一种双向线性充电电路及快速充电芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种双向线性充电电路及快速充电芯片，通过将快速充电芯片中充电模式下的涓流充电模块和BOOST模式下的启动预充电模块集成在双向线性充电电路中，节约了芯片的面积和成本，并且利用动态检测比较电路，保证了充电电流具有较好的精度，该双向线性充电电路适用于快速充电芯片，具有双向充电、电路版图面积小、电路成本低等特性，可广泛应用于快速充电芯片中；有效减小了模块电路设计的复杂度，节约了快速充电芯片的面积和成本，同时通过动态检测判断，提高了模块的输出精度。

A Bidirectional Linear Charging Circuit and Fast Charging Chip

The invention discloses a bidirectional linear charging circuit and a fast charging chip. By integrating the trickle current charging module in the charging mode of the fast charging chip and the start-up pre-charging module in the BOOST mode into the bidirectional linear charging circuit, the area and cost of the chip are saved, and the dynamic detection and comparison circuit is used to ensure that the two-way linear charging circuits are integrated. The two-way linear charging circuit is suitable for fast charging chips. It has the characteristics of two-way charging, small circuit layout area and low circuit cost. It can be widely used in fast charging chips. It effectively reduces the complexity of module circuit design and saves the area and cost of fast charging chips. At the same time, through dynamic detection and judgment, the output accuracy of the module is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种双向线性充电电路及快速充电芯片
本专利技术涉及模拟集成电路
，更具体的说，是涉及一种双向线性充电电路及快速充电芯片。
技术介绍
快速充电芯片是模拟集成电路中一类集成度较高的芯片，它兼具了充电电流大、充电速度快、支持OTG(OnTheGo，由BOOST电路实现)功能的特点，因此快速充电芯片得到了越来越广泛的应用。在快速充电芯片中，当芯片工作于充电模式时，其充电阶段分为涓流充电、恒流充电和恒压充电，其中，涓流充电是指当电池电压比较小时(一般低于2.3V)，芯片对电池进行小电流充电(ICHG＝100mA)，以防止此时电池有异常大电流充电损伤电池，因此，需要设计涓流线性充电模块，当芯片工作于BOOST模式时，电池端为供电电源对外部升压供电；当升压电路BOOST启动时，如果输出端口VBUS的电压太低，BOOST电路在启动时会向输出端负载灌入很大的浪涌冲击电流，给输出端的负载带来损伤。为了避免上述的情况，通常的做法是增加一个线性充电模块，当BOOST电路的输出电压低于阈值时，该模块会产生固定电流对输出端进行充电，将输出端充至阈值时，再切换至BOOST拓扑对输出供电。因此，通常在快速充电芯片中，需要增加两个线性充电模块：一个为工作在充电模式下，能量从适配器输入端流向电池端的涓流充电模块；另一个为工作在BOOST模式下，能量从电池端流向适配器输入端的线性预充电模块，这种增加线性充电模块的方式虽然可以避免给输出端的负载带来损伤，但是BOOST工作模式和充电工作模式用了两个线性充电模块，增加了快速充电芯片中的模块数量和芯片面积，增加了快速充电芯片的成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种双向线性充电电路及快速充电芯片，以解决现有技术中由于用了两个线性充电模块，增加了快速充电芯片中的模块数量和芯片面积，增加了快速充电芯片的成本的