[实用新型]一种充电电路及终端设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及电源保护电路，尤其涉及一种充电电路及终端设备。

背景技术

如图1所示，防反插电路是一种当输入电源的正极和负极接反时，即“防反插电路”的电源输入正极为负电压时，电源输出为0V或接近0V的电路，以保护“防反插电路”的电源输出所接的负载电路不被损坏。

如图2(A)所示，防倒灌电路是一种在输入端并联电压表，防倒灌电路的输出加一稳压电源(例如稳压电源的输出为4.0V)时，电压表读数为0V或接近0V的电路；如图2(B)所示，在防倒灌电路的输出端串联一电流表，防倒灌电路的输出加一稳压电源(例如稳压电源的输出为4.0V)时，电流表的读数小于100uA。

目前，大部分手机都有旅行充电器充电接口(简称旅充接口)和座式充电器充电接口(简称座充接口)；旅充接口连接电脑USB或旅行充电器，座充接口连接座式充电器。通常情况下，旅行充电器、座式充电器、电脑USB的输出电压的最小值为4.75V。

手机的座充接口通常为两个管脚(两个簧片)：座充接口的正极和座充接口的负极；手机的旅充接口通常为Mini-USB或Micro-USB接口。

通常情况下，手机的旅充接口和座充接口共用一个充电电路，如附图3所示；附图3中，充电管理模块通过比较“充电电压输入(VCHG)”和“电池电压输入(VBAT)”来实现对充电MOSFET的导通关断。

当VCHG-VBAT＜＝Removal Detection，充电MOSFET关断；

当VCHG-VBAT＞Removal Detection，充电MOSFET导通，充电电流从充电设备通过充电MOSFET流向电池，实现对电池的充电。

Removal Detection为充电器拔出检测电压，该电压值一般在几十毫伏；高通手机平台上面，Removal Detection最大值为90mV；图3中的充电MOSFET Q1可以在充电管理芯片内部，也可以在充电管理芯片外部。

图3中，旅充接口的正极和座充接口的正极相连，旅充接口的负极、座充接口的负极和手机地相连；由于大部分手机的座充接口的正极和座充接口的负极都是裸露在手机外面的，座充接口的正机和负极容易接反(即座充接口的正极上出现负电压)，当接反时，充电管理芯片的VCHG管脚容易损坏；此外，图3中，当电脑USB通过旅充接口给手机充电时，如果用户不小心把座充接口的正极和座充接口的负极短路，电脑USB接口的正极和负极就会短路，就会造成电脑USB损坏，且影响手机正常充电：短路时，VCHG电压为0V，充电停止。

因此，手机的座充接口上面需要加一个防反插防倒灌电路，如附图4所示；附图4中，在座充接口的正极和充电管理芯片的VCHG上加了一个肖特基二极管(D1)，该肖特基二极管能实现座充充电接口上防反插防倒灌功能。

为说明问题，附图4中定义符号如下：

U_{DESK_CHG}：座式充电器的输出电压；由于座充充电器输出电压的最小值为4.75V，此处假定U_{DESK_CHG}电压为4.75V。

I_CHG：手机充电电流，指通过充电MOSFET Q1的电流；

U_Q1：充电MOSFET Q1充电时两端的压降；

R_Q1：充电MOSFET完全饱和导通时对应的阻抗，此处假定R_Q1为0.4ohm；

R_PCB：座充与手机接触阻抗及充电PCB线路阻抗之和，此处假定R_PCB为0.2ohm；

U_D1：附图4中，肖特基二极管D1的压降，此处假定U_D1为0.4V。

VBAT：电池电压。

附图4中，当座充接口连接座式充电器进行充电时，肖特基二极管D1的存在会带来两个问题：

问题1：肖特基二极管D1的存在会减小手机的充电电流，延长手机的充电时间。

当电池电压一定时，如果充电MOSFET Q1完全饱和导通时(对应Q1的导通阻抗为0.4ohm)，充电电流达最大。

当座充接口电路不串联肖特基二极管D1时(如附图3所示)，不同电池电压下最大充电电流计算如下：

I_CHG＝(U_{DESK_CHG}-VBAT)/(R_Q1+R_PCB)