專利名稱：充電管理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域，特別涉及一種充電管理電路。背景技術(shù)：
充電管理電路通常被用于延長鋰電池的使用壽命和提高鋰電池的安全性。充電管理電路包括有開關(guān)模式充電管理電路和線性模式充電管理電路。其中，開關(guān)模式充電管理電路因其高效率的特性被廣泛應(yīng)用于涉及大電流的充電管理芯片中。請(qǐng)參考圖1，其示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種開關(guān)模式直流-直流充電管理電路的電路示意圖。開關(guān)模式直流-直流充電管理電路100主要包括有脈沖寬度調(diào)制(Pulse-Width modulation,以下簡稱脈寬調(diào)制或PWM)比較器101，控制開關(guān)102及輸出LC電路。該輸出 LC電路包括與控制開關(guān)102連接的電感L和與電感L串聯(lián)的電容C，電感L和電容C的連接節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓被用于輸出電壓Vout。PWM比較器101用于比較其輸入端的輸入信號(hào)以產(chǎn)生不同占空比的方波信號(hào)，PWM 比較器101產(chǎn)生的方波信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)102的導(dǎo)通與截止。控制開關(guān)102可以包括第一開關(guān)管MPl和第二開關(guān)管MN1，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管MPl導(dǎo)通且第二開關(guān)管MNl截止時(shí)，此時(shí)電流由Vin節(jié)點(diǎn)流向電感，流經(jīng)電感L的電感電流上升(上升速率為(Vin-Vout)/L，即電感L兩端電壓降除以L，其中Vin節(jié)點(diǎn)電壓即為輸入電壓Vin，Vout節(jié)點(diǎn)電壓即為輸出電壓 Vout, L為電感值)，對(duì)電感L進(jìn)行儲(chǔ)能；當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管MPl截止且第二開關(guān)管麗1導(dǎo)通時(shí)， 此時(shí)電流從地流向電感L，流經(jīng)電感L的電感電流下降(下降速率為(O-Vout)/L，其中0為地的電壓，輸出電壓Vout為Vout節(jié)點(diǎn)電壓，L為電感值，此速率為負(fù)數(shù)，表示電流下降)，電感L釋放能量。開關(guān)模式直流-直流充電管理電路的基本工作原理就是在輸入電壓變化、內(nèi)部參數(shù)變換或者外部負(fù)載變化的情況下，PWM比較器通過被控制的輸入信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋，調(diào)節(jié)控制開關(guān)的導(dǎo)通脈沖寬度，使得輸出電壓或者輸出電流保持不變。具體到圖1所示情形，假設(shè)充電管理電路100用于恒流充電模式，充電管理電路 100可以通過第一比較器103采集串聯(lián)在電感L與電容C之間的電阻R的壓降來達(dá)到采集充電電流的目的，然后將該電阻R的壓降經(jīng)過濾波電路104濾波后與參考電壓Vref在第二比較器105中比較以產(chǎn)生誤差信號(hào)EA0，PWM比較器101將該誤差信號(hào)EAO與振蕩器106產(chǎn)生的三角波信號(hào)Ramp進(jìn)行比較獲得不同占空比的方波信號(hào)，然后由控制電路107根據(jù)該不同占空比的方波信號(hào)控制所述控制開關(guān)102的導(dǎo)通與截止以保持充電電流的穩(wěn)定。由于該控制過程的被控制的輸入信號(hào)是充電電流的平均值，所以可以稱之為采用電流平均值控制方法的開關(guān)模式直流-直流充電管理電路。而且由于上述控制過程是閉環(huán)控制過程，所以還需要較大的相位補(bǔ)償電路108來維持環(huán)路穩(wěn)定性。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案至少存在如下缺點(diǎn)第一，充電電流的采集是通過電阻R來完成的，由于電阻R是有功元件，所以肯定會(huì)產(chǎn)生額外的熱功率損耗，也即會(huì)降低系統(tǒng)效率；第二，為了較少熱功耗損耗，該電阻R —般選用較小的電阻值，且需要是散熱較好的功率電阻，此類電阻的成本較高；第三，相位補(bǔ)償電路 108通常包括有電容、電阻等器件，該相位補(bǔ)償電路108不僅會(huì)占據(jù)較大的芯片面積，還會(huì)限制電感L和電容R的選擇，使得電感L和電容R只能選用一些固定的電感值和電容值，如果選擇不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致振蕩。因此，有必要提出一種新的技術(shù)方案來解決上述問題。
發(fā)明內(nèi)容本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種充電管理電路，無需串聯(lián)在充電通路上的電阻R， 也無需占用芯片較大面積的環(huán)路補(bǔ)償電路。為了達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種充電管理電路，其包括串聯(lián)的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管以及與第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的連接節(jié)點(diǎn)連接的輸出LC電路，所述第一開關(guān)管導(dǎo)通且第二開關(guān)管截止時(shí)將輸入電壓接入所述輸出LC電路，所述第一開關(guān)管截止且第二開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，切斷所述輸入電壓與所述輸出LC電路的連接并釋放所述輸出LC 電路的能量，所述輸出LC電路包括與所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的連接節(jié)點(diǎn)連接的電感和與所述電感串聯(lián)的電容，所述電感和電容的連接節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓被用作輸出電壓，其還包括平均值比較電路，用于比較流經(jīng)所述電感的電感電流是否達(dá)到平均值；峰值比較電路，用于比較所述電感電流是否達(dá)到峰值；第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路，用于在所述電感電流達(dá)到平均值且未達(dá)到峰值時(shí)輸出構(gòu)成第一占空比信號(hào)的第一信號(hào)，并在所述電感電流達(dá)到峰值時(shí)輸出構(gòu)成第一占空比信號(hào)的第二信號(hào)；控制信號(hào)產(chǎn)生電路，用于根據(jù)所述第一占空比信號(hào)生成控制信號(hào)，所述控制信號(hào)包括使所述第一開關(guān)管導(dǎo)通且第二開關(guān)管截止的第三信號(hào)和使所述第一開關(guān)管截止且第二開關(guān)管導(dǎo)通的第四信號(hào)，其中第四信號(hào)的時(shí)間長度T2為
Γ2T1( Vin-Vout)Tl =-
