CN111769614A - 快充***的检测电路及方法、快充协议电路和快充*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快充***的检测电路及方法、快充协议电路和快充***。根据本发明实施例，该检测电路包括：第一电阻，连接在输入端和地之间；第一比较器，用于比较第一电阻上的电压和第一预设阈值，并输出第一比较结果；以及第一计时器，用于对第一比较结果进行计时，并输出指示线电压所处状态的第一信息；其中，输入端用于输入快充***的VD端电压，并且其中，VD端电压反映了线电压的大小。通过上述技术方案，可以通过在对第一比较结果进行计时，来判断线电压处于高压还是低压，从而根据线电压状态来调整输出功率，进而提高充电速度或者防止原边输入功率不足等。

Description

快充***的检测电路及方法、快充协议电路和快充***
技术领域
本发明属于集成电路领域，尤其涉及一种快充***的检测电路及方法、快充协议电路和快充***。
背景技术
在诸如快充应用中，在高线电压输入的情况下，快充协议电路会适当地增大输出功率，以提高充电速度；相反地，在低线电压输入的情况下，快充协议电路会相应地降低输出功率，以避免原边输入功率不足。
因此，需要实时地检测快充***的原边输入的与线电压相关的信息，以使得快充协议电路基于检测出的与线电压相关的信息而输出适当的输出功率。
发明内容
本发明实施例提供了一种快充***的检测电路及方法、快充协议电路和快充***，能够通过对第一比较器的输出结果进行计时，来判断线电压处于高压还是低压状态，从而根据线电压状态来调整输出功率，进而提高充电速度或者防止原边输入功率不足等。
第一方面，本发明实施例提供一种快充***的检测电路，包括：第一电阻，连接在输入端和地之间；第一比较器，用于比较第一电阻上的电压和第一预设阈值，并输出第一比较结果；以及第一计时器，用于对第一比较结果进行计时，并输出指示线电压所处状态的第一信息；其中，输入端用于输入快充***的VD端电压，并且其中，VD端电压反映了线电压的大小。
根据本发明第一方面提供的检测电路，第一计时器具体用于：若在第一计时时段内，第一电阻上的电压一直低于第一预设阈值，则输出指示线电压处于低压的第一信息；或者若在第一计时时段内，存在第一电阻上的电压高于第一预设阈值的情况，则输出指示线电压处于高压的第一信息。
根据本发明第一方面提供的检测电路，还包括，第一开关，第一电阻经由第一开关连接到地。
根据本发明第一方面提供的检测电路，第一开关是MOS管，MOS管接收控制信号，以基于控制信号使得MOS管导通和断开。
根据本发明第一方面提供的检测电路，还包括：第一钳位电路，连接在输入端和地之间；第二比较器，用于在第一开关断开时，比较第一钳位电路上的电压和第二预设阈值，并输出第二比较结果；以及第二计时器，用于对第二比较结果进行计时，并输出指示线电压所处状态的第二信息。
根据本发明第一方面提供的检测电路，第二计时器具体用于：若在第二计时时段内，第一钳位电路上的电压一直大于第二预设阈值，则输出指示线电压处于拔插头状态的第二信息。
根据本发明第一方面提供的检测电路，还包括：第三比较器，用于比较输出电压和第三预设阈值，并输出第三比较结果；以及第一短路检测模块，用于基于第二比较结果和第三比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第三信息。
根据本发明第一方面提供的检测电路，第一短路检测模块具体用于：基于第二比较结果，来计算快充***的原边脉冲宽度调制模块的工作频率；以及基于工作频率和第三比较结果，来输出第三信息。
根据本发明第一方面提供的检测电路，还包括：第二钳位电路，连接在输入端和地之间；第四比较器，用于在第一开关断开时，比较第二钳位电路上的电压和第四预设阈值，并输出第四比较结果；去抖动模块，用于对第四比较结果进行去抖动处理；以及第三计时器，用于对经去抖动处理的信号进行计时，并输出指示线电压所处状态的第四信息。
根据本发明第一方面提供的检测电路，还包括：第五比较器，用于比较输出电压和第五预设阈值，并输出第五比较结果；以及第二短路检测模块，用于基于经去抖动处理的信号和第五比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第五信息。
根据本发明第一方面提供的检测电路，第一预设阈值是基于第二电阻和VD端的峰值电压而设置的，其中第二电阻连接在输入端和VD端之间。
第二方面，本发明实施例提供了一种快充协议电路，包括：如第一方面描述的检测电路。
第三方面，本发明实施例提供了一种快充***，包括：如第二方面描述的快充协议电路。
