CN112532047B - 开关电源芯片及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开关电源芯片及***，用于确定与所述开关电源芯片连接的太阳能光伏面板的最大输出功率，所述开关电源芯片包括采样电流比较模块、与所述采样电流比较模块连接的逻辑控制模块、与所述逻辑控制模块连接的充放电控制模块。本发明通过检测开关电源***输出至外部负载的输出电流，不断调整开关电源芯片的最低输入电压，以改变太阳能光伏面板的输出电压，从而确定所述太阳能光伏面板在当前条件下的最大输出功率点所对应的输出电压，并维持所述太阳能光伏面板工作在该输出电压，确保所述太阳能光伏面板在当前条件下工作在最大输出功率状态。

Description

开关电源芯片及***
技术领域
本发明涉及电源芯片领域，具体涉及一种开关电源芯片及***，用于确定与所述开关电源芯片连接的太阳能光伏面板的最大输出功率。
背景技术
太阳能光伏面板在社会经济活动中广泛使用，但太阳能光伏面板受制于本身的工作原理和太阳能光伏面板的输出功率-电压（P-U）曲线的特点，太阳能光伏面板输出的最大功率会随照射面积、照射角度、照射时刻等因素发生改变。具体的，同一太阳能光伏面板在不同时刻所能输出的功率是变化的，同一时刻下太阳能光伏面板在不同输出电压条件下所能输出的功率也是变化的，如图1所示。为充分实现太阳能光伏面板输出功率利用率的最大化，太阳能光伏面板最大输出功率点跟踪的研究工作应运而生，最大输出功率点跟踪旨在跟踪太阳能光伏面板的最大输出功率，即如图1所述的P-U曲线中的最大输出功率点P2，并能够实时自动调整太阳能光伏面板的输出电压，使其输出功率一直维持在最大化水平。因此，如何实时检测在当前条件下太阳能光伏面板所能输出的最大功率（即，最大输出功率点）所对应的输出电压，并在当前条件下实时地将太阳能光伏面板的输出电压维持在此电压下，确保其在当前条件下以最大功率输出，是太阳能光伏面板最大输出功率跟踪研究的重点。
传统实现最大输出功率点跟踪功能的***，是由微处理器、输入电压检测器和输入电流检测器、输出电压检测器和输出电流检测器、DC-DC功率变换器、PWM驱动器、最大输出功率点跟踪算法构成的，实现电路比较复杂，且最大输出功率点跟踪功能的实现效果取决于微处理器的实时计算能力、检测电压电流数据的精度和频次、最大输出功率点跟踪算法的优化程度和算法与***的适配度等因素，实现的***成本较高，***的电路复杂，需要处理的数据量较大，实现较好的跟踪***具有一定门槛，不利于降低成本。
发明内容
本发明提供了一种开关电源芯片及***，通过检测开关电源***输出至外部负载的输出电流（即，通过检测流过外部负载的采样电流），不断调整开关电源芯片的最低输入电压，以改变太阳能光伏面板的输出电压，从而确定所述太阳能光伏面板在当前条件下的最大输出功率所对应的输出电压，并维持所述太阳能光伏面板工作在该输出电压，确保所述太阳能光伏面板工作在最大输出功率状态。
本发明的实施例提供了一种开关电源芯片，用于确定与所述开关电源芯片连接的太阳能光伏面板的最大输出功率。所述开关电源芯片包括采样电流比较模块、与所述采样电流比较模块连接的逻辑控制模块、与所述逻辑控制模块连接的充放电控制模块，其中所述采样电流比较模块包括电压储存器，与所述电压储存器连接的比较器、以及与所述比较器连接的锁存器，其中：所述电压储存器的第一电压储存单元在第一时间段内储存第一电压，其中，所述第一电压对应于所述开关电源芯片在所述第一时间段内所接收的流过外部负载的第一采样电流；所述充放电控制模块在第二时间段内控制外部跟踪电容放电以将所述开关电源芯片的最低输入电压从与所述第一采样电流对应的第一输入电压降低为第二输入电压；以及所述电压储存器的第二电压储存单元在所述第二时间段过后的第三时间段内储存第二电压，其中，所述第二电压对应于所述开关电源芯片在所述第三时间段内所接收的流过外部负载的第二采样电流，所述第二采样电流对应于所述第二输入电压；所述比较器在所述第三时间段过后的第四时间段内比较所述第一电压与所述第二电压，并输出第一比较结果至所述锁存器；以及所述锁存器锁存所述第一比较结果，并将锁存后的所述第一比较结果输出至所述逻辑控制模块；以及所述逻辑控制模块根据所述第一比较结果输出逻辑控制信号至所述充放电控制模块，所述充放电控制模块通过控制外部跟踪电容放电来调整所述开关电源芯片的最低输入电压；以及当所述第一电压大于所述第二电压时，所述逻辑控制模块控制所述充放电控制模块停止外部跟踪电容放电以使所述开关电源芯片的最低输入电压维持在所述第二输入电压，使得所述开关电源芯片接收来自所述太阳能光伏面板的最大输出功率。
进一步的，所述的开关电源芯片还包括当所述第一电压小于所述第二电压时，所述电压储存器的第三电压储存单元在所述第四时间段过后的第五时间段内储存第三电压，其中所述第三电压与所述第二电压相等。
进一步的，所述开关电源芯片还包括在所述第五时间段过后的第六时间段内，所述逻辑控制模块控制所述充放电控制模块将所述开关电源芯片的最低输入电压从与所述第二采样电流对应的所述第二输入电压降低为第三输入电压。
进一步的，所述开关电源芯片还包括在所述第六时间段过后的第七时间段内，所述电压储存器的第四电压储存单元储存第四电压，其中所述第四电压对应于所述开关电源芯片在所述第七时间段内所接收的流过外部负载的第三采样电流，所述第三采样电流对应于所述第三输入电压。
进一步的，所述开关电源芯片还包括所述比较器在所述第七时间段过后的第八时间段内比较所述第三电压与所述第四电压，并输出第二比较结果至所述锁存器；所述锁存器锁存所述第二比较结果，并将锁存后的所述第二比较结果输出至所述逻辑控制模块；以及所述逻辑控制模块根据所述第二比较结果输出逻辑控制信号至所述充放电控制模块，所述充放电控制模块通过再次控制外部跟踪电容放电来调整所述开关电源芯片的最低输入电压。
进一步的，所述采样电流比较模块还包括误差放大器，所述误差放大器根据所述第一采样电流、所述第二采样电流以及所述第三采样电流得到第一采样电压、第二采样电压以及第三采样电压，所述第一采样电压为所述第一电压储存单元提供所述第一电压，所述第二采样电压为所述第二电压储存单元和所述第三电压储存单元提供所述第二电压以及所述第三电压，以及所述第三采样电压为所述第四电压储存单元提供所述第四电压。
