充电结构制造技术

本发明专利技术提供一种充电结构，该充电结构包括：电源装置、充电电池以及充电管理装置；电源装置用以提供系统电压；充电管理装置用以根据充电电池的正极端的电压电平切换对应的充电模式，当对充电电池进行充电的充电电流降至预设电流值时，则终止充电动作。

Charging structure

The present invention provides a charging structure, including the charging structure: a power supply device, a rechargeable battery and a charging management device; power supply device for supplying system voltage; charging mode according to the voltage level corresponding to switching is extreme battery management device for charging, when the charging current of the rechargeable battery is charged to a preset current value when the charging action is terminated.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种充电结构，且特别是有关于一种具有模拟式平滑转换电路以及充电终止电路的充电结构。
技术介绍
在这个绿能科技的时代，电子产品都必须与环保互相联系，电池也不例外，所以充电器在对电池充电时也必须掌握这个原则。一个电池的使用次数大约在500～1000次，其容量会随着充放电的次数而越来越少，进一步而言，就一般的线性锂离子充电器来说，由于电池中有内阻，当系统操作各个模式间的转换时，例如小电流转定电流、或是定电流转定电压模式时，若没有做好相关电路转换机制，将会导致电路转换时发生的振荡现象，进而危害到充电器及电池。除此之外，在电池充饱后，若是充电器未能及时关闭充电动作，也会导致电池的过充，使得电池寿命大大的减少，如果没有刻意去做保护电池的机制，很容易对电池产生巨大的损害，其一方面导致电池容量不再像以往一样大，另一方面电池汰换率也因此而提升，而过多的电池汰换也会造成的垃圾问题与环境污染等问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种充电结构，该充电结构具有模拟式平滑转换电路(AnalogSmoothTransitionCircuit，简称ASTC)以及充电终止电路(EndOfChargeCircuit，简称EOC)的充电管理装置，一方面可以使得整体充电结构在各个充电模式转换间得以稳定切换，以防止振荡效应对电路产生危害，另一方面可以即时地判断电池的充电状态并停止充电，确保电池不会过充。本专利技术的一种充电结构，包括：电源装置、充电电池以及充电管理装置；电源装置用以提供系统电压；充电管理装置用以根据充电电池的正极端的电压电平切换对应的充电模式，当对充电电池进行充电的充电电流降至预设电流值时，则终止充电动作。在本专利技术的一实施例中，上述的充电管理装置包括：电源开关、平滑转换电路以及充电终止电路；电源开关具有第一端、第二端及栅极端，电源开关的第一端接收系统电压，而电源开关的第二端耦接充电电池的正极端而得到输出端电压电平；平滑转换电路耦接电源开关的栅极端，用以根据电源开关的第二端的输出端电压电平调整电源开关的栅极端的电压电平；充电终止电路通过第二电流感测电路感测所述充电电流，并在所述充电电流降至预设电流值时，则启动充电终止电路并终止充电动作。在本专利技术的一实施例中，上述的平滑转换电路包括：偏压电流源、第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜以及第一晶体管；偏压电流源用以提供偏压电流；第一电流镜耦接偏压电流源，用以接收偏压电流，并依据偏压电流提供第一电流；第二电流镜串接第一电流镜；第三电流镜耦接至第一电流镜，并根据第一控制偏压调整第一控制电流；第一晶体管具有第一端、第二端及栅极端，第一晶体管的第一端接收系统电压，且第一晶体管的栅极端接收第二控制偏压，并根据第二控制偏压调整第二控制电流，其中，第一控制电流与第二控制电流之间的电流和等于第一电流，而平滑转换电路根据电流和调整电源开关的栅极端的电压电平。在本专利技术的一实施例中，上述的充电终止电路包括：断路电流源、第四电流镜、第五晶体管、第五电流镜、第六电流镜、第二电流传感器以及第七电流镜；断路电流源用以提供参考电流；第四电流镜接收参考电流，以依据参考电流提供一第二电流；第五晶体管具有第一端、第二端及栅极端，其第一端耦接至第四电流镜，栅极端耦接至模式选择电路，用以根据设定电压的电平决定第二电流的路径的导通状态；第五电流镜耦接第五晶体管的第二端，用以接收第二电流并根据第二电流产生第三电流；第六电流镜串接第五电流镜，用以接收并传送第三电流；第二电流传感器用以感测充电电池的正极端的电平，以产生第二感测电流；第七电流镜耦接第二电流传感器，用以接收第二感测电流并根据第二感测电流产生第四电流，其中该充电终止电路根据该第三电流与该第四电流之间的电流差决定该第六电流镜与该第七电流镜之间的节点电压电平。在本专利技术的一实施例中，上述的充电终止电路还包括：反相器，具有输入端及输出端，其输入端耦接于该第六电流镜与该第七电流镜之间，其输出端耦接至该第六晶体管，用以根据该第六电流镜与该第七电流镜之间的节点电压电平输出反相结果。在本专利技术的一实施例中，上述的充电管理装置还包括第六晶体管，具有第一端、第二端及栅极端，而第六晶体管的第一端耦接系统电压，第六晶体管的第二端耦接至电源开关的栅极端，其栅极端耦接至充电终止电路，并根据反相结果决定导通状态。基于上述，本专利技术提出一种具有平滑转换电路以及充电终止电路的充电结构，一方面本专利技术通过平滑转换电路交错切换充电模式达成连续输出稳压的功能，借此缓和输出端的电压电平及改善链波电压，另一方面，本专利技术通过充电终止电路精准的将电池容量充满，而直接通过晶体管感测电流以减少判断上的误差，从而能够更精准的关闭充电流程。因此，本专利技术所提出的充电结构既不会伤害的电池，也能够精准的充饱锂电池，大大改善充电品质以及延长电池的寿命。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1为本专利技术的一实施例的一种充电管理装置的充电流程的波形图；图2为本专利技术的一实施例的一种充电管理装置的电路结构图；图3为本专利技术的一实施例的一种充电结构的结构示意图。附图标记说明：10：充电结构；100：充电管理装置；102：充电电池；104：电源装置；110：平滑转换电路；112、114、116：电流镜；120：模式选择电路；122、124：电压比较器；130：充电终止电路；131～134：电流镜；135、140：电流传感器；136：反相器；MP：电源开关；M1～M4、MCAP1、MCAP2、MP1～MP4、MN1～MN4、MEN、ME、MEOC、MF、MS、MC、MD、MVA、ML、MN：晶体管；Vc：节点电压；Vdd：系统电压；Vss：接地电压；Vo：输出端电压；VG：栅极电压；Vset：设定电压；Veoc：控制偏压；Vcom、VI、Vref：参考电压；Rsen：感测电阻；RSET1、RSET2、RSET3：设定电阻；Rfb1、Rfb2：分压电阻；I1、I2、I3、I4、IH、IL：电流；ICC、ICV：控制电流；ID1、ID2：感测电流；Icut-off：断路电流；IBIAS：偏压电流源；tcut-off：截止时间；VL、Vn：预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电结构，其特征在于，包括：电源装置，用以提供系统电压；充电电池，并联至该电源装置；以及充电管理装置，并联至该电源装置及该充电电池，用以根据该充电电池的正极端的电压电平切换对应的充电模式，当对该充电电池进行充电的充电电流降至预设电流值时，则终止充电动作。

