專利名稱：一種電池充電電路及其控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及開(kāi)關(guān)電源電路，更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種電池充電電路及其控制電路。
背景技術(shù)：
在開(kāi)關(guān)電源電路的某些應(yīng)用中，例如當(dāng)開(kāi)關(guān)電源電路應(yīng)用于電池充電電路時(shí)，需要采用恒流控制及恒壓控制。傳統(tǒng)的采用遲滯方式控制的開(kāi)關(guān)電源電路通過(guò)限定電感電流的上下限來(lái)實(shí)現(xiàn)恒流控制。如圖1所示，控制電路100通過(guò)檢測(cè)與電感L串聯(lián)的電阻Rsen兩端的電壓，生成電流檢測(cè)信號(hào)?；陔娏鳈z測(cè)信號(hào)，控制電路100生成控制信號(hào)Gl來(lái)控制功率開(kāi)關(guān)Ml和M2的通斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)恒流控制。該電路通過(guò)檢測(cè)與電感L串聯(lián)的電阻Rsen兩端的電壓來(lái)檢測(cè)流過(guò)電感的電流，因此電阻Rsen上將會(huì)產(chǎn)生功耗。并且當(dāng)功率開(kāi)關(guān)Ml和M2以及控制電路100集成在一塊芯片上時(shí)，芯片還需要有額外的兩個(gè)引腳連接至電阻Rsen的兩端。

實(shí)用新型內(nèi)容考慮到現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問(wèn)題，提出了一種電池充電電路及其控制電路。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，提出了一種控制電路，所述控制電路可用于電池充電電路，所述電池充電電路包括上拉功率管和下拉功率管，所述控制電路包括:遲滯控制電路，具有第一輸出端和第二輸出端，在所述第一輸出端產(chǎn)生電流下限信號(hào)和在所述第二輸出端產(chǎn)生電流上限信號(hào)；電流檢測(cè)電路，耦接至上拉功率管和下拉功率管，檢測(cè)流過(guò)上拉功率管和下拉功率管的電流，并輸出表征上拉功率管的電流的上管電流檢測(cè)信號(hào)和表征下拉功率管的電流的下管電流檢測(cè)信號(hào)；比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端，第四輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端耦接至遲滯控制電路的第一輸出端接收電流下限信號(hào)，所述第二輸入端耦接至遲滯控制電路的第二輸出端，接收電流上限信號(hào)，所述第三輸入端和第四輸入端耦接至電流檢測(cè)電路，分別接收上管電流檢測(cè)信號(hào)和下管電流檢測(cè)信號(hào)，所述第一輸出端輸出置位信號(hào)，所述第二輸出端輸出復(fù)位信號(hào)；邏輯電路，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，所述置位端耦接至比較電路的第一輸出端，接收置位信號(hào)，所述復(fù)位端耦接至比較電路的第二輸出端，接收復(fù)位信號(hào)，所述輸出端輸出控制信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電流檢測(cè)電路包括上管電流檢測(cè)電路和下管電流檢測(cè)電路。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一功率管和第二功率管分別具有第一端、第二端和控制端，所述上管電流檢測(cè)電路包括:第一檢測(cè)管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收輸入電壓，所述控制端耦接至上拉功率管的控制端；第二檢測(cè)管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至上拉功率管的第二端，所述控制端耦接至上拉功率管的控制端；誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端稱接至第一檢測(cè)管的第二端，第二輸入端耦接至第二檢測(cè)管的第二端；第三檢測(cè)管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至所述第一檢測(cè)管的第二端，所述控制端耦接至誤差放大器的輸出端，所述第二端提供上管檢測(cè)電流；電阻，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第三檢測(cè)管的第二端，所述第二端接地，所述上管檢測(cè)電流流過(guò)電阻，在電阻的第一端產(chǎn)生上管電流檢測(cè)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