进一步的，所述开关电源芯片还包括在所述第五时间段至所述第八时间段内，所述第一电压储存单元和所述第二电压储存单元持续放电至初始状态。
进一步的，所述充放电控制模块还包括时控恒流源，当所述第一电压小于所述第二电压时，所述时控恒流源根据所述逻辑控制模块输出的逻辑控制信号控制外部跟踪电容进行放电以降低所述开关电源芯片的最低输入电压。
进一步的，所述开关电源芯片还包括计时器，其与所述采样电流比较模块的所述锁存器连接，当所述第一电压大于所述第二电压时，所述计时器根据预设时长开始倒计时，使得所述开关电源芯片在所述预设时长内以当前的最低输入电压工作。最后，当所述计时器倒计时完成后，所述开关电源芯片开始重复上述过程，重新跟踪太阳能光伏面板的最大输出功率点。
本发明的实施例还提供一种开关电源芯片***，包括如本发明任一实施例所提供的开关电源芯片，其中，所述开关电源芯片***还包括跟踪电容（即，前述外部跟踪电容），其中所述跟踪电容的第一端接地；以及所述跟踪电容的第二端连接所述充放电控制模块的时控恒流源，所述时控恒流源控制所述跟踪电容放电以降低所述开关电源芯片的最低输入电压。
本发明提供的一种开关电源芯片及***具有输入电压范围宽、输出功率大、电路简单的优点，非常适合应用于需要提供最大输出功率点跟踪的太阳能光伏面板对电池组模块进行充电储能的场合，能够通过检测开关电源芯片***输出至外部负载的输出电流，不断调整开关电源芯片的最低输入电压，以改变太阳能光伏面板的输出电压，从而确定太阳能光伏面板在不同时刻、不同光照角度、不同光照强度下的最大输出功率点对应的输出电压，确保太阳能光伏面板始终工作在其最大输出功率状态。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为太阳能光伏面板的输出功率随输出电压变化的曲线图。
图2为本发明实施例提供的开关电源芯片***的连接示意图。
图3为本发明实施例提供的开关电源芯片的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的开关电源芯片的采样电流比较模块的结构示意图。
图5为本发明实施例提供的开关电源芯片的采样电流比较模块、充放电控制模块、计时器，以及逻辑控制模块的示例性连接示意图。
图6为本发明实施例提供的开关电源芯片在正常工作状态下的逻辑控制模块输出的逻辑控制信号的时序图。
图7示出了本发明实施例提供的开关电源芯片在正常工作状态下的开关K1–K10、电容C1–C4、比较器、锁存器的工作状态的对应表。
图8示出了本发明实施例提供的开关电源芯片在临界状态下的开关K1–K10、电容C1–C4、比较器、锁存器的工作状态的对应表。
图9为本发明实施例提供的采样电流比较模块的示例性连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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申请中的具体含义。
具体的，如图1所示，太阳能光伏面板受制于本身的工作原理，通过其输出P-U曲线的特点可得出太阳能光伏面板的输出总功率是有极大值的。太阳能光伏面板的最大输出功率不仅与照射面积、照射角度、光照强度等因素相关，还与太阳能光伏面板的输出电压相关。具体的，同一面板在不同时刻所能输出的功率是变化的，同一时刻下太阳能光伏面板在不同的输出电压条件下所能输出的功率也是变化的，为了实现太阳能光伏面板始终可以工作在最大输出功率状态，需要使用最大输出功率点跟踪的方式，根据外界不同的环境温度、光照强度等特性来实时调节太阳能光伏面板的输出电压，并使其当前条件下以最大功率输出，从而使得太阳能的光电能量转化得到充分利用。
具体的，图2示出了本发明实施例提供的开关电源芯片***2000的连接示意图。如图2所示，所述开关电源芯片***2000从太阳能光伏面板接收功率，并输出至电池组模块，以对该电池组模块进行充电。因此，当所述太阳能光伏面板以最大功率输出至所述开关电源芯片***2000时，所述开关电源芯片***2000向所述电池组模块输出的功率也为最大功率。
具体的，所述开关电源芯片***2000包括开关电源芯片1000（包括管脚Y1–Y8）、电感208、电容201、电容202、电容203以及电容204、以及上分压电阻205、下分压电阻206，以及输出电流采样电阻207。其中所述开关电源芯片***2000的管脚Y1至Y8分别作为所述开关电源***2000的电源输入端Y1、钳位电容端Y2、功率输出端Y3、反馈信号输入端Y4、电流采样端Y5、接地端Y6、跟踪电容充放电端Y7以及跟踪电容参考地端Y8。
在本实施例中，所述电源输入端Y1连接太阳能光伏面板，以接收来自所述太阳能光伏面板的输出电压。所述电容201的一端分别连接太阳能光伏面板以及所述电源输入端Y1，所述电容201的另一端接地。所述电容203的一端连接所述电源输入端Y1，另一端连接所述钳位电容端Y2，其为内部功率管（例如P型金属—氧化物—半导体晶体管（PMOS管），图中未示出）提供栅极相对于源极的驱动电压（VGS）。所述功率输出端Y3连接所述电感208的第一端，所述电感208的第二端分别连接所述电容202的一端以及所述上分压电阻205的一端，并连接电池组模块的一端，以向所述电池组模块输送功率。所述电容202的另一端接地。所述上分压电阻205的另一端与所述下分压电阻206的一端连接以形成公共端，所述公共端与所述反馈信号输入端Y4连接，所述下分压电阻206的另一端接地。所述电池组模块的另一端分别与所述输出电流采样电阻207的一端以及所述电流采样端Y5连接，所述输出电流采样电阻207为所述开关电源芯片1000提供与输出电流Iout对应的采样电压。所述输出电流采样电阻207的另一端接地。所述接地端Y6是所述开关电源芯片***的参考地。所述跟踪电容参考地端Y8是跟踪电容204参考地，其与电容204的一端连接，能够避免所述接地端Y6的大电流走线（作为地线）上的噪声对所述开关电源芯片1000内的充放电控制模块120（如图5所示）控制所述电容204充放电造成干扰。同时所述电容204的另一端连接跟踪电容充放电端Y7，跟踪电容充放电端Y7和跟踪电容参考地端Y8能够在布线上更靠近所述电容204，使得走线最短，以减少寄生参数，从而使得恒流充放电更加准确可靠，有利于在***上提高最大输出功率跟踪的精度。