第四方面，本发明实施例提供了一种快充***的检测方法，包括：对快充***的VD端电压进行分压处理，得到第一电压；比较第一电压和第一预设阈值，并输出第一比较结果；以及对第一比较结果进行计时，并输出指示线电压所处状态的第一信息；其中，VD端电压反映了线电压的大小。
根据本发明第四方面提供的检测方法，还包括：对VD端电压进行钳位处理，得到第二电压；比较第二电压和第二预设阈值，并输出第二比较结果；以及对第二比较结果进行计时，并输出指示线电压所处状态的第二信息。
根据本发明第四方面提供的检测方法，还包括：比较输出电压和第三预设阈值，并输出第三比较结果；以及基于第二比较结果和第三比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第三信息。
根据本发明第四方面提供的检测方法，还包括：对VD端电压进行钳位处理，得到第三电压；比较第三电压和第四预设阈值，并输出第四比较结果；对第四比较结果进行去抖动处理；以及对经去抖动处理的信号进行计时，并输出指示线电压所处状态的第四信息。
根据本发明第四方面提供的检测方法，还包括：比较输出电压和第五预设阈值，并输出第五比较结果；以及基于经去抖动处理的信号和第五比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第五信息。
本发明实施例的快充***的检测电路及方法、快充协议电路和快充***，能够判断线电压处于高压还是低压，从而根据线电压状态来调整输出功率，进而提高充电速度或者防止原边输入功率不足等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了现有技术中反激式架构的结构框图；
图2示出了现有技术中功率管导通/断开期间的VD端波形的示意图；
图3示出了本发明的一个实施例提供的快充***的结构示意图；
图4示出了本发明的一个实施例提供的快充协议电路的结构示意图；
图5示出了本发明的第一实施例提供的检测电路500的结构示意图；
图6示出了本发明的一个实施例提供的VD端电压在原边开启/关断以及不同线电压下的对应波形的示意图；
图7示出了本发明的第二实施例提供的检测电路700的结构示意图；
图8示出了本发明的第三实施例提供的检测电路800的结构示意图；
图9示出了本发明的第四实施例提供的检测电路900的结构示意图；
图10示出了本发明的第五实施例提供的检测电路1000的结构示意图；
图11示出了本发明的一个实施例提供的VD和ACD端电压在原边开启/关断期间的对应波形的示意图；以及
图12示出了本发明的一个实施例提供的快充***的检测方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
首先，为了更好地理解本发明，以下对例如AC/DC快充***的架构和基本工作原理进行介绍。参考图1，图1示出了现有技术中反激式架构的结构框图。
如图1所示，变压器T1的原/副边电感为异名端。在功率管M1导通期间，原边电感Np存储能量；在功率管M1断开时，原边电感Np将所存储的能量传递到副边电感，副边电感退磁并将能量提供给负载。
其中，参考图2，图2示出了现有技术中功率管导通/断开期间的VD端波形的示意图。
如图2所示，当脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号为高电平时，功率管M1导通，原边电感两端的励磁电压可以为Vbulk，副边电感两端的励磁电压可以为VD-Vo，原/副边励磁电压比为：
Figure BDA0002576448280000051
并且，Vbulk为输入交流信号通过整流桥的输出，Vac为输入交流信号的有效值。
Figure BDA0002576448280000052
由公式(1)和(2)，可以得到VD：
Figure BDA0002576448280000053
通过公式(3)可以看出，当功率管M1导通导通时，VD端电压能够反映输入电压的高低，从而通过VD端可以检测线电压的大小以及AC-OFF状态。
为了解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种快充***的检测电路及方法、快充协议电路和快充***。下面首先对本发明实施例所提供的快充***进行介绍。
图3示出了本发明的一个实施例提供的快充***的结构示意图。如图3所示，该快充***主要包括：PWM控制器、同步整流(Synchronous Rectification，SR)芯片以及快充协议电路(示出为QC)。
