充电器驱动电路、集成电路、充电器、充电控制方法及充电控制系统技术方案

一种充电器驱动电路(100)、集成电路(400)、充电器(20)、充电控制方法及充电控制系统(40)。该充电器驱动电路包括隔离电源模块(110)、控制开关(130)及充电通道开关(140)。隔离电源模块具有电源输入端(Vin)和电源输出端(Vout)，并包括电荷泵电路(111)，电源输入端通过电荷泵电路连接到电源输出端，电源输入端连接电压源(VCC)，控制开关与电源输出端电连接。充电通道开关用于连接控制开关以及充电电池(70)，充电通道开关用于在控制开关的控制下导通与断开，以控制是否对充电电池充电。该充电器利用电荷泵电路来构成隔离电源模块，省去了购买隔离电源的成本，体积小，结构简单，适用于高端MOS管驱动。高端MOS管驱动。高端MOS管驱动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】充电器驱动电路、集成电路、充电器、充电控制方法及充电控制系统


[0001]本专利技术实施例涉及电池充电
，尤其涉及一种充电器驱动电路、集成电路、充电器、充电控制方法及充电控制系统。

技术介绍

[0002]在高电压、大电流的充电领域，目前大部分采用继电器作为切换开关。但是继电器寿命短，耐瞬间冲击电流小，功耗大，通流能力小，无法满足高端大功率充电器的要求。继电器的关断需要先关充电电流再关继电器，反应速度远低于MOS管。
[0003]由于目前P
‑
MOS工艺无法做到大电流，高耐压，因而无法应用于大功率充电器输出控制。而使用N
‑
MOS作为开关管，则出现高端驱动难的问题。目前使用的方案通常是使用隔离电源叠加在高压母线上。然而，由于隔离电源的采购价格高，随着充电器的充电输出通道增加，隔离电源已经成为最贵的物料成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种充电器驱动电路、集成电路、充电器、充电控制方法及充电控制系统，旨在节省物料成本。
[0005]根据本专利技术实施例的一个方面，提供一种充电器驱动电路。所述充电器驱动电路包括隔离电源模块、控制开关及充电通道开关。所述隔离电源模块具有电源输入端和电源输出端，所述隔离电源模块包括电荷泵电路，所述电源输入端通过所述电荷泵电路连接到所述电源输出端，所述电源输入端连接电压源，用于接收一输入电压，所述电源输出端用于输出一输出电压，所述电荷泵电路用于将所述输出电压与所述输入电压隔离。所述控制开关与所述隔离电源模块的所述电源输出端电连接。所述充电通道开关用于连接所述控制开关以及充电电池，所述充电通道开关用于在所述控制开关的控制下导通与断开，以控制是否对所述充电电池的充电。其中，当所述控制开关基于充电控制信号闭合时，所述充电通道开关在所述输出电压的触发下导通，从而对所述充电电池进行充电。
[0006]根据本专利技术实施例的另一个方面，提供一种充电器。所述充电器包括如上所述的充电器驱动电路。
[0007]根据本专利技术实施例的另一个方面，提供一种集成电路。所述集成电路具有多个管脚，所述多个管脚包括用于连接电压源以接收输入电压的电源输入管脚、用于接收充电控制信号的充电控制信号管脚以及用于输出驱动信号的驱动信号管脚。所述驱动信号管脚用于连接到充电通道开关，用以控制所述充电通道开关导通与断开。其中，所述集成电路的内部具有用于输出与所述输入电压隔离的输出电压的电源输出端。所述集成电路的内部集成有与所述充电控制信号管脚电耦合的控制开关，并且，所述控制开关与所述电源输出端电连接。当所述控制开关基于所述充电控制信号闭合时，在所述电源输出端输出的输出电压的触发下，所述驱动信号管脚输出用于导通所述充电通道开关的驱动信号。
[0008]根据本专利技术实施例的另一个方面，提供一种充电器。所述充电器包括集成电路、泵送电容、输出电容及充电通道开关。所述集成电路具有多个管脚，所述多个管脚包括用于连接电压源以接收输入电压的电源输入管脚、用于接收充电控制信号的充电控制信号管脚以及用于输出驱动信号的驱动信号管脚。所述驱动信号管脚用于连接到充电通道开关，用以控制所述充电通道开关导通与断开。所述集成电路的内部具有用于输出与所述输入电压隔离的输出电压的电源输出端。所述集成电路的内部集成有与所述充电控制信号管脚电耦合的控制开关，并且，所述控制开关与所述电源输出端电连接。当所述控制开关基于所述充电控制信号闭合时，在所述电源输出端输出的输出电压的触发下，所述驱动信号管脚输出用于导通所述充电通道开关的驱动信号。所述多个管脚还包括用于连接泵送电容的正极的泵送电容正极管脚、用于连接泵送电容的负极的泵送电容负极管脚、地管脚、用于连接输出电容的正极的输出电容正极管脚、用于连接输出电容的负极的输出电容负极管脚。所述电源输出端的正极端电耦合于所述输出电容正极管脚，所述电源输出端的负极端电耦合于所述输出电容负极管脚。所述集成电路的内部集成有第一开关模块和第二开关模块。在所述第一开关模块闭合时，所述电源输入管脚与所述泵送电容正极管脚耦合，所述泵送电容负极管脚与所述地管脚耦合，所述输入电压对所述泵送电容充电。在所述第一开关模块断开，所述第二开关模块闭合时，所述泵送电容正极管脚与所述输出电容正极管脚耦合，所述泵送电容负极管脚与所述输出电容负极管脚耦合，所述泵送电容与所述输出电容并联，所述泵送电容对所述输出电容充电。其中，所述泵送电容连接于所述集成电路的所述泵送电容正极管脚与所述泵送电容负极管脚之间。所述输出电容连接于所述集成电路的所述输出电容正极管脚与所述输出电容负极管脚之间。所述充电通道开关连接所述集成电路的所述驱动信号管脚。
