充電管理裝置和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種充電管理裝置和系統(tǒng)，所述充電管理裝置包括：充電模式檢測(cè)電路、延時(shí)電路、充電電流檢測(cè)電路和信號(hào)檢測(cè)電路；充電模式檢測(cè)電路，對(duì)恒流充電模式下電池的充電反饋電壓和恒壓充電模式下電池的充電反饋電壓進(jìn)行檢測(cè)，生成恒壓充電模式指示信號(hào)；延時(shí)電路，接收所述恒壓充電模式指示信號(hào)并進(jìn)行延時(shí)處理，生成第一充電結(jié)束信號(hào)；充電電流檢測(cè)電路，對(duì)恒壓充電模式下電池的充電電流與恒流充電模式下電池的充電電流進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)恒壓充電模式下電池的充電電流與恒流充電模式下電池的充電電流的比值小于第一閾值時(shí)，生成第二充電結(jié)束信號(hào)；信號(hào)檢測(cè)電路，根據(jù)所述第一充電結(jié)束信號(hào)或第二充電結(jié)束信號(hào)生成充電終止信號(hào)，終止對(duì)電池充電。
【專利說明】充電管理裝置和系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電子電路【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種充電管理裝置和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]充電電池的充電問題一直是人們關(guān)心的焦點(diǎn)，正確良好的充電方法可以確保電池的壽命。在充電過程中電池的電壓會(huì)隨著儲(chǔ)存電量的增加而逐漸上升，當(dāng)電池儲(chǔ)存的電量達(dá)到飽和電極材料無法繼續(xù)充電時(shí)，若繼續(xù)充電則電解液會(huì)起電解，并且在陽極產(chǎn)生氧氣，在陰極產(chǎn)生氫氣，如此會(huì)在密封的電池內(nèi)部造成內(nèi)部壓力上升，會(huì)對(duì)電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成破壞。像這種現(xiàn)象稱之為過度充電。過渡充電會(huì)造成電池壽命的縮短，電池性能受到嚴(yán)重破壞，甚至發(fā)生爆炸，因此在充電過程中如何避免對(duì)電池過充是非常重要的。
[0003]線性充電器是電源管理芯片中的一個(gè)基本模塊，在電子系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。線性充電器的充電過程可分為預(yù)充電、恒流充電(CC)和恒壓充電(CV)三個(gè)階段，傳統(tǒng)的充電器的充電結(jié)束信號(hào)是在CV階段產(chǎn)生的。進(jìn)入CV模式后，充電電流會(huì)逐漸減小，當(dāng)CV模式充電電流小于CC模式充電電流的10%時(shí)，認(rèn)為充電結(jié)束。這種判斷充電結(jié)束電路的控制比較簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)比較器來判斷充電電流小于設(shè)定值即可。但這種判斷充電結(jié)束的方法存在一個(gè)缺陷。當(dāng)充電時(shí)，被充電設(shè)備內(nèi)部電路由電池電壓(Voltage Battery, VBAT)供電，貝1J在充電過程中，被充電設(shè)備內(nèi)部電路消耗的電流可能會(huì)一直大于10%的CC模式充電電流。因此在這種情況下，即使已經(jīng)完成充電，也不會(huì)產(chǎn)生充電結(jié)束信號(hào)，因此會(huì)導(dǎo)致電池一直在充電且始終顯示充不滿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種充電管理裝置和系統(tǒng)，能夠?qū)﹄姵赜珊懔鞒潆姞顟B(tài)進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)的情況進(jìn)行有效檢測(cè)，通過檢測(cè)產(chǎn)生恒壓充電模式指示信號(hào)，在用電器內(nèi)部電路由電池電壓供電時(shí),能夠及時(shí)指示電池已經(jīng)充滿。