述下管電流檢測(cè)電路包括:第四檢測(cè)管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接地，所述控制端耦接至下拉功率管的控制端；第五檢測(cè)管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至下拉功率管的第二端，所述控制端耦接至下拉功率管的控制端；誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端I禹接至第一檢測(cè)管的第二端，第二輸入端耦接至第五檢測(cè)管的第二端；第六檢測(cè)管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至所述第五檢測(cè)管的第二端，所述控制端耦接至誤差放大器的輸出端，所述第二端提供上管檢測(cè)電流；電流鏡電路，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第六檢測(cè)管的第二端，所述第二端提供與流過(guò)第六檢測(cè)管的電流成鏡像比例的鏡像電流；電阻，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至電流鏡電路的第二端，接收鏡像電流，所述第二端接地，所述鏡像電流流過(guò)所述電阻，在所述電阻的第一端產(chǎn)生下管電流檢測(cè)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述比較電路包括:下限比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至遲滯控制電路的第一輸出端接收電流下限信號(hào)，所述第二輸入端耦接至電流檢測(cè)電路的輸出端接收電流檢測(cè)信號(hào)，所述輸出端輸出置位信號(hào)；以及上限比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至遲滯控制電路的第二輸出端，接收電流上限信號(hào)，所述第二輸入端耦接至電流檢測(cè)電路的輸出端，接收電流檢測(cè)信號(hào)，所述輸出端輸出復(fù)位信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述邏輯電路包括RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，所述置位端耦接至比較電路的第一輸出端，接收置位信號(hào)，所述復(fù)位端耦接至比較電路的第二輸出端，接收復(fù)位信號(hào)，所述輸出端輸出控制信號(hào)。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，還提出了一種電池充電電路，包括上述任一種控制電路，還包括:電感，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至功率電路的輸出端，所述第二端提供充電電流給電池；輸出電容，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至電感的第二端，所述第二端接地；其中所述功率電路具有輸入端、接地端、輸出端和控制端，所述輸入端接收輸入電壓，所述接地端接地，所述控制端耦接至控制電路的輸出端接收控制信號(hào)；電感的第一端在功率電路導(dǎo)通時(shí)接收輸入電壓，在功率電路關(guān)斷時(shí)接地。根據(jù)本實(shí)用新型上述各方面的電池充電電路及其控制電路，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省去了片外的電流檢測(cè)電阻，降低了電路成本。

為了更好的理解本實(shí)用新型，將根據(jù)以下附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述:圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的電池充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的電池充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出了圖2中的電池充電電路工作時(shí)的各信號(hào)的波形示意圖；[0016]圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制電路200中的各模塊的具體電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的遲滯信號(hào)產(chǎn)生電路401的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6示出了圖5遲滯信號(hào)產(chǎn)生電路401中的各信號(hào)波形示意圖；圖7示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的運(yùn)算電路402的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖8示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的電流檢測(cè)電路205中的上管電流檢測(cè)電路801 ； 圖9示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的電流檢測(cè)電路205中的下管電流檢測(cè)電路901。