其中，PWM控制器可以包括如下端子：GATE端、CS端、DET端、VDD端、GND端以及FB端。
其中，SR芯片可以包括如下端子：GATE端、VD端、NC端、VIN端、VDD端和GND端。并且其中，SR芯片的VD端与MOS管M3连接的节点为快充***的VD端。
其中，QC电路可以包括如下端子：OPTO端、VDD端、ACD端、CC2端、CC1端、DN端、DP端、GATE端、ISP端、ISN端、GND端、VIN端、VFB端以及IFB端。其中，ACD端可以经由电阻R1连接至VD端。
在图3所示的实施例中，PWM控制器控制功率管M2的导通和断开。其中，在功率管M2导通期间，变压器T2的原边电感可以存储能量，副边SR芯片关断同步整流金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor，MOS)管M3(例如，NMOS管)；在功率管M2断开期间，变压器T2的原边电感将所存储的能量传递到副边电感，SR芯片开启同步整流MOS管M3，副边电感退磁并且将原边能量传送到例如输出电容和负载。
其中，QC电路可以集成有快充协议以及电压/电流环路，其可以通过CC1/CC2/DP/DN端与待充电设备进行通信，其中设置有不同的电压、电流和/或功率等。
以下通过具体示例的方式对如图3所示的快充***中的QC电路进行介绍，参考图4，图4示出了本发明的一个实施例提供的快充协议电路的结构示意图。
在图4所示的实施例中，该QC电路可以包括欠压锁定(Under Voltage Lock Out，UVLO)模块/低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)、时钟模块(CLK)、保护电路、通信接口、检测电路、微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)以及栅极驱动器、第一数模转换器(Digital Analog Converter，DAC)DAC、恒压误差放大器(CV_EA)、第二DAC、恒流误差放大器(CC_EA)、晶体管M5和M6和输出电流放大器(AVCCR)等。
在如图4所示的实施例中，UVLO/LDO模块的两个输入端可以分别连接至VIN和VDD端子，并且UVLO/LDO模块的两个输出端可以分别连接至MCU和时钟模块(CLK)的输入端，时钟模块(CLK)的输出端可以连接至MCU的输入端，保护电路的输出端可以连接至MCU的输入端，通信接口可以分别连接至DP、DN、CC1和CC2端子以及MCU，并且检测电路的一输入端可以连接至ACD端子，另一输入端可以连接至AVCCR的输出端以接收信号Vcs_det，又一输入端可以连接至MCU以接收信号ac_low_ctrl，检测电路的三个输出端可以分别连接至MCU的三个输入端以向MCU提供例如三个信号ac_low、ac_off和Rense_short。
并且，栅极驱动器的输入端可以连接至MCU的一输出端以从MCU接收信号gate_ctrl，栅极驱动器的输出端可以连接至栅极端子(GATE)，第一DAC的输入端可以连接至MCU的另一输出端以从MCU接收信号VC<0:10>，第一DAC的输出端可以连接至CV_EA的一输入端(例如，负相输入端)以向其提供信号Vref_cv，CV_EA的另一输入端(例如，正相输入端)可以连接至VFB端子，CV_EA的输出端可以连接至晶体管M5的栅极，晶体管M5的漏极可以连接至OPTO端子，晶体管M5的源极可以接地；第二DAC的输入端可以连接至MCU的又一输出端以从MCU接收信号IC<0:9>，第二DAC的输出端可以连接至CC_EA的一输入端(例如，负相输入端)以向其提供信号Vref_cc，CC_EA的另一输入端(例如，正相输入端)可以连接至IFB端子以及AVCCR的一输出端，CC_EA的输出端可以连接至晶体管M6的栅极，晶体管M6的漏极可以连接至OPTO端子，晶体管M6的源极可以连接至GND端子，并且AVCCR的一输入端(例如，正相输入端)可以连接至ISP端子，并且另一输入端(例如负相输入端)可以连接至ISN端子，并且AVCCR的两个输出端可以分别连接至CC_EA的一输入端(例如，正相输入端)以及检测电路和比较器170(参见图8和10)的一输入端。
在如图4所示的实施例中，该QC电路可以通过CC1/CC2或者DP/DN端与待充电设备之间进行通信，并告知待充电设备该QC电路所支持的电压、电流以及功率等信息，同时可以响应于待充电设备要求的电压和电流等信息；并且可以实时地监测输出电压/电流/温度等异常情况而关断VBUS高端MOS管M4，并同时对VBUS电容进行放电，以保护待充电设备，使其免受损坏.
