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一種電池充電轉換器電路的制作方法_2

文檔序號:10408005閱讀:來源:國知局
2、補償網(wǎng)絡和放大器0P1,補償網(wǎng)絡的兩端分別連接放大器0P1的同相輸入端和輸出端,放 大器0P1的輸出端連接驅(qū)動電路2,所述轉換器電路還包括多環(huán)路反饋復合型誤差放大單元 1、恒壓充電單元3、電壓低鉗位單元4和恒流充電單元5,其中,多環(huán)路反饋復合型誤差放大 單元1包括第一輸入端a、第二輸入端b、第三輸入端c、第四輸入端d、第一輸出端e和第二輸 出端f,第一輸入端a連接恒壓充電單元3,第二輸入端b連接電壓低鉗位單元4,第三輸入端 c連接恒流充電單元5,第四輸入端d連接基準電壓Vr,第一輸出端e和第二輸出端f均連接所 述放大器0P1的同相輸入端和反向輸入端;所述驅(qū)動電路2與恒壓充電單元3、電壓低鉗位單 元4和恒流充電單元5均連接,恒流充電單元5連接恒壓充電單元3。
[0037]本實用新型的多環(huán)路反饋復合型誤差放大單元合并了恒流充電、恒壓充電和輸入 電壓低鉗位三個控制環(huán)路單元,可以有效地解決轉態(tài)過程連續(xù)性不平順問題;并且該多環(huán) 路反饋復合型誤差放大單元1適用于更多控制環(huán)路的復合,不限制于本實用新型的三個控 制環(huán)路單元;其中,恒壓充電單元3將電壓反饋信號V FB1通過第一輸入端a傳遞給多環(huán)路反饋 復合型誤差放大單元1,以便實現(xiàn)恒壓充電;電壓低鉗位單元4將經(jīng)過分壓后得到的較低的 電壓信號V FB2通過第二輸入端b傳遞給多環(huán)路反饋復合型誤差放大單元1以便實現(xiàn)輸入電壓 低鉗位;所述恒流充電單元5將電感的采樣電流轉換成反饋電壓VFB3通過第三輸入端c傳遞 給多環(huán)路反饋復合型誤差放大單元1,以便實現(xiàn)恒流充電。多環(huán)路反饋復合型誤差放大單元 1的第一輸出端e和第二輸出端f分別輸出反饋電壓Vfbci和Vr_b_i并分別輸入到放大器0P1的同 相輸入端和反相輸入端,以便將三個環(huán)路的反饋結果合并一起傳遞給放大器0P1和補償網(wǎng) 絡。本實用新型電路采用輸入電壓低鉗位設計使得充電電壓降低時不至于降到太低導致停 止充電;本實用新型先合多環(huán)路再補償?shù)脑O計可大大減少電路的占用面積。
[0038] 具體地,所述多環(huán)路反饋復合型誤差放大單元1包括電流源IS2、電阻R8、電阻R9、 PM0S 管 M2qi、PM0S 管 M2q2、PM0S 管 M2q3、PM0S 管 M2q4、PM0S 管 M2q5 和 PM0S 管 M2q6 ;其中:
[0039]電流源IS2-端接地,另一端連接?103管跑〇1的漏極;?105管跑〇 1的源極連接內(nèi)部電 源Vdd,PM0S管M2Q1的柵極連接PM0S管跑的的漏極和PM0S管M2q2的柵極;PM0S管M 2q2的源極連接 內(nèi)部電源VDD,PM0S管M2Q2的漏極與PM0S管M 2Q3的源極、PM0S管Μ:?的源極、PM0S管此()5的源極和 PM0S管M2Q6的源極均連接;PM0S管M 2Q3的柵極連接基準電壓VR,PM0S管M2Q3的漏極連接所述放 大器0P1的反相輸入端,且通過電阻R 8連接到地;