[0005]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種充電管理裝置，所述裝置包括:
[0006]充電模式檢測(cè)電路，對(duì)恒流充電模式下電池的充電反饋電壓和恒壓充電模式下電池的充電反饋電壓進(jìn)行檢測(cè)，生成恒壓充電模式指示信號(hào)；
[0007]延時(shí)電路，接收所述恒壓充電模式指示信號(hào)并進(jìn)行延時(shí)處理，生成第一充電結(jié)束
信號(hào);
[0008]充電電流檢測(cè)電路，對(duì)恒壓充電模式下電池的充電電流與恒流充電模式下電池的充電電流進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)恒壓充電模式下電池的充電電流與恒流充電模式下電池的充電電流的比值小于第一閾值時(shí)，生成第二充電結(jié)束信號(hào)；
[0009]信號(hào)檢測(cè)電路，根據(jù)所述第一充電結(jié)束信號(hào)或第二充電結(jié)束信號(hào)生成充電終止信號(hào)，終止對(duì)電池充電。優(yōu)選的，所述充電模式檢測(cè)電路包括:
[0010]第一運(yùn)算放大器，包括第一共源放大單元和共柵放大單元，所述第一運(yùn)算放大器用于根據(jù)恒流充電反饋電壓和恒流充電參考電壓確定恒流充電的工作電流；[0011 ] 第二運(yùn)算放大器，包括第二共源放大單元和共柵放大單元，所述第二運(yùn)算放大器用于根據(jù)恒壓充電反饋電壓和恒壓充電參考電壓確定恒壓充電的輸出電壓；其中，所述第一運(yùn)算放大器與所述第二運(yùn)算放大器共用共柵放大單元；
[0012]恒壓充電模式檢測(cè)單元，包括第一 P型金屬-氧化物-半導(dǎo)體PMOS晶體管、第一 N型金屬-氧化物-半導(dǎo)體NMOS晶體管、第二 NMOS晶體管、第三NMOS晶體管、第一電容、第二電容和反相器；所述第一 PMOS晶體管的源極接模擬電路電源電壓AVDD，漏極與所述第一NMOS晶體管的漏極、第二電容的第一端以及反相器的輸入端相連接；第一 NMOS晶體管與第二 NMOS晶體管共柵連接到第二運(yùn)算放大器內(nèi)部的第一檢測(cè)點(diǎn)，并與第一電容的第一端相連接，第一 NMOS晶體管的源極與第二 NMOS晶體管、第三晶體管的漏極相連接；第一電容的第二端、第二電容的第二端、第二 NMOS晶體管和第三晶體管的漏極共地連接，反相器的輸出端與第三晶體管的柵極連接；反相器輸出恒壓充電模式指示信號(hào)；
[0013]當(dāng)電池處于恒流充電狀態(tài)，恒壓充電反饋電壓低于恒壓充電參考電壓，所述第一檢測(cè)點(diǎn)為低電平，第一 NMOS晶體管、第二 NMOS晶體管截止，第一 PMOS晶體管導(dǎo)通，反相器輸入端為高電平，輸出的恒壓充電模式指示信號(hào)為低電平，指示電池的充電模式不在恒壓充電狀態(tài)；
[0014]當(dāng)電池處于恒壓充電狀態(tài)，恒壓充電反饋電壓等于恒壓充電參考電壓，所述第一檢測(cè)點(diǎn)為高電平，第一NMOS晶體管、第二 NMOS晶體管導(dǎo)通，反相器輸入端為低電平，輸出的恒壓充電模式指示信號(hào)為高電平，指示電池的充電模式處于恒壓充電狀態(tài)。
[0015]優(yōu)選的，所述第二共源放大單元包括:第二 PMOS晶體管、第三PMOS晶體管、第四PMOS晶體管、第五PMOS晶體管和第四NMOS晶體管；
[0016]所述第二 PMOS晶體管的源極接模擬電路電源電壓AVDD，漏極與所述第三PMOS晶體管、第四PMOS晶體管和第五PMOS晶體管的源極相連接；所述第五PMOS晶體管的柵極連接恒壓充電反饋電壓；所述第三PMOS晶體管和第四PMOS晶體管共柵連接恒壓充電參考電壓；第三PMOS晶體管與第四NMOS晶體管共漏連接，漏極為所述第一檢測(cè)點(diǎn)。
