一種開關(guān)充電控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于開關(guān)充電控制電路技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種開關(guān)充電控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著便攜式設(shè)備的普及W及耗電量的增加，為了延長設(shè)備的待機(jī)與使用時間，設(shè) 備所配備的電池也越來越大，加上大容量的移動電源的日益普及，運(yùn)些都需要W較大的充 電電流對設(shè)備進(jìn)行充電，W加快充電速度減小充電時間，運(yùn)就促進(jìn)了開關(guān)充電方式的曰益 普及。
[0003] 圖1是傳統(tǒng)的開關(guān)充電控制電路示意圖，充電電流由電阻RSl設(shè)定，RSl處于充電電 流的通路上，會產(chǎn)生較大的電阻損耗，所WRSl需要成本較高的功率電阻，運(yùn)不僅會降低系 統(tǒng)工作效率，而且增加系統(tǒng)成本;同時由于傳統(tǒng)的開關(guān)充電控制電路工作于固定頻率的PWM 工作方式，控制電路需要誤差放大器、振蕩器W及斜率補(bǔ)償電路，運(yùn)些不但增加了設(shè)計(jì)的難 度而且也會增加控制電路的設(shè)計(jì)成本。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的弊端，本實(shí)用新型的目的在于提供一種開關(guān)充電控制電路。所述 的開關(guān)充電控制電路為應(yīng)用于移動電源等便攜式設(shè)備領(lǐng)域的電池充電系統(tǒng)的開關(guān)充電控 制電路。與傳統(tǒng)開關(guān)充電電路相比，本實(shí)用新型的開關(guān)充電控制電路有W下兩個優(yōu)點(diǎn):一是 省去了功率電阻，增加了充電效率的同時降低了系統(tǒng)的成本;二是該控制電路工作于PFM模 式，不需要復(fù)雜的誤差放大器、振蕩器W及斜率補(bǔ)償電路，大大降低了控制電路的設(shè)計(jì)難度 和設(shè)計(jì)成本。
[0005] 本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種開關(guān)充電控制電路，包括：
[0006] -峰值電流檢測電路CS，用于檢測流過開關(guān)管MP1的峰值充電電流Ipk，峰值電流 Ipk經(jīng)過1 /n比例鏡像后經(jīng)充電電流設(shè)定電阻RS1流出到地；
[0007] 一充電電流設(shè)定電阻RSl，用于設(shè)定充電電流，其將峰值電流檢測電路CS檢測到的 峰值電流Ipk的鏡像電流IpkAi轉(zhuǎn)換為電壓；
[000引一比較器P歷，檢測到充電電流達(dá)到峰值Ipk時，輸出關(guān)斷信號OFF將開關(guān)管MPl關(guān) 斷；
[0009] -固定關(guān)斷時間產(chǎn)生電路T0FF，在每周期固定關(guān)斷時間后輸出導(dǎo)通信號0州尋開關(guān) 管MPl導(dǎo)通；
[0010] 一輸出驅(qū)動電路DRIVER用于驅(qū)動開關(guān)PMOS MPl W及同步整流NMOS MNl;
[00川一電池充飽判斷電路即化，當(dāng)電池充飽后輸出關(guān)閉信號將輸出關(guān)閉。
[0012]上述的開關(guān)充電控制電路，輸入電源VIN與所述開關(guān)PMOS MPl的源級W及所述峰 值電流檢測電路CS的第一輸入端連接，所述開關(guān)PMOS MPl的漏極與所述峰值電流檢測電路 CS的第二輸入端連接，同時與電感Ll的一端和整流NMOS MNl的漏極連接；電感Ll的另一端 接被充電電池的正極;所述整流醒OS MNl的源級接地;所述峰值電流檢測電路CS的輸出接 充電電流設(shè)定電阻RSl的一端和比較器PWM的正輸入端，所述充電電流設(shè)定電阻RSl的另一 端接地，所述比較器P歷的負(fù)輸入端接一參考電壓VREF;所述比較器P歷的輸出接固定關(guān)斷 時間產(chǎn)生電路TOFF的輸入，同時接RS觸發(fā)器的復(fù)位端R，固定關(guān)斷時間產(chǎn)生電路TOFF的輸出 端接RS觸發(fā)器的置位端S; RS觸發(fā)器輸出端Q接輸出驅(qū)動電路DRIVER的輸入，輸出驅(qū)動電路 DRIVER輸出的驅(qū)動信號DRP和DRN分別接開關(guān)管MPl的柵極和整流管麗1的柵極;所述電池充 飽判斷電路即化的輸入接被充電電池的正極，輸出接輸出驅(qū)動電路DRIV邸;被充電電池的 負(fù)極接地。
