一种充电芯片及其过压保护电路和便携式电子设备制造技术

本申请提供了一种充电芯片及其过压保护电路，该过压保护电路具体包括第一分压电阻、第二分压电阻、比较器、电荷泵、第一MOS管、第一滤波电容和低压钳位供电电路，其中，低压钳位供电电路的电压输入端与芯片输入端电连接，且通过电压输出端与充电芯片的功率输出端电连接，被配置为当第一MOS管处于被关断状态下，且芯片输入端的电压低于耐压阈值时，向功率输出端输出预设电压值的驱动电压，以使充电芯片的内部模块正常上电工作。这样，当充电芯片的输入电压恢复正常时，就可以在正常上电工作的内部模块的驱动下使充电芯片自行启动。

A charging chip and its over-voltage protection circuit and portable electronic equipment

【技术实现步骤摘要】
一种充电芯片及其过压保护电路和便携式电子设备
本申请涉及电路
，更具体地说，涉及一种充电芯片及其过压保护电路和便携式电子设备。
技术介绍
便携式电子产品，功能越来越复杂，样式越来越轻便。为满足用户体验，锂离子电池的容量越来越大。为提高用户体验，快速充电需求越来越强烈。开关充电由于具有充电效率高，充电电流大等优势越来越成为主流。目前主流的充电芯片架构如图1所示。由于充电芯片的芯片输入端VBUS是手机等便携式设备的USB端口，通常直接与适配器连接，而适配器的输出端在受到由电网扰动、雷击、人为瞬间插拔等因素产生脉冲高压，这种高压脉冲瞬间能量很大，峰值电压通常能达到20V至30V，如此高的高压会使充电芯片的内部器件遭到破坏。因此，充电芯片通常通过MOS管来隔离芯片输入端VBUS和功率输出端PMID，当芯片输入端VBUS电压低于过压阈值时，介于芯片输入端VBUS与和功率输出端PMID的MOS管导通，VBUS＝VPMID，充电芯片对便携式电子设备正常充电，能量由芯片输入端VBUS经功率输出端PMID传输至待充电池；当芯片输入端VBUS的电压高于过压阈值时，该MOS管关断，从而达到隔离功率输出端PMID，保护充电芯片的内部器件的作用。充电芯片中通常都设置有相应的过压保护电路，常见的过压保护电路如图2所示。其中，CMP为比较器模块，Q1为充电芯片的输入端口与功率输出端PMID之间的隔离管，其通常为NMOS管，电荷泵为倍压输出模块，其功能是将从电压输入端输入的输入电压VPMID进行倍压调制，使其输出端输出的输出电压VCP_OUT＝2VPMID。充电芯片正常工作时EN为高电平，当VBUS_SNS＝VBUS*RBUS2/(RBUS1+RBUS2)<VREF_OVP时，BUS_OVP输出低电平信号并施加到电荷泵的信号输入端，电荷泵模块开启，VCP_OUT＝2VPMID，Q1管开启，VPMID＝VBUS，芯片保持正常充电状态；当VBUS_SNS＝VBUS*RBUS2/(RBUS1+RBUS2)>VREF_OVP，即芯片输入端VBUS的端口电压超过过压阈值时，BUS_OVP输出高电平信号，电荷泵模块关断，VCP_OUT＝0，Q1管关断，将功率输出端PMID与芯片输入端VBUS隔离，从而保护芯片内部的电路。然而，专利技术人通过分析发现，当芯片输入端VBUS上的输入电压超过过压阈值VBUS_OVP时，Q1管关断，此时功率输出端PMID的电压也会下降为0，由于充电芯片的内部电路依靠功率输出端PMID供电，因此此时充电芯片的所有内部模块都会掉电，即使芯片输入端VBUS上的电压降至过压阈值VBUS_OVP以下时，充电芯片也无法自行启动，只能依赖于芯片输入端VBUS重新上电后的上电启动，从而导致使用起来极为不便。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种充电芯片及其过压保护电路，用于在充电芯片的芯片输入端的输入电压恢复正常时使充电芯片能够自行启动。为了实现上述目的，现提出的方案如下：一种过压保护电路，所述过压保护电路包括第一分压电阻、第二分压电阻、比较器、电荷泵、第一MOS管、第一滤波电容和低压钳位供电电路，其中：所述第一分压电阻的一端分别与芯片输入端、所述第一MOS管的漏极电连接；所述第一MOS管的源极作为所述过压保护电路的功率输出端；所述第二分压电阻的一端分别于所述第一分压电阻的另一端、所述比较器的正相输入端电连接，所述第二分压电阻的另一端接地，所述比较器的输出端与所述电荷泵的控制信号输入端连接；所述电荷泵的电压输入端与所述功率输出端电连接、电压输出端与所述第一OMOS管的栅极电连接；所述第一滤波电容的正极与所述功率输出端电连接、负极接地；所述低压钳位供电电路的电压输入端与所述芯片输入端电连接，所述低压钳位供电电路的电压输出端与所述功率输出端电连接，所述低压钳位供电电路被配置为当所述第一MOS管处于被关断状态下，且所述芯片输入端的电压低于耐压阈值时，向所述功率输出端输出预设电压值的驱动电压，以使所述充电芯片的内部模块正常上电工作。可选的，所述低压钳位供电电路包括第三分压电阻、第四分压电阻、稳压二极管、第二滤波电容和第二MOS管，其中：所述第三分压电阻的一端与所述芯片输入端、所述第四分压电阻的一端、所述稳压二极管的负极电连接，所述稳压二极管的正极接地；所述第四分压电阻的另一端与所述第二MOS管的栅极、所述第二滤波电容的正极电连接，所述第二滤波电容的负极接地；所述第二MOS管的漏极与所述芯片输入端电连接、源极与所述功率输出端电连接。可选的，所述耐压阈值为所述第二MOS管的最大耐压值。