[0009]根据本专利技术实施例的另一个方面，提供一种充电控制方法。所述方法应用于如上所述的充电器驱动电路。所述方法包括：基于充电控制信号来控制所述充电通道开关导通与断开；及在所述充电控制信号使得所述控制开关闭合时，所述输出电压触发所述充电通道开关导通，以对所述充电电池进行充电。
[0010]根据本专利技术实施例的另一个方面，提供一种充电控制系统。所述充电控制系统包括一个或多个处理器。所述处理器单独地或共同地工作，用于执行如上所述的充电控制方法。
[0011]本专利技术实施例的充电器驱动电路及具有该充电器驱动电路的充电器利用电荷泵电路来构成隔离电源模块，从而省去了购买隔离电源的成本，产品成本低，体积小，并且，结构简单，可以适用于高端MOS管驱动。
[0012]本专利技术实施例的集成电路可以适用于高端MOS管驱动，并且，芯片成本低。
[0013]本专利技术实施例的具有该集成电路的充电器可以省去购买隔离电源的成本，产品成本低，体积小，并且，结构简单，可以适用于高端MOS管驱动。
[0014]本专利技术实施例的充电控制方法简单易行。
[0015]本专利技术实施例的充电控制系统具有成本低、体积小等优势。
附图说明
[0016]图1为一种农机充电器使用的MOS驱动电路的电路图；
[0017]图2为本专利技术一个实施例的充电器的应用场景的结构框图；
[0018]图3为本专利技术一个实施例的充电器驱动电路的结构框图；
[0019]图4为一种电荷泵电路的工作原理图；
[0020]图5为本专利技术一个实施例的电荷泵电路的结构框图；
[0021]图6为本专利技术第一实施例的充电器驱动电路的电路图；
[0022]图7为本专利技术第二实施例的充电器驱动电路的电路图；
[0023]图8为本专利技术第三实施例的充电器驱动电路的电路图；
[0024]图9为本专利技术第一实施例的集成电路的示意图；
[0025]图10为本专利技术第二实施例的集成电路的示意图；
[0026]图11为本专利技术另一个实施例的充电器的结构框图；
[0027]图12为本专利技术又一个实施例的充电器的结构框图；
[0028]图13为本专利技术一个实施例的充电控制方法的示意流程图；
[0029]图14为本专利技术一个实施例的充电控制系统的示意性框图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种充电器驱动电路，其特征在于：其包括：隔离电源模块，具有电源输入端和电源输出端，所述隔离电源模块包括电荷泵电路，所述电源输入端通过所述电荷泵电路连接到所述电源输出端，所述电源输入端连接电压源，用于接收一输入电压，所述电源输出端用于输出一输出电压，所述电荷泵电路用于将所述输出电压与所述输入电压隔离；控制开关，其与所述隔离电源模块的所述电源输出端电连接；以及充电通道开关，用于连接所述控制开关以及充电电池，所述充电通道开关用于在所述控制开关的控制下导通与断开，以控制是否对所述充电电池的充电，其中，当所述控制开关基于充电控制信号闭合时，所述充电通道开关在所述输出电压的触发下导通，从而对所述充电电池进行充电。2.如权利要求1所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述充电通道开关具有控制端，所述控制开关与所述充电通道开关的所述控制端电耦合以控制所述电源输出端与所述充电通道开关的所述控制端的连接。3.如权利要求1所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述输出电压等于所述输入电压。4.如权利要求1所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述电荷泵电路包括泵送电容、连接所述电源输出端的输出电容、第一开关模块和第二开关模块，其中，在所述第一开关模块闭合时，所述电压源连接到所述泵送电容的两端，所述输入电压对所述泵送电容充电；在所述第一开关模块断开，所述第二开关模块闭合时，所述泵送电容与所述输出电容并联，所述泵送电容对所述输出电容充电。5.如权利要求4所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述电荷泵电路还包括连接所述电源输入端的输入电容，其中，在所述第一开关模块闭合时，所述输入电容与所述泵送电容并联。6.如权利要求5所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述泵送电容、所述输出电容及所述输入电容包括：陶瓷电容。7.如权利要求4所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第一开关模块包括第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述电压源，所述第一二极管的阴极连接所述泵送电容的正极端。8.如权利要求4或7所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第二开关模块包括第二二极管，所述第二二极管的阳极连接所述泵送电容的正极端，所述第二二极管的阴极连接所述输出电容的正极端。9.如权利要求4所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第一开关模块具有第一控制端，所述第一控制端用于接收第一控制信号，通过所述第一控制信号控制所述第一开关模块的开闭。10.如权利要求9所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第一开关模块包括第一开关管，通过所述第一控制信号控制所述第一开关管的导通和截止来控制所述第一开关模块的开闭。11.如权利要求10所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第一开关管包括第一NMOS