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种双向线性充电电路，包括：逻辑判断模块、电流镜像模块和BOOST比较模块，其中：所述逻辑判断模块包括第一端、第二端、第三端、第四端、第五端、第六端和第七端；所述电流镜像模块包括：第一端、第二端、第三端、第四端、第五端、第六端和第七端；所述BOOST比较模块包括：第一端、第二端、第三端、第四端、第五端和第六端；所述逻辑判断模块的第一端接收充电模式环路控制模块的使能信号，所述逻辑判断模块的第二端接收BOOST模式环路控制模块的使能信号，所述逻辑判断模块的第三端与所述BOOST比较模块的第一端相连；所述逻辑判断模块的第四端与所述BOOST比较模块的第二端相连；所述逻辑判断模块的第五端与所述电流镜像模块的第一端相连；所述逻辑判断模块的第六端与所述电流镜像模块的第二端相连；所述逻辑判断模块的第七端与所述电流镜像模块的第三端相连；所述电流镜像模块的第四端和所述BOOST比较模块的第六端作为双向线性充电电路的第一端与PMID端相连，所述电流镜像模块的第五端与所述BOOST比较模块的第三端相连，所述电流镜像模块的第六端与所述所述BOOST比较模块的第四端相连，所述电流镜像模块的第七端和所述BOOST比较模块的第五端的公共端作为所述双向线性充电电路的第二端与VBAT端相连；当快速充电芯片工作在充电模式时，若所述VBAT端的端电压VBAT小于激活充电判断阈值VTRICK，则所述充电模式环路控制模块的使能信号为1，所述BOOST模式环路控制模块的使能信号为0，所述逻辑判断模块的第六端的输出信号为1，则所述BOOST比较模块关闭不工作，此时，输出线性充电电流ICHG对电池模块充电，直至所述端电压VBAT大于所述激活充电判断阈值VTRIC时，所述充电模式环路控制模块的使能信号为0，所述快速充电芯片进入开关调制充电方式；当所述快速充电芯片工作在BOOST模式时，若所述PMID端的端电压VPMID小于Boost模式下预充电判断阈值VLIN，则所述BOOST模式环路控制模块的使能信号为1，所述充电模式环路控制模块的使能信号为0，所述逻辑判断模块的第四端的输出信号为0，则所述BOOST比较模块开启，同时所述逻辑判断模块的第六端的输出信号为1，所述电流镜像模块开启，所述VBAT端对所述PMID端进行线性预充电，当所述PMID端的端电压VPMID初始态为0时，所述BOOST比较模块的第一端的输出信号为1，则所述逻辑判断模块的第七端的输出信号为1，所述逻辑判断模块的第八端的输出信号为0，则输出线性充电电流IBSTLIN1由所述PMID端向所述VBAT端进行所述电池模块的充电；当所述PMID端的端电压VPMID逐渐上升时，加入所述BOOST比较模块，产生比较判断信号，当所述PMID端的端电压VPMID大于所述比较判断信号时，则所述BOOST比较模块的第一端的输出信号为0，则所述逻辑判断模块的第七端的输出信号为0，所述逻辑判断模块的第八端的输出信号为1，则输出线性充电电流IBSTLIN2由所述PMID端向所述VBAT端进行所述电池模块的充电。进一步的，所述逻辑控制模块包括：第一逻辑判断单元(M1)、第二逻辑判断单元(M2)、第一反相器(INV1)以及第二反相器(INV2)，其中：所述第一逻辑判断单元(M1)的第一输入端作为所述逻辑控制模块的第一端接收所述充电模式环路控制模块的使能信号，所述第一逻辑判断单元(M1)的第二输入端作为所述逻辑控制模块的第二端接收所述BOOST模式环路控制模块的使能信号，所述第一逻辑判断单元(M1)的输出端作为所述逻辑控制模块的第五端与所述电流镜像模块的第一端相连；所述第一反相器(INV1)的输入端与所述第一逻辑判断单元(M1)的第二输入端相连，所述第一反相器(INV1)的输出端作为所述逻辑控制模块的第三端与所述BOOST比较模块的第一端相连，且所述第一反相器(INV1)的输出端与所述第二逻辑判断单元(M2)的第一输入端相连，所述第二逻辑判断单元(M2)的第二输入端作为所述逻辑控制模块的第四端与所述BOOST比较模块的第二端相连；所述第二逻辑判断单元(M2)的输出端作为所述逻辑控制模块的第六端与所述电流镜像模块的第二端相连，且所述第二逻辑判断单元(M2)的输出端与所述第二反相器(INV1)的输入端相连，所述第二反相器(INV1)的输出端作为所述逻辑控制模块的第七端与所述电流镜像模块的第三端相连。