[0017]優(yōu)選的，所述第一共源放大單元包括:第六PMOS晶體管、第七PMOS晶體管、第八PMOS晶體管、第九PMOS晶體管和第五NMOS晶體管；
[0018]所述第六PMOS晶體管的源極接模擬電路電源電壓AVDD，漏極與所述第七PMOS晶體管、第八PMOS晶體管和第九PMOS晶體管的源極相連接；所述第七PMOS晶體管的柵極連接恒壓充電反饋電壓；所述第八PMOS晶體管和第九PMOS晶體管共柵連接恒流充電參考電壓；第九PMOS晶體管與第五NMOS晶體管共漏連接。
[0019]優(yōu)選的，所述延時(shí)電路具體為多級(jí)D觸發(fā)器串聯(lián)的電路。
[0020]優(yōu)選的，所述第一充電結(jié)束信號(hào)和第二充電結(jié)束信號(hào)均為高電平信號(hào)有效，信號(hào)檢測(cè)電路具體為或非運(yùn)算邏輯電路。
[0021]優(yōu)選的，所述第一充電結(jié)束信號(hào)和第二充電結(jié)束信號(hào)均為低電平信號(hào)有效，信號(hào)檢測(cè)電路具體為與運(yùn)算邏輯電路。
[0022]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種充電管理系統(tǒng)，包括:電源、充電電池、充電設(shè)備和如上述第一方面所述的充電管理裝置；
[0023]所述充電設(shè)備與所述電源相連接，向所述充電電池提供充電電流和充電電壓；
[0024]所述充電管理裝置，對(duì)所述充電電壓和充電電流進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否完成對(duì)充電電池的充電；當(dāng)檢測(cè)到已完成充電時(shí)，充電管理裝置產(chǎn)生充電結(jié)束信號(hào)，指示所述充電設(shè)備對(duì)電池的充電已經(jīng)完成。
[0025]本發(fā)明的提供的一種充電管理裝置，能夠?qū)﹄姵赜珊懔鞒潆姞顟B(tài)進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)的情況進(jìn)行有效檢測(cè)，通過檢測(cè)產(chǎn)生恒壓充電模式指示信號(hào)，充電管理裝置根據(jù)恒壓充電指示信號(hào)生成充電終止信號(hào)，指示所述充電設(shè)備對(duì)電池的充電已經(jīng)完成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種充電模式檢測(cè)電路的電路圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種充電管理裝置的邏輯框圖；
[0028]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的充電管理裝置中延時(shí)電路的一種具體實(shí)現(xiàn)電路圖；
[0029]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的充電管理裝置各電路的輸出邏輯的波形圖；
[0030]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種充電管理裝置的示意圖；
[0031]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種充電管理系統(tǒng)的示意圖。
[0032]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0033]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種具有充電模式檢測(cè)電路的充電管理裝置，適用于各種電源管理芯片的過充檢測(cè)，能夠?qū)﹄姵赜珊懔鞒潆姞顟B(tài)進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)的情況進(jìn)行有效檢測(cè)，從而準(zhǔn)確判斷電池是否已經(jīng)充滿，避免由于被充電設(shè)備由VBAT供電而導(dǎo)致無法產(chǎn)生充電結(jié)束信號(hào)，造成電池過充的問題。