Vout其中，Tl為同周期的第一信號(hào)的時(shí)間長度，Vin為輸入電壓，Vout為輸出電壓。進(jìn)一步地，所述控制信號(hào)產(chǎn)生電路包括第一電流產(chǎn)生電路、第二電流產(chǎn)生電路、充電電流產(chǎn)生電路、放電電流產(chǎn)生電路、充放電管理電路、一端接地的第一電容和控制信號(hào)產(chǎn)生子電路；所述第一電流產(chǎn)生電路，用于根據(jù)所述輸入電壓產(chǎn)生第一參考電流，所述第一參考電流的電流值為K*Vin，K為固定參數(shù)；所述第二電流產(chǎn)生電路，用于根據(jù)所述輸出電壓產(chǎn)生第二參考電流，所述第二參考電流的電流值為K*Vout，K為固定參數(shù)； 所述充電電流產(chǎn)生電路，用于根據(jù)所述第一參考電流和第二參考電流產(chǎn)生充電電流，所述充電電流的電流值為2N*(K*Vin-K*Vout)，N為固定參數(shù)；
所述放電電流產(chǎn)生電路，用于根據(jù)所述第二參考電流產(chǎn)生放電電流，所述放電電流的電流值為N*K*Vout ；所述充放電管理電路，用于在接收到第一信號(hào)時(shí)，采用所述充電電流對(duì)所述第一電容充電；在接收到第二信號(hào)時(shí)，采用所述放電電流對(duì)所述第一電容放電；所述控制信號(hào)產(chǎn)生子電路，用于根據(jù)所述第一電容的放電時(shí)間和峰值比較電路的比較結(jié)果產(chǎn)生控制信號(hào)、或者根據(jù)所述第一電容的放電時(shí)間和第一占空比信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)。進(jìn)一步地，所述峰值比較電路在所述電感電流達(dá)到峰值時(shí)輸出高電平；所述控制信號(hào)產(chǎn)生子電路包括第一比較器和第一 D觸發(fā)器；所述第一比較器，用于比較所述第一電容的不接地的一端的電壓是否大于參考電壓，如果大于，則輸出高電平，所述參考電壓為第一電容未開始充電時(shí)的電壓；所述第一 D觸發(fā)器的D輸入端與電源電壓相連、S輸入端與所述第一比較器的輸出端相連，其R輸入端與所述峰值比較電路的輸出端相連，其Q輸出端的輸出為所述控制信號(hào)，所述控制信號(hào)中的高電平信號(hào)為所述第四信號(hào)，所述控制信號(hào)中的低電平為所述第三信號(hào)。進(jìn)一步地，所述第一占空比信號(hào)中的第一信號(hào)為高電平，第二信號(hào)為低電平；所述控制信號(hào)產(chǎn)生子電路包括第一比較器和異或電路；所述第一比較器，用于比較所述第一電容的不接地的一端的電壓是否大于參考電壓，如果大于，則輸出高電平，所述參考電壓為第一電容未開始充電時(shí)的電壓；所述異或電路的一個(gè)輸入端與所述第一比較器的輸出端相連，另一個(gè)輸入端與所述第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路相連，其輸出信號(hào)為所述控制信號(hào)，所述控制信號(hào)中的高電平信號(hào)為所述第四信號(hào)，所述控制信號(hào)中的低電平為所述第三信號(hào)。進(jìn)一步地，所述平均值比較電路包括平均值比較器、第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)、由串聯(lián)的第一 PMOS管和第一電流源形成的第一支路；其中，平均值比較器的正輸入端通過第一可控開關(guān)與第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的連接節(jié)點(diǎn)相連，并且平均值比較器的正輸入端還通過第二可控開關(guān)與電源電壓相連，平均值比較器的負(fù)輸入端與第一 PMOS管的漏極相連，第一 PMOS管的源極與輸入電壓相連，第一 PMOS管的柵極接地，且第一 PMOS管的漏極與第一電流源的一端串聯(lián)，第一電流源的另一端接地，所述第一可控開關(guān)在控制開關(guān)導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，所述第二可控開關(guān)在控制開關(guān)截止時(shí)導(dǎo)
ο進(jìn)一步地，所述峰值比較電流包括峰值比較器、第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)、由串聯(lián)的第二 PMOS管和第二電流源形成的第二支路；其中，峰值比較器的正輸入端通過第一可控開關(guān)與第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的連接節(jié)點(diǎn)相連，并且峰值比較器的正輸入端還通過第二可控開關(guān)與電源電壓相連，峰值比較器的負(fù)輸入端與第二 PMOS的漏極相連，第二 PMOS管的源極與輸入電壓相連，第二 PMOS管的柵極接地，且第二 PMOS管的源極與第二電流源的一端串聯(lián)，第二電流源的另一端接地， 所述第一可控開關(guān)在控制開關(guān)導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，所述第二可控開關(guān)在控制開關(guān)截止時(shí)導(dǎo)通。進(jìn)一步地，所述第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路包括第二 D觸發(fā)器，第二 D觸發(fā)器的D輸入端與電源電壓相連、S輸入端與平均值比較器的輸出端相連，其R輸入端與峰值比較器的輸出端相連，其Q輸出端的輸出為第一占空比信號(hào)。進(jìn)一步地，所述第一電流產(chǎn)生電路包括由串聯(lián)的第一電阻和第二電阻形成的第一支路、由串聯(lián)的第三PMOS管、第一 NMOS管和第三電阻形成的第二支路、和第一電流運(yùn)算放大器；其中，第一電阻的一端接輸入電壓，其另一端與第二電阻串聯(lián)，第二電阻不與第一電阻相連的一端接地；第三PMOS管的源極與電源電壓相連，第三PMOS管的柵極和漏極與第一 NMOS管的漏極相連，第一 NMOS管的源極與第三電阻串聯(lián)，且第三電阻不與第一 NMOS管相連的另一端接地，第一 NMOS管的襯體接地，第一電流運(yùn)算放大器的正輸入端與第一電阻和第二電阻的連接節(jié)點(diǎn)相連，第一電流運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與第一 NMOS管的源極與第三電阻的連接節(jié)點(diǎn)相連，第一電流運(yùn)算放大器的輸出端與第一 NMOS管的柵極相連，其中，流經(jīng)第三電阻的電流為第一電流。進(jìn)一步地，所述第二電流產(chǎn)生電路包括由串聯(lián)的第四電阻和第五電阻形成的第一支路、由串聯(lián)的第四PMOS管、第二 NMOS管和第六電阻形成的第二支路、由串聯(lián)的第五 PMOS管和第三NMOS管構(gòu)成的第三支路和第二電流運(yùn)算放大器；其中，第四電阻的一端接輸出電壓，其另一端與第五電阻串聯(lián)，第五電阻不與第四電阻相連的一端接地。第四PMOS管的源極與電源電壓相連，第四PMOS管的柵極和漏極與第二 NMOS管的漏極相連，第二 NMOS管的源極與第六電阻串聯(lián)，且第六電阻不與第二匪OS 管相連的另一端接地，第二 NMOS管的襯體接地，第二電流運(yùn)算放大器的正輸入端與第四電阻和第五電阻的連接節(jié)點(diǎn)相連，第二電流運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與第二 NMOS管的源極與第六電阻的連接節(jié)點(diǎn)相連，第二電流運(yùn)算放大器的輸出端與第二 NMOS管的柵極相連，其中，流經(jīng)第六電阻的電流為第二電流。