具體實(shí)施方式
下面將詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說(shuō)明，并不用于限制本實(shí)用新型。在以下描述中，為了提供對(duì)本實(shí)用新型的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是:不必采用這些特定細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)行本實(shí)用新型。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本實(shí)用新型，未具體描述公知的電路、材料或方法。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，對(duì)“ 一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“ 一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著:結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本實(shí)用新型至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說(shuō)明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱元件“連接到”或“耦接到”另一元件時(shí)，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的電池充電電路的結(jié)構(gòu)示意圖。電池充電電路接收輸入電壓Vin，輸出充電電流和充電電壓Vbatt給電池。所述電池充電電路包括:控制電路200，輸出控制信號(hào)Gl ;功率電路210，具有輸入端、接地端、輸出端和控制端，所述輸入端接收輸入電壓Vin，所述接地端接地，所述控制端耦接至控制電路200的輸出端接收控制信號(hào)Gl，基于所述控制信號(hào)Gl，所述功率電路210或?qū)ɑ蜿P(guān)斷；電感L，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至功率電路210的輸出端SW，所述第二端提供充電電流給電池；以及輸出電容Cout，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至電感的第二端，所述第二端接地；其中，在功率電路210導(dǎo)通時(shí)，電感L的第一端接收輸入電壓Vin ;在功率電路210關(guān)斷時(shí)，電感L的第一端接地。在圖2中，所述功率電路210包括上拉功率管Ml和下拉功率管M2。上拉功率管Ml導(dǎo)通，下拉功率管M2關(guān)斷的工作狀態(tài)被定義為功率電路210導(dǎo)通，同時(shí)也定義為電池充電電路導(dǎo)通；上拉功率管Ml關(guān)斷，下拉功率管M2導(dǎo)通的工作狀態(tài)被定義為功率電路210關(guān)斷，同時(shí)也定義為電池充電電路關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，上拉功率管Ml和下拉功率管M2包括MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管)，三極管等可控半導(dǎo)體器件。所述功率電路210還包括反相器209，接收控制信號(hào)G1，輸出與控制信號(hào)Gl相反的信號(hào)G2來(lái)控制下拉功率管M2的通斷。在一個(gè)實(shí)施例中，上拉功率管Ml包括M0SFET，三極管等可控半導(dǎo)體器件，下拉功率管M2包括二極管等半導(dǎo)體器件。