可选的，还包括高压域检测关断模块，其中：所述高压域检测关断模块的电压输入端与所述芯片输入端电连接，被配置为当所述芯片输入端的电压高于所述耐压阈值时，将所述第二MOS管关断。可选的，所述高压域检测关断模块还被配置为当所述芯片输入端的电压低于所述耐压阈值时，控制所述第二MOS管导通。可选的，所述高压域检测关断模块包括第五分压电阻、第六分压电阻、施密特反相器、反相器和第三MOS管，其中：所述第五分压电阻的一端分别与所述芯片输入端、所述第六分压电阻的一端、所述施密特反相器的输入端电连接；所述第六分压电阻的另一端接地；所述施密特反相器的输出端与所述反相器的输入端电连接；所述反相器的输出端与所述第三MOS管的栅极电连接；所述第三MOS管的漏极与所述第二MOS管的栅极电连接、源极接地。可选的，还包括高压域检测关断模块，其中：所述高压域检测关断模块的电压输入端与所述芯片输入端电连接，被配置为当所述芯片输入端的电压高于所述耐压阈值时，控制所述低压钳位供电电路输出所述驱动电压；和/或为当所述芯片输入端的电压低于所述耐压阈值时，控制所述低压钳位供电电路停止输出所述驱动电压。一种充电芯片，设置有如上所述的过压保护电路。一种便携式电子设备，设置有如上所述的充电芯片。从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种充电芯片及其过压保护电路，该过压保护电路具体包括第一分压电阻、第二分压电阻、比较器、电荷泵、第一MOS管、第一滤波电容和低压钳位供电电路，其中，低压钳位供电电路的电压输入端与芯片输入端电连接，且通过电压输出端与充电芯片的功率输出端电连接，被配置为当第一MOS管处于被关断状态下，且芯片输入端的电压低于耐压阈值时，向功率输出端输出预设电压值的驱动电压，以使充电芯片的内部模块正常上电工作。这样，当充电芯片的输入电压恢复正常时，就可以在正常上电工作的内部模块的驱动下使充电芯片自行启动。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过压保护电路，，其特征在于，所述过压保护电路包括第一分压电阻、第二分压电阻、比较器、电荷泵、第一MOS管、第一滤波电容和低压钳位供电电路，其中：/n所述第一分压电阻的一端分别与所述过压保护电路输入端、所述第一MOS管的漏极电连接；/n所述第一MOS管的源极作为所述过压保护电路的功率输出端；/n所述第二分压电阻的一端分别于所述第一分压电阻的另一端、所述比较器的正相输入端电连接，所述第二分压电阻的另一端接地，所述比较器的输出端与所述电荷泵的控制信号输入端连接；/n所述电荷泵的电压输入端与所述功率输出端电连接、电压输出端与所述MOS管的栅极电连接；/n所述第一滤波电容的正极与所述功率输出端电连接、负极接地；/n所述低压钳位供电电路的电压输入端与所述过压保护电路输入端电连接，所述低压钳位供电电路的电压输出端与所述功率输出端电连接，所述低压钳位供电电路被配置为当所述第一MOS管处于被关断状态下，且所述芯片输入端的电压低于耐压阈值时，向所述功率输出端输出驱动电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种过压保护电路，，其特征在于，所述过压保护电路包括第一分压电阻、第二分压电阻、比较器、电荷泵、第一MOS管、第一滤波电容和低压钳位供电电路，其中：
所述第一分压电阻的一端分别与所述过压保护电路输入端、所述第一MOS管的漏极电连接；
所述第一MOS管的源极作为所述过压保护电路的功率输出端；
所述第二分压电阻的一端分别于所述第一分压电阻的另一端、所述比较器的正相输入端电连接，所述第二分压电阻的另一端接地，所述比较器的输出端与所述电荷泵的控制信号输入端连接；
所述电荷泵的电压输入端与所述功率输出端电连接、电压输出端与所述MOS管的栅极电连接；
所述第一滤波电容的正极与所述功率输出端电连接、负极接地；
所述低压钳位供电电路的电压输入端与所述过压保护电路输入端电连接，所述低压钳位供电电路的电压输出端与所述功率输出端电连接，所述低压钳位供电电路被配置为当所述第一MOS管处于被关断状态下，且所述芯片输入端的电压低于耐压阈值时，向所述功率输出端输出驱动电压。


2.如权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，所述低压钳位供电电路包括第三分压电阻、第四分压电阻、稳压二极管、第二滤波电容和第二MOS管，其中：
所述第三分压电阻的一端与所述芯片输入端、所述第四分压电阻的一端、所述稳压二极管的负极电连接，所述稳压二极管的正极接地；
所述第四分压电阻的另一端与所述第二MOS管的栅极、所述第二滤波电容的正极电连接，所述第二滤波电容的负极接地；
所述第二MOS管的漏极与所述输入端电连接、源极与所述功率输出端电连接。


3.如权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述耐压阈值为所述第二MOS管的最大耐压值。


4.如权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，所述第二MOS管的栅源电压大于所述第二MOS管开启阈值时，所述第二MOS管导通，所述过压保护电路输入端通过所述第二MOS管向所述功率输出端输出驱动电压。


5.如权利要求2所述的过...

【专利技术属性】
技术研发人员：董渊，孟威威，程剑涛，杜黎明，孙洪军，
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