进一步的，所述电流镜像模块包括：电流源(IB)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一PMOS管(MP1)、第二PMOS管(MP2)、第三PMOS管(MP3)、第四PMOS管(MP4)、第五PMOS管(MP5)、第六PMOS管(MP6)、第七PMOS管(MP7)、第八PMOS管(MP8)、第九PMOS管(MP9)、第十PMOS管(MP10)、第一NMOS管(MN1)、第二NMOS管(MN2)、第三NMOS管(MN3)、第四NMOS管(MN4)、第五NMOS管(MN5)、第六NMOS管(MN6)、第七NMOS管(MN7)以及第八NMOS管(MN8)，其中：所述电流源(IB)的第一端、所述第一PMOS管(MP1)的第一端、所述第三PMOS管(MP3)的第一端、所述第五PMOS管(MP5)的第一端、所述第七PMOS管(MP7)的第一端、所述第八PMOS管(MP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向线性充电电路，其特征在于，包括：逻辑判断模块、电流镜像模块和BOOST比较模块，其中：所述逻辑判断模块包括第一端、第二端、第三端、第四端、第五端、第六端和第七端；所述电流镜像模块包括：第一端、第二端、第三端、第四端、第五端、第六端和第七端；所述BOOST比较模块包括：第一端、第二端、第三端、第四端、第五端和第六端；所述逻辑判断模块的第一端接收充电模式环路控制模块的使能信号，所述逻辑判断模块的第二端接收BOOST模式环路控制模块的使能信号，所述逻辑判断模块的第三端与所述BOOST比较模块的第一端相连；所述逻辑判断模块的第四端与所述BOOST比较模块的第二端相连；所述逻辑判断模块的第五端与所述电流镜像模块的第一端相连；所述逻辑判断模块的第六端与所述电流镜像模块的第二端相连；所述逻辑判断模块的第七端与所述电流镜像模块的第三端相连；所述电流镜像模块的第四端和所述BOOST比较模块的第六端作为双向线性充电电路的第一端与PMID端相连，所述电流镜像模块的第五端与所述BOOST比较模块的第三端相连，所述电流镜像模块的第六端与所述所述BOOST比较模块的第四端相连，所述电流镜像模块的第七端和所述BOOST比较模块的第五端的公共端作为所述双向线性充电电路的第二端与VBAT端相连；当快速充电芯片工作在充电模式时，若所述VBAT端的端电压VBAT小于激活充电判断阈值VTRICK，则所述充电模式环路控制模块的使能信号为1，所述BOOST模式环路控制模块的使能信号为0，所述逻辑判断模块的第六端的输出信号为1，则所述BOOST比较模块关闭不工作，此时，输出线性充电电流ICHG对电池模块充电，直至所述端电压VBAT大于所述激活充电判断阈值VTRIC时，所述充电模式环路控制模块的使能信号为0，所述快速充电芯片进入开关调制充电方式；当所述快速充电芯片工作在BOOST模式时，若所述PMID端的端电压VPMID小于Boost模式下预充电判断阈值VLIN，则所述BOOST模式环路控制模块的使能信号为1，所述充电模式环路控制模块的使能信号为0，所述逻辑判断模块的第四端的输出信号为0，则所述BOOST比较模块开启，同时所述逻辑判断模块的第六端的输出信号为1，所述电流镜像模块开启，所述VBAT端对所述PMID端进行线性预充电，当所述PMID端的端电压VPMID初始态为0时，所述BOOST比较模块的第一端的输出信号为1，则所述逻辑判断模块的第七端的输出信号为1，所述逻辑判断模块的第八端的输出信号为0，则输出线性充电电流IBSTLIN1由所述PMID端向所述VBAT端进行所述电池模块的充电；当所述PMID端的端电压VPMID逐渐上升时，加入所述BOOST比较模块，产生比较判断信号，当所述PMID端的端电压VPMID大于所述比较判断信号时，则所述BOOST比较模块的第一端的输出信号为0，则所述逻辑判断模块的第七端的输出信号为0，所述逻辑判断模块的第八端的输出信号为1，则输出线性充电电流IBSTLIN2由所述PMID端向所述VBAT端进行所述电池模块的充电。...

【技术特征摘要】
1.一种双向线性充电电路，其特征在于，包括：逻辑判断模块、电流镜像模块和BOOST比较模块，其中：所述逻辑判断模块包括第一端、第二端、第三端、第四端、第五端、第六端和第七端；所述电流镜像模块包括：第一端、第二端、第三端、第四端、第五端、第六端和第七端；所述BOOST比较模块包括：第一端、第二端、第三端、第四端、第五端和第六端；所述逻辑判断模块的第一端接收充电模式环路控制模块的使能信号，所述逻辑判断模块的第二端接收BOOST模式环路控制模块的使能信号，所述逻辑判断模块的第三端与所述BOOST比较模块的第一端相连；所述逻辑判断模块的第四端与所述BOOST比较模块的第二端相连；所述逻辑判断模块的第五端与所述电流镜像模块的第一端相连；所述逻辑判断模块的第六端与所述电流镜像模块的第二端相连；所述逻辑判断模块的第七端与所述电流镜像模块的第三端相连；所述电流镜像模块的第四端和所述BOOST比较模块的第六端作为双向线性充电电路的第一端与PMID端相连，所述电流镜像模块的第五端与所述BOOST比较模块的第三端相连，所述电流镜像模块的第六端与所述所述BOOST比较模块的第四端相连，所述电流镜像模块的第七端和所述BOOST比较模块的第五端的公共端作为所述双向线性充电电路的第二端与VBAT端相连；当快速充电芯片工作在充电模式时，若所述