[发明专利]一种恒流充电模式下的充电管理电路

说明书

【技术领域】

本发明涉及电源管理领域，特别涉及一种恒流充电模式下的充电管理电路。

【背景技术】

充电管理芯片（或者称为充电管理电路）通常被用于延长锂电池使用寿命和提高锂电池的安全性。

请参考图1所示，其为现有技术中恒流充电模式下的充电管理电路的电路示意图。该充电管理电路包括输出电路110和反馈控制电路120。

所述输出电路110包括PMOS（P-channel Metal Oxide Semiconductor）晶体管MP1（或者称为第一功率开关）、NMOS（N-channel Mental Oxide Semiconductor）晶体管MN1（或者称为第二功率开关）、电感L1、检测电阻R1和电容C1。PMOS晶体管MP1和NMOS晶体管MN1依次串联于输入电源VDD和地之间，电感L1、检测电阻R1和电容C1依次串联于PMOS晶体管MP1和NMOS晶体管MN1的连接节点LX和地之间，其中检测电阻R1和电容C1的连接节点作为所述输出电路110的输出端VBAT（或者称为电池端VBAT）。电池BAT的正、负极分别连接于输出电路110的输出端VBAT和地之间。PMOS晶体管为主开关，NMOS晶体管MN1为同步整流开关，电感L1和电容C1构成滤波电路，输出平均电流IA。

所述反馈控制电路120包括运算放大器OPA、滤波电路122、误差放大器EA、振荡器124、脉宽调制(PWM:Pulse Width Modulation)比较器PWMC、补偿电路126和控制电路128。

所述运算放大器OPA用于采集检测电阻R1上的压降，其正相输入端与电感L1和检测电阻R1的连接节点相连，其反相输入端与检测电阻R1和电容C1的连接节点（即输出电路的输出端VBAT）相连，其输出端输出反映流经检测电阻R1的平均电流信号IA的反馈电压VIA。所述误差放大器EA对所述反馈电压VIA和参考电压VR的差进行放大以输出误差放大信号EAO。为了减小脉动的反馈电压VIA（其为直流电压）中的交流成分，在运算放大器OPA与所述误差放大器EA的正相输入端之间连接有滤波电路122。

所述脉宽调制比较器PWMC比较由所述振荡器124产生的三角波信号RAMP和所述误差放大信号EAO以得到脉宽调制信号PWMO。由于整个反馈环路采用闭环控制，实现环路稳定性较困难，因此，在所述误差放大器EA与所述脉宽调制比较器PWMC之间连接有补偿电路126，来满足稳定性要求。所述控制电路128包括与PMOS晶体管MP1的控制端相连的第一输出端GP1和与NMOS晶体管MN1的控制端相连的第二输出端GN1，其根据所述脉宽调制信号PWMO控制PMOS晶体管MP1和NMOS晶体管MN1交替导通，从而使所述输出电路110输出的平均电流IA调整到某个设定值。

如图1所示的恒流充电模式下的充电管理电路包括如下缺点：

第一、在所述输出电路110中需要检测电阻R1，此电阻一般电阻值较小，且需是散热较好的功率电阻，价格较高；

第二、检测电阻R1上将产生额外的功率损耗，降低系统效率；

第三、由于补偿电路126至少由电容构成，或者是电容和电阻串联或并列构成。此电容将消耗较大的芯片面积，增加了芯片成本；

第四、环路补偿的同时限制了所述输出电路110中的电感L1和电容C1的选择，只能采用某些固定电感值和电容值，不当选择可能导致振荡。

因此，有必要提供一种改进的技术方案来克服上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种恒流充电模式下的充电管理电路，其电路结构较简单，可以节省芯片面积，降低芯片的成本。

为了解决上述问题，本发明提供一种恒流充电模式下的充电管理电路，其包括输出电路和控制电路，所述输出电路包括连接于电源和中间节点之间的第一功率开关、连接于中间节点和地之间的第二功率开关、连接于中间节点和输出电路的输出端之间的电感，连接于输出电路的输出端和地之间的电容；所述控制电路用于检测所述电感的电感电流，当所述电感电流大于第一电流阈值时，控制第一功率开关关断和第二功率开关导通，当所述电感电流小于第二电流阈值时，控制第一功率开关导通和第二功率开关关断，其中第一电流阈值大于第二电流阈值。

进一步的，当所述电感电流大于第一电流阈值时，先控制第一功率开关关断，然后控制第二功率开关导通；当所述电感电流IL小于第二电流阈值时，先控制第二开关关断，然后控制第一功率开关导通。