过压保护模块及自适应电源适配器

技术领域

本发明涉及电源适配器领域，尤其指自适应电源适配器中的过压保护电路。

背景技术

目前，现有对于电子设备的充电速度要求越来越快，目前的快速充电技术，比如QC2.0(Quick Charger 2.0),不仅要求电源适配器可以输出5V电压，还要求电源适配器可以输出9V、12V、15V、20V等多种规格，以适应不同规格的电子设备；又比如QC3.0(QuickCharger 2.0)中，更要求电源适配器以200mV为一个档位，可以输出从3.6V至20V的任一档位电压。例如直插式充电器，针对不同的电子设备，可以自适应地改变其输出电压。

现有自适应电源适配器如图1所示。该自适应电源适配器包括变压器101、位于变压器101两侧的初级侧电路和次级侧电路；其中初级侧电路包括初级主回路和初级控制模块105；初级主回路用于连接交流线源100，其上设有充电开关M1；所述初级控制模块105连接所述充电开关M1，控制所述充电开关M1的通断；所述次级侧电路包括次级侧主回路和次级控制模块104；所述次级侧主回路上设有用于与外部电子设备连接的连接器102；所述次级控制模块104用于监测和控制次级侧主回路；

电源适配器从交流线源100输入电压，从连接器102的VBUS端口输出电压。根据电子设备的不同，连接器上VBUS端口的电压可被调节为5V、9V、12V、15V、20V。

其中，初级控制模块105包括过压保护模块106和脉宽控制模块；所述脉宽控制模块包括触发单元110、PWM(脉冲宽度调制)比较模块112及第一或非门113；PWM比较模块112的同相端和异相端分别接入PWM信号和FB电压；PWM比较模块112的输出端和过压保护模块106输出端分别连接到第一或非门113的两个输入端，所述第一或非门113的输出端连接所述触发单元110的复位端；所述触发单元110的输入端接高电平输入端；输出端连接到所述充电开关M1的控制端。其时钟端接入时钟信号OSC。

其中，过压保护模块106包括过压检测比较器107、第一RS触发器108、电源电压检测模块109及采样保持电路111。所述电源电压检测模块109用于检测对应次级侧电压的辅助绕组114的电源电压；所述采样保持电路111用于对输出电压进行采样；所述过压检测比较器107的两个输入端分别连接采样保持电路111和过压保护阈值输入端；其输出端连接到第一RS触发器108的置位端；所述第一RS触发器108的复位端接地；

变压器101反激时，辅助绕组114上的电压等于次级绕组的电压乘以辅助绕组114和次级绕组的匝比。基于此，利用辅助绕组114的电压可以检测次级绕组的电压。例如，辅助绕组设置成与次级绕组成特定匝数比，比如1:1；其中，过压保护阈值输入端用于输入过压保护阈值Vref_ovp，该过压保护阈值Vref_ovp为固定电压，比如1V。假如辅助电源中的辅助绕组114与次级绕组的匝比是1：1，辅助绕组中设有分压电路，其电阻比为23:1；忽略次级整流二极管的压降；则对应保护的输出电压过压阈值为24V。

第一RS触发器108的复位端接地，保持低电平，初始状态时，输出端Q端的初始态为0。

以输出电压过压保护阈值24V，辅助绕组114与次级绕组的匝比是1：1为例，当连接器102输出电压VBUS电压小于24V时，过压检测比较器107输出端输出过压比较信号为低电平，第一RS触发器108输出低电平，初级控制模块105正常工作；

当连接器102输出电压VBUS大于24V时，过压检测比较器107输出为高电平，第一RS触发器108输出高电平；触发单元110被清零，初级控制模块105控制环路被屏蔽，其初级控制模块105的输出端口DRV输出低电平，充电开关M1被关断，初级主回路被断开，次级主回路无输出，对电子设备进行过充保护。

然而，该种采用固定阈值的过压保护阈值Vref_ovp的方案，为了满足输出电压为20V的应用，其输出电压过压保护阈值Vref_ovp必须大于20V。当连接至VBUS端的电子设备103是更小电压规格(如5V、9V、12V、15V)的电子设备103时，例如电子设备103为5V电子设备103时，由于某种异常，如果输出电压VBUS电压变化为10V，不能触发输出过压保护，但很可能已经损坏了该电子设备103。不能对连接至连接器102的输出端VBUS的规格为更小电压规格(如5V、9V、12V、15V)的电子设备105形成保护。