進(jìn)一步地，所述充電電流產(chǎn)生電路包括串聯(lián)的第一電流鏡電路和第二電流鏡電路，所述第一電流鏡電路按照1 1比例鏡像第一電流，所述第二電流鏡電路按照1 1比例鏡像第二電流，所述第一電流鏡電路和第二電流鏡電路的連接節(jié)點(diǎn)與第一電容的非接地一端相連；所述放電電流產(chǎn)生電路包括第三電流鏡電路，所述第三電流鏡電路按照2 1比例鏡像第二電流，所述第三電流鏡電路的一端接地，所述第三電流鏡電路的非接地一端與第一電容的非接地一端相連；所述充放電管理電路包括設(shè)置在所述第一電流鏡電路和第二電流鏡電路的連接節(jié)點(diǎn)與第一電容的非接地一端之間的第一組可控開關(guān)，所述第一組可控開關(guān)在接收到第一信號(hào)時(shí)導(dǎo)通；所述充放電管理電路還包括設(shè)置在所述第三電流鏡電路的非接地一端與第一電容的非接地一端之間的第二組可控開關(guān)，所述第二組可控開關(guān)在接收到第二信號(hào)時(shí)導(dǎo)通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的充電管理電路具有以下優(yōu)點(diǎn)第一，節(jié)省了串聯(lián)在充電通路上的電阻R，提高了系統(tǒng)效率并且降低了成本；第二，節(jié)省了占用芯片較大面積的環(huán)路補(bǔ)償電路，而是采用了電流鏡電路等占用芯片較小面積的其它電路。


結(jié)合參考附圖及接下來的詳細(xì)描述，本發(fā)明將更容易理解，其中同樣的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)同樣的結(jié)構(gòu)部件，其中圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種開關(guān)模式直流-直流充電管理電路的電路示意圖；圖2為本發(fā)明中的充電管理電路在一個(gè)實(shí)施例中的電路示意圖；圖3為本發(fā)明中的充電管理電路中各個(gè)波形信號(hào)的波形示意圖；圖4為本發(fā)明中的控制信號(hào)產(chǎn)生電路在一個(gè)實(shí)施例中的電路示意圖；圖5為本發(fā)明中的控制信號(hào)產(chǎn)生子電路在一個(gè)實(shí)施例中的電路示意圖；圖6為本發(fā)明中的控制信號(hào)產(chǎn)生子電路在另一個(gè)實(shí)施例中的電路示意圖；圖7為本發(fā)明中的充電管理電路在一個(gè)實(shí)施例中的部分電路示意圖；圖8為圖7示出的充電管理電路的另外一部分電路示意圖。
具體實(shí)施方式本發(fā)明的詳細(xì)描述主要通過程序、步驟、邏輯塊、過程或其他象征性的描述來直接或間接地模擬本發(fā)明技術(shù)方案的運(yùn)作。為透徹的理解本發(fā)明，在接下來的描述中陳述了很多特定細(xì)節(jié)。而在沒有這些特定細(xì)節(jié)時(shí)，本發(fā)明則可能仍可實(shí)現(xiàn)。所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員使用此處的這些描述和陳述向所屬領(lǐng)域內(nèi)的其他技術(shù)人員有效的介紹他們的工作本質(zhì)。換句話說，為避免混淆本發(fā)明的目的，由于熟知的方法、程序、成分和電路已經(jīng)很容易理解，因此它們并未被詳細(xì)描述。此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。此外，表示一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法、流程圖或功能框圖中的模塊順序并非固定的指代任何特定順序，也不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。請(qǐng)參考圖2，其示出了本發(fā)明中的充電管理電路在一個(gè)實(shí)施例200中的電路示意圖。該充電管理電路200包括控制開關(guān)201、輸出LC電路202、平均值比較電路203、峰值比較電路204、第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路205和控制信號(hào)產(chǎn)生電路206?？刂崎_關(guān)201包括串聯(lián)的第一開關(guān)管MPl和第二開關(guān)管麗1。其中，第一開關(guān)管 MPl通常作為主開關(guān)，第二開關(guān)管Mm通常作為同步整流開關(guān)。第一開關(guān)管MPl的源極與節(jié)點(diǎn)Vin相連，且其漏極與第二開關(guān)管MNl的漏極相連。第二開關(guān)管MNl的源極接地，第一開關(guān)管MPl和第二開關(guān)管麗1的連接節(jié)點(diǎn)與輸出LC電路202相連。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管MPl導(dǎo)通且第二開關(guān)管MNl截止時(shí)，也即控制開關(guān)201處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，將輸入電壓Vin接入了輸出 LC電路202 ；當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管MPl截止且第二開關(guān)管MNl導(dǎo)通時(shí)，也即控制開關(guān)201處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，切斷輸入電壓Vin與輸出LC電路的連接并釋放輸出LC電路的能量。該輸入電壓 Vin可以是電源電壓VDD。輸出LC電路202包括串聯(lián)的電感L和電容C。其中，電感L的一端與第一開關(guān)管 MPl和第二開關(guān)管麗1的連接節(jié)點(diǎn)LX相連，另一端與電容C相連。電容C不與電感L相連的一端接地。電感L和電容C的連接節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓被用作輸出電壓Vout，用于加載在諸如鋰電池之類的負(fù)載上進(jìn)行充電。在控制開關(guān)201處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，流經(jīng)電感L的電感電流按照(Vin-Vout)/L的斜率上升，這里L(fēng)為電感L的電感值；在控制開關(guān)201處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，流經(jīng)電感L的電感電流IL按照(O-Vout)/L的斜率下降。圖3中示出了流經(jīng)電感L 的電感電流的電流值隨時(shí)間變換的波形IL，其中Iav為流經(jīng)電感電流L的電流的平均值， Ip為流經(jīng)電感電流L的電流的峰值，Iv為流經(jīng)電感電流L的電流的谷值。平均值比較電路203用于比較流經(jīng)電感L的電感電流IL是否達(dá)到平均值Iav，并在電感電流IL達(dá)到平均值Iav時(shí)，可以發(fā)出一個(gè)諸如高電平之類的信號(hào)，如圖3中波形信號(hào)A所示。當(dāng)波形信號(hào)A處于低電平時(shí)，表征平均值比較電路203比較得知流經(jīng)電感L的電感電流未達(dá)到平均值；當(dāng)波形信號(hào)A處于高電平時(shí)，表征平均值比較電路203比較得知流經(jīng)電感L的電感電流達(dá)到了平均值。峰值比較電路204用于比較流經(jīng)電感L的電感電流IL是否達(dá)到峰值Ip，并在電感電流IL達(dá)到峰值Ip時(shí)，可以發(fā)出一個(gè)諸如高電平之類的信號(hào)，如圖3中波形信號(hào)B所示。 