在图2所示的实施例中，所述开关电源芯片***2000为同步整流降压芯片***。在其他实施例中，所述开关电源芯片***2000也可以是同步整流升压芯片***，以实现类似的最大输出功率点跟踪功能，在此不再赘述。
本发明的实施例提供的具有最大输出功率点跟踪功能的开关电源芯片***2000的工作原理是：开关电源芯片1000在通电初期不会工作，这样太阳能光伏面板可以工作在其最大输出电压状态下，该最大输出电压为其空载时刻电压。当所述开关电源芯片1000检测到太阳能光伏面板的最大输出电压后（如图1所示的电压V1），所述开关电源芯片1000开始工作。由于开关电源芯片***2000的输出至负载电池组模块的输出电压保持不变（由负载电池组模块的自身工作电压决定），因此，只需要检测开关电源芯片***2000输出至电池组模块的输出电流Iout，便可以检测开关电源芯片***2000的输出功率，即当所述输出电流Iout达到最大时，开关电源芯片***2000在当前环境条件下的输出功率最大，从而可以确定太阳能光伏面板的在当前环境条件下输出功率达到最大。具体的，通过检测所述开关电源芯片***2000输出至电池组模块的输出电流Iout，不断降低所述开关电源芯片1000的最低输入电压，从而降低所述太阳能光伏面板的输出电压，使所述太阳能光伏面板的输出电压从空载时刻的最大输出电压被不断降低到其最大输出功率点所对应的输出电压，并维持所述太阳能光伏面板工作在该输出电压，这样太阳能光伏面板可以维持最大功率输出；并且每经过一定时间，所述开关电源芯片1000会重新确定太阳能光伏面板的最大输出功率点，这样所述开关电源芯片1000能够自动且实时确保太阳能光伏面板在不同环境、不同时刻都可以工作在其最大输出功率状态。
本发明的实施例提供的具有最大输出功率点跟踪功能的开关电源芯片***2000的工作的逻辑是：由于开关电源芯片1000在通电初期的输入电压是太阳能光伏面板的最大输出电压，也即是太阳能光伏面板的空载时刻电压，此时所述开关电源芯片1000不工作时的能量损耗极低。参照图1所示，太阳能光伏面板的最大输出电压为V1，其对应的输出功率非最大值。此时，所述开关电源芯片1000开始通过自动降低其最低输入电压，来降低太阳能光伏面板的输出电压。这是由于太阳能光伏面板的输出端连接开关电源芯片1000的输入端（也即开关电源芯片***2000的输入端，如图2所示），若太阳能光伏面板的输出功率小于开关电源芯片1000的最大输出功率，则开关电源芯片1000可以通过自动设置自身允许的最低输入电压来控制太阳能光伏面板的输出电压，使得太阳能光伏面板的输出电压始终等于开关电源芯片1000的最低输入电压。具体的，当开关电源芯片1000降低其最低输入电压时，太阳能光伏面板的输出电压随之不断降低，太阳能光伏面板的输出功率不断增大，从而输入至开关电源芯片1000的输入功率随之不断增大，使得开关电源芯片1000的输出功率亦不断增大，同时，开关电源芯片***2000输出至电池组模块的输出电压保持不变，所以开关电源芯片1000检测到的输出电流Iout随之增大。可以理解的是，当太阳能光伏面板的输出功率和开关电源芯片1000的输出功率达到当前环境条件下的最大值时，开关电源芯片1000检测到的输出电流Iout亦达到最大值。因此，随着开关电源芯片1000检测到的输出电流Iout不断增加，输出电流Iout的斜率为正值；当刚检测到输出电流Iout的斜率为负值时，这个拐点对应的就是开关电源芯片1000在当前环境条件下的最大输出功率点，也对应于太阳能光伏面板在当前环境条件下的最大输出功率点。此时开关电源芯片1000控制其内部电路，将维持其最低输入电压不变，即维持太阳能光伏面板的输出电压不变，这样可以确保太阳能光伏面板持续输出其最大功率，使太阳能光伏面板工作在最大输出功率点对应的电压下。为防止光照强度或角度等环境因素随时间变化而造成的最大输出功率点变化，开关电源芯片1000在此最大输出端功率点工作一定时间后倒计时电路复位，开关电源芯片1000重复上述工作，重新确定下一时刻的太阳能光伏面板的最大输出功率点，周而复始，这样太阳能光伏面板就可以一直工作在其所能提供的最大输出功率状态。
图3示出了本发明实施例提供的开关电源芯片1000的结构示意图。所述开关电源芯片1000包括采样电流比较模块110、充放电控制模块120、计时器130、逻辑控制模块140、功率输出电路150，以及电压反馈电路160。所述采样电流比较模块110分别连接电流采样端Y5、逻辑控制模块140以及计时器130。所述充放电控制模块120分别连接电源输入端Y1、跟踪电容充放电端Y7、跟踪电容参考地端Y8，以及逻辑控制模块140。所述计时器130分别连接所述采样电流比较模块110以及所述逻辑控制模块140。所述逻辑控制模块140分别连接采样电流比较模块110、充放电控制模块120、计时器130、功率输出电路150以及电压反馈电路160。所述功率输出电路150分别连接所述逻辑控制模块140、电源输入端Y1、功率输出端Y3，以及接地端Y6。所述电压反馈电路160连接所述逻辑控制模块140以及反馈信号输入端Y4。
图4示出了本发明实施例提供的所述开关电源芯片1000的采样电流比较模块110的结构示意图。图5示出了本发明实施例提供的所述开关电源芯片1000的采样电流比较模块110、充放电控制模块120、计时器130以及逻辑控制模块140的示例性连接示意图。
在本实施例中，如图4和图5所示，所述采样电流比较模块110包括误差放大器111、与所述误差放大器111连接的电压储存器112、与电压储存器112连接的所述比较器113，以及与所述比较器113连接的锁存器114。具体的，所述采样电流比较模块110还包括电阻R1。所述电压储存器112包括开关K1–K10，以及电容C1–C4。所述误差放大器111的第一输入端连接电流采样端Y5，其第二输入端接地，其输出端连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端分别连接开关K10以及开关K9。所述电容C1与开关K2并联，电容C1的一端与开关K1串联，另一端接地。开关K1与开关K9连接。所述电容C3与开关K4并联，电容C3的一端与开关K3串联，另一端接地。开关K3分别与开关K9以及比较器113的第一输入端连接。类似地，所述电容C2与开关K6并联，电容C2的一端与开关K5串联，另一端接地。