发明内容

为克服现有技术中的自适应适配器无法对多种规格的电子设备提供过压保护的问题，本发明提供了一种自适应电源适配器，可有效为多种规格的电子设备提供过压保护。

本发明提供了一种自适应电源适配器，其内设有过压保护模块；所述过压保护模块包括过压检测比较器、第一RS触发器、电源电压检测模块及采样保持电路；

其中，所述过压保护模块还包括过压保护基准电压选择模块、FB电压检测模块、第一与门和第二与门；

所述电源电压检测模块用于检测电源电压；所述采样保持电路用于对输出电压进行采样，获得采样电压；

所述FB电压检测模块的异相端接入预设基准电压，同相端接入FB电压；

所述过压保护基准电压选择模块包括若干阈值设定端口、阈值选择端口及过压保护阈值输出端口；所述阈值设定端口用于输入多级阈值设定信号，所述阈值选择端口用于输入端口选择信号，以选择从阈值设定端口将阈值设定信号传递给所述过压保护阈值输出端口输出过压保护阈值；

所述过压检测比较器的异相端连接至所述过压保护基准电压选择模块的过压保护阈值输出端口，同相端连接至所述采样保持电路的输出端；

所述过压检测比较器的输出端和所述FB电压检测模块的输出端分别连接到所述第一与门的两个输入端，所述第一与门的输出端连接到所述过压保护基准电压选择模块的阈值选择端口；

所述过压检测比较器的输出端、以及所述FB电压检测模块的输出端经过一非门后分别连接到第二与门的两个输入端，所述第二与门的输出端连接到所述第一RS触发器的置位端；所述第一RS触发器的复位端接地。

本发明提供的自适应电源适配器，其在过压保护模块中增加过压保护基准电压选择模块和FB电压检测模块，使得其不采用固定阈值的过压保护阈值，而是根据电子设备的规格可以选择不同的过压保护阈值。以避免过压保护阈值过大而造成的电子设备损坏现象的发生。当检测到输出电压大于所设置的过压保护阈值后，还需要对FB电压做检测，若FB电压大于所设预设基准电压，则调整过压保护阈值；若FB小于所设预设基准电压，则触发过压保护。

进一步地，所述自适应电源适配器包括变压器、位于变压器两侧的初级侧电路和次级侧电路；

其中初级侧电路包括初级主回路和初级控制模块；初级主回路用于连接交流线源，其上设有充电开关；所述初级控制模块连接所述充电开关，控制所述充电开关的通断；

所述次级侧电路包括次级侧主回路和次级控制模块；所述次级侧主回路上设有用于与电子设备连接的连接器；所述次级控制模块用于监测和控制次级侧主回路；

所述过压保护模块设置在所述初级控制模块内。

进一步地，所述初级控制模块内还包括脉宽控制模块；

所述脉宽控制模块包括触发单元、PWM比较模块及第一或非门；

所述PWM比较模块的同相端和异相端分别接入PWM信号和FB电压；PWM比较模块的输出端和所述过压保护模块输出端分别连接到第一或非门的两个输入端，所述第一或非门的输出端连接所述触发单元的复位端；

所述触发单元的输入端接低压电源，时钟端接入时钟信号，输出端连接到所述充电开关的控制端。

进一步地，所述过压保护基准电压选择模块包括开关选择电路；

所述开关选择电路设置在所述阈值设定端口和过压保护阈值输出端口之间，用于根据所述阈值选择端口输入的端口选择信号，选择将各阈值设定端口输入的阈值设定信号传递给过压保护阈值输出端口，从所述过压保护阈值输出端口输出过压保护阈值。

进一步地，所述过压保护基准电压选择模块上设有N级阈值设定端口；

所述开关选择电路设置在所述N级阈值设定端口和过压保护阈值输出端口之间，用于根据所述阈值选择端口输入的端口选择信号，逐级选择接通各所述阈值设定端口和所述过压保护阈值输出端口，将各阈值设定端口输入的阈值设定信号逐级传递给过压保护阈值输出端口，从所述过压保护阈值输出端口逐级输出过压保护阈值；其中，N大于等于2。