當(dāng)波形信號(hào)B處于低電平時(shí)，表征峰值比較電路204比較得知流經(jīng)電感L的電感電流未達(dá)到峰值；當(dāng)波形信號(hào)B處于高電平時(shí)，表征峰值比較電路204比較得知流經(jīng)電感L的電感電流達(dá)到了峰值。第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路205用于根據(jù)平均值比較電路203和峰值比較電路204 的比較結(jié)果，在流經(jīng)電感L的電感電流達(dá)到平均值且未達(dá)到峰值時(shí)輸出構(gòu)成第一占空比信號(hào)的第一信號(hào)，并在流經(jīng)電感L的電感電流達(dá)到峰值時(shí)輸出構(gòu)成第一占空比信號(hào)的第二信號(hào)。該第一占空比信號(hào)可以如圖3中波形信號(hào)TonJialf所示，波形信號(hào)T0n_half中的高電平為流經(jīng)電感L的電感電流達(dá)到平均值且未達(dá)到峰值時(shí)輸出的第一信號(hào)；波形T0n_half 中的低電平為流經(jīng)電感L的電感電流達(dá)到峰值時(shí)輸出第二信號(hào)?？刂菩盘?hào)產(chǎn)生電路206用于根據(jù)第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路205產(chǎn)生的第一占空比信號(hào)生成控制信號(hào)，控制信號(hào)包括使控制開關(guān)201導(dǎo)通的第三信號(hào)和使控制開關(guān)201截止的第四信號(hào)，其中第四信號(hào)的時(shí)間長度T2為
Γ2Tl(Vin-Vout).Tl =-式 1
Vout其中，Tl為同周期的第一信號(hào)的時(shí)間長度，Vin為輸入電壓，Vout為輸出電壓。該控制信號(hào)的波形可以參考圖3中波形信號(hào)Pon所示，在波形信號(hào)Pon中的高電平信號(hào)為使控制開關(guān)201處于導(dǎo)通狀態(tài)的第三信號(hào)，在波形信號(hào)Pon中的低電平信號(hào)為使控制開關(guān)201 處于截止?fàn)顟B(tài)的第四信號(hào)，并且其中第四信號(hào)的時(shí)間長度與第一信號(hào)的時(shí)間長度滿足式1 中的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，當(dāng)?shù)谒男盘?hào)的時(shí)間長度與第一信號(hào)的時(shí)間長度滿足式1中的關(guān)系時(shí)，電感L在控制開關(guān)201處于導(dǎo)通時(shí)儲(chǔ)存的能量與電感L在控制開關(guān)201處于截止時(shí)釋放的能量相等，也就是說，負(fù)載獲得的充電電流為恒流，滿足恒流充電模式的要求。綜上所述，本發(fā)明中的充電管理電路不僅節(jié)省了現(xiàn)有技術(shù)中串聯(lián)在充電通路上的電阻R，提高了系統(tǒng)效率并且降低了成本；而且節(jié)省了占用芯片較大面積的環(huán)路補(bǔ)償電路， 得到了更小的芯片面積。為了進(jìn)一步地描述本發(fā)明，請(qǐng)參考圖4，其示出了本發(fā)明中的控制信號(hào)產(chǎn)生電路在一個(gè)實(shí)施例400中的電路示意圖。該控制信號(hào)產(chǎn)生電路400包括第一電流產(chǎn)生電路401、第二電流產(chǎn)生電路402、充電電流產(chǎn)生電路403、放電電流產(chǎn)生電路404、充放電管理電路405、 一端接地的第一電容Cl和控制信號(hào)產(chǎn)生子電路406。
第一電流產(chǎn)生電路401用于根據(jù)輸入電壓Vin產(chǎn)生第一電流11，所述第一電流11 的電流值為K*Vin，K為固定參數(shù)。第一電流產(chǎn)生電路401可以通過采樣輸入電壓Vin結(jié)合相關(guān)的分壓電路和電流鏡電路實(shí)現(xiàn)。所述第二電流產(chǎn)生電路402用于根據(jù)輸出電壓Vout產(chǎn)生第二電流12，所述第二電流12的電流值為K*Vout，K為固定參數(shù)。第一電流產(chǎn)生電路401可以通過采樣輸出電壓 Vout結(jié)合相關(guān)的分壓電路和電流鏡電路實(shí)現(xiàn)。充電電流產(chǎn)生電路403用于根據(jù)第一電流Il和第二電流12產(chǎn)生充電電流13，充電電流13的電流值為2N*(K*Vin-K*Vout)，N為固定參數(shù)。充電電流產(chǎn)生電路403可以通過電流比較電路及電流鏡電路實(shí)現(xiàn)。比如充電電流產(chǎn)生電路可以包括串聯(lián)的第一電流鏡電路和第二電流鏡電路，第一電流鏡電路可以按照1 1比例鏡像第一電流，第二電流鏡電路可以按照1 1比例鏡像第二電流，第一電流鏡電路和第二電流鏡電路的連接節(jié)點(diǎn)可以與第一電容的非接地一端相連，以提供充電電流。放電電流產(chǎn)生電路404用于根據(jù)第二電流12產(chǎn)生放電電流14，放電電流14的電流值為N*K*Vout，N為固定參數(shù)。放電電流產(chǎn)生電路404可以通過電流鏡電路實(shí)現(xiàn)。比如放電電流產(chǎn)生電路可以包括第三電流鏡電路，第三電流鏡電路按照2 1比例鏡像第二電流，第三電流鏡電路的一端接地，第三電流鏡電路的非接地一端與第一電容的非接地一端相連。充放電管理電路405可以包括若干個(gè)可控開關(guān)，用于在接收到第一信號(hào)時(shí)，采用充電電流13對(duì)第一電容Cl充電；在接收到第二信號(hào)時(shí)，采用放電電流14對(duì)第一電容Cl放電。比如，充放電管理電路可以包括設(shè)置在第一電流鏡電路和第二電流鏡電路的連接節(jié)點(diǎn)與第一電容的非接地一端之間的第一組可控開關(guān)，所述第一組可控開關(guān)在接收到第一信號(hào)時(shí)導(dǎo)通。充放電管理電路也可以包括設(shè)置在第三電流鏡電路的非接地一端與第一電容的非接地一端之間的第二組可控開關(guān)，第二組可控開關(guān)在接收到第二信號(hào)時(shí)導(dǎo)通。在一個(gè)實(shí)施例中，控制信號(hào)產(chǎn)生子電路406可以根據(jù)第一電容Cl的放電時(shí)間和峰值比較電路204的比較結(jié)果產(chǎn)生控制信號(hào)，可以參考圖5所示，所述控制信號(hào)產(chǎn)生子電路 406包括第一比較器502和第一 D觸發(fā)器504。 第一比較器502用于比較第一電容Cl的不接地的一端的電壓VC是否大于參考電壓VR，如果大于，則輸出高電平，參考電壓VR為第一電容Cl未開始充電時(shí)的電壓。第一比較器502的輸出端輸出的波形信號(hào)Toff可以參考圖3中所示。第一 D觸發(fā)器504的D輸入端與電源電壓VDD相連、S輸入端與第一比較器502 的輸出端相連，其R輸入端與峰值比較電路204的輸出端相連，也即其R輸入端接收?qǐng)D3中所示的波形信號(hào)B，其Q輸出端的輸出為控制信號(hào)Pon，同樣可以參考圖3中所示波形信號(hào) Pon0在一個(gè)不同的實(shí)施例中，控制信號(hào)產(chǎn)生子電路406可以根據(jù)第一電容Cl的放電時(shí)間和第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路205產(chǎn)生的第一占空比信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)，可以參考圖6所示，控制信號(hào)產(chǎn)生子電路406包括第一比較器602和異或電路604。第一比較器602用于比較第一電容Cl的不接地的一端的電壓是否大于參考電壓 VR，如果大于，則輸出高電平，參考電壓VR為第一電容未開始充電時(shí)或者放電完畢時(shí)的電壓。第一比較器502的輸出端輸出的波形信號(hào)Toff可以參考圖3中所示。