开关K5与开关K10连接。所述电容C4与开关K8并联，电容C4的一端与开关K7串联，另一端接地。开关K7分别与开关K10以及比较器113的第二输入端连接。所述比较器113的输出端连接所述锁存器114的第一端。所述锁存器114的第二端连接计时器130的第一端，所述计时器130的第二端连接所述逻辑控制模块140。所述锁存器114的第三端接收来自所述逻辑控制模块140的使能信号S1，所述锁存器114的第四端输出比较结果至所述逻辑控制模块140。充放电控制模块120包括电流检测器122、开关K11以及时控恒流源121。所述电流检测器122的第一端连接电源输入端Y1，其连接太阳能光伏面板的输出端，所述电流检测器122的第二端连接所述逻辑控制模块140，所述电流检测器122通过开关K11连接所述时控恒流源121。所述逻辑控制模块140输出使能信号S2至所述时控恒流源121，同时所述时控恒流源121与电容204（如图2所示）并联以控制电容204放电。所述逻辑控制模块140中的最低输入电压设置器（图中未示出）接收当前时刻电容204所具有的电压，并将其设置为所述开关电源芯片1000的当前时刻的最低输入电压。所述开关电源芯片1000根据当前时刻的最低输入电压，将太阳能面板的输出电压控制在所述当前时刻最低输入电压下，并将该太阳能面板的输出电压提供至所述功率输出电路150（如图3所示）进行功率变换后输出至外部负载（即图2所示的电池组模块）。此外，在本实施例中，开关K11为PMOS管。应当理解的是，开关K11也可以是实现闭合和打开功能的其它电子开关元件。
本实施例中的开关电源芯片1000的采样电流比较模块110通过控制电容204（如图2所示）的放电以改变其所具有的电压，从而实时改变所述开关电源芯片1000的最低输入电压，可使太阳能光伏面板的输出电压降低至所述开关电源芯片1000允许的最低输入电压，使其能够在此电压下以所能输出的最大功率工作。
具体的，在本实施例中，参考图2至图5，所述电压储存器112的第一电压储存单元（电容C1）在第一时间段内储存第一电压Vc1，其中，所述第一电压Vc1对应于所述开关电源芯片1000在所述第一时间段内所接收的流过外部负载（即图2所示的电池组模块）的第一采样电流Iout1；所述充放电控制模块120在第二时间段内控制电容204放电以将所述开关电源芯片1000的最低输入电压从与所述第一采样电流Iout1对应的第一输入电压Vin1降低为第二输入电压Vin2；以及所述电压储存器112的第二电压储存单元（电容C2）在所述第二时间段过后的第三时间段内储存第二电压Vc2，其中，所述第二电压Vc2对应于所述开关电源芯片1000在所述第三时间段内所接收的流过外部负载的第二采样电流Iout2，所述第二采样电流Iout2对应于所述第二输入电压Vin2；所述比较器113在所述第三时间段过后的第四时间段内比较所述第一电压Vc1与所述第二电压Vc2，并输出第一比较结果至所述锁存器114；以及所述锁存器114锁存所述第一比较结果，并将锁存后的所述第一比较结果输出至所述逻辑控制模块140；以及所述逻辑控制模块140根据所述第一比较结果输出逻辑控制信号至所述充放电控制模块120，所述充放电控制模块120通过控制电容204放电来调整所述开关电源芯片1000的最低输入电压；以及当所述第一电压Vc1大于所述第二电压Vc2时，所述逻辑控制模块140控制所述充放电控制模块120停止电容204放电以使所述开关电源芯片1000的最低输入电压维持在所述第二输入电压Vin2，使得所述开关电源芯片1000接收来自所述太阳能光伏面板的最大输出功率P2（如图1所示）。
当所述第一电压Vc1小于所述第二电压Vc2时，所述电压储存器112的第三电压储存单元（电容C3）在所述第四时间段过后的第五时间段内储存第三电压Vc3，其中所述第三电压Vc3与所述第二电压Vc2相等，所述第二电压Vc2对应于所述开关电源芯片1000在所述第三时间段内所接收的流过外部负载的第二采样电流Iout2。在所述第五时间段过后的第六时间段内，所述逻辑控制模块140控制所述充放电控制模块120将所述开关电源芯片1000的最低输入电压从与所述第二采样电流Iout2对应的所述第二输入电压Vin2降低为第三输入电压Vin3。在所述第六时间段过后的第七时间段内，所述电压储存器112的第四电压储存单元（电容C4）储存第四电压Vc4，其中所述第四电压Vc4对应于所述开关电源芯片1000在所述第七时间段内所接收的流过外部负载的第三采样电流Iout3，所述第三采样电流Iout3对应于所述第三输入电压Vin3。所述比较器在所述第七时间段过后的第八时间段内比较所述第三电压Vc3与所述第四电压Vc4，并输出第二比较结果至所述锁存器114；所述锁存器114锁存所述第二比较结果，并将锁存后的所述第二比较结果输出至所述逻辑控制模块140；以及所述逻辑控制模块140根据所述第二比较结果输出逻辑控制信号至所述充放电控制模块120，所述充放电控制模块120通过再次控制电容204放电来调整所述开关电源芯片1000的最低输入电压。其中，当所述第三电压Vc3小于所述第四电压Vc4时，所述逻辑控制模块140控制所述充放电控制模块120继续降低所述开关电源芯片1000的最低输入电压。当所述第三电压Vc3大于所述第四电压Vc4时，所述逻辑控制模块140控制所述充放电控制模块120停止电容204放电，以使逻辑控制模块140停止降低所述开关电源芯片1000的最低输入电压。
在本实施例中，所述采样电流比较模块110还包括误差放大器111，所述误差放大器111根据所述第一采样电流Iout1、所述第二采样电流Iout2以及所述第三采样电流Iout3所得到的第一采样电压Vout1、第二采样电压Vout2以及第三采样电压Vout3，第一采样电压Vout1为所述第一电压储存单元提供所述第一电压Vc1，第二采样电压Vout2为所述第二电压储存单元和所述第三电压储存单元提供所述第二电压Vc2和所述第三电压Vc3，以及第三采样电压Vout3为所述第四电压储存单元提供所述第四电压Vc4。
在本实施例中，在所述第五时间段至所述第八时间段内，所述第一电压储存单元和所述第二电压储存单元持续放电至初始状态。