进一步地，所述过压保护基准电压选择模块还包括移位电路；

所述移位电路用于根据所述阈值选择端口输入的端口选择信号，移位选择性地输出控制信号给开关选择电路。

进一步地，所述开关选择电路包括N个选择开关、N-2个与门；所述移位电路包括第一D触发器组、第二D触发器组；其中，N大于等于5；

所述第一D触发器组内设有N-1个D触发器，所述N-1个D触发器串接，各D触发器的时钟端同步连接阈值选择端口，第一个D触发器的输入端输入高电平；

所述第二D触发器组内设有N-1个D触发器；所述第二D触发器组内的D触发器输入端均连接高电平；所述第二D触发器组内的D触发器与所述第一D触发器组内的D触发器一一对应，其时钟端分别连接到所述第一D触发器组内的对应D触发器的输出端；

其中，N-2个与门依次设定为第三与门、第四与门……第N与门；

所述第二D触发器组内第一个D触发器的输出端连接到第三与门的一个引脚，第二个D触发器的输出端经非门后连接到第三与门的另一个引脚；第二个D触发器的输出端连接到第四与门的一个引脚，第三个D触发器的输出端经非门后连接到第四与门的另一个引脚；以此类推……，第N-1个D触发器的输出端连接到第N与门的一个引脚，第N-1个D触发器的输出端经非门后连接到第N与门的另一个引脚；

所述N个选择开关依次设定为第一选择开关、第二选择开关……第N选择开关；

所述第三与门的输出端通过一RS触发器连接到第一选择开关的控制端，且所述第三与门的输出端直接连接到第二选择开关的控制端；第四与门的输出端直接连接到第三选择开关的控制端；以此类推，第N与门的输出端直接连接到第N-1选择开关的控制端；其中，第N-1个D触发器的输出端直接连接第N个选择开关的控制端。

进一步地，在所述初级侧电路中包括辅助绕组，所述电源电压检测模块输入端连接到所述辅助绕组上；所述辅助绕组上接有分压电路，所述采样保持电路连接到所述分压电路。

进一步地，所述分压电路包括串联连接在辅助绕组正端和接地端的第一分压电阻和第二分压电阻；所述采样保持电路电连接到所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间。

附图说明

图1是现有技术中提供的自适应电源适配器电路原理示意图；

图2是本发明具体实施方式中提供的自适应电源适配器电路原理示意图；

图3是本发明具体实施方式中提供的一种过压保护基准电压选择模块示意图；

图4是本发明具体实施方式中提供的一种进一步优选的过压保护基准电压选择模块；

图5是图4进一步细化的一种过压保护基准电压选择模块优选原理示意图；

图6是本发明具体实施方式中提供的过压保护基准电压选择模块各节点波形示意图；

图7是本发明具体实施方式中提供的自适应电源适配器的波形示意图；

图8是本发明具体实施方式中提供的5V电子设备触发过压保护的波形示意图；

图9是本发明具体实施方式中提供的12V电子设备触发过压保护的波形示意图。

其中，M1、充电开关；100、交流线源；101、变压器；102、连接器；103、电子设备；104、次级控制模块；105、初级控制模块；

106、过压保护模块；107、过压检测比较器；108、第一RS触发器；109、电源电压检测模块；110、触发单元；111、采样保持电路；112、PWM比较模块；113、第一或非门；114、辅助绕组；115、过压保护基准电压选择模块；116、FB电压检测模块；117、第一与门；118、第二与门；119、第一非门；

1151、开关选择电路；1152、移位电路；D11、第五D触发器；D12、第六D触发器；D13、第七D触发器；D14、第八D触发器；D21、第一D触发器；D22、第二D触发器；D23、第三D触发器；D24、第四D触发器；Y1、第三与门；Y2、第四与门；Y3、第五与门；301、第二RS触发器；302、第二非门；303、第三非门；304、第四非门；Q0、第一选择开关；Q1、第二选择开关；Q2、第三选择开关；Q3、第四选择开关；Q4、第五选择开关；R1、第一分压电阻；R2、第二分压电阻。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本例将对本发明公开的自适应电源适配器进行具体解释说明。如图2所示，所述自适应电源适配器包括变压器101、位于变压器101两侧的初级侧电路和次级侧电路；

