一种电流控制电路、充电电路及电子设备制造技术

本申请适用于电池充电芯片技术领域，提供一种电流控制电路、充电电路及电子设备，包括电流检测模块、电流设置模块、电流控制模块及电流调节模块，通过在充电电路开始给电池充电之后，电流检测模块检测流过反向阻断模块的实际充电电流，基于实际充电电流产生第二预设电流并流向节点；在实际充电电流小于或等于预设充电电流时，触发电流控制模块控制电流调节模块维持流入电池的正极的电流等于实际充电电流；在实际充电电流大于预设充电电流时，触发电流控制模块控制电流调节模块将流入电池的正极的电流降低为预设充电电流，无需在充电路径上串联电阻用来检测充电电流，尺寸小、成本低，同时可以在CC阶段恒功率充电，充电效率高。充电效率高。充电效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种电流控制电路、充电电路及电子设备


[0001]本申请属于电池充电芯片
，尤其涉及一种电流控制电路、充电电路及电子设备。

技术介绍

[0002]开关型电池充电芯片由于具备较高的充电效率，可以大大降低给电池充电时的功率损耗，因而在充电产品中得到广泛应用。目前的开关型充电产品通常会将开关电源（DC/DC转换器）部分的场效应管（Field EffectTransistors，FETs）集成到充电芯片内部，这样做的好处是可以大大减小系统的印制电路板（PrintedCircuitBoard，PCB）面积，因而在体积受限制的电子产品中，尤其是便携式电子产品中得到广泛应用。
[0003]充电芯片一般分为两类：一类是带路径管理（Power Path）的窄电压直流充电（Narrow Voltage Direct Current，NVDC）架构，另一类不带路径管理。带路径管理的充电芯片，在开关电源的输出端和充电端会有一个路径管理通路，从充电芯片的内部电路来看，路径管理是由背靠背的FETs组成，该FETs也被称为功率路径管理管（BATFET），BATFET会被用来检测充电电流以及管理充电电流和充电电压。不带路径管理的充电芯片，开关电源的输出端会直接和充电端连接，由于没有路径管理的BATFET，一般需要在充电路径上串联一个电阻用来检测充电电流。
[0004]电池充电一般分为4个阶段：涓流充电（trickle charge）阶段，预充电（Preconditioning，Pre
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charge）阶段，恒定电流（大电流）充电（Constant Current，CC）阶段及恒定电压（小电流）充电（Constant Voltage，CV）阶段（又称Taper mode）。其中，CC阶段是大电流充电阶段，在CC阶段，充电芯片会调节充电电流并使其稳定在设定值，之所以需要做恒流充电管理，除了充电系统的热损耗考虑之外，更重要的是对充电电流进行管理以避免充电电流过大，充电电流过大超出电池电芯的标称充电速率，会对电池的寿命有一定影响。
[0005]近年来，随着电池电芯所能承受的充电速率的提高，充电芯片自身的效率或热损耗成为了决定充电速率或功率的瓶颈，这问题对于开关型电池充电芯片来说尤为突出，因为开关型电池充电芯片采用的是传统的DC/DC架构，相对于电荷泵（Charge Pump）充电芯片来说充电效率要低很多。对于不带路径管理的开关型充电芯片，其充电路径上串联的电阻会增加额外的损耗，另一方面，在CC阶段，由于电阻会流过较大的电流，所以需要选择封装尺寸较大的电阻，在PCB Layout（布局、走线）时需要敷设较多的散热铜皮和过孔，会占用PCB较多的面积。如何降低开关型电池充电芯片的尺寸、节省成本、提高充电效率是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本申请实施例提供了一种电流控制电路、充电电路及电子设备，旨在解决现有的开关型电池充电芯片尺寸大、成本高、充电效率低的问题。
