[实用新型]一种充放电电路及计时电路

说明书

本实用新型涉及电子器件领域，尤其是涉及一种充放电电路及计时电路。

图1为一种常用的计时电路，其中，电流源I1、电流沉I2、开关K1、开关K2和电容C组成充放电电路，该充放电电路和电压比较器P组成计时电路。在理想情况下，图1所示的计时电路中的A3点的波形图应如图2所示。其中，在t2和t3阶段，开关K1闭合，开关K2断开，该充放电电路处于充电阶段，电流源I1向电容C充电；在t1阶段，开关K2闭合，开关K1断开，该充放电电路处于放电阶段，电容C通过电流沉I2放电。电压比较器对参考电压和A3点的电压值进行比较，通过比较结果计算时间t3。

然而，在实际中，A3点的电压，即电容C两端的电压的波形图如图3所示，可以看出，图3中的波形在转折点出生畸变，这是因为：在t2阶段时，电流源I1给电容C充电，而A2点的电压会被电流沉I2泄放到0，因此在t2阶段的结尾，即t1阶段的开始时刻，电容C上的电荷会和A2点的寄生电容做电荷分配，因此会导致A3点的电压值向下跳跃ΔV1；在t1阶段时，电容C通过电流沉放电，而A1点与电流源I1连接，因此在t1阶段的结尾，即t3阶段的开始时刻，电容C上的电荷会和A1点的寄生电容做电荷分配，因此会导致A3点的电压值向上跳跃ΔV2，由于A1点和A3点的寄生电容值通常情况下并不相等，因此，ΔV1和ΔV2并不相等。由于图1所示的计时电路是根据已知的t1和t2计时t3，其中t3＝t1‑t2。当ΔV1和ΔV2不相等时，会使得t3阶段的电容C两端的电压变化ΔV的不同。而由公式I×t3＝Δv×c可以得出，ΔV不同，会导致t3的不同，从而影响计时的准确性，其中，I为电流源I1的电流值。

本实用新型解决的技术问题在于提供一种充放电电路及计时电路，以实现在充放电过程中电容两端的电压值不会出现跳跃的情况，从而进一步保证计时的准确性。

为此，本实用新型解决技术问题的技术方案是：

本实用新型提供了一种充放电电路，所述电路包括：第一电流源、电流沉、第一运算放大器、第二运算放大器、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和充电电容；

所述第一电流源的电流输入端连接直流电源，所述第一电流源的电流输出端连接第一开关的第一位，所述第一开关的第二位连接第二开关的第一位和充电电容的第一端，所述第二开关的第二位连接电流沉的电流输出端，所述电流沉的电流输入端和所述充电电容的第二端接地；

所述第三开关用于所述第三开关导通时，充电电容的第一端通过第一运算放大器的正相输入端和输出端连接到第一电流源的电流输出端；所述第一运算放大器的反相输入端与第一运算放大器的输出端相连；

所述第四开关用于所述第四开关导通时，充电电容的第一端通过第二运算放大器的正相输入端和输出端连接到电流沉的电流输出端；所述第二运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端相连。

优选地，所述第一运算放大器的正相输入端和第二运算放大器的正相输入端连接到充电电容的第一端，第一运算放大器的输出端通过第三开关连接第一电流源的电流输出端，第二运算放大器的输出端通过第四开关连接电流沉的电流输出端。

优选地，所述第一运算放大器或第二运算放大器包括：第二电流源、第三电流源、第一PMOS管、第二PMOS管和第三PMOS管；

所述第二电流源的电流输入端连接直流电源，所述第二电流源的电流输出端连接第一PMOS管的源极和第二PMOS管的源极；第二PMOS管的漏极和第三PMOS管的栅极连接第三电流源的电流输入端，第三PMOS管的漏极、第一PMOS管的漏极和第三电流源的电流输出端接地；

所述第一PMOS管的栅极作为第一运算放大器或第二运算放大器的正相输入端；

所述第一PMOS管的栅极作为第一运算放大器或第二运算放大器的正相输入端；

所述第二PMOS管的栅极和第三PMOS管的源极相连，作为第一运算放大器或第二运算放大器的负相输入端；

所述第二电流源的电流值是所述第三电流源的电流值的二倍。

优选地，所述第一PMOS管、第二PMOS管和第三PMOS管均工作在饱和区。

优选地，所述第一运算放大器或第二运算放大器包括：第四电流源、第五电流源、第一NMOS管、第二NMOS管和第三NMOS管；

所述第四电流源的电流输入端、第二NMOS管的漏极和第三NMOS管的漏极连接直流电源；所述第四电流源的电流输出端和第三NMOS管的栅极连接所述第一NMOS管的漏极；第一NMOS管的源极和第二NMOS管的源极连接所述第五电流源的电流输入端，第五电流源的电流输出端接地；