其中初级侧电路包括初级主回路(图中未标记)和初级控制模块105；初级主回路用于连接交流线源100，其上设有充电开关M1；所述初级控制模块105连接所述充电开关M1，控制所述充电开关M1的通断；其中初级主回路的电路为公众所知，其上可以设置整流、滤波等模块，充电开关M1一般采用功率MOS管进行控制。不再赘述。该初级控制模块105通常为控制芯片。

所述次级侧电路包括次级侧主回路(图中未标记)和次级控制模块104；所述次级侧主回路上设有用于与电子设备103连接的连接器102；所述次级控制模块104用于监测和控制次级侧主回路；次级侧主回路上的连接器102为公众所知，其上一般设有4个端子：VBUS、DP、DN、GND；VBUS为输出电压端。次级侧的次级控制模块104内一般设有协议模块；该协议模块连接连接器102的DP、DN端子；通过DP、DN端子与电子设备103实现交互。不再赘述。

如图1中所示，与传统方案相同之处，所述过压保护模块106包括过压检测比较器107、第一RS触发器108、电源电压检测模块109及采样保持电路111；本例中，核心思想是在所述初级控制模块105内有过压保护模块106还包括过压保护基准电压选择模块115、FB电压检测模块116、第一与门117和第二与门118；

所述电源电压检测模块109用于检测电源电压，此处所说的电源电压指的是初级侧电路的电源电压。所述采样保持电路111用于对输出电压进行采样，获得采样电压；本例中，电源电压检测模块109连接到初级控制模块105的电源端，该电源端根据需要可以外接电源，或者如本例中所示，设置一辅助绕组114，该电源电压检测模块109连接到该辅助绕组114。作为优选方式，在所述初级侧电路中设置辅助绕组114，所述电源电压检测模块109输入端连接到所述辅助绕组114上；所述辅助绕组114上接有分压电路，所述采样保持电路111连接到所述分压电路。本例中，所述分压电路包括串联连接在辅助绕组114正端和接地端的第一分压电阻R1和第二分压电阻R2；所述采样保持电路111电连接到所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间。

同样的，本例中变压器101反激时，辅助绕组114上的电压等于次级绕组的电压乘以辅助绕组114和次级绕组的匝比。基于此，利用辅助绕组114的电压可以检测次级绕组的电压。例如，辅助电源设置成与次级绕组成特定匝数比，比如1:1；本例中，第一分压电阻和第二分压电阻之比为23:1。如可以理解，采样保持电路111采集到的采样电压为输出电压VBUS的24分之一(忽略次级整流二极管的压降)。

所述FB电压检测模块116的异相端接入预设基准电压Vref_fb，同相端接入FB电压；FB电压为公众所知，其为反馈电压。预设基准电压Vref_fb为固定电压，具体而言，例如设置为4V。FB电压可以理解为一误差放大器的输出。其中误差放大器的同相端是基准电压，一般是2.5V，异相端是输出电压VBUS经过电阻分压后的电压。通过调节电阻分压的比例，可以调节为输出目标电压。正常工作时，该误差放大器的同相端和异相端相等，FB电压是一个模拟电压，具体电压大小，由环路占空比决定。当输出电压VBUS大于输出目标电压时，VBUS经过电阻分压后的电压，即误差放大器的异相端，就会大于同相端的输出目标电压，误差电压器的输出就会变为低电平。当输出电压VBUS小于输出目标电压时，输出电压VBUS经过电阻分压后的电压，即误差放大器的异相端，就会小于同相端的输出目标电压，误差电压器的输出就会变为高电平。也即FB电压有3种状态，正常状态时，输出模拟电压，异常状态时，如果输出电压VBUS大于输出目标电压，则FB电压输出低电平，如果VBUS小于输出目标电压，则FB电压输出高电平。