[0013] 本實(shí)用新型所述的開關(guān)充電控制電路，在功率開關(guān)PMOS MPl關(guān)斷時，固定關(guān)斷時 間產(chǎn)生電路TOFF開始計(jì)時，在開關(guān)管MP1關(guān)斷時間達(dá)到固定關(guān)斷時間產(chǎn)生電路TOFF所設(shè)定 的固定關(guān)斷時間時輸出信號ON到RS觸發(fā)器置位，使驅(qū)動電路DRIVER輸出控制信號將開關(guān)管 MPl導(dǎo)通，同時將整流管MNl關(guān)閉，充電電流由輸入電源VIN經(jīng)開關(guān)管MPl、電感Ll、電池 Battery到地，在電感Ll作用下充電電流逐漸增加；電流檢測電路CS將流過開關(guān)管MPl的峰 值電流Ipk經(jīng)過1 /n比例鏡像后經(jīng)電流設(shè)定電阻RS1流出到地，在電流設(shè)定電阻RS1上產(chǎn)生一 個與充電電流成比例的電壓信號，當(dāng)該電壓值達(dá)到參考電壓VREF時，Pmi比較器輸出OFF信 號將RS觸發(fā)器復(fù)位，使驅(qū)動電路DRIVER輸出控制信號將開關(guān)管MPl關(guān)閉，同時使整流管MNl 導(dǎo)通，此時電感電流經(jīng)電池 Battery、地、整流管MNl再回到電感繼續(xù)給電池充電，同時在OFF 信號觸發(fā)下固定關(guān)斷時間產(chǎn)生電路TOFF開始計(jì)時，MPl關(guān)斷時間達(dá)到TOFF所設(shè)定的固定關(guān) 斷時間時輸出信號0州尋RS觸發(fā)器置位，使驅(qū)動電路DRIVER輸出控制信號將開關(guān)管MP巧通， 同時將整流管MNl關(guān)閉;整個開關(guān)電路如此重復(fù)著上述過程對被充電電池進(jìn)行充電，直到電 池充飽判斷電路FU化檢測到電池已經(jīng)充飽時，輸出信號關(guān)閉控制電路，充電過程結(jié)束。
[0014] 由上述工作過程可W得到MPl導(dǎo)通時的峰值電流為Ipk,經(jīng)CS電路鏡像后流到3別的 電流為IpK/n，可W得到下面公式：
[001引
，得到
，其中n為電路設(shè)定的電流鏡像比例；
[0016] 在MPl關(guān)斷時，關(guān)斷時間為固定時間Toff,可W得到下面公式：
[0017]
,得到
其中Vbat為電池電壓，Ai為電感峰峰值電 流；
[0018] 所W平均充電電流為：
[0019]
，從而得到電路充電電流為：
[0020]
[0021] 作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本實(shí)用新型在實(shí)際實(shí)施時，還包括提供電壓基準(zhǔn)的模塊、提 供偏置電流的模塊等一些集成電路領(lǐng)域的公知模塊。
[0022] 本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0023] 1.本實(shí)用新型的開關(guān)充電控制電路省去了功率電阻，增加了充電效率的同時降低 了系統(tǒng)的成本。
[0024] 2.本實(shí)用新型的開關(guān)充電控制電路工作于PFM模式，不需要復(fù)雜的誤差放大器、振 蕩器W及斜率補(bǔ)償電路，大大降低了控制電路的設(shè)計(jì)難度和設(shè)計(jì)成本。
【附圖說明】
[0025] 圖1是傳統(tǒng)的開關(guān)充電控制電路示意圖；
[0026] 圖2是使用本實(shí)用新型的開關(guān)充電控制電路。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施 方式不限于此。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 如圖2所示，本實(shí)用新型提供了一種開關(guān)充電控制電路，包括：
[0030] -峰值電流檢測電路CS，用于檢測流過開關(guān)管MP1的峰值充電電流Ipk，峰值電流 Ipk經(jīng)過1 /n比例鏡像后經(jīng)充電電流設(shè)定電阻RS1流出到地；
[0031] 一充電電流設(shè)定電阻RS1，用于設(shè)定充電電流，其將峰值電流檢測電路CS檢測到的 峰值電流Ipk的鏡像電流IpkAi轉(zhuǎn)換為電壓；
[00創(chuàng)一比較器P歷，檢測到充電電流達(dá)到峰值Ipk時，輸出關(guān)斷信號OFF將開關(guān)管MP1關(guān) 斷；
[0033] -固定關(guān)斷時間產(chǎn)生電路T0FF，在每周期固定關(guān)斷時