一种电压调节装置和过流保护的方法制造方法及图纸

一种电压调节装置和过流保护的方法，该电压调节装置包括：电流检测控制电路

【技术实现步骤摘要】
一种电压调节装置和过流保护的方法


[0001]本申请实施例涉及电路
，尤其涉及一种电压调节装置和过流保护的方法
。

技术介绍

[0002]近年来，如智能手机
、
平板电脑等消费类电子产品呈现快速发展的趋势
。
而针对智能手机
、
平板电脑等消费类电子产品的电源系统通常采用降压式变换电路
(BUCK)
架构进行负载供电，考虑到电源系统的可靠性，当负载电流过大时，容易触发限流保护，从而关闭芯片输出
。BUCK
架构进行过流保护的目的不仅为了避免芯片内部因过热而造成芯片损坏，而且也可以保护芯片外的电感使得该电感的温升电流处于预设规则内，避免烧毁
。
[0003]然而，目前的过流保护的方案本质上是静态设定固定的负载电流作为保护门限，一旦触发则实施过流保护，即关闭功率管等
。
但目前的过流保护的方案实际上适用于负载恒定大电流的场景，而对于非恒定负载的场景，例如包括图像处理器
(graphics processing unit,GPU)
的片上系统
(system on chip
，
SOC)
，将目前的过流保护方案应用在此场景效果不佳
。
例如，为了保证过流保护效果，目前的过流保护方案会造成芯片
、
或外围器件等设计规格远超实际需求，不仅不利于终端产品小型化的趋势要求，而且也会存在明显的过度设计
。
专利技术内容
[0004]本申请实施例提供了一种电压调节装置和过流保护的方法，能够适用于非恒定负载的场景，达到良好的过流保护效果
。
为解决上述问题，本申请实施例提供以下技术方案：
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种电压调节装置，该电压调节装置包括：电流检测控制电路
、
功率级电路
、
电压输入端和电压输出端，所述功率级电路包括至少一个功率管；所述电流检测控制电路，用于：获取所述功率级电路的电流参数，所述电流参数用于反映所述至少一个功率管的负载电流；将所述电流参数与多个预设过流保护门限进行比较，以输出控制信号，所述控制信号用于限制所述电流参数
。
在上述方案中，由于功率级电路可以包括至少一个功率管，因此本实施例提供的电压调节装置可以包括
LDO
电路
、BUCK
电路
、BOOST
电路或者
BUCK
‑
BOOST
电路等，而由于电流参数能够反映出至少一个功率管的负载电流，例如：在
LDO
电路中，电流参数可以为一个功率管的负载电流的有效值等；或者在
BUCK
电路
、BOOST
电路以及
BUCK
‑
BOOST
电路等开关电源中，由于至少一个功率管可以包括至少一个上功率管和至少一个下功率管，所以电流参数也可以为至少一个上功率管的负载电流和至少一个下功率管的负载电流的平均值，即平均负载电流，或者电流参数还可以是关于上述至少一个上功率管的负载电流和至少一个下功率管的负载电流的有效值等
。
另外，上述的多个预设过流保护门限是基于温度信息等预先配置后得到的动态的过流保护门限，所以在得到电流参数后，可以将该电流参数与多个预设过流保护门限进行比较，以根据比较结果输出控制信号，从而基于该控制信号对电流参数实施限制操作，这样便能够基于动态的门限
限制电流参数，将电流参数限制在对芯片
、
功率管或电感等器件不会产生热损坏的电流的标准下，相较于现有的限流机制在
I≥Ia
时直接启动限流，适用于非恒定负载的场景中，满足终端产品的小型化趋势要求，且不会出现过度设计，达到良好过流保护效果
。
[0006]在一种可能的实现方式中，所述电流检测控制电路包括：限流控制模块；所述限流控制模块，用于：根据所述电流参数与多个预设过流保护门限进行比较，得到比较结果，所述比较结果反映所述负载电流位于所述多个预设过流保护门限中的等级；根据所述比较结果在与所述多个预设过流保护门限对应的多个超限时长门限中选择目标超限时长门限，以及在第一时长大于所述目标超限时长门限时，输出所述控制信号，其中，所述第一时长为所述电流参数大于等于限流门限的持续时间，所述多个预设过流保护门限均大于所述限流门限
。
在上述方案中，前述的限流门限相当于现有方案中固定的保护阈值，而本申请实施例中预先在寄存器配置中配置了
OCP
参数，即限流门限
、
多个预设过流保护门限
、
以及与多个预设过流保护门限对应的超限时长门限
、
受控时长门限等，而多个预设过流保护门限均大于限流门限
。