如圖2所示，所述控制電路200包括:反饋放大器201，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收表征充電電壓Vbatt的反饋信號(hào)Vfb，所述第二輸入端接收反饋基準(zhǔn)信號(hào)Vrefl，基于所述反饋信號(hào)Vfb和反饋基準(zhǔn)信號(hào)Vrefl，所述反饋放大器201在輸出端輸出反饋放大信號(hào)Vcom ;選擇電路202,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收電流參考信號(hào)Vic，所述第二輸入端耦接至反饋放大器201的輸出端接收反饋放大信號(hào)Vcom，基于所述電流參考信號(hào)Vic和反饋放大信號(hào)Vcom，所述選擇電路202生成電流控制信號(hào)Vmid輸出到輸出端；遲滯控制電路203,具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端、第五輸入端、第一輸出端和第二輸出端,所述第一輸入端I禹接至選擇電路的輸出端接收電流控制信號(hào)Vmid，所述第二輸入端接收輸入電壓Vin，所述第三輸入端接收充電電壓Vbatt，所述第四輸入端耦接至控制電路200的輸出端接收控制信號(hào)G1，所述第五輸入端接收在功率電路210導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生脈沖的頻率信號(hào)FRE，基于所述電流控制信號(hào)Vmid，輸入電壓Vin、充電電壓Vbatt、控制信號(hào)Gl和頻率信號(hào)FRE，所述遲滯控制電路203在第一輸出端輸出電流下限信號(hào)Vhys_L,在第二輸出端輸出電流上限信號(hào)Vhys_H ；電流檢測(cè)電路205，耦接至上拉功率管Ml和下拉功率管M2，檢測(cè)流過(guò)上拉功率管Ml和下拉功率管M2的電流，并輸出表征上拉功率管Ml的電流的上管電流檢測(cè)信號(hào)Vihs和表征下拉功率管M2的下管電流檢測(cè)信號(hào)Vils ;比較電路206，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端耦接至遲滯控制電路203的第一輸出端接收電流下限信號(hào)Vhys_L，所述第二輸入端耦接至遲滯控制電路203的第二輸出端接收電流上限信號(hào)Vhys_H，所述第三輸入端耦接至電流檢測(cè)電路205接收上管電流檢測(cè)信號(hào)Vihs，所述第四輸入端耦接至電流檢測(cè)電路205接收下管電流檢測(cè)信號(hào)Vils，基于所述電流上限信號(hào)Vhys_H、電流下限信號(hào)Vhys_L、上管電流檢測(cè)信號(hào)Vihs和下管電流檢測(cè)信號(hào)Vils,所述比較電路206在第一輸出端輸出置位信號(hào)Vs,在第二輸出端輸出復(fù)位信號(hào)Vr ;邏輯電路207，具有置位端S、復(fù)位端R和輸出端Q，所述置位端S耦接至比較電路206的第一輸出端接收置位信號(hào)Vs，所述復(fù)位端R耦接至比較電路206的第二輸出端接收復(fù)位信號(hào)Vr，基于所述置位信號(hào)Vs和復(fù)位信號(hào)Vr，所述邏輯電路207在輸出端輸出控制信號(hào)Gl。在一個(gè)實(shí)施例中，所述邏輯電路207包括RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，所述置位端耦接至比較電路206的第一輸出端接收置位信號(hào)Vs，所述復(fù)位端耦接至比較電路206的第二輸出端接收復(fù)位信號(hào)Vr，基于所述置位信號(hào)Vs和復(fù)位信號(hào)Vr，所述邏輯電路207在輸出端輸出控制信號(hào)Gl。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，當(dāng)上拉功率管Ml導(dǎo)通時(shí)，流過(guò)上拉功率管Ml的電流與流過(guò)電感L的電流相等；當(dāng)下拉功率管M2導(dǎo)通時(shí)，流過(guò)下拉功率管M2的電流與流過(guò)電感L的電流相等。因此，通過(guò)檢測(cè)上拉功率管Ml和下拉功率管M2的電流，即可得到流過(guò)電感L的電流。[0029]圖3示出了圖2中的電池充電電路工作時(shí)的各信號(hào)的波形示意圖。下面結(jié)合圖2和圖3來(lái)闡述圖2中的電池充電電路的工作過(guò)程。由圖3可看出，電池充電電路的工作主要分成恒流和恒壓兩個(gè)階段。在電池電壓Vbatt未達(dá)到設(shè)定值，即反饋電壓Vfb的值小于反饋基準(zhǔn)信號(hào)Vrefl時(shí)，電池充電電路工作在恒流模式。在該模式下，由于反饋電壓Vfb小于反饋基準(zhǔn)信號(hào)Vrefl，反饋放大器201飽和，反饋放大信號(hào)Vcom的值大于電流參考信號(hào)Vic的值(電流參考信號(hào)Vic為預(yù)設(shè)固定值)，選擇電路202選擇電流參考信號(hào)Vic作為電流控制信號(hào)Vmid輸出至遲滯控制電路203。遲滯控制電路203基于輸入電壓Vin、充電電壓Vbatt、控制信號(hào)Gl、電流控制信號(hào)Vmid以及頻率信號(hào)FRE而生成電流上限信號(hào)Vhys_H和電流下限信號(hào)Vhys_L。比較電路206接收電流上限信號(hào)Vhys_H，電流下限信號(hào)Vhys_L，以及上管電流檢測(cè)信號(hào)Vihs和下管電流檢測(cè)信號(hào)Vils。