在本实施例中，所述开关电源芯片1000还包括计时器130，其与所述采样电流比较模块110的所述锁存器114连接，当所述第一电压Vc1大于所述第二电压Vc2时，或者所述第三电压Vc3大于所述第四电压Vc4时，所述计时器130根据预设时长开始倒计时，使得所述开关电源芯片1000在所述预设时长内以当前的最低输入电压工作。
本发明的实施例提供的开关电源芯片通过检测开关电源***输出至外部负载的输出电流，不断调节开关电源芯片的最低输入电压，从而改变太阳能光伏面板的输出电压，当检测到所述输出电流到达拐点时，确定所述太阳能光伏面板在当前条件下达到最大输出功率点状态，从而锁定芯片当前的最低输入电压，并维持所述太阳能光伏面板工作在该输出电压下，确保所述太阳能光伏面板在当前条件下工作在其最大输出功率状态。
本发明的实施例提供的开关电源芯片还可以实现保持输入端电压稳定在某一固定电压值（即，最低输入电压），不会因为输入端电源的功率不足，而造成输入端电压被拉低。常规的电源芯片，若输入端电源功率不足，输出端负载需要的功率大于输入端电源所能提供的功率，输入端电压便会被拉低。以降压开关电源芯片为例，输入端电压会被拉低至略大于输出端电压，以升压开关电源芯片为例，输入端电压会被拉低至升压开关电源芯片的正常允许的最低工作电压，上述情况均会导致***不能正常工作。
以下将参照图5至图9具体说明所述开关电源芯片1000的各个模块的结构和功能。
图6示出了所述开关电源芯片1000在正常工作状态下（非临近最大输出功率）的逻辑控制模块140输出的逻辑控制信号的时序图。如图6所示，所述逻辑控制信号控制开关K1—K10的闭合和打开，并通过逻辑控制信号S1和S2控制锁存器114和时控恒流源121（如图5所示）。下面将结合图5以及图6进一步描述开关电源芯片1000在正常工作状态下（非临近最大输出功率）的工作原理以及步骤。
步骤1，充放电控制模块120上电，开关K11闭合，锁存器114上电复位，锁存器114锁存输出信号为高电平，为电容204充电。当电流检测器122检测充电电流为0时，认为电容204的电压达到太阳能光伏面板的输出开路电压V1（如图1所示）。
步骤2，充放电控制模块120中的开关K11断开后，此时逻辑控制模块140的逻辑控制时序开始完成T1~T4的工作，如图6所示，逻辑控制模块140检测到锁存器114锁存输出信号（即，比较器113输出的比较结果）为高电平后，在T1时间段，将采样的输出电流Iout1以电压形式传输至所述开关电源芯片1000的采样电流比较模块110，并通过此电压在T1时间段内为电容C1充电，使得电容C1具有电压Vc1。
步骤3，在T2时间段，逻辑控制模块140通过输出信号S2（此时S2为高电平）使能时控恒流源121，时控恒流源121给电容204放电T2时间，此时电容204的电压为V1-I0*T2/C0。其中，V1为太阳能光伏面板的输出开路电压，I0为预设放电电流，T2为预设放电时间，C0为电容204的电容值。
步骤4，充放电控制模块120将此时电容204所具有的电压传输至逻辑控制模块140中的最低输入电压设置器（图中未示出），以将所述开关电源芯片1000所允许的最低输入电压固定为电容204所具有的电压。即所述开关电源芯片1000的最低输入电压被调整为此时电容204所具有的电压。由于所述开关电源芯片1000的最低输入电压变化，即太阳能光伏面板的输出电压会从最大电压V1被拉低至电容204此时所具有的电压（V1-I0*T2/C0），太阳能光伏面板的输出功率会增大（如图1所示），由于所述开关电源芯片1000的输出电压保持不变，所以输出电流Iout开始增加。
步骤5，采样输出电流Iout2。在T3时间段，将采样的电流以电压形式传输至所述开关电源芯片1000的采样电流比较模块110，并通过此电压在T3时间段内为电容C2充电，使得电容C2具有电压Vc2。
步骤6，采样电流比较模块110在T4时间段完成比较过程。当电容C1的电压Vc1小于电容C2的电压Vc2时，比较器113输出高电平，在逻辑控制模块140输出S1信号高电平使能时，锁存器114接收使能开启，接收并锁存比较器113输出的高电平信号。
步骤7，在完成T4时间段的比较后，逻辑控制模块140的逻辑控制时序开始完成T5~T8的工作，在T5时间段内，电容C1和C2放电，电容C4恢复初始电容状态，电容C3充电至Vc3，使得Vc3与T3时间段内的电容C2的电压Vc2相等。
步骤8，在T6时间段，当逻辑控制模块140输出S2信号高电平使能时，时控恒流源121为电容204放电T6时间，此时电容204的电压为V1-I0*T2/C0-I0*T6/C0。此为第二次放电阶段。若设置每次放电时间（例如T6时间段与T2时间段）的时长相等，则在第n次放电阶段后，电容204的电压为V1-n*I0*T2/C0。
步骤9，类似于步骤4，充放电控制模块120将此时电容204所具有的电压传输至逻辑控制模块140中的最低输入电压设置器（图中未示出），以将所述开关电源芯片1000所允许的最低输入电压重新固定为电容204所具有的电压。即所述开关电源芯片1000的最低输入电压重新被调整为此时电容204所具有的电压。由于所述开关电源芯片1000的最低输入电压变化，即太阳能光伏面板的输出电压会从上一电压（V1-I0*T2/C0）被再次降低至电容204此时所具有的电压（V1-I0*T2/C0-I0*T6/C0），太阳能光伏面板的输出功率会增大，由于所述开关电源芯片1000的输出电压保持不变，所以输出电流Iout又开始增加。
步骤10，采样输出电流Iout3。将采样的电流以电压形式传输至所述开关电源芯片1000的采样电流比较模块110，并通过此电压在T7时间段内为电容C4充电，使得电容C4具有电压Vc4。
步骤11，采样电流比较模块110在T8时间段完成比较过程。当电容C3的电压Vc3小于电容C4的电压Vc4时，比较器113输出高电平，在逻辑控制模块140输出S1信号高电平使能时，锁存器114接收使能开启，接收并锁存比较器113输出的高电平信号。
步骤12，重复上述T1~T8的过程，直至输出电流Iout进入下降拐点。当检测到输出电流Iout降低时，即电容C1电压大于电容C2电压，或电容C3电压大于电容C4电压时，比较器113输出为低电平，所述逻辑控制模块140输出S1信号高电平使能锁存器114，锁存器114接收使能开启，接收并锁存比较器113输出的低电平信号，并向逻辑控制模块140输出所述低电平信号，所述逻辑控制模块140在接收所述低电平信号后，输出S2信号（此时为低电平信号）指示时控恒流源121维持此时的电容204电压，停止给电容204放电，同时计时器130开始倒计时。开关电源芯片1000不会再次设置最低输入电压点，太阳能光伏面板的输出电压可以被维持在当前的最低输入电压下，这样太阳能光伏面板可以工作在最大输出功率状态。