所述过压保护基准电压选择模块115包括若干阈值设定端口(图中标记为V0、V1、V2、V3、V4)、阈值选择端口Vs及过压保护阈值输出端口Vref_ovp；此处说明，上述表示端口的附图标记，为方便描述起见，也用来表示相关端口的信号，以使其在后续原理解释中更简洁的进行说明。即V0、V1、V2、V3、V4也用来表征阈值设定信号。Vs也用来表示端口选择信号。Vref_ovp也用来表征过压保护阈值。所述阈值设定端口V0、V1、V2、V3、V4用于输入多级阈值设定信号，所述阈值选择端口Vs用于输入端口选择信号，以选择从阈值设定端口V0～V4将阈值设定信号传递给所述过压保护阈值输出端口Vref_ovp输出过压保护阈值；

所述过压检测比较器107的异相端连接至所述过压保护基准电压选择模块115的过压保护阈值输出端口Vref_ovp，同相端连接至所述采样保持电路111的输出端；

所述过压检测比较器107的输出端和所述FB电压检测模块116的输出端分别连接到所述第一与门117的两个输入端，所述第一与门117的输出端连接到所述过压保护基准电压选择模块115的阈值选择端口Vs；

所述过压检测比较器107的输出端、以及所述FB电压检测模块116的输出端经过一非门(本例中，称第一非门119)后分别连接到第二与门118的两个输入端，所述第二与门118的输出端连接到所述第一RS触发器108的置位端；所述第一RS触发器108的复位端接地。

本例中，同样的，第一RS触发器108的复位端接地，总是保持低电平。初始状态时，输出端Q端的初始态为0。

本例中，作为优选的方式，如图2所示，所述初级控制模块105内还包括脉宽控制模块；

所述脉宽控制模块包括触发单元110、PWM比较模块112及第一或非门113；

所述PWM比较模块112的同相端和异相端分别接入PWM信号和FB电压；PWM比较模块112的输出端和所述过压保护模块106输出端分别连接到第一或非门113的两个输入端，所述第一或非门113的输出端连接所述触发单元110的复位端；

所述触发单元110的输入端接低压电源，时钟端接入时钟信号OSC，输出端连接到所述充电开关M1的控制端。

本例中，上述触发单元为D触发器。

该脉宽控制模块本申请中与现有的方案相同，并非比本申请的主要创新点，本领域技术人员也可以选择其余脉宽控制电路实现。

如图3所示，本例中，所述过压保护基准电压选择模块115包括开关选择电路1151；

所述开关选择电路1151设置在所述阈值设定端口V0～V4和过压保护阈值输出端口Vref_ovp之间，用于根据所述阈值选择端口Vs输入的端口选择信号，选择将各阈值设定端口V0～V5输入的阈值设定信号传递给过压保护阈值输出端口Vref_ovp，从所述过压保护阈值输出端口Vref_ovp输出过压保护阈值。

作为优选的方式，所述过压保护基准电压选择模块115上设有N级阈值设定端口；

所述开关选择电路1151设置在所述N级阈值设定端口V0～V4和过压保护阈值输出端口Vref_ovp之间，用于根据所述阈值选择端口Vs输入的端口选择信号，逐级选择接通各所述阈值设定端口V0～V4和所述过压保护阈值输出端口Vref_ovp，将各阈值设定端口V0～V4输入的阈值设定信号逐级传递给过压保护阈值输出端口，从所述过压保护阈值输出端口Vref_ovp逐级输出过压保护阈值；其中，N大于等于2。

如图4所示，进一步优选，所述过压保护基准电压选择模块115还包括移位电路1152；

所述移位电路1152用于根据所述阈值选择端口Vs输入的端口选择信号，移位选择性地输出控制信号给开关选择电路1151。

如图5所示，本例中，所述开关选择电路1151包括N个选择开关、N-2个与门；所述移位电路1152包括第一D触发器组、第二D触发器组；其中，N大于等于5；本例中，以N等于5进行举例说明。

所述第一D触发器组内设有4个D触发器，所述4个D触发器串接，各D触发器的时钟端同步连接阈值选择端口，第一个D触发器的输入端输入高电平；本例中，为区别起见，从左起各D触发器依次命名为第五D触发器D11、第六D触发器D12、第七D触发器D13、第八D触发器D14；也即第一D触发器组内的第一个D触发器为第五D触发器D11，第二个D触发器为第六D触发器D12，第三个D触发器为第七D触发器D13，第四个D触发器为第八D触发器D14。