作为一个示例，QC电路可以通过ACD端来检测有关AC线电压所处状态(即，处于高压还是低压)的信息，并输出ac_low信号以告知MCU。其中，当检测到AC线电压处于低压状态时，则输出的ac_low信号可以为高电平，使得MCU降低输出功率并通过CC1/CC2或者DP/DN端告知待充电设备，防止QC电流过热；相反地，当检测到AC线电压处于高压状态时，则输出的ac_low信号可以为低电平，使得MCU增大输出功率并通过CC1/CC2或者DP/DN端告知待充电设备，可以提高充电速度。
应当注意的是，为了便于描述，图4中所示的检测电路仅为一个示例，而不旨在限制性的。
首先，检测电路可以执行以下检测中的任意一个或多个：线电压处于高压还是低压的检测、拔插头检测以及电阻短路检测。在这种情况下，该检测电路可以包括以下端子：ACD、vcs_det、ac_low_ctrl、ac_low、ac_off和Rense_short(参见图4)。这种情况可以对应于图8和图10所示的实施例。
其次，当检测电路仅能够执行线电压处于高压还是低压的检测时，检测电路可以包括以下端子：ACD和ac_low(未示出)。这种情况可以对应于图5所示的实施例。
再次，当检测电路能够执行线电压处于高压还是低压和拔插头检测检测时，检测电路可以包括以下端子：ACD、ac_low_ctrl、ac_low和ac_off(未示出)。这种情况可以对应于图7和图9所示的实施例。
以下通过具体示例的方式对如图4所示的QC电路中的检测电路的若干实现方式进行详细介绍。
首先，出于检测线电压处于高压还是低压状态的目的，本发明一实施例提供了检测电路的一种实现方式。
参考图5，图5示出了本发明的第一实施例提供的检测电路500的结构示意图。
在图5所示的实施例中，该检测电路500可以包括：电阻R2，可以连接在输入端(即，ACD端)和地之间；比较器110，可以用于比较电阻R2上的电压和第一预设阈值(即，VR1)，并输出第一比较结果；以及计时器120，可以用于对第一比较结果进行计时，并输出指示线电压所处状态的第一信息(即，ac_low)；其中，输入端用于输入快充***的VD端电压，并且其中，VD端电压反映了线电压的大小。
其中，检测电路500的输入端可以经由电阻R1连接至快充***的VD端，该输入端还可以经由电阻R2接地，比较器110的一输入端(例如，正相输入端)可以接收VR1，比较器110的另一输入端(例如，负相输入端)可以连接至电阻R2中远离地的一端，且比较器110的输出端可以连接至计时器120的输入端，计时器120的输出信号为ac_low。
再次参考图4，该输出信号ac_low可以被输送至MCU。
作为一个示例，出于检测线电压处于高压还是低压的目的，由电阻R2和电阻R1构成一个分压电路，其中电阻R2位于检测电路内部，而电阻R1位于检测电路外部(即，位于检测电路500的输入端与VD端之间)，电阻R1和电阻R2可以对VD端电压进行分压，从而使得比较器110可以对电阻R2上的电压和第一预设阈值VR1进行比较，并输出比较结果；计时器120可以用于计时第一预设时段，以基于该第一预设时段和比较器110的比较结果来输出指示线电压所处状态的第一信息。
通过本发明上述实施例提供的检测电路，可以通过在第一预设时段内，根据第一比较器的输出结果，来判断线电压处于高压还是低压状态，从而根据线电压状态来调整输出功率，进而提高充电速度或者防止原边输入功率不足等。
其中，若在计时器120计时的第一预设时段内，电阻R2上的电压(即，输入端电压)一直低于第一预设阈值VR1，则计时器120输出指示线电压处于低压的第一信息，此时ac_low为高电平。
或者，若在计时器120计时的第一预设时段内，出现过电阻R2上的电压高于第一预设阈值VR1，则计时器120输出指示线电压处于高压的第一信息，此时ac_low为低电平。
参考图6，图6示出了本发明的一个实施例提供的VD端电压在原边开启/关断以及不同线电压下的对应波形的示意图。
在图6所示的实施例中，原边侧PWM GATE表示原边侧PWM控制器的GATE端电压，SRGATE表示SR芯片的GATE端电压，VD表示VD端电压，Vp表示VD端电压的峰值电压，以及QC ACD表示QC电路的ACD端电压。
作为一个示例，在原边侧PWM的GATE端电压为高电平，且功率管导通期间，由前面的公式(3)可得，峰值电压Vp可以表示为：
Figure BDA0002576448280000101
其中，Ns/Np为副/原边电感匝比，Vac为AC输入电压。从公式(4)可以看出，峰值电压Vp反映了有关原边线电压的信息。
在一些实施例中，可以通过Vp的分压和一预设阈值VR1的比较来设置高/低压判定点：
Vp*R2/(R1+R2)＝VR1 (5)
从公式(5)可以看出，预设阈值VR1是基于电阻R1和峰值电压Vp而设置的。其中，电阻R2保持不变，故可以通过调整电阻R1的值来改变预设阈值VR1。
通过公式(4)和公式(5)，可以得到线电压的高低判断阈值电压Vac_det为：