當(dāng)上拉功率管Ml關(guān)斷，下拉功率管M2導(dǎo)通時(shí)，若表征電感電流的下管電流檢測(cè)信號(hào)Vils下降至電流下限信號(hào)Vhys_L，比較電路206輸出置位信號(hào)Vs來(lái)置位邏輯電路207，控制信號(hào)Gl開(kāi)通上拉功率管M1，關(guān)斷下拉功率管M2，從而使電感L耦接輸入電壓Vin，電感電流上升。此時(shí)，下管電流檢測(cè)信號(hào)Vils為零，表征電感電流的上管電流檢測(cè)信號(hào)Vihs增大。當(dāng)上管電流檢測(cè)信號(hào)Vihs上升至電流上限信號(hào)Vhys_H，比較電路206輸出復(fù)位信號(hào)Vr來(lái)復(fù)位邏輯電路207，控制信號(hào)Gl關(guān)斷上拉功率管M1，導(dǎo)通下拉功率管M2，從而使電感L接地，電感電流下降。此時(shí)，上管電流檢測(cè)信號(hào)為零，表征電感電流的下管電流檢測(cè)信號(hào)Vils減小。電流控制信號(hào)Vmid為電流上限信號(hào)Vhys_H和電流下限信號(hào)Vhys_L的平均值，也就是說(shuō)電感平均電流，即充電電流，就對(duì)應(yīng)于電流控制信號(hào)Vmid的值，從而實(shí)現(xiàn)恒流控制。當(dāng)反饋電壓Vfb上升至反饋基準(zhǔn)信號(hào)Vrefl后，電池充電電路進(jìn)入恒壓模式。由于反饋電壓Vfb的增大,反饋放大信號(hào)Vcom開(kāi)始下降。當(dāng)反饋放大信號(hào)Vcom小于或等于電流參考信號(hào)Vic時(shí)，選擇電路202選擇反饋放大信號(hào)Vcom作為電流控制信號(hào)Vmid輸出至遲滯控制電路203。如前所述，電感電流平均值，即充電電流被控制對(duì)應(yīng)于反饋放大信號(hào)Vcom0當(dāng)反饋電壓Vfb繼續(xù)上升時(shí),反饋放大信號(hào)Vcom下降,充電電流對(duì)應(yīng)下降,從而使充電電壓Vbatt下降。因此反饋電壓Vfb不會(huì)持續(xù)上升，將會(huì)被控制等于反饋基準(zhǔn)信號(hào)Vrefl，即充電電壓Vbatt在穩(wěn)定情況下將為恒定值，從而實(shí)現(xiàn)恒壓控制。 在一個(gè)實(shí)施例中，功率電路210還包括驅(qū)動(dòng)電路，接收控制信號(hào)Gl和G2，將控制信號(hào)Gl和G2的驅(qū)動(dòng)能力增大后分別輸出至上拉功率管Ml和下拉功率管M2的控制端。圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制電路200中的各模塊的具體電路結(jié)構(gòu)示意圖。在一個(gè)實(shí)施例中，選擇電路202包括:二極管D1，具有陰極端和陽(yáng)極端，所述陰極端耦接至反饋放大器201的輸出端接收反饋放大信號(hào)Vcom ;以及電阻R3，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至所述二極管Dl的陽(yáng)極端，所述第二端接收電流參考信號(hào)Vic ;其中，在電流參考信號(hào)Vic小于或等于反饋放大信號(hào)Vcom時(shí)，二極管Dl關(guān)斷，電流參考信號(hào)Vmid等于電流參考信號(hào)Vic ;在電流參考信號(hào)Vic大于反饋放大信號(hào)Vcom時(shí),二極管Dl導(dǎo)通，電流參考信號(hào)Vmid等于反饋放大信號(hào)Vcom。在一個(gè)實(shí)施例中，遲滯控制電路203包括:遲滯信號(hào)產(chǎn)生電路401，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收輸入電壓Vin，所述第二輸入端接收充電電壓Vbatt，所述第三輸入端耦接至控制電路200的輸出端接收控制信號(hào)G1，所述第四輸入端接收頻率信號(hào)FRE，基于所述輸入電壓Vin、充電電壓Vbatt、控制信號(hào)Gl和頻率信號(hào)FRE，所述遲滯信號(hào)產(chǎn)生電路401在輸出端輸出遲滯窗口信號(hào)Vhys ；以及運(yùn)算電路402,具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端,所述第一輸入端耦接至遲滯信號(hào)產(chǎn)生電路401接收遲滯窗口信號(hào)Vhys，所述第二輸入端耦接至選擇電路202的輸出端接收電流控制信號(hào)Vmid，基于所述遲滯窗口信號(hào)Vhys和電流控制信號(hào)Vmid，所述運(yùn)算電路402在第一輸出端輸出電流下限信號(hào)Vhys_L，在第二輸出端輸出電流上限信號(hào) Vhys_H。在一個(gè)實(shí)施例中，所述頻率信號(hào)FRE包括置位信號(hào)Vs。所述置位信號(hào)Vs在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期中產(chǎn)生脈沖置位RS觸發(fā)器以產(chǎn)生控制信號(hào)Gl導(dǎo)通上拉功率管Ml。