控制低压差稳压器输出稳定性的方法和实现该方法的电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线充电系统中的一种输出控制方法及其实现电路，具体涉及控制低 压差稳压器(LD0 )输出稳定性的方法和实现该方法的电路。
【背景技术】
[0002] 无线充电是是一种利用电磁场或电磁波进行能量传输技术，目前在小功率的范围 内应用比较广泛，主要用于智能手机、微型计算机，小型便携式家用电器等。
[0003] 在无线充电系统中，Tx(发送端)一上电&F_INIT(初始频率)进行工作，带载能力 较差，所以Rx电路的低压差稳压器(简称LD0)输出模块一开始是处于关闭状态，即相当于Rx (接收端)是空载，若Rx的负载一开始是打开的，这样就会导致Rx的Vrect(整流电压)过低， 从而使得Rx的MCU(主控芯片)不能正常工作。
[0004] 在现有的控制LD0输出稳定性的方法中，主要是通过判断Rx的Vrect的电压，当 Vrect的电压达到一定的值时，通过控制输出使能的GPI0(通用输入输出口）来控制LD0输出 打开，这种方法会导致LD0在输出打开的瞬间，即PM0S管(P型金属氧化物半导体)导通瞬间， 电流急速上升，电压急速下降，即导致接收端的整流电压会被瞬间拉到低于接收端的MCU工 作电压，导致无线充电系统不能正常工作。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是克服现有技术的缺陷，解决【背景技术】中不能解决的难题，从而 提供了一种控制低压差稳压器(LD0)输出稳定性的方法和实现该方法的电路，该方法能够 保证低压差稳压器具有很好的输出稳定性。
[0006] 为了解决上述至少一个技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种控制低压差 稳压器输出稳定性的方法，该方法具体包括如下步骤：（1)首先判断当前状态下的LD0的输 出是否打开，如果没有打开则进入步骤(2)，否则进入步骤(5); (2)其次判断整流电压是否 大于预设电压值，如果大于预设电压值则进入步骤(3)，否则返回到步骤（1); (3)调用软开 关程序使得LD0的输出按照1 %~1.5%的步进从初始占空比递减到0的速度打开，进入步骤 (4);(4)〇)0的输出打开，进入步骤(5);(5)退出当前状态。
[0007] 上述步骤(2)中的预设电压值为21V。
[0008] 上述步骤（3)中的软开关程序的一种设计流程如下：①选定一个主控芯片（即 Μ⑶），利用该主控芯片的定时器产生一个80KHz~120KHz的频率;②通过手动配置定时器的 比较/捕捉寄存器〇来配置PWM(脉冲宽度调制）的周期;③通过手动配置定时器的比较/捕捉 控制寄存器1来配置PWM的输出模式，即配置为翻转/复位模式;④通过手动配置定时器的比 较/捕捉寄存器1来配置PWM的初始占空比，配置初始占空比在45%~55%;⑤手动配置PWM的输 出口，即将LD0输出口的10作为PWM输出口；⑥设置占空比以1.25%的步进从初始占空比递减 到0,且在每个频率下循环140~160次。
[0009] -种实现上述控制低压差稳压器输出稳定性的方法的电路，包括整流模块、电压 采样模块、LDO模块和软开关模块，所述软开关模块设置在所述LDO模块的前端;所述整流模 块、电压采样模块、软开关模块、LD0模块依次连接，整流模块用于将交流转换成直流，电压 采样模块用于通过ADC采样得到整流电压值，软开关模块用于输出PWM波形，LD0模块用于控 制输出。
[0010]本发明的有益效果是:该方法在LD0输出打开时引入软开关的方式，也就是PM0S管 的开启采用软开启，即通过在PM0S开启的GP10上输出PWM(脉冲宽度调制)波形，初始占空比 设置在45%~55%之间，且以1.25%的步进调到0,使得PM0S管缓慢导通，这样可以有效的防止 接收端的整流电压被瞬间拉的过低而导致系统不能正常工作。