異或電路604的一個(gè)輸入端與第一比較器602的輸出端相連，另一個(gè)輸入端與第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路205相連，也即其R輸入端接收?qǐng)D3中所示的波形信號(hào)TonJialf，其輸出信號(hào)為控制信號(hào)Pon，同樣可以參考圖3中所示波形信號(hào)Pon。為了更為詳盡地描述本發(fā)明，請(qǐng)結(jié)合參考圖7，圖7示出了本發(fā)明中的充電管理電路在一個(gè)實(shí)施例700中的部分電路示意圖。該充電管理電路700包括控制開關(guān)，該控制開關(guān)包括串聯(lián)的第一開關(guān)管MPl和第二開關(guān)管MN1。其中，第一開關(guān)管MPl通常作為主開關(guān)，第二開關(guān)管Mm通常作為同步整流開關(guān)。第一開關(guān)管MPl的柵極和源極與節(jié)點(diǎn)Vin相連，且其漏極與第二開關(guān)管MNl的漏極相連。第二開關(guān)管MNl的柵極和源極都接地，第一開關(guān)管MPl和第二開關(guān)管MNl的連接節(jié)點(diǎn)與輸出LC電路相連。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管MPl導(dǎo)通且第二開關(guān)管Mm截止時(shí)，也即控制開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，將輸入電壓 Vin接入了輸出LC電路；當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管MPl截止且第二開關(guān)管麗1導(dǎo)通時(shí)，也即控制開關(guān)處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，切斷輸入電壓Vin與輸出LC電路的連接并釋放輸出LC電路的能量。該輸入電壓Vin可以為電源電壓VDD。輸出LC電路，該輸出LC電路包括串聯(lián)的電感L和電容C。其中，電感L的一端與第一開關(guān)管MPl和第二開關(guān)管麗1的連接節(jié)點(diǎn)相連，另一端與電容C相連。電容C不與電感L相連的一端接地。電感L和電容C的連接節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓被用作輸出電壓Vout，用于加載諸如鋰電池之類的負(fù)載上進(jìn)行充電。平均值比較電路，該平均值比較電路包括平均值比較器722、第一可控開關(guān)Si、第二可控開關(guān)S2、由串聯(lián)的第一 PMOS管MPS2和第一電流源Irav形成的第一支路。其中平均值比較器722的正輸入端通過第一可控開關(guān)Sl與第一開關(guān)管MPl和第二開關(guān)管MNl的連接節(jié)點(diǎn)LX相連，并且平均值比較器722的正輸入端還通過第二可控開關(guān)S2與電源電壓VDD 相連，平均值比較器722的負(fù)輸入端與第一 PMOS管MPS2的漏極相連。第一 PMOS管MPS2 的源極與輸入電壓Vin相連，柵極接地，且第一 PMOS管MPS2的漏極與第一電流源Irav的一端串聯(lián)，第一電流源Irav的另一端接地。其中，第一可控開關(guān)Sl和第二可控開關(guān)S2的控制端分別接收控制信號(hào)Pon和控制信號(hào)Pon的反相信號(hào)Non。該平均值比較電路比較流經(jīng)電感L的電感電流與第一電流源Irav提供的平均值電流的大小，第一電流源Irav提供的平均值電流的電流值為Irav*M，這里Irav為第一電流源Irav的實(shí)際電流值，M為第一開關(guān)管MPl和第一 PMOS管的寬長比之比，即M= (ff/L) |MP1/(ff/L) |MPS2。(ff/L) Impi為第一開關(guān)管MPl的寬長比，(ff/L) I吧2為第一 PMOS管MPS2的寬長比。當(dāng)控制信號(hào)Pon控制第一開關(guān)管MPl導(dǎo)通時(shí)，也即第一可控開關(guān)Sl導(dǎo)通且第二可控開關(guān)S2截止時(shí)，第一開關(guān)管MPl和第一 PMOS管工作在線性區(qū)，表現(xiàn)為電阻特性，其漏源電壓等于流經(jīng)其內(nèi)部的電流的電流值乘以其導(dǎo)通電阻，而第一 PMOS管和第一開關(guān)管MPl為器件類型相同的PMOS管，由于此時(shí)柵極電壓和源極電壓也相等，所以其導(dǎo)通電阻反比與其寬長比。還由于第一開關(guān)管MPl的源極和第一 PMOS管MPS2的源極也連接在一起，所以平均值比較器722可以通過比較第一開關(guān)管MPl的漏極電壓也即LX節(jié)點(diǎn)電壓和第一 PMOS管MPS2的漏極電壓VIrav來反映這兩個(gè) PMOS管的導(dǎo)通電壓降，從而間接比較其兩者的電流。當(dāng)LX節(jié)點(diǎn)電壓低于第一 PMOS管MPS2 的漏極電壓VIrav時(shí)，也即流經(jīng)電感L的電感電流大于Irav*M時(shí)，平均值比較器722輸出高電平，反之輸出低電平。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管MPl截止時(shí)，也即第一可控開關(guān)Sl截止且第二可控開關(guān)S2導(dǎo)通時(shí)，平均值比較器722的正輸入端接收到的電壓信號(hào)為電源電壓VDD，由于電源電壓VDD肯定大于第一 PMOS管MPS2的漏極電壓VIrav，所以平均值比較器722此時(shí)輸出低電平。綜上，平均值比較器722的輸出信號(hào)可以參考圖3中波形信號(hào)A所示。峰值比較電路，該峰值比較電路包括峰值比較器742、第一可控開關(guān)Si、第二可控開關(guān)S2、由串聯(lián)的第二 PMOS管MPS3和第二電流源Irpk形成的第二支路。其中峰值比較器742的正輸入端通過第一可控開關(guān)Sl與第一開關(guān)管MPl和第二開關(guān)管MNl的連接節(jié)點(diǎn) LX相連，并且峰值比較器742的正輸入端還通過第二可控開關(guān)S2與電源電壓VDD相連，峰值比較器742的負(fù)輸入端與第二 PMOS管MPS3的漏極相連。第二 PMOS管MPS3的源極與輸入電壓Vin相連，柵極接地，且第二 PMOS管MPS3的源極與第二電流源Irpk的一端串聯(lián)，第二電流源Irpk的另一端接地。其中，第一可控開關(guān)Sl和第二可控開關(guān)S2的控制端分別接收控制信號(hào)Pon和控制信號(hào)Pon的反相信號(hào)Non。該峰值比較電路比較流經(jīng)電感L的電感電流與第二電流源Irpk提供的峰值電流的大小。第二電流源Irpk提供的平均值電流的電流值為Irpk*M_，這里Irpk為第二電流源Irpk的實(shí)際電流值，M_為第一開關(guān)管MPl和第二 PMOS 管 MPS3 的寬長比之比，即 M. = (ff/L) Impi/(W/L) |MPS3。(ff/L) Impi 為第一開關(guān)管 MPl 的寬長比，(ff/L) Imps3為第二 PMOS管MPS3的寬長比。該峰值比較電路的比較方式可以參考平均值比較電路的原理，該峰值比較器742的輸出信號(hào)可以參考圖3中波形信號(hào)B所示。