VBAT端的端电压VBAT小于激活充电判断阈值VTRICK，则所述充电模式环路控制模块的使能信号为1，所述BOOST模式环路控制模块的使能信号为0，所述逻辑判断模块的第六端的输出信号为1，则所述BOOST比较模块关闭不工作，此时，输出线性充电电流ICHG对电池模块充电，直至所述端电压VBAT大于所述激活充电判断阈值VTRIC时，所述充电模式环路控制模块的使能信号为0，所述快速充电芯片进入开关调制充电方式；当所述快速充电芯片工作在BOOST模式时，若所述PMID端的端电压VPMID小于Boost模式下预充电判断阈值VLIN，则所述BOOST模式环路控制模块的使能信号为1，所述充电模式环路控制模块的使能信号为0，所述逻辑判断模块的第四端的输出信号为0，则所述BOOST比较模块开启，同时所述逻辑判断模块的第六端的输出信号为1，所述电流镜像模块开启，所述VBAT端对所述PMID端进行线性预充电，当所述PMID端的端电压VPMID初始态为0时，所述BOOST比较模块的第一端的输出信号为1，则所述逻辑判断模块的第七端的输出信号为1，所述逻辑判断模块的第八端的输出信号为0，则输出线性充电电流IBSTLIN1由所述PMID端向所述VBAT端进行所述电池模块的充电；当所述PMID端的端电压VPMID逐渐上升时，加入所述BOOST比较模块，产生比较判断信号，当所述PMID端的端电压VPMID大于所述比较判断信号时，则所述BOOST比较模块的第一端的输出信号为0，则所述逻辑判断模块的第七端的输出信号为0，所述逻辑判断模块的第八端的输出信号为1，则输出线性充电电流IBSTLIN2由所述PMID端向所述VBAT端进行所述电池模块的充电。2.根据权利要求1所述的双向线性充电电路，其特征在于，所述逻辑控制模块包括：第一逻辑判断单元(M1)、第二逻辑判断单元(M2)、第一反相器(INV1)以及第二反相器(INV2)，其中：所述第一逻辑判断单元(M1)的第一输入端作为所述逻辑控制模块的第一端接收所述充电模式环路控制模块的使能信号，所述第一逻辑判断单元(M1)的第二输入端作为所述逻辑控制模块的第二端接收所述BOOST模式环路控制模块的使能信号，所述第一逻辑判断单元(M1)的输出端作为所述逻辑控制模块的第五端与所述电流镜像模块的第一端相连；所述第一反相器(INV1)的输入端与所述第一逻辑判断单元(M1)的第二输入端相连，所述第一反相器(INV1)的输出端作为所述逻辑控制模块的第三端与所述BOOST比较模块的第一端相连，且所述第一反相器(INV1)的输出端与所述第二逻辑判断单元(M2)的第一输入端相连，所述第二逻辑判断单元(M2)的第二输入端作为所述逻辑控制模块的第四端与所述BOOST比较模块的第二端相连；所述第二逻辑判断单元(M2)的输出端作为所述逻辑控制模块的第六端与所述电流镜像模块的第二端相连，且所述第二逻辑判断单元(M2)的输出端与所述第二反相器(INV1)的输入端相连，所述第二反相器(INV1)的输出端作为所述逻辑控制模块的第七端与所述电流镜像模块的第三端相连。3.根据权利要求1所述的双向线性充电电路，其特征在于，所述电流镜像模块包括：电流源(IB)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一PMOS管(MP1)、第二PMOS管(MP2)、第三PMOS管(MP3)、第四PMOS管(MP4)、第五PMOS管(MP5)、第六PMOS管(MP6)、第七PMOS管(MP7)、第八PMOS管(MP8)、第九PMOS管(MP9)、第十PMOS管(MP10)、第一NMOS管(MN1)、第二NMOS管(MN2)、第三NMOS管(MN3)、第四NMOS管(MN4)、第五NMOS管(MN5)、第六NMOS管(MN6)、第七NMOS管(MN7)以及第八NMOS管(MN8)，其中：所述电流源(IB)的第一端、所述第一PMOS管(MP1)的第一端、所述第三PMOS管(MP3)的第一端、所述第五PMOS管(MP5)的第一端、所述第七PMOS管(MP7)的第一端、所述第八PMOS管(MP8)的第一端以及第九PMOS管(MP9)的第一端分别与电源端相连；所述第一PMOS管(MP1)的第二端与所述第二PMOS管(MP2)的第一端相连，所述第三PMOS管(MP3)的第二端与所述第四PMOS管(MP4)的第一端相连，所述第五PMOS管(MP5)的第二端与所述第七PMOS管(MP7)的控制端和所述第六PMOS管(MP6)的第一端相连，所述第七PMOS管(MP7)的第二端分别与所述第六PMOS管(MP6)的第二端、所述第八PMOS管(MP8)的第二端、所述第八PMOS管(MP8)的控制端、所述第九PMOS管...

【专利技术属性】
技术研发人员：董渊，王云松，黄建刚，吴传奎，程剑涛，
申请(专利权)人：上海艾为电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31