步骤13，计时器倒计时完成，倒计时完成信号输入至逻辑控制模块140，此时所述逻辑控制模块140控制开关电源芯片1000停止工作，所述开关电源芯片1000开始重复上述步骤1至12，重新跟踪太阳能光伏面板的最大输出功率点。
再次参照图6，在本实施例中，在T1~T8时间段内，当开关K1–K10接收来自所述逻辑控制模块140的逻辑控制信号为高电平时（例如，6V），开关闭合，当开关K1–K10接收的逻辑控制信号为低电平时（例如，接近0V），开关打开。
在T1时间段，开关K1、K4、K8以及K9闭合，开关K3、K2、K5、K6、K7以及K10打开。电容C1储存上一个T7时间段的采样电流对应的电压Vc1。如上所述，将采样电流以电压形式传输至采样电流比较模块110的误差放大器111，并通过误差放大器111输出的放大后的采样电压为电容C1充电。
在T2时间段，开关K4、K8闭合，开关K1、K2、K3、K5、K6、K7、K9、K10打开。逻辑控制模块140通过输出使能信号S2（此时S2为高电平）使能时控恒流源121，时控恒流源121控制电容204放电T2时间。在本实施例中，放电时间段T2和T6的时长相同。
在T3时间段，开关K4、K5、K8以及K10闭合，开关K1、K2、K3、K6、K7以及K9打开。电容C2储存此时开关电源芯片***的输出电流（即采样电流）对应的电压Vc2。如上所述，在开关电源芯片1000上电初期，电容204充满电后，开关电源芯片1000开始工作，逻辑控制模块140会强制输出使能信号S2(此时为高电平)至时控恒流源121，这样电容204可以有第一个放电周期，便于采样电流比较模块110完成采样工作。
在T4时间段，开关K1、K4、K5以及K8闭合，开关K2、K3、K6、K7、K9以及K10打开。比较器113比较电容C1的电压Vc1和电容C2的电压Vc2，当电容C2的电压Vc2大于电容C1的电压Vc1时，比较器113输出为高电平，同时逻辑控制模块140输出的使能信号S1翻转为高电平，使能锁存器114，锁存器114接收比较器113输出的高电平信号。
在T5时间段，开关K2、K3、K6以及K9闭合，开关K1、K4、K5、K7、K8以及K10打开。电容C3储存此时开关电源芯片***的输出电流对应的电压Vc3。由于在T3时间段至T5时间段内，电容204没有放电，T5时间段内开关电源芯片***采样的输出电流与T3时间段内开关电源芯片***采样的输出电流相等，所以电容C3的电压Vc3等于T3时间段的电容C2的电压Vc2。这样实现了比较器113的反向输入端在T5时间段采样到电流对应的电压值为T3时间段对应的值。
在T6时间段，开关K2以及K6闭合，开关K1、K3、K4、K5、K7、K8、K9以及K10打开。逻辑控制模块140通过输出使能信号S2（此时S2为高电平）使能时控恒流源121，时控恒流源121控制电容204放电T6时间。
在T7时间段，开关K2、K6、K7以及K10闭合，开关K1、K3、K4、K5、K8以及K9打开。电容C4储存此时开关电源芯片***的输出电流对应的电压Vc4。
在T8时间段，开关K2、K3、K6以及K7闭合，开关K1、K4、K5、K8、K9以及K10打开。比较器113比较电容C3的电压Vc3和电容C4的电压Vc4，当电容C4的电压Vc4大于电容C3的电压Vc3时，比较器113输出为高电平，同时逻辑控制模块140输出的使能信号S1翻转为高电平，使能锁存器114，锁存器114接收比较器113输出的高电平信号。
下一个T1时间段电容C1储存这一时刻的开关电源芯片***的输出电流对应的电压Vc1，该电压Vc1与上一个T7时间段内开关电源芯片***的输出电流对应的电压Vc4相等。
如此周期性循环，当T4或T8时间段，比较器113输出为低电平时，可以判断开关电源***输出至负载（即电池组模块）的输出电流不再增加，而是降低。同时根据逻辑关系，比较器113输出为低电平，逻辑控制模块140输出的使能信号S1翻转为高电平使能锁存器114，锁存器114接收比较器113输出的低电平信号并锁存，锁存器114将所接收到的低电平信号输送至所述逻辑控制模块140，使得在其后的放电时间段（T2或T6时间段），逻辑控制模块140输出使能信号S2为低电平，时控恒流源121停止给电容204放电，因此电容204电压不变，开关电源芯片1000不再继续降低芯片最低输入电压，即开关电源芯片1000允许的最低输入电压稳定不变，使得太阳能光伏面板的输出电压也稳定不变；同时计时器130开始倒计时工作，当计时器130的倒计时完成信号输入至逻辑控制模块140时，所述逻辑控制模块140控制开关电源芯片1000停止工作，所述开关电源芯片1000开始重复上述步骤，重新跟踪太阳能光伏面板的最大输出功率点。
如上所述，当开关电源芯片1000输出至外部负载（电池组模块）的输出电流开始下降时，比较器113的输出从高电平变为低电平。具体的，再参考图1，当开关电源芯片1000的最低输入电压从V1被降低至V2时，此时太阳能光伏面板的输出功率达到最大功率P2。当开关电源芯片的最低输入电压继续降低至V2-Ve时（Ve=I0*T2/C0），太阳能光伏面板输出功率为P3，此时P3<P2，采样电流比较模块110检测到开关电源***的输出电流Iout的斜率为负，比较器113输出为低电平，开关电源芯片1000锁定此时的最低输入电压为V2-Ve。此时太阳能光伏面板的输出电压同样也是V2-Ve，由于Ve值极小，可以近似认为V2-Ve无限接近V2。因此可以认为，此时太阳能光伏面板的输出功率达到最大值。同时，计时器130被复位，开始倒计时，待倒计时结束后，重复以上过程。
在本实施例中，采样电流比较模块110的电压储存器112具有电容C1–C4，以实现双缓冲功能。具体的，在第一个周期T1~T4中，电容C1和电容C2开始充电，电容C3和电容C4放电。在下一个周期T5~T8中，电容C3和电容C4开始充电，电容C1和电容C2放电。这样每个周期循环过后每个电容容量均能恢复到相同的初始值（例如，接近零电平）。同时，使得四个电容C1–C4的充电时间t远小于T1（T1=T3=T5=T7），可以保证每次电容充电后，电容的最终电压均是接近误差放大器的输出电压，也能真实反映开关电源芯片输出至外部负载（电池组模块）的输出电流的变化。
