输出平均电流值检测方法及电路和开关电源控制器与流程

本发明涉及开关电源，尤其涉及一种输出平均电流值检测方法及电路和开关电源控制器。

背景技术：

1、在相关技术中，开关电源输出至负载的电流通常需要依靠电流采样电阻或电流互感器才能实现侦测。

2、电流采样电阻的测量原理是，将电流采样电阻串联在开关电源的输出端与负载的供电端之间，利用电阻分压的形式采集负载的工作电流，若负载的工作电流较大，意味着流经电流采样电阻的电流也大，导致在电流采样电阻上所消耗的电能过大，而且电流采样电阻需配置的额定功率也随之增大，这样会导致开关电源的效率降低以及成本增大。

3、电流互感器的测量方式虽然功耗较低，但电流互感器具有一定的体积，尤其是在大电流的测量场景下，需要的电流互感器体积一般很大，不利于开关电源小型化设计，而且电流互感器还存在成本较高的缺陷。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种输出平均电流值检测方法及电路和开关电源控制器。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种输出平均电流值检测方法，适用于开关电源，所述开关电源包括储能电感，该方法包括以下步骤：

3、s10、获取并根据所述储能电感在第n+1开关周期tswn+1内的特征数据，计算出所述开关电源在所述第n+1开关周期tswn+1内输出的电流信号；

4、s20、根据第m设定周期tm计算得到的输出平均电流值和所述第n+1开关周期tswn+1内输出的电流信号计算出第m+1设定周期tm+1所对应的输出平均电流值；

5、其中，

6、优选地，所述s10包括：

7、s101、根据所述开关电源的工作模式确定所述储能电感在第n+1开关周期tswn+1内的电感充电时间、延时时间和电感放电时间；

8、s102、获取所述储能电感的充电电流信号，并结合所述储能电感在第n+1开关周期内的电感充电时间、电感放电时间和延时时间确定所述储能电感在第n+1开关周期tswn+1内的放电结束电流值和电流峰值，以将所述放电结束电流值和电流峰值相加后，得到电流底值和；

9、s103、根据储能电感匝数比、所述电流底值和、电感放电时间、电感充电时间和延时时间生成所述开关电源在第n+1开关周期tswn+1内输出的所述电流信号或所述电流信号的等效值。

10、优选地，所述s101包括：

11、s1011、若所述开关电源的工作模式为dcm模式，则通过所述开关电源中的控制器获取所述储能电感在第n+1开关周期tswn+1内的电感充电时间和延时时间，并获取所述储能电感在第n+1开关周期tswn+1内的放电电流信号，以根据所述放电电流信号和电感充电时间确定所述储能电感在第n+1开关周期tswn+1内的电感放电时间；

12、s1012、若所述开关电源的工作模式为ccm模式，则通过所述控制器获取所述储能电感在第n+1开关周期tswn+1内的电感充电时间和电感放电时间；

13、s1013、若所述开关电源的工作模式为qrm模式，则通过所述控制器获取所述储能电感在第n+1开关周期tswn+1内的电感充电时间，并获取所述储能电感的放电电流信号，以根据所述放电电流信号和电感充电时间确定所述储能电感在第n+1开关周期tswn+1内的电感放电时间。

14、优选地，在所述s101中，还包括：通过所述控制器的电压反馈引脚采集所述放电电流信号；和/或

15、在所述s102中，还包括：通过所述控制器的电流反馈引脚采集所述充电电流信号。

16、优选地，所述s20包括：

17、s201、将所述第n+1开关周期tswn+1的电流信号减去第m设定周期tm计算得到的输出平均电流值，得到所述第n+1开关周期tswn+1的第n+1差值信号rn+1；

18、s202、将所述第n+1差值信号rn+1加上第n开关周期tswn计算得到的第n累加值un，得到所述第n+1开关周期tswn+1的第n+1累加值un+1；

19、s203、对所述第n+1累加值un+1进行带宽为所述设定周期的积分运算，以得到所述第m+1设定周期tm+1所对应的输出平均电流值。

20、本发明还构造了一种输出平均电流值检测电路，适用于开关电源，所述开关电源包括储能电感，该电路包括：

21、获取单元，用于获取并根据所述储能电感在第n+1开关周期tswn+1内的特征数据，计算出所述开关电源在所述第n+1开关周期tswn+1内输出的电流信号；

22、第一运算单元，用于根据第m设定周期tm计算得到的输出平均电流值和所述第n+1开关周期tswn+1内输出的电流信号计算出所述第m+1设定周期tm+1所对应的输出平均电流值；

23、其中，

24、优选地，所述获取单元包括：

25、时间获取单元，用于根据所述开关电源的工作模式确定所述储能电感在第n+1开关周期tswn+1内的电感充电时间、延时时间和电感放电时间，并根据所述开关电源的拓扑结构、电感充电时间、延时时间和电感放电时间输出控制信号；

26、底值和运算单元，用于获取所述储能电感的充电电流信号，并结合所述储能电感在第n+1开关周期内的电感充电时间、电感放电时间和延时时间确定所述储能电感在第n+1开关周期tswn+1内的放电结束电流值和电流峰值，以将所述放电结束电流值和电流峰值相加，得到并输出电流底值和；以及

27、第二运算单元，用于根据所述电流底值和以及控制信号输出所述储能电感在第n+1开关周期tswn+1内输出的电流信号。

28、优选地，所述第一运算单元包括：

29、差值运算单元，用于计算所述第n+1开关周期tswn+1的电流信号减去所述第m-1设定周期tm-1计算得到的输出平均电流值的差，以得到所述第n+1开关周期tswn+1的第n+1差值信号rn+1；

30、加减计数器，用于计算所述第n+1差值信号rn+1与所述第n+1开关周期tswn+1计算得到的第n累加值un的和，以得到所述第n+1开关周期tswn+1所对应的第n+1累加值un+1；还对所述第n+1累加值un+1进行积分运算，以得到所述第m+1设定周期tm+1所对应的输出平均电流值；其中，所述加减计数器的位数或者深度根据所述开关电源的输入信号频率和所述设定周期确定；

31、数模转换器，用于将所述加减计数器输出的平均电流值转换为模拟信号。

32、优选地，所述差值运算单元包括：

33、第一压控振荡器，用于将所述第n+1开关周期tswn+1的电流信号转换为第一脉冲信号；

34、第二压控振荡器，用于将所述数模转换器输出的所述第m设定周期tm计算得到的平均电流值转换为第二脉冲信号；以及

35、鉴频器，用于计算出所述第一脉冲信号和第二脉冲信号之间的差值绝对值，并根据所述第一脉冲信号和第二脉冲信号的大小关系生成加减控制信号；所述差值绝对值和加减控制信号组成所述第n+1差值信号rn+1。

36、本发明还构造了一种开关电源控制器，包括本发明实施例提供的输出平均电流值检测电路。

37、实施本发明的技术方案，可以通过获取并根据储能电感在第n+1开关周期tswn+1内的特征数据，计算出开关电源在第n+1开关周期tswn+1内输出的电流信号，再根据第m设定周期tm计算得到的输出平均电流值和第n+1开关周期tswn+1内输出的电流信号计算出第m+1设定周期tm+1所对应的输出平均电流值；本发明可以在开关电源的负载端不设置电流采样电阻或者电流互感器的情况下，利用储能电感的特征数据实现了间接侦测开关电源在设定周期内的平均电流值，对提高开关电源的效率以及降低开关电源成本起到积极作用。