第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路，該第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路包括第二 D觸發(fā)器762，第二 D觸發(fā)器762的D輸入端與電源電壓VDD相連、S輸入端與平均值比較器722的輸出端相連，其R輸入端與峰值比較器742的輸出端相連，也即其R輸入端接收?qǐng)D3中所示的波形信號(hào)B，其Q輸出端的輸出為第一占空比信號(hào)T0n_half，可以參考圖3中所示波形信號(hào)Ton_ half ο控制信號(hào)產(chǎn)生電路，該控制信號(hào)產(chǎn)生電路的部分電路圖可以參考圖8中所示實(shí)施例800。該控制信號(hào)產(chǎn)生電路包括第一電流產(chǎn)生電路，該第一電流產(chǎn)生電路包括由串聯(lián)的第一電阻Rl和第二電阻 R6形成的第一支路、由串聯(lián)的第三PMOS管MP11、第一 NMOS管麗11和第三電阻R7形成的第二支路、和第一電流運(yùn)算放大器782。其中第一電阻Rl的一端接輸入電壓Vin。第一電阻Rl的另一端與第二電阻R6串聯(lián)，第二電阻R6不與第一電阻Rl相連的一端接地。第三 PMOS管MPll的源極與電源電壓VDD相連，第三PMOS管MPll的柵極和漏極與第一 NMOS管麗11的漏極相連，第一 NMOS管麗11的源極與第三電阻R7串聯(lián)，且第三電阻R7不與第一 NMOS管麗11相連的另一端接地，第一 NMOS管麗11的襯體接地。第一電流運(yùn)算放大器782 的正輸入端與第一電阻Rl和第二電阻R6的連接節(jié)點(diǎn)相連，第一電流運(yùn)算放大器782的負(fù)輸入端與第一 NMOS管麗11的源極與第三電阻R7的連接節(jié)點(diǎn)相連，第一電流運(yùn)算放大器 782的輸出端與第一 NMOS管麗11的柵極相連。此時(shí)，第一電阻Rl和第二電阻R6構(gòu)成分壓電路，第一電阻Rl和第二電阻R6的連接節(jié)點(diǎn)的輸出電壓VINR等于Vin*R6/(Rl+R6)，第一電流運(yùn)算放大器782調(diào)整第一 NMOS管MNll的源極與第三電阻R7的連接節(jié)點(diǎn)的電壓也為 VINR,使得流經(jīng)第三電阻R7的電流也等于Vin*R6/ ((R1+R6) · R7)。此時(shí)，R6/ ((R1+R6) · R7) 即為前文中所述的K。這里，R6為電阻R6的電阻值，Rl為電阻Rl的電阻值，R7為電阻R7 的電阻值。第二電流產(chǎn)生電路，該第二電流產(chǎn)生電路包括由串聯(lián)的第四電阻R3和第五電阻 R4形成的第一支路、由串聯(lián)的第四PMOS管MP2、第二 NMOS管麗2和第六電阻R8形成的第
13二支路、由串聯(lián)的第五PMOS管MP4和第三NMOS管麗5構(gòu)成的第三支路和第二電流運(yùn)算放大器784。其中第四電阻R3的一端接輸出電壓Vout，其另一端與第五電阻R4串聯(lián)，第五電阻R4不與第四電阻R3相連的一端接地。第四PMOS管MP2的源極與電源電壓VDD相連，第四PMOS管MP2的柵極和漏極與第二 NMOS管麗2的漏極相連，第二 NMOS管麗2的源極與第六電阻R8，且第六電阻R8不與第二 NMOS管麗2相連的另一端接地，第二 NMOS管麗2的襯體接地。第二電流運(yùn)算放大器784的正輸入端與第四電阻R3和第五電阻R4的連接節(jié)點(diǎn)相連，第二電流運(yùn)算放大器784的負(fù)輸入端與第二 NMOS管MN2的源極與第六電阻R8的連接節(jié)點(diǎn)相連，第二電流運(yùn)算放大器784的輸出端與第二 NMOS管麗2的柵極相連。此時(shí)， 第四電阻R3和第五電阻R4構(gòu)成分壓電路，第四電阻R3和第五電阻R4的連接節(jié)點(diǎn)的輸出電壓VOUTR等于Vout*R4/ (R3+R4)，第二電流運(yùn)算放大器784調(diào)整第二 NMOS管MN2的源極與第六電阻R8的連接節(jié)點(diǎn)的電壓也為V0UTR，使得流經(jīng)第六電阻R8的電流等于Vout*R4/ ((R3+R4).R8)。此時(shí)，R4/((R3+R4).R8)即為前文中所述的K，并且需要與第一電流產(chǎn)生電路中K相等。這里，Vout為節(jié)點(diǎn)Vout的電壓，R4為電阻R4的電阻值，R3為電阻R3的電阻值，R8為電阻R8的電阻值。第五PMOS管MP4的源極與電源電壓VDD相連，第五PMOS管MP4 的柵極與第四PMOS管MP2的柵極相連，第五PMOS管MP4的漏極與第三NMOS管麗5的漏極和柵極串聯(lián)，第三NMOS管麗5的源極接地。其中由串聯(lián)的第五PMOS管MP4和第三NMOS管 MN5構(gòu)成的第三支路按照1 1的比例鏡像流經(jīng)第六電阻R8的電流。充電電流產(chǎn)生電路，該充電電流產(chǎn)生電路包括串聯(lián)的第六PMOS管MP3和第四NMOS 管MN6。其中第六PMOS管MP3的源極與電源電壓VDD相連，第六PMOS管MP3的柵極與第三 PMOS管MPl的柵極相連，在第六PMOS管MP3所在支路導(dǎo)通時(shí)，第六PMOS管MP3按照1 1 比例鏡像流經(jīng)第三電阻R7中的電流。第四NMOS管MN6的源極接地，第四NMOS管MN6的柵極與第三NMOS管麗5的柵極相連，在第六PMOS管MP3所在支路導(dǎo)通時(shí)，第六PMOS管MP3 按照1 1比例鏡像流經(jīng)第六電阻R8中的電流。串聯(lián)的第六PMOS管MP3和第四NMOS管 MN6的連接節(jié)點(diǎn)與第一電容Cl的一端相連，第一電容Cl的另一端接地。在充電電流產(chǎn)生電路導(dǎo)通時(shí)，串聯(lián)的第六PMOS管MP3和第四NMOS管MN6的連接節(jié)點(diǎn)將為第一電容Cl輸出充電電流 13 = Vin*R6/ ((R1+R6). R7) _Vout*R4/ ((R3+R4). R8)。放電電流產(chǎn)生電路，該充電電流產(chǎn)生電路包括第五NMOS管麗7。其中第五NMOS管 MN7的源極接地，第五NMOS管MN7與第三NMOS管MN5的柵極相連，第五NMOS管MN7的漏極與第一電容Cl的一端相連，第一電容Cl的另一端接地。在第五NMOS管MN7所在支路導(dǎo)通時(shí)，第五NMOS管麗7按照2 1比例鏡像流經(jīng)第六電阻R8中的電流。此時(shí)，第五NMOS 管麗7所在支路將為第一電容Cl輸出放電電流14，該放電電流14的電流值為Vout*R4/ ((R3+R4). R8)。充放電管理電路，該充放電管理電路包括依次串聯(lián)在第六PMOS管MP3和第四NMOS 管MN6之間的第三可控開關(guān)S5和第四可控開關(guān)S6，第三可控開關(guān)S5和第四可控開關(guān)S6的控制端接收第一占空比信號(hào)，并在接收到第一占空比信號(hào)中的第一信號(hào)時(shí)導(dǎo)通，以便在電感電流大于平均值小于峰值時(shí)開始采用充電電流13對(duì)第一電容Cl充電。充放電管理電路還依次串聯(lián)在第一電容Cl非接地一端與第五NMOS管MN7的漏極之間的第五可控開關(guān)S6和第六可控開關(guān)S7，第五可控開關(guān)S6的控制端通過反相器INV3接收第一占空比信號(hào)的反相信號(hào)，并在接收到第一占空比信號(hào)的反相信號(hào)中的高電平信號(hào)時(shí)導(dǎo)通，第六可控開關(guān)S7的控制端接收第一比較器786輸出的Toff信號(hào)，并在接收到Toff信號(hào)中的高電平信號(hào)時(shí)導(dǎo)通，以便在電感電流大于峰值時(shí)采用放電電流14對(duì)第一電容Cl放電?？