[0034]下面，首先對(duì)充電管理裝置中的充電模式檢測(cè)電路部分進(jìn)行說明。
[0035]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的充電模式檢測(cè)電路的電路圖。如圖1所示，充電模式檢測(cè)電路包括:第一運(yùn)算放大器11、第二運(yùn)算放大器12、和恒壓充電模式檢測(cè)單元13。其中，第一運(yùn)算放大器11包括晶體管Tl~T15，第二運(yùn)算放大器12包括晶體管T6~T20 ;第一運(yùn)算放大器11和第二運(yùn)算放大器12共用晶體管T6~T15。在CC模式下，第一運(yùn)算放大器11工作；在CV模式下，第二運(yùn)算放大器12工作。
[0036]恒壓充電模式檢測(cè)單元13具體包括:第一 PMOS晶體管Ml、第一 NMOS晶體管M2、第二 NMOS晶體管M3、第三NMOS晶體管M4、第一電容Cl、第二電容C2和反相器INVO ;第一PMOS晶體管Ml的源極接模擬電路電源電壓AVDD，漏極與第一 NMOS晶體管M2的漏極、第二電容Cl的第一端以及反相器INVO的輸入端相連接；第一 NMOS晶體管M2與第二 NMOS晶體管M3共柵連接到 第二運(yùn)算放大器12內(nèi)部的第一檢測(cè)點(diǎn)A，并與第一電容Cl的第一端相連接；第一 NMOS晶體管M2的源極與第二 NMOS晶體管M3、第三晶體管M4的漏極相連接；第一電容Cl的第二端、第二電容C2的第二端、第二 NMOS晶體管M3和第三晶體管M4的漏極共地連接，反相器INVO的輸出端與第三晶體管M4的柵開啟電壓；反相器INVO輸出恒壓充電模式指示信號(hào)；
[0037]第一運(yùn)算放大器11具體包括:第六PMOS晶體管Tl、第七PMOS晶體管T2、第八PMOS晶體管T3、第九PMOS晶體管T4和第五NMOS晶體管T5，以及與第二運(yùn)算放大單元12共用的第十PMOS晶體管T6、第十一 PMOS晶體管T7、第十二 PMOS晶體管T8、第十三PMOS晶體管T9、第六NMOS晶體管T10、第七NMOS晶體管TH、第八NMOS晶體管T12、第九NMOS晶體管T13、第十NMOS晶體管T14和第五NMOS晶體管T15。
[0038]第六PMOS晶體管Tl的源極接模擬電路電源電壓AVDD，漏極與第七PMOS晶體管T2、第八PMOS晶體管T3和第九PMOS晶體管T4的源極相連接；第七PMOS晶體管T2的柵極連接恒流充電反饋電壓VFB_CC ;第八PMOS晶體管T3和第九PMOS晶體管T4共柵連接恒流充電參考電壓VREF_CC ;第九PMOS晶體管T4與第五NMOS晶體管T5共漏連接；
[0039]第十PMOS晶體管T6和第十一 PMOS晶體管T7共柵源連接，其中源極連接模擬電路電源電壓AVDD，柵極連接第十二 PMOS晶體管T8、第六NMOS晶體管TlO和第十NMOS晶體管T14的漏極以及第四NMOS晶體管T16的柵極、第十二 PMOS晶體管T8和第十三PMOS晶體管T9共柵連接，第十二 PMOS晶體管T8的源極與第十PMOS晶體管T6的漏極相連接，第十三PMOS晶體管T9的源極與第十一 PMOS晶體管T7的漏極相連接，第十三PMOS晶體管T9的漏極與第七NMOS晶體管Tll的源極相連接，第六NMOS晶體管TlO和第七NMOS晶體管Tll共柵連接至第五NMOS晶體管T5和第十NMOS晶體管T14的柵極，第六NMOS晶體管TlO的源極與第八NMOS晶體管T12的漏極相連接并連接第七PMOS晶體管T2的漏極和第四NMOS晶體管T16的源極，第七NMOS晶體管Tll的源極與第九NMOS晶體管T13的漏極相連接并與第八PMOS晶體管T3的漏極和第四PMOS晶體管T18的漏極相連，第八NMOS晶體管T12和第九NMOS晶體管T13共柵連接第五NMOS晶體管T15的柵極，第十NMOS晶體管T14的源極與第五NMOS晶體管T15的漏極相連接并與第五NMOS晶體管T5的源極和第五PMOS晶體管T20的漏極相連，第八NMOS晶體管T12、第九NMOS晶體管T13、第五NMOS晶體管T15共源連接至地電壓。第二運(yùn)算放大器12包括:第二 PMOS晶體管T19、第三PMOS晶體管T17、第四PMOS晶體管T18、第五PMOS晶體管T20和第四NMOS晶體管T16以及與第一運(yùn)算放大單元11共用的第十PMOS晶體管T6、第十一 PMOS晶體管T7、第十二 PMOS晶體管T8、第十三PMOS晶體管T9、第六NMOS晶體管T10、第七NMOS晶體管TH、第八NMOS晶體管T12、第九NMOS晶體管T13、第十NM OS晶體管T14和第五NMOS晶體管T15。