【附图说明】
[0011] 图1，本发明的电路组成框图； 图2，本发明的LD0输出打开流程图； 图3,本发明的一种软开关程序设计流程图； 图4,本发明的一种实施例示意图。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合附图以及优选的方案对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0013] 如图1所示，是本发明的电路组成框图，具体是一种控制低压差稳压器输出稳定性 的电路的组成框图，该电路包括依次连接的整流模块、电压采样模块、软开关模块和LD0模 块;整流模块用于将交流转换成直流，电压采样模块用于通过ADC采样得到整流电压值，软 开关模块用于输出PWM波形，LD0模块用于控制输出。
[0014] 如图2所示，是本发明的LD0输出打开流程图，结合该图来说明一种控制低压差稳 压器输出稳定性的方法，该方法是基于整流模块、电压采样模块，软开关模块和LD0模块来 实现的，具体包括如下步骤:（1)首先判断当前状态下的LD0的输出是否打开，如果没有打开 则进入步骤(2)，否则进入步骤(5); (2)其次判断整流电压是否大于21V，如果大于则进入步 骤(3)，否则返回到步骤(1) ; (3)调用软开关程序使得LD0的输出按照1%~1.5%的步进从初始 占空比递减到0的速度缓慢的打开，进入步骤(4); (4)LD0的输出打开，进入步骤(5); (5)退 出当前状态。
[0015] 如图3所示，是本发明的一种软开关程序设计流程图，对应该图的步骤的描述如 下:①选定一个主控芯片（即Μ⑶），可以采用MSP430型号的，利用该主控芯片的定时器产生 一个80ΚΗζ~120ΚΗζ的频率;②通过手动配置定时器的比较/捕捉寄存器0来配置PWM(脉冲宽 度调制）的周期;③通过手动配置定时器的比较/捕捉控制寄存器1来配置PWM的输出模式， 即配置为翻转/复位模式;④通过手动配置定时器的比较/捕捉寄存器1来配置PWM的初始占 空比，配置初始占空比在45%~55%;⑤手动配置PWM的输出口，即将LD0输出口的10作为PWM输 出口；⑥设置占空比以1.25%的步进从初始占空比递减到0，且在每个频率下循环140~160 次。
[0016] 结合图4来说明本发明的一种实施例，图4中Vrect指整流电压值;Vmcu指MCU的工 作电压值;PWM指通过控制输出GPI0产生的PWM波形，Outputen(输出使能)打开之前，GPI0是 高电平，Outputen打开之后，GPI0为低电平。该实施例同时结合了图2中的软开关程序设计 步骤中的优选方案，具体优选的是:所述软开关程序中以MSP430作为主控芯片，通过它产生 一个100 KHz的频率;并配置PWM的初始占空比为50%，占空比以1.25%的步进从50%递减到0， 且在每个频率下循环150次，这样做的目的是为了确保软开关的时间要大于Vrect被拉低的 时间。
[0017] 本发明中涉及的整流模块用于将交流转换成直流；电压采样模块是通过ADC采样 得到整流电压的值，即Vrect的值;软开关模块是通过在GPI0上输出WM波形;LD0模块是控 制输出的模块。
[0018] 不同负载下使用软开关程序前后的Vrect掉落的瞬间值如下表：
通过上表中的买验数据η」以宥出，在LUO湔出升之前后动软升天捏序，P」以有效的改 善Vrect被拉低的瞬间值，从而避免Vrect低于Rx的MCU工作电压，而导致系统不能正常工作 的情况。
[0019] 本发明的优点在于可以解决LD0输出打开的瞬间，Vrect不会被瞬间拉低到导致Rx 的MCU无法正常工作的电压，从而保证了 LD0的输出稳定性。
