较信号VC的脉冲数量达到期望值，脉冲计数器131向接收缓冲器132发送一次触发信号VD，使接收缓冲器132接收此检测周期的第二检测时间内比较信号一次上升沿至下降沿之间的脉宽，并移位寄存至第一寄存器133中，脉冲计数器131复位清零，开始重新计数。

步骤四：电源电压Vin持续升高，脉冲计数器131在下一个检测周期的第一检测时间检测到比较信号VC的脉冲数量达到100个，脉冲计数器131向接收缓冲器132发送一次触发信号VD，使接收缓冲器132接收此检测周期的第二检测时间内比较信号VC于一次上升沿至下降沿之间的脉宽，并移位寄存至第一寄存器133中，而第一寄存器133原来寄存的脉宽将同步移位至第二寄存器134中。此时，脉冲计数器两次计数有效，且向移位寄存单元先后发送了两次触发信号（可认为两次触发信号有效），此时逻辑开关K1将闭合。

步骤五：当第一寄存器133和第二寄存器134中的脉宽均不为空时，触发一次差分放大器135，对两个寄存器中的脉宽数据进行求差放大运算生成一差分放大值，随后触发阈值比较器136，将差分放大值与预设的阈值进行比较，若差分放大值大于阈值，则阈值比较器136维持原本的驱动信号输出，若差分放大值小于或者等于阈值，则阈值比较器136输出翻转后的驱动信号。在上电的低频启动阶段，第一寄存器133中的脉宽是大于第二寄存器134中的脉宽，阈值比较器136输出的驱动信号不变，脉冲计数器131复位清零开始重新计数，两个寄存器中的脉宽复位清零，且逻辑开关K1断开。

步骤六：重复步骤四~步骤六，直到第一寄存器133中的脉宽近似等于第二寄存器134中的脉宽，阈值比较器136输出翻转后的驱动信号。阈值比较器136输出翻转后的驱动信号后，锁存两个寄存器的脉宽，脉冲计数器131停止工作。

步骤七：在阈值比较器136输出翻转后的驱动信号时，逻辑开关K1保持闭合状态，翻转后的驱动信号输出至限流配置模块140，驱使限流配置模块140配置限流配置芯片的第一功率管的允许电流为第二限流电流。

步骤八：若限流配置芯片100掉电后，重复步骤一~步骤七，便可实现上电复位。

综上所述，在本发明提供的限流配置芯片及开关电源系统中，限流配置芯片包括第一功率管、第二功率管、输入比较模块、计数比较模块、逻辑控制模块和限流配置模块；通过输入比较模块实时获取输入的电源电压和外部的基准电压从而生成一比较信号，通过计数比较模块检测比较信号在前后两个子检测周期的第二检测时间的脉宽，并根据脉宽在两个第二检测时间变化的大小与阈值进行比较从而输出驱动信号；在驱动信号未翻转时，限流配置模块驱动逻辑控制模块将第一功率管的允许电流维持在第一限流电流，如此可以保证限流配置芯片在上电的初始阶段满足各种特性负载及使用条件，实现带载启动，保证限流配置芯片的输出电压逻辑关系可以正常建立；在驱动信号翻转时，即可认为比较信号不再变化，限流配置模块驱动逻辑控制模块将第一功率管的允许电流调整为第二限流电流，可以使限流配置芯片在短路异常状态下，能够限制流过第一功率管的最大电流，保证限流配置芯片的输出电流可控。计数比较模块还可以使限流配置芯片在掉电的情况下具有重新上电复位在第一限流电流下工作，避免第一功率管的允许电流设置过低而导致限流配置芯片无法再次上电启动。相较于现有技术，本发明的限流配置芯片的第一功率管的允许电流具有可变性，可较好地兼容限流配置芯片的上电过程和实际工作的带载，既能在上电期间实现较大的限流电流启动的功能，也能在正常工作状态下实现较小的限流电流保护的功能，提高了限流配置芯片的可靠性和实用性。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种限流配置芯片，应用于开关电源系统，其特征在于，包括：

输入比较模块，其被配置为实时获取输入至所述限流配置芯片的电源电压和外部提供的信号波形为锯齿波的基准电压，并根据所述电源电压和所述基准电压生成一脉宽随电源电压变化的比较信号；

计数比较模块，其固定输出一驱动信号以及内设包括第一检测时间的检测周期；所述计数比较模块用于根据所述第一检测时间检测所述比较信号的脉冲数量，且检测到脉冲数量为期望值时记录一次脉宽数据，进而对检测周期组所对应的脉宽数据求差放大运算生成一差分放大值，并在所述差分放大值小于或等于阈值时，翻转所述驱动信号；其中，所述计数比较模块检测到脉冲数量为期望值时，所述检测周期还包括位于所述第一检测时间之后的第二检测时间，所述脉宽数据表示所述比较信号于所述第二检测时间内的脉宽；所述计数比较模块用于以首次检测到脉冲数量为期望值的检测周期开始，依次将两个相邻的所述检测周期作为所述检测周期组，且相邻的两个所述检测周期组无重叠；

第一功率管和第二功率管；所述第一功率管的输入端用于获取所述电源电压，输出端与所述第二功率管的输出端连接后共同接入所述限流配置芯片的输出端；所述第二功率管的输入端接地；

逻辑控制模块，其接入所述第一功率管的控制端和所述第二功率管的控制端，用于控制所述第一功率管和所述第二功率管交替开启与截止；

限流配置模块，其用于在所述驱动信号未翻转时，控制所述逻辑控制模块维持所述第一功率管的允许电流为第一限流电流；以及在所述驱动信号翻转时，驱动所述逻辑控制模块调整所述第一功率管的允许电流为第二限流电流；所述第二限流电流小于所述第一限流电流。