而基于热平衡原理，在芯片或外围器件等可靠性被保证的情况下，在电流参数大于等于限流门限时，负载电流依然会持续工作一段时间，并非如现有的限流机制直接启动限流，所以为了能够基于动态的门限实现过流保护，本申请实施例在得到电流参数后，将该电流参数与寄存器配置中的多个预设过流保护门限进行比较，该比较结果能够反映出该负载电流位于这多个预设过流保护门限中的哪两个预设过流保护门限之间，并且根据该比较结果选择出目标超限时长门限，在将前述电流参数大于等于限流门限的持续时间记为第一时长的基础上，将该第一时长与目标超限时长门限比较，而在第一时长大于等于目标超限时长门限时，输出前述的控制信号
。
[0007]在另一种可能的实现方式中，所述电流检测控制电路还包括：温度获取模块；所述温度获取模块，用于获取温度信息；所述限流控制模块，还用于根据所述温度信息将所述多个超限时长门限中的每一个超限时长门限设置为第二时长
。
在上述方案中，由于温度可以包括环境温度以及芯片
、
功率管
、
电感等器件的温度，而温度又能够影响超限时长，一般情况下超限时长会随着温度的升高而减少，随着温度的降低而增加
。
因此，在本申请实施例中还可以基于温度动态调整超限时长门限，即依赖于温度获取模块获取温度信息，从而使得限流控制模块基于该温度信息将多个超限时长门限中的每一个超限时长门限设置为第二时长，另外该多个超限时长门限随着温度信息所反映的温度的升高而减少，随着温度信息所反映的温度的降低而增加
。
换言之，基于温度信息对寄存器配置中的多个超限时长门限中的每一个超限时长门限进行设置，以便于设置后得到的超限时长门限能够被用来与前述的第一时长做比较，使得限流控制模块更加灵活地进行限流启动的预判
。
此外，前述的温度信息包括如下至少一种温度信息：环境温度信息
、
芯片
、
功率管以及电感等器件的温度信息
。
[0008]在另一种可能的实现方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电压调节装置，其特征在于，应用于片上系统
SOC
的非恒定负载供电场景，所述电压调节装置包括：电流检测控制电路
、
功率级电路
、
电压输入端和电压输出端；所述功率级电路包括至少一个功率管，其中，所述电压调节装置包括降压式变换电路
BUCK
，所述至少一个功率管包括至少一个上功率管和至少一个下功率管；所述电压输入端用于接收输入电压；所述电压输出端用于生成输出电压；所述电流检测控制电路，用于：获取所述功率级电路的电流参数，所述电流参数用于反映所述至少一个功率管的负载电流；根据所述电流参数动态设置目标超限时长门限，在第一时长大于所述目标超限时长门限时，输出控制信号，其中，所述第一时长为所述电流参数大于等于限流门限的持续时间，所述控制信号用于限制所述电流参数
。2.
根据权利要求1所述的电压调节装置，其特征在于，所述电流参数为：所述至少一个上功率管的负载电流和所述至少一个下功率管的负载电流的平均值，或所述至少一个上功率管的负载电流和所述至少一个下功率管的负载电流中的一个负载电流，或基于所述至少一个上功率管的负载电流和所述至少一个下功率管的负载电流计算得到的一个综合值
。3.
根据权利要求1所述的电压调节装置，其特征在于，所述非恒定负载包括图像处理器
GPU。4.
根据权利要求1所述的电压调节装置，其特征在于，所述目标超限时长门限随着所述电流参数的增大而减小
。5.
根据权利要求1‑4中任一所述的电压调节装置，其特征在于，所述控制信号用于限制所述电流参数包括：所述控制信号用于关闭所述至少一个功率管，以限制所述电流参数
。6.
根据权利要求1‑4中任一所述的电压调节装置，其特征在于，所述控制信号用于限制所述电流参数包括：所述控制信号用于将通过所述至少一个功率管的电流限制至对应的标准电流，以限制所述电流参数
。7.
根据权利要求1‑4中任一所述的电压调节装置，其特征在于，所述电压调节装置还包括：开关控制电路；所述开关控制电路用于接收反映所述输出电压的反馈电压，并基于所述反馈电压控制所述至少一个功率管，以调节所述输出电压
。8.
根据权利要求1‑4中任一所述的电压调节装置，其特征在于，所述电压调节装置还包括：滤波网络，所述滤波网络耦合至所述电压输出端
。9.
一种过流保护的方法，其特征在于，应用于电压调节装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡章荣，杨学钢，吴琨，王易，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：