[0007]本申请实施例的第一方面提供一种充电电路的电流控制电路，包括电流检测模块、电流设置模块、电流控制模块及电流调节模块；所述电流检测模块的第一输入端用于与所述充电电路的反向阻断模块的输入端连接构成所述充电电路的电源端，所述电流检测模块的第二输入端和所述电流调节模块的第一输入端用于与所述反向阻断模块的输出端连接构成所述充电电路的漏极连接端，所述电流检测模块的输出端、所述电流设置模块的输入端及所述电流控制模块的输入端共接于同一节点；所述电流设置模块的输出端为所述充电电路的电流设置端；所述电流控制模块的输出端与所述电流调节模块的第二输入端连接；所述电流调节模块的输出端为所述充电电路的开关节点输出端；所述充电电路的电源端、电流设置端及开关节点输出端分别用于与外部电源、电流设置电阻及电池的正极一一对应连接，在所述电流设置端连接电流设置电阻时，流过所述电流设置电阻的电流等于第一预设电流，所述第一预设电流等于预设充电电流的预设比例；在所述充电电路开始给所述电池充电之后，所述电流检测模块检测流过所述反向阻断模块的实际充电电流，基于所述实际充电电流产生第二预设电流并流向所述节点，所述第二预设电流等于所述实际充电电流的预设比例；在所述实际充电电流小于或等于所述预设充电电流时，触发所述电流控制模块输出第一控制信号至所述电流调节模块，控制所述电流调节模块维持所述开关节点输出端输出的脉宽调制信号的占空比不变，以维持流入所述电池的正极的电流等于所述实际充电电流；在所述实际充电电流大于所述预设充电电流时，触发所述电流控制模块输出第二控制信号至所述电流调节模块，控制所述电流调节模块降低所述开关节点输出端输出的脉宽调制信号的占空比，以将流入所述电池的正极的电流降低为所述预设充电电流。
[0008]在一个实施例中，所述电流检测模块包括电阻单元、第一运放单元、第一开关单元及第一电流镜单元；所述电阻单元的第一端为所述电流检测模块的第一输入端，所述电阻单元的第二端与所述第一运放单元的反相输入端和所述第一开关单元的输入端连接；所述第一运放单元的同相输入端为所述电流检测模块的第二输入端，所述第一运放单元的输出端与所述第一开关单元的受控端连接；所述第一开关单元的输出端与所述第一电流镜单元的输入端连接；所述第一电流镜单元的输出端为所述电流检测模块的输出端；在所述充电电路开始给所述电池充电之后，流过所述电阻单元的电流基于所述第一运放单元的虚断作用流入所述第一开关单元，再经由所述第一电流镜单元的镜像作用产生第二预设电流并流向所述节点；其中，所述第一电流镜单元的缩放比例等于预设比例。
[0009]在一个实施例中，所述第一电流镜单元包括第一电流镜和第二电流镜；所述第一电流镜的输入端为所述第一电流镜单元的输入端，所述第一电流镜的输出端与所述第二电流镜的输入端连接，所述第一电流镜的接地端接地；
所述第二电流镜的输出端为所述第一电流镜单元的输出端，所述第二电流镜的电源端接入参考电压；在所述充电电路开始给所述电池充电之后，流过所述电阻单元的电流基于所述第一运放单元的虚断作用流入所述第一开关单元，再依次经由所述第一电流镜和所述第二电流镜的镜像作用产生第二预设电流并流向所述节点；其中，所述第一电流镜的缩放比例等于预设比例，所述第二电流镜的缩放比例等于1:1。
[0010]在一个实施例中，所述电流设置模块包括基准电压单元、第二运放单元、第二开关单元及第二电流镜单元；所述基准电压单元的输出端与所述第二运放单元的同相输入端连接；所述第二运放单元的反相输入端与所述第二开关单元的输出端连接构成所述电流设置模块的输出端，所述第二运放单元的输出端与所述第二开关单元的受控端连接；所述第二开关单元输入端与所述第二电流镜单元的输出端连接；所述第二电流镜单元的输入端为所述电流设置模块的输入端；所述基准电压单元产生的基准电压基于所述第二运放单元的虚短作用施加至所述电流设置端，以使所述电流设置端连接电流设置电阻时，流过所述电流设置电阻的电流等于第一预设电流；所述第一预设电流经