[0040]第二 PMOS晶體管T19的源極接模擬電路電源電壓AVDD，漏極與第三PMOS晶體管T17、第四PMOS晶體管T18和第五PMOS晶體管T20的源極相連接；第五PMOS晶體管T20的柵極連接恒壓充電反饋電壓VFB_CV ;第三PMOS晶體管T17和第四PMOS晶體管T18共柵連接恒壓充電參考電壓VREF_CV ;第三PMOS晶體管T17與第四NMOS晶體管T16共漏連接于A
[0041 ] 第十PMOS晶體管T6和第十一 PMOS晶體管T7共柵源連接，其中源極連接模擬電路電源電壓AVDD，柵極連接第十二 PMOS晶體管T8、第六NMOS晶體管TlO和第十NMOS晶體管T14的漏極以及第四NMOS晶體管T16的柵極、第十二 PMOS晶體管T8和第十三PMOS晶體管T9共柵連接，第十二 PMOS晶體管T8的源極與第十PMOS晶體管T6的漏極相連接，第十三PMOS晶體管T9的源極與第十一 PMOS晶體管T7的漏極相連接，第十三PMOS晶體管T9的漏極與第七NMOS晶體管Tll的源極相連接，第六NMOS晶體管TlO和第七NMOS晶體管Tll共柵連接至第五NMOS晶體管T5和第十NMOS晶體管T14的柵極，第六NMOS晶體管TlO的源極與第八NMOS晶體管T12的漏極相連接并連接第七PMOS晶體管T2的漏極和第四NMOS晶體管T16的源極，第七NMOS晶體管Tll的源極與第九NMOS晶體管T13的漏極相連接并與第八PMOS晶體管T3的漏極和第四PMOS晶體管T18的漏極相連，第八NMOS晶體管T12和第九NMOS晶體管T13共柵連接第五NMOS晶體管T15的柵極，第十NMOS晶體管T14的源極與第五NMOS晶體管T15的漏極相連接并與第五NMOS晶體管T5的源極和第五PMOS晶體管T20的漏極相連，第八NMOS晶體管T12、第九NMOS晶體管T13、第五NMOS晶體管T15共源連接至地電壓。
[0042]恒壓充電模式檢測(cè)單元13具體包括Ml, M2, M3, M4構(gòu)成的帶遲滯的電流比較器以及電容Cl和C2 ;其中M3和M4形成遲滯，防止比較輸出發(fā)生振蕩，Cl和C2電容的作用是防止比較器發(fā)生誤翻轉(zhuǎn)；
[0043]當(dāng)電池處于恒流充電狀態(tài)時(shí)，第一運(yùn)算放大器(Tl?T15)工作，恒壓充電反饋電壓VFB_CV低于恒壓充電參考電壓VREF_CV，A點(diǎn)輸出為低電平，第一 NMOS晶體管M2、第二NMOS晶體管M3截止，第一 PMOS晶體管Ml導(dǎo)通，反相器INVO輸入端為高電平，輸出的恒壓充電模式指示信號(hào)STATl_pre為低電平，指示電池的充電模式不在恒壓充電狀態(tài)；
[0044]當(dāng)電池進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)后，第二運(yùn)算放大器(T6?T20 )工作，恒壓充電反饋電壓VFB_CV等于恒壓充電參考電壓VREF_CV，A點(diǎn)輸出為高電平，第一 NMOS晶體管M2、第二NMOS晶體管M3導(dǎo)通，反相器INVO輸入端為低電平，輸出的恒壓充電模式指示信號(hào)STAT1_pre為高電平，指示電池的充電模式處于恒壓充電狀態(tài)。
[0045]本發(fā)明實(shí)施例提供的充電模式檢測(cè)電路，能夠?qū)﹄姵赜珊懔鞒潆姞顟B(tài)進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)的情況進(jìn)行有效檢測(cè)，通過檢測(cè)產(chǎn)生恒壓充電模式指示信號(hào)，指示電池已經(jīng)充滿。此夕卜，通過充電模式檢測(cè)電路中第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器共用部分電路的設(shè)計(jì)，節(jié)省了電源管理芯片的面積。