Figure BDA0002576448280000102
即，若在计时器120计时的第一预设时段内，线电压一直低于阈值电压Vac_det，则可以认为AC输入为低压；反之，则可以认为AC输入为高压。
在其他实施例中，检测电路除了包括检测电路500(参见图5)中所包括的各个组件之外，还可以包括开关，该开关可以连接在电阻R2和地之间。其中，当开关导通时，使得电阻R2可以接地；当开关断开时，使得电阻R2悬空。
作为一个示例，该开关可以为MOS管，其中，该MOS可以接收一控制信号(例如，来自MCU的信号(例如，ac_low_ctrl))，以基于该控制信号使得MOS管导通和断开。
例如，当ac_low_ctrl为高电平时，MOS管导通；当ac_low_ctrl为低电平时，MOS管断开。
应注意的是，在进行线电压为高电压还是低电压的检测时，MOS管导通，使得电阻R2接地；在进行线电压是否处于拔插头状态的检测以及输出电流检测电阻是否处于短路状态的检测时，MOS管均为断开的，这将在下面进行详细描述。
其次，出于检测AC是否处于拔插头状态的目的，本发明另一实施例还提供了检测电路的另一实现方式。
参考图7，图7示出了本发明的第二实施例提供的检测电路700的结构示意图。
在图7所示的实施例中，检测电路700除了包括如图5所示的检测电路500中所包括的各个组件之外，还可以包括：开关130(例如，晶体管M7)，可以连接在电阻R2与地之间；钳位电路140，可以连接在输入端和地之间；比较器150，可以用于在开关130断开时，比较钳位电路140上的电压和第二预设阈值VR2，并输出第二比较结果；以及计时器160，用于对第二比较结果进行计时，并输出指示线电压所处状态的第二信息(即，ac_off)。
为了便于描述，图7和图5中相同的组件采用相同的附图标记。
通过本发明上述实施例提供的检测电路，除了可以判断线电压是处于高压还是低压状态之外，还能检测线电压是否处于拔插头状态。
在一些实施例中，钳位电路140可以是齐纳二极管，其负端可以连接至比较器110的一输入端(例如，负相输入端)和ACD端，其正端接地。比较器150的一输入端(例如，正相输入端)可以连接至ACD端，另一输入端(例如，负相输入端)可以用于接收预设阈值VR2，比较器150的输出端可以连接至计时器160的输入端，计时器160的输出信号为ac_off。
再次参考图4，该输出信号ac_off可以被输送至MCU。
作为一个示例，当开关130断开时，电阻R2悬空，电阻R2不再与电阻R1构成分压电路，此时钳位电路140可以对VD端电压进行钳位处理，例如，在VD端电压高于诸如5V时，将电压钳位在5V；计时器160可以用于计时第二预设时段，以基于该第二预设时段和比较器150的输出结果来输出指示线电压所处状态的第二信息ac_off。
作为一个示例，计时器160具体用于：若在第二预设时段内，钳位电路140上的电压一直大于预设阈值VR2，则输出指示线电压处于拔插头状态的第二信息；反之，则输出指示线电压未处于拔插头状态的第二信息。
应当注意的是，电阻Rsense(参见图3)可以用于检测输出电流，并通过电流环路调制来得到恒定的输出电流，并且能够实现过流保护(Over Current Protection，OCP)，避免设备因过流而损坏。
然而，在实际使用过程中，电阻Rsense会因老化/焊接等原因而发生短路，从而导致电流失控。在电阻Rsense短路的情况下，电流环开环，过流保护失效，不受控的最大输出电流会损坏***的元器件和待充电设备。
再次，总的来说，为了防止上述情况，本发明又一实施例提供了检测电路的又一实现方式。
参见图8，图8示出了本发明的第三实施例提供的检测电路800的结构示意图。
在图8所示的实施例中，检测电路800除了包括如图7所示的检测电路700中所包括的各个组件之外，还可以包括：比较器170，可以用于比较输出电压(vcs_det)和第三预设阈值VR3，并输出第三比较结果；以及短路检测模块180，可以用于基于第二比较结果和第三比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第三信息(即，Rsense_short)。
为了便于描述，图8和图7中相同的组件采用相同的附图标记。
通过本发明上述实施例提供的检测电路，除了可以判断线电压是处于高压还是低压状态，以及检测线电压是否处于拔插头状态之外，还能检测输出电流检测电阻是否处于短路状态。
在一些实施例中，比较器170的一输入端(例如，正相输入端)可以用于接收预设阈值VR3，比较器170的另一输入端(例如，负相输入端)可以用于接收来自输出电流放大器(AVCCR，参见图4)的输出电压vcs_det，比较器170的输出端可以连接至短路检测模块180的一输入端，短路检测模块180的另一输入端可以连接至比较器150的输出端，短路检测模块180的输出信号为Rsense_short。