管，所述第一NMOS的栅极连接到所述第一控制端，所述第一NMOS的漏极连接所述泵送电容的负极端，所述第一NMOS的源极接地。12.如权利要求11所述的充电器驱动电路，其特征在于：在所述第一NMOS管的栅极和源极之间设置第一电阻。13.如权利要求11所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第一NMOS管的栅极通过第二电阻连接到所述第一控制端。14.如权利要求11所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第一NMOS管的漏极通过第三电阻连接到所述泵送电容的负极端。15.如权利要求4所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第二开关模块具有第二控制端，所述第二控制端用于接收第二控制信号，通过所述第二控制信号控制所述第二开关模块的开闭。16.如权利要求15所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第二开关模块包括第二开关管及第三开关管，所述第二开关管连接于所述泵送电容的负极端与所述输出电容的负极端之间，通过所述第二控制信号控制所述第三开关管的导通和截止来控制所述第二开关管。17.如权利要求16所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第二开关管包括PMOS管，所述第三开关管包括第二NMOS管，所述PMOS管的漏极连接所述泵送电容的负极端，所述PMOS管的源极连接所述输出电容的负极端，所述PMOS管的栅极连接到所述第二NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的栅极连接到所述第二控制端。18.如权利要求17所述的充电器驱动电路，其特征在于：在所述PMOS管的栅极和源极之间设置第四电阻，在所述第二NMOS管的栅极和源极之间设置第五电阻。19.如权利要求17所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第二NMOS管的栅极通过第六电阻连接到所述第二控制端。20.如权利要求17所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述PMOS管的栅极通过第七电阻连接到所述第二NMOS管的漏极。21.如权利要求16所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第二开关管包括第三NMOS管，所述第三开关管包括第二NMOS管，所述第三NMOS管的源极连接所述泵送电容的负极端，所述泵送电容的负极端连接到地，所述第三NMOS管的漏极连接所述输出电容的负极端，所述第三NMOS管的栅极连接到所述第二NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的漏极连接到所述电压源，所述第二NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的栅极连接到所述第二控制端。22.如权利要求21所述的充电器驱动电路，其特征在于：在所述第二NMOS管的栅极和源极之间设置第五电阻，在所述第三NMOS管的栅极和源极之间设置第八电阻。23.如权利要求21所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第二NMOS管的栅极通过第六电阻连接到所述第二控制端。24.如权利要求21所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第二NMOS管的漏极通过第九电阻连接到所述电压源，所述泵送电容的负极端通过第十电阻连接到地。25.如权利要求4所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第一开关模块具有第一控制端，所述第一控制端用于接收第一控制信号，通过所述第一控制信号控制所述第一开关模块的开闭；
所述第二开关模块具有第二控制端，所述第二控制端用于接收第二控制信号，通过所述第二控制信号控制所述第二开关模块的开闭，其中，所述第一控制信号和所述第二控制信号为反相互补的信号。26.如权利要求25所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第一开关模块包括第一NMOS管，所述第一NMOS的栅极连接到所述第一控制端以接收所述第一控制信号，所述第一NMOS的漏极连接所述泵送电容的负极端，所述第一NMOS的源极接地；和/或，所述第二开关模块包括PMOS管和第二NMOS管，所述PMOS管的漏极连接所述泵送电容的负极端，所述PMOS管的源极连接所述输出电容的负极端，所述PMOS管的栅极连接到所述第二NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的栅极连接到所述第二控制端以接收所述第二控制信号。