[0046]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種充電管理裝置，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的充電管理裝置的邏輯框圖，包括:充電模式檢測(cè)電路21、延時(shí)電路22、充電電流檢測(cè)電路23和信號(hào)檢測(cè)電路24。
[0047]充電模式檢測(cè)電路21，用于生成恒壓充電模式指示信號(hào)STATl_pre ；
[0048]充電模式檢測(cè)電路21的具體實(shí)現(xiàn)方式在上述實(shí)施例一中已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)描述，此處不再贅述。
[0049]延時(shí)電路22，接收充電模式檢測(cè)電路21發(fā)送的恒壓充電模式指示信號(hào)STAT1_pre，并進(jìn)行延時(shí)處理，生成第一充電結(jié)束信號(hào)STATl發(fā)送給信號(hào)檢測(cè)電路24 ；
[0050]具體的，延時(shí)電路22可以為多級(jí)D觸發(fā)器串聯(lián)的電路，其具體的實(shí)現(xiàn)形式可以如圖3所示。延時(shí)電路22由多個(gè)下降沿時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)的D觸發(fā)器串聯(lián)構(gòu)成。qb為輸出信號(hào)q的反相輸出，R為復(fù)位端，為高電平復(fù)位。為了產(chǎn)生低電平復(fù)位，在復(fù)位輸入端增加了反相器INV3。D觸發(fā)器的級(jí)數(shù)和輸入時(shí)鐘的頻率可以根據(jù)所需延時(shí)時(shí)間來設(shè)定，D觸發(fā)器級(jí)數(shù)越多，產(chǎn)生的延時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)；采用的時(shí)鐘輸入信號(hào)CLK的頻率越低，產(chǎn)生的延時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)。優(yōu)選的，延時(shí)電路22中還包括另一個(gè)反相器，使恒壓充電模式指示信號(hào)STATl_pre由低電平變?yōu)楦唠娖街螅舆t30分鐘產(chǎn)生STATl的低電平信號(hào)。
[0051]充電電流檢測(cè)電路23，對(duì)恒壓充電(CV)模式下電池的充電電流與恒流充電模式下電池的充電電流進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)恒壓充電(CV)模式下電池的充電電流與恒流充電(CC)模式下電池的充電電流的比值小于第一閾值時(shí)，生成第二充電結(jié)束信號(hào)STAT2發(fā)送給信號(hào)檢測(cè)電路24 ；
[0052]具體的，在充電進(jìn)入恒壓充電(CV)模式之后，充電電流會(huì)逐漸減小，當(dāng)恒壓充電(CV)模式下的充電電流小于恒流充電(CC)模式下的充電電流的一定數(shù)量百分比，通常為10%時(shí)，即可認(rèn)為充電完成，此時(shí)，充電電流檢測(cè)電路23產(chǎn)生一個(gè)低電平的第二充電結(jié)束信號(hào) STAT2。
[0053]信號(hào)檢測(cè)電路24，根據(jù)所述第一充電結(jié)束信號(hào)STATl或第二充電結(jié)束信號(hào)STAT2生成充電終止信號(hào)STAT，指示電池已經(jīng)充滿。
[0054]信號(hào)檢測(cè)電路24為一定邏輯功能的電路，具體根據(jù)輸入信號(hào)以及輸出充電終止信號(hào)STAT的有效電平的設(shè)定來決定。