所述第二D触发器组内设有4个D触发器；所述第二D触发器组内的D触发器输入端均连接高电平；所述第二D触发器组内的D触发器与所述第一D触发器组内的D触发器一一对应，其时钟端分别连接到所述第一D触发器组内的对应D触发器的输出端；本例中，为区别起见，从左起各D触发器依次命名为第一D触发器D21、第二D触发器D22、第三D触发器D23、第四D触发器D24；

其中，N-2个与门依次设定为第三与门Y1、第四与门Y2……第N与门；本例中，左起依次设定第三与门Y1、第四与门Y2、第五与门Y3。

所述第二D触发器组内第一个D触发器(第一D触发器D21)的输出端连接到第三与门Y1的其中一个引脚，第二个D触发器(第二D触发器D22)的输出端经非门后连接到第三与门Y1的另一个引脚；第二个D触发器的输出端连接到第四与门Y2的一个引脚，第三个D触发器(第三D触发器D23)的输出端经非门后连接到第四与门Y2的另一个引脚；第三个D触发器(即第四D触发器D24)的输出端连接到第五与门Y3的一个引脚，第四个D触发器(第四D触发器)的输出端经非门后连接到第五与门Y3的另一个引脚。

本例中，所述5个选择开关依次设定为第一选择开关Q0、第二选择开关Q1……第五选择开关Q4；

所述第三与门Y1的输出端通过一RS触发器(为区别上述RS触发器，此处RS触发器命名为第二RS触发器301)连接到第一选择开关Q0的控制端SV0，且所述第三与门Y1的输出端直接连接到第二选择开关Q1的控制端SV1；第四与门Y2的输出端直接连接到第三选择开关Q2的控制端SV2；第五与门Y3的输出端直接连接到第四选择开关Q3的控制端SV3；其中，第四D触发器的输出端直接连接第五选择开关Q4的控制端SV4。

本例中，该图5所示的过压保护基准电压选择模块115工作原理解释如下：

其中第一D触发器组内的D触发器同步连接到连接图2中的第一与门117的输出端，以输入端口选择信号Vs，图中标记的Vref_ovp端连接图2中的Vref_ovp。

所示图5中，上电完成后，图中的Vref-ok(一个表征芯片内部电压电流稳定建立的信号)会被置为高电平，使得各D触发器及第二RS触发器301清零复位。当输入端口选择信号Vs的第一个上升沿到来时，第一D触发器组内的第一个D触发器(第五D触发器D11)的输出端QA会被置为高电平，QA的上升沿输出给第二D触发器组内的第一个D触发器(第一D触发器D21)会置输出端QB为高电平。其余各D触发器此时处于初始状态，使得第二D触发器组内的第二个D触发器(第二D触发器D22)的输出端QD的初始态为低电平，该低电平信号经第二非门302转变为高电平，故使得第三与门Y1输出高电平，会使第二选择开关Q1Q1的控制端SV1为高电平，此时第二选择开关Q1导通。同时，其余第三选择开关Q2的控制端SV2、第四选择开关Q3的控制端SV3、第五选择开关Q4的控制端SV4为低电平，不导通。SV1为高电平后，经过第二RS触发器301，会置第一选择开关Q0的控制端SV0为低电平。会断开V0和Vref_ovp端的连接。第二选择开关Q1的控制端SV1为高电平，会把V1传给过压保护阈值输出端口Vref_ovp，输出过压保护阈值Vref_ovp。

当端口选择信号Vs的第二个上升沿到来时，第一D触发器组内的第二个D触发器(第六D触发器D12)的输出端QC会被置为高电平，该信号输出给第二D触发器组内的第二个D触发器(第二D触发器D22)的时钟端，第二D触发器D22在时钟信号为上升沿时，会置输出端QD为高电平。QD的高电平，经过第二非门302，会置第二选择开关Q1的控制端SV1为低电平，断开V1和Vref_ovp的连接。由于QE的初始态为低电平，故QD的高电平同时会使SV2为高电平，将V2传递给过压保护阈值输出端口Vref_ovp，输出过压保护阈值Vref_ovp。