对应于图6所示的时序图，图7示出了开关电源芯片1000在正常工作状态下，在周期T1~T8时间段中的开关K1–K10、电容C1–C4、比较器113、锁存器114以及使能信号S1和S2的工作状态的对应表。
在本实施例中，如图7所示，在T4和T8时间段，锁存器114的输入由逻辑控制模块140输出的S1信号使能，其他时间段锁存器114不接受信号输入，保持上一次的状态。即，当S1高电平使能时，在T4时间段和T8时间段，锁存器114接收比较器113输出的比较结果。此外，当逻辑控制模块140根据锁存器114输出的高电平信号输出S2信号为高电平使能时，在T2和T6时间段，时控恒流源121放电使能，以控制电容204放电。
在本实施例中，电容C1–C4的电容充电公式为：
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其中，Vc为电容C1–C4的充电后的电压，Vea为采样电流对应的采样电压经过误差放大器111放大处理后的电压，t为充电时间，R为电阻R1（如图5所示）的电阻值，C为电容C1–C4的电容容量。
在本实施例中，电容C1–C4的充电时间t近似为5*R*C，如上所述，为了实现电容C1–C4的双缓冲功能，令充电时间t（即，t=5*R*C）远小于T1（T1=T3=T5=T7），就可以保证每次电容充电后，其最终电压均是接近误差放大器放大处理后的电压，以反映开关电源芯片输出至外部负载的输出电流的变化。
图8示出了开关电源芯片1000在临界状态（临近最大输出功率点）下，在周期T1~T8时间段中的开关K1–K10、电容C1–C4、比较器113、锁存器114以及使能信号S1和S2的工作状态。
在本实施例中，若设置每次放电时间（例如T6时间段与T2时间段）的时长相等，当第n次放电阶段后，电容204电压为V1-n*I0*T2/C0，如图1所示，记为V2。当电容204的电压到达V2+Ve（其中Ve=I0*T2/C0）电压处时，根据图1中的太阳能光伏面板输出功率曲线所对应的功率为P1，再以恒定电流I0放电T2时长后，电容204所具有的电压为V2，对应图1中的输出功率曲线上的功率为P2。根据图1中的所述曲线，P2>P1；可以反推开关电源芯片***输出至负载的输出电流还在持续增加的状态，因此维持电容204处于放电状态，即再次降低开关电源芯片1000的最低输入电压点，也即进一步降低太阳能光伏面板的输出电压点。
如图8所示，当电容204以恒定电流I0进一步放电T6时间后，例如，在T8时间段，当检测到电容C3具有的电压Vc3大于电容C4具有的电压Vc4时，比较器113输出低电平，锁存器114接收比较器113输出的低电平，锁存器114锁存此低电平信号并输出至所述逻辑控制模块140。电容204所具有的电压为V2-I0*T6/C0（T2=T6），即此时V2-Ve为开关电源芯片1000的最低输入电压，对应于太阳能光伏面板输出功率曲线中的功率为P3。根据图1中的所述曲线，P3<P2，可以反推出开关电源芯片***输出至负载的输出电流开始降低。
此时，所述逻辑控制模块140控制时控恒流源121停止电容204放电，开关电源芯片1000锁定此时的电容204所具有的电压V2-Ve为最低输入电压，太阳能光伏面板输出电压箝位在V2-Ve，此时由于输入功率恒定，输出功率也随之恒定，开关电源***输出至负载的输出电流不再发生变化。应当理解的是，电容204将太阳能光伏面板电压箝位在V2-Ve，虽然检测到的最大输出功率点所对应的输出电压为V2，但由于Ve比较小，所以V2-Ve接近于V2，此时太阳能光伏面板工作在最大输出功率状态。
当开关电源芯片1000的最低输入电压稳定在V2-Ve后，倒计时电路开始工作，当计时器130倒计时结束后，开关电源芯片1000为电容204充电至开路电压V1，重复上述周期T1~T8来确定最大输出功率点，以避免太阳能光伏面板的最大输出功率随光照强度与光照角度等环境因素的干扰而变化，从而无法实时追踪最大输出功率的问题。可以理解的是，当开关电源芯片1000在T1~T4时间段已经确定最大输出功率点，则不再继续进行T5~T8时间段的工作。
图9示出了本发明实施例提供的采样电流比较模块110的示例性连接示意图。具体的，采样电流比较模块110包括误差放大器111、电阻R1、比较器113、锁存器114、以及电压储存器112。所述电压储存器112包括开关K1–K10，以及电容C1–C4。在本实施例中，所述开关K1–K10为N型金属—氧化物—半导体晶体管（NMOS管）。所述开关K1–K10的栅极连接外部逻辑控制模块140，用于接收逻辑控制信号以闭合和打开开关K1–K10。可以理解的是，一般MOS管在电路中，源漏极都是固定的，故其衬底和源极端可以连接在一起，这样可以消除衬底电势对MOS管VGS的影响。同时在MOS工艺中，MOS管是对称器件，其源极和漏极可以互换，仅取决于源极和漏极与外界电路电压。因此，在本发明的实施例中，为防止MOS管中的体二极管倒灌造成的充电误差，可以将NMOS管K1–K10的衬底接地，以避免体二极管漏电的问题。可以理解的是，在其他实施例中，开关K1–K10还可以是实现闭合和打开的其它电子开关元件。
如图9所示，在本实施例中，所述误差放大器111的第一输入端连接输出电流采样电阻207的一端，所述误差放大器111的第二输入端接地，其输出端连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端分别连接K10的源极以及K9的源极，所述K10的漏极分别连接所述K5的漏极、K7的漏极以及比较器113的第二输入端，所述K9的漏极分别连接所述K1的漏极、K3的漏极以及比较器113的第一输入端，所述电容C1的一端分别与所述K1的源极以及所述K2的漏极连接，所述电容C1的另一端与所述K2的源极连接并接地，所述电容C3的一端分别与所述K3的源极以及所述K4的漏极连接，所述电容C3的另一端与所述K4的源极连接并接地，所述电容C2的一端分别与所述K6的漏极以及所述K5的源极连接，所述电容C2的另一端与所述K6的源极连接并接地，所述电容C4的一端分别与所述K8的漏极以及所述K7的源极连接，所述电容C4的另一端与所述K8的源极连接并接地。所述比较器113的输出端连接所述锁存器114的第一端。所述锁存器114的第二端连接计时器130的第一端，所述计时器130的第二端连接所述逻辑控制模块140。所述锁存器114的第三端接收来自所述逻辑控制模块140的使能信号S1，所述锁存器114的第四端输出比较结果至所述逻辑控制模块140。