刂菩盘?hào)產(chǎn)生子電路，該控制信號(hào)產(chǎn)生子電路包括第一比較器786和第一 D觸發(fā)器788(圖7中所示)。第一比較器786用于比較第一電容Cl的不接地的一端的電壓是否大于參考電壓 VR，如果大于，則輸出高電平，參考電壓VR為第一電容Cl未開始充電時(shí)的電壓。第一比較器786的輸出端輸出的波形信號(hào)Toff可以參考圖3中所示。第一 D觸發(fā)器788的D輸入端與電源電壓VDD相連、S輸入端與第一比較器786的輸出端相連，其R輸入端與峰值比較電路的輸出端相連，也即其R輸入端接收?qǐng)D3中所示的波形信號(hào)B，其Q輸出端的輸出為控制信號(hào)Pon，同樣可以參考圖3中所示波形信號(hào)Pon。該充電管理電路還可以包括第一驅(qū)動(dòng)單元NDRV，該第一驅(qū)動(dòng)單元NDRV根據(jù)控制信號(hào)Pon驅(qū)動(dòng)第二開關(guān)管MNl的導(dǎo)通和截止。該充電管理電路還可以包括反相器INVl和第二驅(qū)動(dòng)單元PDRV，該第二驅(qū)動(dòng)單元 PDRV根據(jù)控制信號(hào)Pon的反相信號(hào)Non驅(qū)動(dòng)第一開關(guān)管MPl的導(dǎo)通和截止。綜上所述，本發(fā)明中的充電管理電路不僅節(jié)省了現(xiàn)有技術(shù)中串聯(lián)在充電通路上的電阻R，提高了系統(tǒng)效率并且降低了成本；而且節(jié)省了占用芯片較大面積的環(huán)路補(bǔ)償電路， 得到了更小的芯片面積。上述說明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
所做的任何改動(dòng)均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。 相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于所述具體實(shí)施方式
。
權(quán)利要求
1.一種充電管理電路，其包括串聯(lián)的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管以及與第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的連接節(jié)點(diǎn)連接的輸出LC電路，所述第一開關(guān)管導(dǎo)通且第二開關(guān)管截止時(shí)將輸入電壓接入所述輸出LC電路，所述第一開關(guān)管截止且第二開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，切斷所述輸入電壓與所述輸出LC電路的連接并釋放所述輸出LC電路的能量，所述輸出LC電路包括與所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的連接節(jié)點(diǎn)連接的電感和與所述電感串聯(lián)的電容，所述電感和電容的連接節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓被用作輸出電壓，其特征在于，其還包括平均值比較電路，用于比較流經(jīng)所述電感的電感電流是否達(dá)到平均值； 峰值比較電路，用于比較所述電感電流是否達(dá)到峰值；第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路，用于在所述電感電流達(dá)到平均值且未達(dá)到峰值時(shí)輸出構(gòu)成第一占空比信號(hào)的第一信號(hào)，并在所述電感電流達(dá)到峰值時(shí)輸出構(gòu)成第一占空比信號(hào)的第二信號(hào)；控制信號(hào)產(chǎn)生電路，用于根據(jù)所述第一占空比信號(hào)生成控制信號(hào)，所述控制信號(hào)包括使所述第一開關(guān)管導(dǎo)通且第二開關(guān)管截止的第三信號(hào)和使所述第一開關(guān)管截止且第二開關(guān)管導(dǎo)通的第四信號(hào)，其中第四信號(hào)的時(shí)間長度T2為 2T1( Vin-Vout)Tl =-Vout其中，Tl為同周期的第一信號(hào)的時(shí)間長度，Vin為輸入電壓，Vout為輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電管理電路，其特征在于，所述控制信號(hào)產(chǎn)生電路包括第一電流產(chǎn)生電路、第二電流產(chǎn)生電路、充電電流產(chǎn)生電路、放電電流產(chǎn)生電路、充放電管理電路、一端接地的第一電容和控制信號(hào)產(chǎn)生子電路；所述第一電流產(chǎn)生電路，用于根據(jù)所述輸入電壓產(chǎn)生第一參考電流，所述第一參考電流的電流值為K*Vin，K為固定參數(shù)；所述第二電流產(chǎn)生電路，用于根據(jù)所述輸出電壓產(chǎn)生第二參考電流，所述第二參考電流的電流值為K*Vout，K為固定參數(shù)；所述充電電流產(chǎn)生電路，用于根據(jù)所述第一參考電流和第二參考電流產(chǎn)生充電電流， 所述充電電流的電流值為2N*(K*Vin-K*Vout)，N為固定參數(shù)；所述放電電流產(chǎn)生電路，用于根據(jù)所述第二參考電流產(chǎn)生放電電流，所述放電電流的電流值為N*K*Vout ；所述充放電管理電路，用于在接收到第一信號(hào)時(shí)，采用所述充電電流對(duì)所述第一電容充電；在接收到第二信號(hào)時(shí)，采用所述放電電流對(duì)所述第一電容放電；所述控制信號(hào)產(chǎn)生子電路，用于根據(jù)所述第一電容的放電時(shí)間和峰值比較電路的比較結(jié)果產(chǎn)生控制信號(hào)、或者根據(jù)所述第一電容的放電時(shí)間和第一占空比信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電管理電路，其特征在于，所述峰值比較電路在所述電感電流達(dá)到峰值時(shí)輸出高電平； 所述控制信號(hào)產(chǎn)生子電路包括第一比較器和第一 D觸發(fā)器；所述第一比較器，用于比較所述第一電容的不接地的一端的電壓是否大于參考電壓， 如果大于，則輸出高電平，所述參考電壓為第一電容未開始充電時(shí)的電壓；所述第一 D觸發(fā)器的D輸入端與電源電壓相連、S輸入端與所述第一比較器的輸出端相連，其R輸入端與所述峰值比較電路的輸出端相連，其Q輸出端的輸出為所述控制信號(hào)，所述控制信號(hào)中的高電平信號(hào)為所述第四信號(hào)，所述控制信號(hào)中的低電平為所述第三信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電管理電路，其特征在于，所述第一占空比信號(hào)中的第一信號(hào)為高電平，第二信號(hào)為低電平；所述控制信號(hào)產(chǎn)生子電路包括第一比較器和異或電路；所述第一比較器，用于比較所述第一電容的不接地的一端的電壓是否大于參考電壓， 如果大于，則輸出高電平，所述參考電壓為第一電容未開始充電時(shí)的電壓；所述異或電路的一個(gè)輸入端與所述第一比較器的輸出端相連，另一個(gè)輸入端與所述第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路相連，其輸出信號(hào)為所述控制信號(hào)，所述控制信號(hào)中的高電平信號(hào)為所述第四信號(hào)，所述控制信號(hào)中的低電平為所述第三信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電管理電路，其特征在于，所述平均值比較電路包括平均值比較器、第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)、由串聯(lián)的第一 