2.根据权利要求1所述的限流配置芯片，其特征在于，所述第一功率管为PMOS管，所述第一功率管的输入端为PMOS管的源极，所述第一功率管的输出端为PMOS管的漏极，所述第一功率管的控制端为PMOS管的栅极；所述第二功率管为NMOS管，所述第二功率管的输出端为NMOS管的漏极，所述第二功率管的输入端为NMOS管的源极，所述第二功率管的控制端为NMOS管的栅极。

3.根据权利要求1所述的限流配置芯片，其特征在于，所述限流配置模块用于根据一可调电阻的阻值实现第二限流电流的配置；所述可调电阻的一端连接所述限流配置模块，另一端接地；所述第二限流电流等于所述可调电阻的阻值与预设系数的乘积。

4.根据权利要求1所述的限流配置芯片，其特征在于，所述限流配置芯片包括软启动模块，所述软启动模块的输入端用于获取所述电源电压，所述软启动模块的输出端接入所述逻辑控制模块，所述软启动模块用于根据所述电源电压之实时大小向所述逻辑控制模块发送一启动信号，以驱动所述逻辑控制模块调整所述第一功率管和所述第二功率管交替开启与截止的开关频率；所述启动信号的频率用于等于所述基准电压的信号频率。

5.根据权利要求1所述的限流配置芯片，其特征在于，所述输入比较模块包括：放大器、比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；所述第一电阻的第一端用于获取所述电源电压；所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端连接，并共同接入所述放大器的同相输入端；所述第二电阻的第二端接地；所述第三电阻的第一端接入所述放大器的反相输入端，所述第三电阻的第二端接地；所述第四电阻的第一端接入所述放大器的反相输入端，所述第四电阻的第二端接入所述放大器的输出端；所述放大器的输出端与所述比较器的同相输入端连接，所述比较器的反相输入端用于获取所述基准电压，所述比较器的输出端被配置为所述输入比较模块的输出端。

6.根据权利要求1所述的限流配置芯片，其特征在于，所述计数比较模块包括移位寄存单元、差分放大器、阈值比较器、脉冲计数器和逻辑开关，所述移位寄存单元包括接收缓冲器、第一寄存器和第二寄存器；

所述脉冲计数器用于根据所述第一检测时间检测所述比较信号的脉冲数量，且检测到脉冲数量为期望值时，输出一次触发信号；

所述接收缓冲器用于接收所述触发信号，以记录所述脉宽数据，并将所述脉宽数据寄存至所述第一寄存器中；

所述第一寄存器用于寄存所述检测周期组后一个所述检测周期所对应的所述脉宽数据时，将原本寄存的所述检测周期组前一个所述检测周期所对应的所述脉宽数据移位至所述第二寄存器中；

所述差分放大器用于对所述第一寄存器中的所述脉宽数据和所述第二寄存器中的所述脉宽数据进行求差放大运算以生成所述差分放大值；

所述阈值比较器固定输出所述驱动信号，且内设所述阈值，并在获取到所述差分放大值小于或等于所述阈值时，翻转所述驱动信号；

所述逻辑开关的第一端用于获取所述驱动信号，所述逻辑开关的第二端用于与所述限流配置模块连接；

其中，所述脉冲计数器在所述检测周期组输出两次所述触发信号后，所述逻辑开关闭合；所述脉冲计数器用于在一次脉冲数量检测结束后检测到驱动信号未翻转时复位重置；所述驱动信号翻转时，所述脉冲计数器停止检测所述比较信号的脉冲数量，所述逻辑开关保持闭合；所述差分放大值大于所述阈值时，所述第一寄存器和所述第二寄存器均复位重置，所述逻辑开关断开。

7.根据权利要求1或6所述的限流配置芯片，其特征在于，多个所述检测周期之间连续；所述计数比较模块检测到脉冲数量为期望值时，所述检测周期为对应的第一检测时间和对应的第二检测时间之和；所述第一检测时间和所述第二检测时间均为所述基准电压的周期的整数倍，且所述第一检测时间与所述基准电压的周期的倍数等于所述期望值，所述脉宽数据表示所述比较信号在所述第二检测时间内对应的第二个基准电压的周期的脉宽。

8.一种开关电源系统，其特征在于，包括：第一电容电路、第二电容电路、电感以及根据权利要求1~6中任一项所述的限流配置芯片；所述第一电容电路的第一端与所述限流配置芯片的输入端连接，所述第一电容电路的第二端接地；所述电感的第一端与所述限流配置芯片的输出端连接，所述电感的第二端与所述第二电容电路的第一端连接，所述第二电容电路的第二端接地；其中，所述第一功率管开启、所述第二功率管截止时，所述第一电容电路、所述第一功率管、所述电感和所述第二电容电路形成第一回路；所述第一功率管截止、所述第二功率管开启时，所述第二功率管、所述电感和所述第二电容电路形成第二回路。

9.根据权利要求8所述的开关电源系统，其特征在于，所述限流配置芯片包括输出反馈模块、第五电阻和第六电阻；所述第五电阻和所述第六电阻串联后与所述第二电容电路并联，所述输出反馈模块连接于所述第五电阻和所述第六电阻的公共线路上；所述输出反馈模块用于根据所述第六电阻实时检测并采集所述开关电源系统输出的负载电压，并根据所述负载电压形成一反馈信号给逻辑控制模块，以驱动所述逻辑控制模块调整所述第一功率管和所述第二功率管的占空比。

10.根据权利要求8所述的开关电源系统，其特征在于，所述开关电源系统包括钳位电容，所述限流配置芯片设有与所述逻辑控制模块连接的钳位电容端，所述钳位电容耦接于所述限流配置芯片的输入端和所述钳位电容端之间。

Images