【技术特征摘要】
1.一种充电结构，其特征在于，包括：
电源装置，用以提供系统电压；
充电电池，并联至该电源装置；以及
充电管理装置，并联至该电源装置及该充电电池，用以根据该充电电池
的正极端的电压电平切换对应的充电模式，当对该充电电池进行充电的充电
电流降至预设电流值时，则终止充电动作。
2.根据权利要求1所述的充电结构，其特征在于，该充电管理装置包括：
电源开关，具有第一端、第二端及栅极端，该电源开关的第一端接收该
系统电压，而该电源开关的第二端耦接该充电电池的正极端而得到输出端电
压电平；
平滑转换电路，耦接该电源开关的栅极端，用以根据该电源开关的第二
端的该输出端电压电平调整该电源开关的栅极端的电压电平﹔以及
充电终止电路，耦接该电源开关的第二端，用以通过其中的第二感测电
路感测该充电电流，并在该充电电流降至该预设电流值时，则终止该充电动
作。
3.根据权利要求2所述的充电结构，其特征在于，该平滑转换电路包括：
偏压电流源，用以提供偏压电流；
第一电流镜，耦接该偏压电流源，用以接收该偏压电流，并依据该偏压
电流提供第一电流；
第二电流镜，串接该第一电流镜；
第三电流镜，耦接至该第一电流镜，并根据第一控制偏压调整第一控制
电流；以及
第一晶体管，具有第一端、第二端及栅极端，该第一晶体管的第一端接
收该系统电压，且该第一晶体管的栅极端接收第二控制偏压，并根据该第二
控制偏压调整第二控制电流，
其中，该第一控制电流与该第二控制电流之间的电流和等于该第一电流，
而该平滑转换电路根据该电流和调整该电源开关的栅极端的栅极电压电平。
4.根据权利要求2所述的充电结构，其特征在于，该充电终止电路包括：
断路电流源，用以提供参考电流；
第四电流镜，接收该参考电流，以依据该参考电流提供一第二电流；
第五晶体管，具有第一端、第二端及栅极端，该第五晶体管的第一端耦
接至该第四电流镜，该栅极端耦接至该模式选择电路，用以根据该设定电压
的电平决定该第二电流的路径的导通状态；
第五电流镜，耦接该第五晶体管的第二端，用以接收该第二电流并根据
该第二电流产生第三电流；
第六电流镜，串接该第五电流镜，用以接收并传送该第三电流；
该第二电流传感器，用以感测该充电电池的正极端的电流电平，以产生
第二感测电流；以及
第七电流镜，耦接该第二电流传感器，用以接收该第二感测电流并根据
该第二感测电流产生第四电流，
其中该充电终止电路根据该第三电流与该第四电流之间的电流差决定该
第六电流镜与该第七电流镜之间的节点电压电平。
5.根据权利要求4所述的充电结构，其特征在于，该充电终止电路还包
括：
反相器，具有输入端及输出端，其输入端耦接于该第六电流镜与该第七
电流镜之间，其输出端耦接至该第六晶体管，用以根据该第六电流镜与该第
七电流镜之间的节点电压电平输出反相结果。
6.根据权利要求5所述的充电结构，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪崇智，陈奕安，
申请(专利权)人：华邦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71