本发明的实施例所提供一种开关电源芯片及***，通过检测开关电源***输出至外部负载的输出电流，不断调整开关电源芯片的最低输入电压，以改变太阳能光伏面板的输出电压，从而确定所述太阳能光伏面板在当前条件下的最大输出功率点所对应的输出电压，并维持所述太阳能光伏面板工作在该输出电压，确保所述太阳能光伏面板工作在最大输出功率状态；并且每经过一定时间，开关电源芯片会重新确定太阳能光伏面板的最大输出功率点，这样开关电源芯片能够自动且实时确保太阳能光伏面板在不同环境下都可以工作在其最大输出功率状态。
本发明的实施例所提供的开关电源芯片及***，在不增加芯片原有的结构和管脚数量的情况下，使用纯硬件的方式实现最大输出功率点跟踪。本发明的实施例所提供的开关电源芯片及***非常适合应用于需要提供最大输出功率点跟踪的太阳能光伏面板对电池组模块进行充电储能的场合，能够充分提高太阳能光伏面板输出功率的利用率，提高能量转换效率，提高太阳能单位时间的利用率。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种开关电源芯片及***进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种开关电源芯片，用于确定与所述开关电源芯片连接的太阳能光伏面板的最大输出功率，其特征在于，所述开关电源芯片包括采样电流比较模块、与所述采样电流比较模块连接的逻辑控制模块、与所述逻辑控制模块连接的充放电控制模块，其中所述采样电流比较模块包括电压储存器，与所述电压储存器连接的比较器、以及与所述比较器连接的锁存器，其中：
所述电压储存器的第一电压储存单元在第一时间段内储存第一电压，其中，所述第一电压对应于所述开关电源芯片在所述第一时间段内所接收的流过外部负载的第一采样电流；
所述充放电控制模块在第二时间段内控制外部跟踪电容放电以将所述开关电源芯片的最低输入电压从与所述第一采样电流对应的第一输入电压降低为第二输入电压；
所述电压储存器的第二电压储存单元在所述第二时间段过后的第三时间段内储存第二电压，其中，所述第二电压对应于所述开关电源芯片在所述第三时间段内所接收的流过外部负载的第二采样电流，所述第二采样电流对应于所述第二输入电压；
所述比较器在所述第三时间段过后的第四时间段内比较所述第一电压与所述第二电压，并输出第一比较结果至所述锁存器；
所述锁存器锁存所述第一比较结果，并将锁存后的所述第一比较结果输出至所述逻辑控制模块；以及
所述逻辑控制模块根据所述第一比较结果输出逻辑控制信号至所述充放电控制模块，所述充放电控制模块通过控制外部跟踪电容放电来调整所述开关电源芯片的最低输入电压；
其中，当所述第一电压大于所述第二电压时，所述逻辑控制模块控制所述充放电控制模块停止外部跟踪电容放电以使所述开关电源芯片的最低输入电压维持在所述第二输入电压，使得所述开关电源芯片接收来自所述太阳能光伏面板的最大输出功率。
2.如权利要求1所述的开关电源芯片，其特征在于，还包括当所述第一电压小于所述第二电压时，所述电压储存器的第三电压储存单元在所述第四时间段过后的第五时间段内储存第三电压，其中所述第三电压与所述第二电压相等。
3.如权利要求2所述的开关电源芯片，其特征在于，还包括在所述第五时间段过后的第六时间段内，所述逻辑控制模块控制所述充放电控制模块将所述开关电源芯片的最低输入电压从与所述第二采样电流对应的所述第二输入电压降低为第三输入电压。
4.如权利要求3所述的开关电源芯片，其特征在于，还包括在所述第六时间段过后的第七时间段内，所述电压储存器的第四电压储存单元储存第四电压，其中所述第四电压对应于所述开关电源芯片在所述第七时间段内所接收的流过外部负载的第三采样电流，所述第三采样电流对应于所述第三输入电压。
5.如权利要求4所述的开关电源芯片，其特征在于，还包括所述比较器在所述第七时间段过后的第八时间段内比较所述第三电压与所述第四电压，并输出第二比较结果至所述锁存器；
所述锁存器锁存所述第二比较结果，并将锁存后的所述第二比较结果输出至所述逻辑控制模块；以及
所述逻辑控制模块根据所述第二比较结果输出逻辑控制信号至所述充放电控制模块，所述充放电控制模块通过再次控制外部跟踪电容放电来调整所述开关电源芯片的最低输入电压。
6.如权利要求4所述的开关电源芯片，其特征在于，所述采样电流比较模块还包括误差放大器，所述误差放大器根据所述第一采样电流、所述第二采样电流以及所述第三采样电流得到第一采样电压、第二采样电压以及第三采样电压，所述第一采样电压为所述第一电压储存单元提供所述第一电压，所述第二采样电压为所述第二电压储存单元和所述第三电压储存单元提供所述第二电压以及所述第三电压，以及所述第三采样电压为所述第四电压储存单元提供所述第四电压。
7.如权利要求5所述的开关电源芯片，其特征在于，还包括在所述第五时间段至所述第八时间段内，所述第一电压储存单元和所述第二电压储存单元持续放电至初始状态。
8.如权利要求1所述的开关电源芯片，其特征在于，所述充放电控制模块还包括时控恒流源，当所述第一电压小于所述第二电压时，所述时控恒流源根据所述逻辑控制模块输出的逻辑控制信号控制外部跟踪电容进行放电以降低所述开关电源芯片的最低输入电压。
9.如权利要求1所述的开关电源芯片，其特征在于，还包括计时器，其与所述采样电流比较模块的所述锁存器连接，当所述第一电压大于所述第二电压时，所述计时器根据预设时长开始倒计时，使得所述开关电源芯片在所述预设时长内以当前的最低输入电压工作。
10.一种开关电源芯片***，其特征在于，包括权利要求1至权利要求9任一项所述的开关电源芯片，其中，所述开关电源芯片***还包括跟踪电容，其中：
所述跟踪电容的第一端接地；以及
所述跟踪电容的第二端连接所述充放电控制模块的时控恒流源，所述时控恒流源控制所述跟踪电容放电以降低所述开关电源芯片的最低输入电压。
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