当端口选择信号Vs的第三个上升沿到来时，第一D触发器组内的第三个D触发器(第七D触发器D13)的输出端QF会被置为高电平。该信号输出给第二D触发器组内的第三个D触发器(第三D触发器D23)的时钟端，第三D触发器D23在时钟信号为上升沿时，会置输出端QE为高电平。输出端QE的高电平，经过第三非门303，会置第三选择开关Q2的控制端SV2为低电平，断开V2和Vref_ovp的连接。由于第二D触发器组内的第四个D触发器(第四D触发器D24)的初始态为低电平，该其输出端QH输出的低电平信号经第四非门304后输出高电平，故第三D触发器D23的输出端QE的高电平和第四非门304输出的高电平会使第四选择开关Q3的控制端SV3为高电平，将V3传递给过压保护阈值输出端口Vref_ovp，输出过压保护阈值Vref_ovp。

当端口选择信号Vs的第四个上升沿到来时，第一D触发器组内的第四个D触发器(第八D触发器D14)的输出端QG会被置为高电平。该信号输出给第二D触发器组内的第四个D触发器(第四D触发器D24)的时钟端，第四D触发器D24在时钟信号为上升沿时，会置输出端QH为高电平。QG的上升沿，会置第五选择开关Q4的控制端SV4为高电平。第五选择开关Q4导通，将V4传递给Vref_ovp。由于第二D触发器组内的第四个D触发器(第四D触发器D24)的输出端QH输出的高电平信号经第四非门304后输出低电平，第四选择开关Q3关段，断开V3。

此后，不论端口选择信号Vs如何变化，第五选择开关Q4的控制端SV4为高电平始终保持高电平，始终将V4传递给过压保护阈值输出端口Vref_ovp，输出过压保护阈值Vref_ovp。

如图6所示，其初始设置会使得第一选择开关Q0的控制端SV0为高电平，将V0传递给过压保护阈值Vref_ovp。当端口选择信号Vs第一个上升沿来时，将第一选择开关Q0的控制端SV0置低电平，第二选择开关Q1的控制端SV1置高电平，将V1传递给Vref_ovp。当端口选择信号Vs第二个上升沿来时，将第二选择开关Q1的控制端SV1置低电平，第三选择开关Q2的控制端SV2置高电平，将V2传递给Vref_ovp。同理，在端口选择信号Vs第三个上升沿、第四个上升沿来时，会将V3、V4传递给过压保护阈值输出端口Vref_ovp，输出过压保护阈值Vref_ovp。

下面对本申请的初级控制模块105中的工作原理进行解释说明。

过压检测比较器107将采样保持模块的采样电压与自适应变化的过压保护阈值Vref_ovp做比较，以检测输出电压是否超出过压保护阈值Vref_ovp。如果采样电压超过保护阈值，则通过FB电压检测模块116检测FB电压是否小于所设定的预设基准电压Vref_fb。若FB电压小于设置的预设基准电压Vref_fb，则触发输出电压过压保护。若FB电压大于设置的预设基准电压Vref_fb，则第一与门117输出高电平给阈值选择端口，过压保护基准电压选择模块115每接收到一个上升沿，则将过自适应变化的过压保护阈值Vref_ovp上调一个档位。

如图7所示，为了便于理解，本例中先将第一RS触发器108的输出端(OVP信号)置为高电平，波形节点如下：

当第一RS触发器108的输出OVP为低电平时，触发单元110(本例中为一D触发器)的时钟端输入时钟信号OSC，在时钟信号OSC的上升沿，会将触发单元110的输出信号DRV置为高电平，打开功率管M1。

同时，PWM比较模块112的两个输入端，一个输入FB电压，一个输入脉冲宽度调制信号Vramp，当Vramp大于Fb电压时，PWM比较模块112输出高电平。该高电平会置DRV为低电平，关闭功率管M1。此为环路的脉冲宽度调制工作过程。

当第一RS触发器108的输出端输出的过压保护信号OVP为高电平时，会直接将输出端的输出信号DRV置为低电平。此时，不论时钟信号OSC和Vramp信号如何变化，DRV信号始终保持低电平。屏蔽了脉冲宽度调制环路。