其中，输出电压vcs_det可以是由AVCCR(参见图4)和电阻Rsense(参见图3)生成的电压信号，其中AVCCR的一输入端可以连接至ISP端子，AVCCR的另一输入端可以连接至ISN端子，并且ISP和ISN端子可以连接至电阻Rsense，AVCCR的一输出端可以连接至比较器170(参见图8、图10)的一输入端(例如，负相输入端)以及检测电路的一输入端，以向检测电路和比较器170提供信号vcs_det，并且AVCCR的另一输出端可以连接至CC_EA模块和IFB端子(参见图4)。
再次参考图4，该输出信号Rsense_short可以被输送至MCU。
作为一个示例，短路检测模块180具体用于基于比较器150的比较结果，来计算快充***的原边PWM的工作频率；以及基于工作频率和比较器170的比较结果，来输出指示电阻是否处于短路状态的信号Rsense_short。
具体地，检测电路800可以通过ACD端检测到原边PWM的工作频率，当检测到PWM的工作频率高于某个预设阈值(例如，40KHz)，并且输出电流放大器的输出电压vcs_det低于预设阈值VR3(例如，对应输出电压小于0.5A)时，则认为输出电流检测电阻Rsense出现短路异常状态，此时MCU控制GATE端关闭VBUS NMOS。
作为一个示例，在检测原边PWM的工作频率时，开关130的控制信号ac_low_ctrl一直处于低电平，ACD端通过内置齐纳二极管D1进行钳位。
为了进一步提高拔插头和输出电流检测电阻的检测精度，本发明的其他实施例在前述实施例的基础上添加了去抖动模块。
参考图9，图9示出了本发明的第四实施例提供的检测电路900的结构示意图。
在图9所示的实施例中，检测电路900类似于图7中描述的检测电路700，不同之处在于，检测电路900除了包括如图7所示的检测电路700中所包括的各个组件之外，还可以包括：去抖动模块190，用于对比较器150的输出结果进行去抖动处理，得到经去抖动处理的信号Vd_low_det。并且计时器160可以用于对经去抖动处理的信号Vd_low_det进行计时，并输出指示线电压所处状态的第四信息(即，ac_off)。
其中，去抖动模块190的输入端可以连接至比较器150的输出端，去抖动模块190的输出端可以连接至计时器160的输入端。
此外，若Vd_low_det长时间处于高电平状态，计时器160计满时间(例如，2s)，则可以认为线电压处于拔插头状态，并将处于高电平的ac_off信号输出到MCU，同时MCU通过CC1/CC2或者DP/DN端告知待充电设备当前充电器已经处于拔插头状态，待充电设备可以关闭充电指示，以提高用户体验度。
为了便于描述，图9和图7中相同的组件采用相同的附图标记，并且相同组件的连接方式和工作原理等在此不再赘述。
作为一个示例，为了防止抖动(Ring)的影响，通过在比较器150的输出端添加Td-de-bounce时间(例如，1uS)。由于正常抖动的周期小于Td-de-bounce时间，故可以被去抖动模块过滤掉。
通过本发明实施例提供的上述方案，可以对比较器150的输出结果进行去抖动处理，从而可以进一步提高拔插头检测的精度。
参考图10，图10示出了本发明的第五实施例提供的检测电路1000的结构示意图。
在图10所示的实施例中，检测电路1000类似于图8中描述的检测电路800，不同之处在于，检测电路1000除了包括如图8所示的检测电路800中所包括的各个组件之外，还可以包括：去抖动模块190，用于对比较器150的输出结果进行去抖动处理，得到经去抖动处理的信号Vd_low_det。并且计时器160可以用于对经去抖动处理的信号Vd_low_det进行计时，并输出指示线电压所处状态的第四信息(即，ac_off)。
此外，短路检测模块180可以用于基于经去抖动处理的信号Vd_low_det和比较器170的比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第五信息Rsense_short。
通过本发明实施例提供的上述方案，可以对比较器150的输出结果进行去抖动处理，从而可以进一步提高对输出电流检测电阻的短路检测的精度。
此外，参考图11，图11示出了本发明的一个实施例提供的VD和ACD端电压在原边开启/关断期间的对应波形的示意图。
在图11所示的实施例中，原边侧PWM GATE表示原边侧PWM控制器的GATE端电压，SRGATE表示SR芯片的GATE端电压，VD表示VD端电压，Vp表示VD端电压的峰值电压，ACD表示ACD端电压以及Vd_low_det表示经去抖动处理的信号。
从ACD波形可以看到正常工作情况下，在同步整流导通期间，可能会出现电压低于预设阈值VR2(例如，0.1V)，且最小导通时间超过Td的情况。短路检测模块180可以通过对信号Vd_low_det的相邻两个上升沿之间的时间进行计时，来计算出原边PWM的工作频率。
其中，当该工作频率高于某个预设阈值(例如，40KHz)，并且输出电流放大器的输出电压vcs_det低于预设阈值VR3时，则认为Rsense电阻短路，关闭VBUS输出，避免电流不受控而对***元件和被充电设备造成损坏。