【主权项】
1. 一种控制低压差稳压器输出稳定性的方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤： (1) 首先判断当前状态下的LDO的输出是否打开，如果没有打开则进入步骤(2)，否则进 入步骤(5); (2) 其次判断整流电压是否大于预设电压值，如果大于预设电压值则进入步骤(3)，否 则返回到步骤(1); (3 )调用软开关程序使得LDO的输出按照1 %~1.5%的步进从初始占空比递减到0的速度 打开，进入步骤(4); (4 )LDO的输出打开，进入步骤(5 ); (5)退出当前状态。2. 根据权利要求1所述的控制低压差稳压器输出稳定性的方法，其特征在于，所述步骤 (2) 中的预设电压值为21V。3. 根据权利要求1所述的控制低压差稳压器输出稳定性的方法，其特征在于，所述步骤 (3) 中的软开关程序的一种设计流程如下:①选定一个主控芯片（即Μ⑶），利用主控芯片的 定时器产生一个80ΚΗζ~120ΚΗζ的频率;②配置PWM(脉冲宽度调制）的周期;③配置PWM的输 出模式;④配置PWM的初始占空比；⑤配置PWM的输出口；⑥设置初始占空比以1%~1.5%的步 进从初始占空比递减到〇,且在每个频率下循环140~160次。4. 根据权利要求3所述的控制低压差稳压器输出稳定性的方法，其特征在于，所述步骤 ① 中定时器产生一个100 KHz的频率。5. 根据权利要求3所述的控制低压差稳压器输出稳定性的方法，其特征在于，所述步骤 ② 是通过手动配置定时器的第一比较/捕捉寄存器来配置PWM(脉冲宽度调制）的周期。6. 根据权利要求3所述的控制低压差稳压器输出稳定性的方法，其特征在于，所述步骤 ③ 是通过手动配置定时器的第二比较/捕捉控制寄存器来配置PWM的翻转/复位输出模式。7. 根据权利要求3所述的控制低压差稳压器输出稳定性的方法，其特征在于，所述步骤 ④ 是通过手动配置定时器的比较/捕捉寄存器1来配置PWM的初始占空比，配置初始占空比 在45%~55%。8. 根据权利要求3所述的控制低压差稳压器输出稳定性的方法，其特征在于，所述步骤 ⑤ 中将LDO输出口的10作为PWM输出口。9. 根据权利要求3所述的控制低压差稳压器输出稳定性的方法，其特征在于，所述步骤 ⑥ 设置初始占空比以1.25%的步进从初始占空比递减到0,且在每个频率下循环150次。10. -种控制低压差稳压器输出稳定性的电路，包括整流模块、电压米样模块和LD0模 块，其特征在于，还包括软开关模块，所述软开关模块设置在所述LD0模块的前端;所述整流 模块、电压采样模块、软开关模块、LD0模块依次连接，整流模块用于将交流转换成直流，电 压采样模块用于通过ADC采样得到整流电压值，软开关模块用于输出PWM波形，LD0模块用于 控制输出。
【专利摘要】本发明涉及一种控制方法及其电路，具体是一种控制低压差稳压器输出稳定性的方法和实现该方法的电路，方法包括：（1）判断当前状态下的LDO的输出是否打开，如果没有打开则进入步骤（2），否则进入步骤（5）；（2）判断整流电压是否大于预设电压值，如果大于则进入步骤（3），否则返回到步骤（1）；（3）调用软软开关程序使得LDO的输出缓慢打开，进入步骤（4）；（4）LDO的输出打开，进入步骤（5）；（5）退出当前状态。本发明的电路包括整流模块、电压采样模块、软开关模块和LDO模块。本发明解决了LDO输出打开的瞬间，Vrect不会被瞬间拉低到导致Rx的MCU无法正常工作的电压，从而保证了LDO的输出稳定性。
【IPC分类】G05F1/56
【公开号】CN105511539
【申请号】CN201511014651
【发明人】王振丽
【申请人】无锡迪思微电子有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月31日