为使本领域技术人员进一步理解本申请方案，下边进一步举例对其工作过程进行说明。

以快充协议QC2.0为例，过压保护基准电压选择模块115的阈值设定电压是V0、V1、V2、V3、V4，分别对应输出电压5V、9V、12V、15V、20V的过压保护电压。具体而言，若VBUS分别为5V、9V、12V、15V、20V，对应的过压保护电压分别是6V、10.8V、14.4V、18V、24V；其中，阈值设定电压V1、V2、V3、V4、V5分别是0.25V、0.45V、0.6V、0.75V、1V等。当其传递给过压保护阈值输出端口后，输出对应的过压保护阈值0.25V、0.45V、0.6V、0.75V、1V。

如图8所示，电源适配器初级控制模块105中，过压保护基准电压选择模块115初始输出阈值设定电压V0电压(0.25V)，对应输出过压保护电压为6V。如果输出电压VBUS始终小于6V，那么过压检测比较器107始终输出低电平，则过压保护基准电压选择模块115始终保持输出为V0。如果输出电压VBUS大于6V，图2中PRT端口感测到的输出电压通过采样保持模块处理之后，被送到过压检测比较器107的同相端，过压检测比较器107输出高电平。

由于此时输出电压VBUS大于6V，远大于电源适配器的输出目标电压5V，因此FB电压(图中标记为VFB)饱和为低电平。FB电压检测模块116的检测阈值电压通常设置为4V，连接至负相端，同相端连接FB电压(图中标记为VFB)。此时FB电压检测模块116输出低电平，配合过压检测比较器107输出的高电平，共同作用于第一RS触发器108，使其输出高电平，触发输出过压保护信号OVP。

如图9所示，具体而言，作为一个实施案例，电子设备103为12V电子设备103。图2中，过压保护基准电压选择模块115初始输出过压保护阈值为V0(0.25V)，对应输出过压保护电压为6V。软启动期间，当VBUS电压超过6V后，过压检测比较器107输出高电平。由于电源适配器的输出目标电压是12V，远大于6V，因此FB电压(图中标记为VFB)饱和为高电平，大于FB电压检测模块116预设基准电压4V。此时FB电压检测模块116输出高电平，配合过压检测比较器107输出的高电平，共同作用于过压检测基准电压选择模块，使过压检测基准电压选择模块的输出由V0改变为V1。V1(0.45V)对应输出电压9V的过压保护电压10.8V。当过压检测基准电压选择模块的输出由V0改变为V1后，即由0.25V改变为0.45V后，过压检测比较器107的输出改变为低电平，等待下一次过压检测。由于电子设备103是12V电子设备103，所以输出电压VBUS会继续上升。当输出电压VBUS大于10.8V后，过压检测比较器107再次输出高电平。由于电源适配器的输出目标电压是12V，大于10.8V，因此反馈电压FB饱和为高电平，大于FB电压检测模块116预设基准电压4V。此时FB电压检测模块116输出高电平，配合过压检测比较器107输出的高电平，共同作用于过压保护基准电压选择模块115，使过压保护基准电压选择模块115的输出由V1改变为V2。V2对应的是12V输出电压的过压保护阈值(通常为0.6V)，对应保护电压是14.4V。至此，输出电压VBUS可以平稳的启动至输出目标电压12V。

如果输出电压VBUS始终小于14.4V，那么过压检测比较器107始终输出低电平，则过压保护基准电压选择模块115始终保持输出为V2。如果输出电压VBUS由于某种异常，超过了14.4V，那么过压检测比较器107输出高电平。由于此时输出电压VBUS大于14.4V，即远大于电源适配器的输出目标电压12V，因此FB电压(图中标记VFB)饱和为低电平。此时FB电压检测模块116输出低电平，配合过压检测比较器107输出的高电平，共同作用于第一RS触发器108，使其输出高电平，触发输出过压保护信号OVP。

同理可以推出15V电子设备103以及20V电子设备103过压保护工作原理。

本发明提供的自适应电源适配器，其在过压保护模块106中增加过压保护基准电压选择模块115和FB电压检测模块116，使得其不采用固定阈值的过压保护阈值，而是根据电子设备103的规格可以选择不同的过压保护阈值。以避免过压保护阈值过大而造成的电子设备103损坏现象的发生。当检测到输出电压大于所设置的过压保护阈值后，还需要对FB电压做检测，若FB电压大于所设预设基准电压，则调整过压保护阈值；若FB小于所设预设基准电压，则触发过压保护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。