本发明实施例还提供了一种快充***的检测方法，参考图12，图12示出了本发明的一个实施例提供的快充***的检测方法的流程示意图。
在图12所示的实施例中，快充***的检测方法可以包括以下步骤：S1201，对快充***的VD端电压进行分压处理，得到第一电压，其中VD端电压反映了线电压的大小；S1202，比较第一电压和第一预设阈值，并输出第一比较结果；以及S1203，对第一比较结果进行计时，并输出指示线电压所处状态的第一信息。
在一些实施例中，对第一比较结果进行计时，并输出指示线电压所处状态的第一信息，包括：若在第一计时时段内，第一电压一直低于第一预设阈值，则输出指示线电压处于低压的第一信息；或者若在第一计时时段内，存在第一电压高于第一预设阈值的情况，则输出指示线电压处于高压的第一信息。
通过本发明实施例提供的上述检测方法，可以通过在在第一预设时段内，根据第一比较结果，来判断线电压处于高压还是低压状态，从而根据线电压状态来调整输出功率，进而提高充电速度或者防止原边输入功率不足等。
作为一个示例，检测方法除了包括前述实施例中提到的各个步骤之外，还可以包括以下步骤：对VD端电压进行钳位处理，得到第二电压；比较第二电压和第二预设阈值，并输出第二比较结果；以及对第二比较结果进行计时，并输出指示线电压所处状态的第二信息。
在一些实施例中，对第二比较结果进行计时，并输出指示线电压所处状态的第二信息，包括：若在第二计时时段内，第二电压一直大于第二预设阈值，则输出指示线电压处于拔插头状态的第二信息。
通过本发明实施例提供的上述检测方法，除了可以判断线电压是处于高压还是低压状态之外，还能检测线电压是否处于拔插头状态。
作为一个示例，检测方法除了包括前述实施例中提到的各个步骤之外，还可以包括以下步骤：比较输出电压和第三预设阈值，并输出第三比较结果；以及基于第二比较结果和第三比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第三信息。
在一些实施例中，基于第二比较结果和第三比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第三信息，包括：基于第二比较结果来计算快充***的原边PWM的工作频率，以基于该工作频率和第三比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第三信息。
其中，当该工作频率高于预设阈值(例如，40KHz)，并且输出电压vcs_det低于第三预设阈值VR3时，则认为输出电流检测电阻Rsense出现短路异常状态。
通过本发明上述实施例提供的检测方法，除了可以判断线电压是处于高压还是低压状态，以及检测线电压是否处于拔插头状态之外，还能检测输出电流检测电阻是否处于短路状态。
为了进一步提高拔插头和输出电流检测电阻的检测精度，本发明的其他实施例在前述实施例的基础上添加了去抖动步骤。
本发明的其他实施例提供的检测方法除了包括前述实施例中的各个步骤之外，还可以包括以下步骤：对第二比较结果进行去抖动处理，并对经去抖动处理的信号进行计时，以输出指示线电压所处状态的第二信息。
本发明实施例提供的上述检测方法在前述实施例的基础上，进一步提高了拔插头检测的精确度。
本发明的其他实施例提供的检测方法除了包括前述实施例中的各个步骤之外，还可以包括以下步骤：比较输出电压和第五预设阈值，并输出第五比较结果；以及基于经去抖动处理的信号和第五比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第三信息。
本发明实施例提供的上述检测方法在前述实施例的基础上，进一步提高了输出电流检测电阻的短路检测的精确度。
此外，在本发明提供的方法实施例中，关于各个步骤如何进行线电压处于高压还是低压的状态检测、拔插头检测以及电阻短路检测的技术细节可以参见在产品实施例中介绍的细节，在此不再赘述。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知电路及其连接方式、和方法的详细描述。在阐述特定细节(例如，电路)以便描述本公开的示例实施例的情况下，对于本领域技术人员来说应当显而易见的是，可以在没有这些特定细节的情况下或者利用这些特定细节的变型来实践本公开。因此，本说明书应当被认为是说明性的而非限制性的。
在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或***。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的***、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种快充***的检测电路，包括：
第一电阻，连接在输入端和地之间；
第一比较器，用于比较所述第一电阻上的电压和第一预设阈值，并输出第一比较结果；以及