27.如权利要求4所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第一开关模块具有第一控制端，所述第一控制端用于接收第一控制信号，通过所述第一控制信号控制所述第一开关模块的开闭；所述第二开关模块具有第二控制端，所述第二控制端用于接收第二控制信号，通过所述第二控制信号控制所述第二开关模块的开闭，其中，所述第一控制信号和所述第二控制信号为相同的信号。28.如权利要求27所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述第一开关模块包括第一NMOS管，所述第一NMOS的栅极连接到所述第一控制端以接收所述第一控制信号，所述第一NMOS的漏极连接所述泵送电容的负极端，所述第一NMOS的源极接地；和/或，所述第二开关模块包括第二NMOS管和第三NMOS管，所述第三NMOS管的源极连接所述泵送电容的负极端，所述泵送电容的负极端连接到地，所述第三NMOS管的漏极连接所述输出电容的负极端，所述第三NMOS管的栅极连接到所述第二NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的漏极连接到所述电压源，所述第二NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的栅极连接到所述第二控制端以接收所述第二控制信号。29.如权利要求1所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述隔离电源模块还包括升压电路，所述升压电路用于对所述电压源的电压进行升压。30.如权利要求29所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述电源输入端通过所述升压电路连接到所述电压源，所述升压电路将升压后的电压提供给所述电源输入端。31.如权利要求1所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述控制开关包括光耦合器，所述光耦合器用于基于所述充电控制信号来控制所述充电通道开关导通与断开。32.如权利要求31所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述光耦合器包括发光二极管和光敏三极管，所述发光二极管的阳极连接直流供电端，所述发光二极管的阴极接收所述充电控制信号，所述光敏三极管的集电极连接到所述隔离电源模块的正极端以接收所述输出电压，所述光敏三极管的发射极连接到所述充电通道开关的控制端。33.如权利要求32所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述发光二极管的阳极通过第十一电阻连接到所述直流供电端。34.如权利要求32所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述光敏三极管的发射极通过第十二电阻连接到所述充电通道开关的控制端。
35.如权利要求1所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述充电通道开关包括MOS管开关单元，所述MOS管开关单元包括背靠背电耦合的两个NMOS管，其中，所述两个NMOS管的栅极相连，并且，所述两个NMOS管的栅极相连的连接端作为所述充电通道开关的控制端，所述两个NMOS管的源极相连，所述两个NMOS管中的一个NMOS管的漏极用于连接到充电电源端，另一个NMOS管的漏极用于连接到所述充电电池的正极端。36.如权利要求35所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述两个NMOS管的栅极相连后的连接端通过第十三电阻电耦合连接所述两个NMOS管的源极相连后的连接端。37.如权利要求35所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述充电通道开关包括一个或多个并联连接的所述MOS管开关单元。38.如权利要求37所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述MOS管开关单元的数量取决于给所述充电电池充电的充电电流大小。39.如权利要求35所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述隔离电源模块的所述电源输出端的负极端连接到所述MOS管开关单元中的用于连接到充电电源端的NMOS管的漏极。40.如权利要求1所述的充电器驱动电路，其特征在于：其还包括推挽电路，所述推挽电路连接于所述电源输出端的正极端和负极端之间，所述推挽电路的输入端连接到所述控制开关，所述推挽电路的输出端连接到所述充电通道开关。41.如权利要求40所述的充电器驱动电路，其特征在于：所述充电通道开关包括MOS管开关单元，所述MOS管开关单元包括背靠背电耦合的两个NMOS管，其中，所述两个NMOS管的栅极相连，并且，所述两个NMOS管的栅极相连的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宋荣，张彩辉，金军骞，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：