頻率信號(hào)FRE也可以包括任何在上拉功率管Ml導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生脈沖的信號(hào)。圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的遲滯信號(hào)產(chǎn)生電路401的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在圖5中，遲滯信號(hào)產(chǎn)生電路401包括:恒定導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路501，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收輸入電壓Vin,所述第二輸入端接收充電電壓Vbatt，所述第三輸入端接收置位信號(hào)Vs，基于所述輸入電壓Vin、充電電壓Vbatt和置位信號(hào)Vs，所述恒定導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路501在輸出端輸出恒定導(dǎo)通信號(hào)Ton_ref ;充放電電路502,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端,其中所述第一輸入端稱接至恒定導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路501的輸出端接收恒定導(dǎo)通信號(hào)T0n_ref，所述第二輸入端耦接至控制電路200的輸出端接收控制信號(hào)G1，基于所述恒定導(dǎo)通信號(hào)T0n_ref和控制信號(hào)G1，所述充放電電路502在輸出端提供充放電電流；以及遲滯電容Cl，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至充放電電路502的輸出端接收充放電電流，所述第二端接地，所述遲滯電容Cl在第一端提供遲滯窗口信號(hào)Vhys。在另一實(shí)施例中，充放電電路502還包括反相器503，耦接在恒定導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路501的輸出端和第一開(kāi)關(guān)Ql的控制端之間，接收恒定導(dǎo)通信號(hào)Ton_ref,輸出反相的恒定導(dǎo)通信號(hào)Ton_ref。在一個(gè)實(shí)施例中，所述恒定導(dǎo)通信號(hào)產(chǎn)生電路501包括:第一受控電流源II，具有輸入端、輸出端和控制端，所述輸入端接收供電電壓Vcc,所述控制端接收輸入電壓Vin,所述輸出端提供充電電流Ic ;基準(zhǔn)電容C2，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第一受控電流源Il的輸出端接收充電電流Ic，所述第二端接地，所述基準(zhǔn)電容C2在第一端提供鋸齒波信號(hào)Vc2 ;頻率開(kāi)關(guān)Ms，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端和第二端耦接至基準(zhǔn)電容C2的兩端，所述控制端接收置位信號(hào)Vs，當(dāng)置位信號(hào)Vs產(chǎn)生脈沖時(shí)，所述頻率開(kāi)關(guān)Ms導(dǎo)通；受控電壓源VI，具有第一端，第二端和控制端，所述第二端接地，所述控制端耦接至電池接收充電電壓Vbatt，基于所述充電電壓Vbatt，所述受控電壓源Vl在第一端輸出與充電電壓Vbatt相關(guān)的恒定導(dǎo)通基準(zhǔn)信號(hào)Vref 2 ；以及恒定導(dǎo)通比較器5011，具有第一輸入端(反相輸入端)、第二輸入端(正相輸入端)和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至基準(zhǔn)電容C2的第一端接收鋸齒波信號(hào)Vc2，所述第二輸入端耦接至受控電壓源Vl的第一端接收恒定導(dǎo)通基準(zhǔn)信號(hào)Vref2，基于所述鋸齒波信號(hào)Vc2和恒定導(dǎo)通基準(zhǔn)信號(hào)Vref2，所述恒定導(dǎo)通比較器5011在輸出端輸出恒定導(dǎo)通信號(hào)Ton_ref。在一個(gè)實(shí)施例中，第一受控電流源Il輸出的充電電流Ic與輸入電壓Vin的關(guān)系如下:Ic = KlXVin (I)[0040]其中Kl為固定常數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，受控電壓源Vl輸出的恒定導(dǎo)通基準(zhǔn)信號(hào)Vref2與充電電壓Vbatt的關(guān)系如下:Vref 2 = K2 X Vbatt (2)其中K2為固定常數(shù)。