第一计时器，用于对所述第一比较结果进行计时，并输出指示线电压所处状态的第一信息；
其中，所述输入端用于输入所述快充***的VD端电压，并且其中，所述VD端电压反映了所述线电压的大小。
2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述第一计时器具体用于：
若在第一计时时段内，所述第一电阻上的电压一直低于所述第一预设阈值，则输出指示所述线电压处于低压的第一信息；或者
若在所述第一计时时段内，存在所述第一电阻上的电压高于所述第一预设阈值的情况，则输出指示所述线电压处于高压的第一信息。
3.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，还包括，
第一开关，所述第一电阻经由所述第一开关连接到地。
4.根据权利要求3所述的检测电路，其特征在于，
所述第一开关是MOS管，所述MOS管接收控制信号，以基于所述控制信号使得所述MOS管导通和断开。
5.根据权利要求3所述的检测电路，其特征在于，还包括：
第一钳位电路，连接在所述输入端和地之间；
第二比较器，用于在所述第一开关断开时，比较所述第一钳位电路上的电压和第二预设阈值，并输出第二比较结果；以及
第二计时器，用于对所述第二比较结果进行计时，并输出指示所述线电压所处状态的第二信息。
6.根据权利要求5所述的检测电路，其特征在于，所述第二计时器具体用于：
若在第二计时时段内，所述第一钳位电路上的电压一直大于所述第二预设阈值，则输出指示所述线电压处于拔插头状态的第二信息。
7.根据权利要求5所述的检测电路，其特征在于，还包括：
第三比较器，用于比较输出电压和第三预设阈值，并输出第三比较结果；以及
第一短路检测模块，用于基于所述第二比较结果和所述第三比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第三信息。
8.根据权利要求7所述的检测电路，其特征在于，所述第一短路检测模块具体用于：
基于所述第二比较结果，来计算所述快充***的原边脉冲宽度调制模块的工作频率；以及
基于所述工作频率和所述第三比较结果，来输出所述第三信息。
9.根据权利要求3所述的检测电路，其特征在于，还包括：
第二钳位电路，连接在所述输入端和地之间；
第四比较器，用于在所述第一开关断开时，比较所述第二钳位电路上的电压和第四预设阈值，并输出第四比较结果；
去抖动模块，用于对所述第四比较结果进行去抖动处理；以及
第三计时器，用于对经去抖动处理的信号进行计时，并输出指示线电压所处状态的第四信息。
10.根据权利要求9所述的检测电路，其特征在于，还包括：
第五比较器，用于比较输出电压和第五预设阈值，并输出第五比较结果；以及
第二短路检测模块，用于基于所述经去抖动处理的信号和所述第五比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第五信息。
11.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，
所述第一预设阈值是基于第二电阻和所述VD端的峰值电压而设置的，其中所述第二电阻连接在所述输入端和所述VD端之间。
12.一种快充协议电路，其特征在于，包括：如权利要求1至11中任一项所述的检测电路。
13.一种快充***，包括如权利要求12所述的快充协议电路。
14.一种快充***的检测方法，包括：
对所述快充***的VD端电压进行分压处理，得到第一电压；
比较所述第一电压和第一预设阈值，并输出第一比较结果；以及
对所述第一比较结果进行计时，并输出指示线电压所处状态的第一信息；
其中，所述VD端电压反映了所述线电压的大小。
15.根据权利要求14所述的检测方法，其特征在于，还包括：
对所述VD端电压进行钳位处理，得到第二电压；
比较所述第二电压和第二预设阈值，并输出第二比较结果；以及
对所述第二比较结果进行计时，并输出指示所述线电压所处状态的第二信息。
16.根据权利要求15所述的检测方法，其特征在于，还包括：
比较输出电压和第三预设阈值，并输出第三比较结果；以及
基于所述第二比较结果和所述第三比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第三信息。
17.根据权利要求14所述的检测方法，其特征在于，还包括：
对所述VD端电压进行钳位处理，得到第三电压；
比较所述第三电压和第四预设阈值，并输出第四比较结果；
对所述第四比较结果进行去抖动处理；以及
对经去抖动处理的信号进行计时，并输出指示线电压所处状态的第四信息。
18.根据权利要求17所述的检测方法，其特征在于，还包括：
比较输出电压和第五预设阈值，并输出第五比较结果；以及
基于所述经去抖动处理的信号和所述第五比较结果，来输出指示输出电流检测电阻是否短路的第五信息。
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