由所述第二电流镜单元的镜像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种充电电路的电流控制电路，其特征在于，包括电流检测模块、电流设置模块、电流控制模块及电流调节模块；所述电流检测模块的第一输入端用于与所述充电电路的反向阻断模块的输入端连接构成所述充电电路的电源端，所述电流检测模块的第二输入端和所述电流调节模块的第一输入端用于与所述反向阻断模块的输出端连接构成所述充电电路的漏极连接端，所述电流检测模块的输出端、所述电流设置模块的输入端及所述电流控制模块的输入端共接于同一节点；所述电流设置模块的输出端为所述充电电路的电流设置端；所述电流控制模块的输出端与所述电流调节模块的第二输入端连接；所述电流调节模块的输出端为所述充电电路的开关节点输出端；所述充电电路的电源端、电流设置端及开关节点输出端分别用于与外部电源、电流设置电阻及电池的正极一一对应连接，在所述电流设置端连接电流设置电阻时，流过所述电流设置电阻的电流等于第一预设电流，所述第一预设电流等于预设充电电流的预设比例；在所述充电电路开始给所述电池充电之后，所述电流检测模块检测流过所述反向阻断模块的实际充电电流，基于所述实际充电电流产生第二预设电流并流向所述节点，所述第二预设电流等于所述实际充电电流的预设比例；在所述实际充电电流小于或等于所述预设充电电流时，触发所述电流控制模块输出第一控制信号至所述电流调节模块，控制所述电流调节模块维持所述开关节点输出端输出的脉宽调制信号的占空比不变，以维持流入所述电池的正极的电流等于所述实际充电电流；在所述实际充电电流大于所述预设充电电流时，触发所述电流控制模块输出第二控制信号至所述电流调节模块，控制所述电流调节模块降低所述开关节点输出端输出的脉宽调制信号的占空比，以将流入所述电池的正极的电流降低为所述预设充电电流。2.如权利要求1所述的电流控制电路，其特征在于，所述电流检测模块包括电阻单元、第一运放单元、第一开关单元及第一电流镜单元；所述电阻单元的第一端为所述电流检测模块的第一输入端，所述电阻单元的第二端与所述第一运放单元的反相输入端和所述第一开关单元的输入端连接；所述第一运放单元的同相输入端为所述电流检测模块的第二输入端，所述第一运放单元的输出端与所述第一开关单元的受控端连接；所述第一开关单元的输出端与所述第一电流镜单元的输入端连接；所述第一电流镜单元的输出端为所述电流检测模块的输出端；在所述充电电路开始给所述电池充电之后，流过所述电阻单元的电流基于所述第一运放单元的虚断作用流入所述第一开关单元，再经由所述第一电流镜单元的镜像作用产生第二预设电流并流向所述节点；其中，所述第一电流镜单元的缩放比例等于预设比例。3.如权利要求2所述的电流控制电路，其特征在于，所述第一电流镜单元包括第一电流镜和第二电流镜；所述第一电流镜的输入端为所述第一电流镜单元的输入端，所述第一电流镜的输出端与所述第二电流镜的输入端连接，所述第一电流镜的接地端接地；所述第二电流镜的输出端为所述第一电流镜单元的输出端，所述第二电流镜的电源端
接入参考电压；在所述充电电路开始给所述电池充电之后，流过所述电阻单元的电流基于所述第一运放单元的虚断作用流入所述第一开关单元，再依次经由所述第一电流镜和所述第二电流镜的镜像作用产生第二预设电流并流向所述节点；其中，所述第一电流镜的缩放比例等于预设比例，所述第二电流镜的缩放比例等于1:1。4.如权利要求1所述的电流控制电路，其特征在于，所述电流设置模块包括基准电压单元、第二运放单元、第二开关单元及第二电流镜单元；所述基准电压单元的输出端与所述第二运放单元的同相输入端连接；所述第二运放单元的反相输入端与所述第二开关单...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴兴科，
申请(专利权)人：深圳市微源半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：