在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期中，當(dāng)置位信號(hào)Vs產(chǎn)生脈沖時(shí)，所述頻率開(kāi)關(guān)Ms導(dǎo)通，基準(zhǔn)電容C2被放電，鋸齒波信號(hào)Vc2降為零，恒定導(dǎo)通信號(hào)Ton_ref為低電平；當(dāng)置位信號(hào)Vs的脈沖結(jié)束后，頻率開(kāi)關(guān)Ms關(guān)斷，第一受控電流源Il開(kāi)始給基準(zhǔn)電容C2充電，鋸齒波信號(hào)Vc2以一定的斜率上升，當(dāng)鋸齒波信號(hào)Vc2上升至恒定導(dǎo)通基準(zhǔn)信號(hào)Vref2時(shí)，恒定導(dǎo)通比較器5011翻轉(zhuǎn)，恒定導(dǎo)通信號(hào)Ton_ref跳變?yōu)楦唠娖?，鋸齒波信號(hào)Vc2繼續(xù)上升，直至下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期到來(lái)時(shí)，置位信號(hào)Vs的脈沖導(dǎo)通頻率開(kāi)關(guān)Ms，使得基準(zhǔn)電容C2被放電，恒定導(dǎo)通比較器5011翻轉(zhuǎn)，恒定導(dǎo)通信號(hào)Ton_ref跳變?yōu)榈碗娖健Ｖ芏鴱?fù)始，使得恒定導(dǎo)通信號(hào)Ton_ref具有圖6所示波形。在一個(gè)實(shí)施例中，恒定導(dǎo)通信號(hào)Ton_ref的高電平時(shí)長(zhǎng)被定義為導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)，低電平時(shí)長(zhǎng)被定義為關(guān)斷時(shí)長(zhǎng)。由于Ton_ref的導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)恒定，因此也被定義為恒定導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)。恒定導(dǎo)通信號(hào)Ton_ref的導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)TON如下:
權(quán)利要求1.一種控制電路，所述控制電路可用于電池充電電路，所述電池充電電路包括上拉功率管和下拉功率管，其特征在于，所述控制電路包括: 遲滯控制電路，具有第一輸出端和第二輸出端，在所述第一輸出端產(chǎn)生電流下限信號(hào)和在所述第二輸出端產(chǎn)生電流上限信號(hào)； 電流檢測(cè)電路，耦接至上拉功率管和下拉功率管，檢測(cè)流過(guò)上拉功率管和下拉功率管的電流，并輸出表征上拉功率管的電流的上管電流檢測(cè)信號(hào)和表征下拉功率管的電流的下管電流檢測(cè)信號(hào)； 比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端，第四輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端耦接至遲滯控制電路的第一輸出端接收電流下限信號(hào)，所述第二輸入端耦接至遲滯控制電路的第二輸出端，接收電流上限信號(hào)，所述第三輸入端和第四輸入端耦接至電流檢測(cè)電路，分別接收上管電流檢測(cè)信號(hào)和下管電流檢測(cè)信號(hào)，所述第一輸出端輸出置位信號(hào)，所述第二輸出端輸出復(fù)位信號(hào)； 邏輯電路，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，所述置位端耦接至比較電路的第一輸出端，接收置位信號(hào)，所述復(fù)位端耦接至比較電路的第二輸出端，接收復(fù)位信號(hào)，所述輸出端輸出控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述電流檢測(cè)電路包括上管電流檢測(cè)電路和下管電流檢測(cè)電路。
3.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，所述第一功率管和第二功率管分別具有第一端、第二端和控制端，所述上管電流檢測(cè)電路包括: 第一檢測(cè)管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收輸入電壓，所述控制端耦接至上拉功率管的控制端； 第二檢測(cè)管，具有第一端 、第二端和控制端，所述第一端耦接至上拉功率管的第二端，所述控制端耦接至上拉功率管的控制端； 誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端稱接至第一檢測(cè)管的第二端，第二輸入端耦接至第二檢測(cè)管的第二端； 第三檢測(cè)管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至所述第一檢測(cè)管的第二端，所述控制端耦接至誤差放大器的輸出端，所述第二端提供上管檢測(cè)電流； 電阻，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第三檢測(cè)管的第二端，所述第二端接地，所述上管檢測(cè)電流流過(guò)電阻，在電阻的第一端產(chǎn)生上管電流檢測(cè)信號(hào)。