[0040] PM0S管M2Q4的柵極連接所述恒壓充電單元3,PM0S管M2Q4的漏極通過電阻R9連接到 地;PM0S管M2Q5的柵極連接所述電壓低鉗位單元4,PM0S管跑〇5的漏極通過電阻R 9連接到地; PM0S管M2Q6的柵極連接所述恒流充電單元5,PM0S管M2Q6的漏極通過電阻R 9連接到地,同時連 接放大器0P1的同相輸入端。
[0041 ] 具體地,所述驅(qū)動電路2包括比較器C0MP、驅(qū)動、匪03管沁和匪0S管M2,驅(qū)動包括三 個輸出端,其中兩個輸出端分別連接NM0S管施的柵極和NM0S管M2的柵極,NM0S管施的源極與 匪0S管此的漏極和驅(qū)動的第三個輸出端連接;比較器C0MP的同相輸入端連接所述放大器 〇P 1的輸出端,驅(qū)動的第三個輸出端連接所述的恒流充電單元5。
[0042] 具體地,所述恒流充電單元5電感L,電阻R3、電阻R4、電阻R?、放大器0P2和匪0S管 M3,其中放大器0P2的同相輸入端和反相輸入端分別連接電阻R3和電阻R4,電阻R 3和電阻R4均 與電感L連接,電感L的另一端連接所述驅(qū)動的第三個輸出端;放大器0P2的輸出端連接NM0S 管M 3的柵極,匪0S管M3的漏極連接電阻R7,電阻R?的另一端接地,NM0S管M3的漏極和電阻R7 的連接節(jié)點連接所述第三輸入端c,此實施例中,NM0S管M 3的漏極和電阻R7的連接節(jié)點連接 PM0S管M206的概極。
[0043]電感的采樣電流II轉換成反饋電壓Vfb3傳遞給多環(huán)路反饋復合型誤差放大單元1, 以便實現(xiàn)恒流充電。
[0044] 具體地,所述恒壓充電單元3包括電池VBAT,電阻R5和電阻R6,其中電阻他和電阻R 6 分別連接電池 Vbat的正極和負極,電池 Vbat的負極接地,電池 Vbat的正極連接放大器0P2的同 相輸入端,電阻Rs和電阻R6的連接節(jié)點連接所述第一輸入端a,此實施例中,電阻R 5和電阻R6 的連接節(jié)點連接PMOS管Μ:?的柵極。
[0045]本實施例中,電池電壓VBAT分壓反饋信號VFB1傳遞給多環(huán)路反饋復合型誤差放大單 元1,以便實現(xiàn)恒壓充電。
[0046] 具體地,所述電壓低鉗位單元⑷包括電源VIN,電阻和電阻R2,其中電阻辦連接電 源VIN的正極,電阻R!和電阻R2串聯(lián),電阻R2接地,電阻R!和電阻R 2的連接節(jié)點連接所述第二 輸入端b,電源VIN的正極連接所述匪03管施的漏極。此實施例中,電阻Ri和電阻R 2的連接節(jié)點 連接PM0S管M2Q5的柵極。
[0047]輸入電壓VIN分壓得到了比VIN低的電壓信號VFB2傳遞給多環(huán)路反饋復合型誤差放 大單元1以便實現(xiàn)輸入電壓低鉗位,也就是當輸入電壓降低時鉗制它不降的太低導致停止 充電。
[0048] 如圖2所不,電池電壓Vbat與Vfbi之間的關系為:
[0049]

[0050] 輸入電壓Vin與反饋電壓Vfb2之間的關系為:
[0051 ]
(2)[0052] 流過電感的電流II與反饋電壓Vfb3的關系為:
[0053] (3)
[0054]
[0055] 其中Id為NM0S管M3的漏極電流。
[0056]當電池接入充電器后,充電器首先進行預處理,主要對電池進行檢查,檢查方法是 以一定量極的速率對電池進行溫和的涓充,看其電壓能否上升到規(guī)定閾值2.5V。如果能,則 進入恒流區(qū),以較高的恒定速率對電池進行快速充電。當電池電壓到達恒壓閾值4.2V時,電 池容量接近于滿容量的40%至70%,此時轉入恒壓區(qū),對電池進行恒定電壓充電,隨著電池 電壓的不斷上升,充電電流不斷減小,當充電電流降到一定時,即終止充電。在電池充電完 成后,如果因為工作放電導致電池電壓V BAT下降,應該使電路重新進入充電狀態(tài)。