PMOS管和第一電流源形成的第一支路；其中，平均值比較器的正輸入端通過第一可控開關(guān)與第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的連接節(jié)點(diǎn)相連，并且平均值比較器的正輸入端還通過第二可控開關(guān)與電源電壓相連，平均值比較器的負(fù)輸入端與第一 PMOS管的漏極相連，第一 PMOS管的源極與輸入電壓相連，第一 PMOS 管的柵極接地，且第一 PMOS管的漏極與第一電流源的一端串聯(lián)，第一電流源的另一端接地，所述第一可控開關(guān)在控制開關(guān)導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，所述第二可控開關(guān)在控制開關(guān)截止時(shí)導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電管理電路，其特征在于，所述峰值比較電流包括峰值比較器、第一可控開關(guān)、第二可控開關(guān)、由串聯(lián)的第二 PMOS管和第二電流源形成的第二支路；其中，峰值比較器的正輸入端通過第一可控開關(guān)與第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的連接節(jié)點(diǎn)相連，并且峰值比較器的正輸入端還通過第二可控開關(guān)與電源電壓相連，峰值比較器的負(fù)輸入端與第二 PMOS的漏極相連，第二 PMOS管的源極與輸入電壓相連，第二 PMOS管的柵極接地，且第二 PMOS管的源極與第二電流源的一端串聯(lián)，第二電流源的另一端接地，所述第一可控開關(guān)在所述控制開關(guān)導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，所述第二可控開關(guān)在所述控制開關(guān)截止時(shí)導(dǎo)通
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電管理電路，其特征在于，所述第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路包括第二 D觸發(fā)器，第二 D觸發(fā)器的D輸入端與電源電壓相連、S輸入端與平均值比較電路的輸出端相連， 第二 D觸發(fā)器的R輸入端與峰值比較電路的輸出端相連，第二 D觸發(fā)器的Q輸出端的輸出為第一占空比信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一所述的充電管理電路，其特征在于，所述第一電流產(chǎn)生電路包括由串聯(lián)的第一電阻和第二電阻形成的第一支路、由串聯(lián)的第三PMOS管、第一 NMOS管和第三電阻形成的第二支路、和第一電流運(yùn)算放大器；其中，第一電阻的一端接輸入電壓，其另一端與第二電阻串聯(lián)，第二電阻不與第一電阻相連的一端接地；第三PMOS管的源極與電源電壓相連，第三PMOS管的柵極和漏極與第一 NMOS管的漏極相連，第一 NMOS管的源極與第三電阻串聯(lián)，且第三電阻不與第一 NMOS管相連的另一端接地，第一 NMOS管的襯體接地，第一電流運(yùn)算放大器的正輸入端與第一電阻和第二電阻的連接節(jié)點(diǎn)相連，第一電流運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與第一 NMOS管的源極與第三電阻的連接節(jié)點(diǎn)相連，第一電流運(yùn)算放大器的輸出端與第一 NMOS管的柵極相連，其中，流經(jīng)第三電阻的電流為第一電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的充電管理電路，其特征在于，所述第二電流產(chǎn)生電路包括由串聯(lián)的第四電阻和第五電阻形成的第一支路、由串聯(lián)的第四PMOS管、第二NMOS管和第六電阻形成的第二支路、由串聯(lián)的第五PMOS管和第三NMOS管構(gòu)成的第三支路和第二電流運(yùn)算放大器；其中，第四電阻的一端接輸出電壓，其另一端與第五電阻串聯(lián)，第五電阻不與第四電阻相連的一端接地。第四PMOS管的源極與電源電壓相連，第四PMOS管的柵極和漏極與第二 NMOS管的漏極相連，第二NMOS管的源極與第六電阻串聯(lián)，且第六電阻不與第二NMOS管相連的另一端接地，第二 NMOS管的襯體接地，第二電流運(yùn)算放大器的正輸入端與第四電阻和第五電阻的連接節(jié)點(diǎn)相連，第二電流運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與第二 NMOS管的源極與第六電阻的連接節(jié)點(diǎn)相連，第二電流運(yùn)算放大器的輸出端與第二 NMOS管的柵極相連，其中，流經(jīng)第六電阻的電流為第二電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的充電管理電路，其特征在于所述充電電流產(chǎn)生電路包括串聯(lián)的第一電流鏡電路和第二電流鏡電路，所述第一電流鏡電路按照1 1比例鏡像第一電流，所述第二電流鏡電路按照1 1比例鏡像第二電流， 所述第一電流鏡電路和第二電流鏡電路的連接節(jié)點(diǎn)與第一電容的非接地一端相連；所述放電電流產(chǎn)生電路包括第三電流鏡電路，所述第三電流鏡電路按照2 1比例鏡像第二電流，所述第三電流鏡電路的一端接地，所述第三電流鏡電路的非接地一端與第一電容的非接地一端相連；所述充放電管理電路包括設(shè)置在所述第一電流鏡電路和第二電流鏡電路的連接節(jié)點(diǎn)與第一電容的非接地一端之間的第一組可控開關(guān)，所述第一組可控開關(guān)在接收到第一信號(hào)時(shí)導(dǎo)通；所述充放電管理電路還包括設(shè)置在所述第三電流鏡電路的非接地一端與第一電容的非接地一端之間的第二組可控開關(guān)，所述第二組可控開關(guān)在接收到第二信號(hào)時(shí)導(dǎo)通。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種充電管理電路，所述充電管理電路不僅包括控制開關(guān)和輸出LC電路，還包括平均值比較電路，用于比較電感電流是否達(dá)到平均值；峰值比較電路，用于比較所述電感電流是否達(dá)到峰值；第一占空比信號(hào)產(chǎn)生電路，用于在所述電感電流達(dá)到平均值且未達(dá)到峰值時(shí)輸出構(gòu)成第一占空比信號(hào)的第一信號(hào)，并在所述電感電流達(dá)到峰值時(shí)輸出構(gòu)成第一占空比信號(hào)的第二信號(hào)；控制信號(hào)產(chǎn)生電路，用于根據(jù)所述第一占空比信號(hào)生成控制信號(hào)，所述控制信號(hào)包括使所述控制開關(guān)導(dǎo)通的第三信號(hào)和使所述控制開關(guān)截止的第四信號(hào)，其中第四信號(hào)與第一信號(hào)成一定比例。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102386659SQ20111039227
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者王釗 申請(qǐng)人:無錫中星微電子有限公司