4.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，所述下管電流檢測(cè)電路包括: 第四檢測(cè)管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接地，所述控制端耦接至下拉功率管的控制端； 第五檢測(cè)管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至下拉功率管的第二端，所述控制端耦接至下拉功率管的控制端； 誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端稱接至第一檢測(cè)管的第二端，第二輸入端耦接至第五檢測(cè)管的第二端； 第六檢測(cè)管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至所述第五檢測(cè)管的第二端，所述控制端耦接至誤差放大器的輸出端，所述第二端提供上管檢測(cè)電流； 電流鏡電路，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第六檢測(cè)管的第二端，所述第二端提供與流過(guò)第六檢測(cè)管的電流成鏡像比例的鏡像電流； 電阻，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至電流鏡電路的第二端，接收鏡像電流，所述第二端接地，所述鏡像電流流過(guò)所述電阻，在所述電阻的第一端產(chǎn)生下管電流檢測(cè)信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的控制電路，其特征在于，所述比較電路包括: 下限比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至遲滯控制電路的第一輸出端接收電流下限信號(hào)，所述第二輸入端耦接至電流檢測(cè)電路的輸出端接收電流檢測(cè)信號(hào)，所述輸出端輸出置位信號(hào)；以及 上限比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至遲滯控制電路的第二輸出端，接收電流上限信號(hào)，所述第二輸入端耦接至電流檢測(cè)電路的輸出端，接收電流檢測(cè)信號(hào)，所述輸出端輸出復(fù)位信號(hào)。
6.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的控制電路，其特征在于，所述邏輯電路包括RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，所述置位端耦接至比較電路的第一輸出端，接收置位信號(hào)，所述復(fù)位端耦接至比較電路的第二輸出端，接收復(fù)位信號(hào)，所述輸出端輸出控制信號(hào)。
7.—種電池充電電路,其特征在于,所述電池充電電路包括如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的控制電路，并且還包括: 電感，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至功率電路的輸出端，所述第二端提供充電電流給電池； 輸出電容，具有第一端和第二端 ，所述第一端耦接至電感的第二端，所述第二端接地；其中所述功率電路具有輸入端、接地端、輸出端和控制端，所述輸入端接收輸入電壓，所述接地端接地，所述控制端耦接至控制電路的輸出端接收控制信號(hào)； 電感的第一端在功率電路導(dǎo)通時(shí)接收輸入電壓，在功率電路關(guān)斷時(shí)接地。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種電池充電電路及其控制電路，所述電池充電電路用于控制對(duì)電池的充電，所述電池充電電路包括上拉功率管和下拉功率管。所述控制電路包括遲滯控制電路，產(chǎn)生電流下限信號(hào)和電流上限信號(hào)；電流檢測(cè)電路，檢測(cè)流過(guò)上拉功率管和下拉功率管的電流，并輸出表征上拉功率管的電流的上管電流檢測(cè)信號(hào)和表征下拉功率管的下管電流檢測(cè)信號(hào)；比較電路，輸出置位信號(hào)和復(fù)位信號(hào)；邏輯電路，耦接至比較電路接收置位信號(hào)和復(fù)位信號(hào)，輸出控制信號(hào)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202940621SQ20122065055
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者徐敏, 白真貴, 李小青, 任遠(yuǎn)程 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司