[0057] 實施例2:
[0058]本實施例其余部分與實施例1相同,僅將多環(huán)路反饋復合型誤差放大單元單元1進 行改變。所述多環(huán)路反饋復合型誤差放大單元1包括電流源Isi、PM0S管M1Q1、PM0S管M1Q2、PM0S 管 Mi〇3、PM0S 管 Mi〇4、PM0S 管 Mi〇5、PM0S 管 Mi〇6、PM0S 管 Mi〇7、PM0S 管 Miqs、PM0S 管 Mi〇9、PM0S 管 Μιιο、 PM0S 管 Mm、NM0S 管 M112、NM0S 管 Mii3、NM0S 管 Mm、NM0S 管 Μι?5 和 NM0S 管 Μι?6;其中:
[0059]電流源IS1的一端接地,另一端連接PM0S管M1Q1的漏極;
[0060] PM0S管M1Q1和PM0S管M1Q2構成電流鏡,二者的源極均連接內(nèi)部電源VDD,PM0S管M 101的 概極與PM0S管Miqi的漏極、PM0S管Mi〇2的概極、PM0S管Mi〇3的概極、PM0S管Mi〇4的概極和PM0S管 M 1〇5的柵極均連接,PM0S管M1Q2的漏極連接電壓信號VR_B,并通過電阻Rn連接NM0S管Mm的漏 極;
[0061 ] NM0S管Mm的柵極連接NM0S管Mm的漏極,NM0S管Mm的源極接地;
[0062] PM0S管M1Q3的源極連接內(nèi)部電源VDD,PM0S管M 1Q3的漏極連接PM0S管M1Q6的源極和 PM0S管M1Q7的源極;PM0S管M1Q6的柵極連接所述恒壓充電單元,PM0S管M 1Q6的漏極通過電阻R18 連接到NM0S管Mm的漏極;PM0S管M1Q7的柵極連接基準電壓VR1,PM0S管M 1Q7的漏極連接電壓信 號Vfbij,同時通過電阻Rio連接到NM0S管Mm的漏極;
[0063] PM0S管M1Q4的源極連接內(nèi)部電源VDD,PM0S管M 1Q4的漏極連接PM0S管M1Q8的源極;PM0S 管M1Q8的柵極連接所述電壓低鉗位單元4,PM0S管M1Q8的漏極通過電阻Rn連接到NM0S管Mm的 漏極;PM0S管M1Q9的柵極連接基準電壓VR2,PM0S管M1Q9的柵極連接電壓信號Vfh,同時通過 電阻Ri2連接到NM0S管Mm的漏極;
[0064] PM0S管施〇5的源極連接內(nèi)部電源VDD,PM0S管施〇 5的漏極連接PM0S管Mno的源極;PM0S 管M11Q的柵極連接所述恒流充電單元5,PM0S管Mno的漏極通過電阻R13連接到NM0S管Mm的漏 極;PM0S管Mm的柵極連接基準電壓VR3,PM0S管Mm的柵極連接電壓信號Vmj,同時通過電 阻Rw連接到NM0S管Mm的漏極;
[0065] 匪0S管Mm的漏極連接內(nèi)部電源VDD,匪0S管Mm的柵極連接電壓信號V R_B,匪0S管 M113的源極連接輸出所述放大器0P1的反相輸入端,同時通過電阻R15連接到地;
[0066] NM0S管Mm的漏極連接內(nèi)部電源VDD,NM0S管Mm的柵極連接電壓信號Vfbi_i,NM0S管 Mm的源極通過電阻R16連接到地;
[0067] NM0S管施15的漏極連接內(nèi)部電源VDD,NM0S管M115的柵極連接電壓信號Vfb2_i,NM0S管 M115的源極連接NM0S管Mm的源極;
[0068] NM0S管M116的漏極連接內(nèi)部電源VDD,NM0
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