[0055]在本實(shí)施例中，第一充電結(jié)束信號(hào)STATl和第二充電結(jié)束信號(hào)STAT2任一為低電平信號(hào)時(shí)，輸出低電平的充電終止信號(hào)STAT，因此信號(hào)檢測(cè)電路24為與運(yùn)算邏輯電路。
[0056]在圖4中，給出了上述情況下的充電管理裝置各電路的輸出邏輯的波形圖。其中Ivbat為充電電流。
[0057]當(dāng)充電時(shí)被充電設(shè)備工作在旁路(bypass)模式下，即被充電設(shè)備內(nèi)部不通過電池供電的情況下，結(jié)合圖4 (a)所示。當(dāng)充電進(jìn)入CV模式，充電模式檢測(cè)電路21產(chǎn)生STATl_pre高電平信號(hào)，在充電電流減小為小于10%的CC模式充電電流時(shí)，充電電流檢測(cè)電路23產(chǎn)生低電平的STAT2信號(hào)，此時(shí)，延時(shí)電路22還沒有根據(jù)充電模式檢測(cè)電路21輸出的STATl_pre高電平信號(hào)輸出低電平的STATl信號(hào)，信號(hào)檢測(cè)電路24已經(jīng)根據(jù)低電平的STAT2信號(hào)輸出低電平的充電終止信號(hào)STAT，終止了對(duì)電池的充電。
[0058]當(dāng)充電時(shí)被充電設(shè)備由VBAT供電的情況下，結(jié)合圖4 (b)所示。電池的充電電流始終大于10%的CC模式下的充電電流，則STAT2信號(hào)一直為高，當(dāng)充電進(jìn)入CV模式后，充電模式檢測(cè)電路21產(chǎn)生STATl_pre高電平信號(hào)，延時(shí)電路22經(jīng)過一定時(shí)間的延時(shí)后，根據(jù)充電模式檢測(cè)電路21輸出的STATl _pre高電平信號(hào)輸出低電平的STATl信號(hào)，信號(hào)檢測(cè)電路24則根據(jù)低電平的STATl信號(hào)輸出低電平的充電終止信號(hào)STAT，指示電池已經(jīng)充滿。
[0059]此外，第一充電結(jié)束信號(hào)STATl和第二充電結(jié)束信號(hào)STAT2還可以設(shè)定為高電平有效，只需稍微改變充電管理裝置的電路邏輯，比如信號(hào)檢測(cè)電路24改為或非運(yùn)算邏輯電路即可。
[0060]在一個(gè)具體的例子中，充電管理裝置可以如圖5所示，其中，電源電壓為VCHG，電池電壓為VBAT，充電管理裝置具體包括:環(huán)路補(bǔ)償電路Al、A2，分壓電阻串B，充電模式檢測(cè)電路Cl，主環(huán)路運(yùn)放C2，晶體管Tl、T2、T3，其中Tl管與T2管匹配，晶體管數(shù)之比為1:N，為電流鏡結(jié)構(gòu)，Rs為控制恒流充電大小的電阻，其中VREF_CC1=4%XVREF_CC3，VREF_CC2=10%XVREF_CC3 ;VREF_CC1、VREF_CC2、VREF_CC3分別為三檔基準(zhǔn)電壓，對(duì)應(yīng)不同的充電電流。
[0061]在剛開始充電時(shí)VBAT電壓很低，需要用涓流充電，此時(shí)Cl中的CC運(yùn)放工作使



VREF CCI
VFB_CC等于VREF_CC，VREF_CC連接較低電壓VREF_CC1，此時(shí)充電電流為——-=——x N ,




Ks
為4%的CC電流；當(dāng)VBAT達(dá)到1.8V時(shí)，VREF_CC連接VREF_CC2，此時(shí)充電電流變?yōu)?0%的CC電流；當(dāng)VBAT達(dá)到2.9V時(shí)，VREF_CC連接VREF_CC3，充電電流變?yōu)镃C電流；當(dāng)VBAT達(dá)到4.2V時(shí)，充電管理裝置進(jìn)入恒壓CV充電模式，此時(shí)Cl中的CC運(yùn)放不工作，CV運(yùn)放開始工作，后續(xù)過程如上述實(shí)施例所述，此處不再贅述。
[0062]本發(fā)明實(shí)施例提供的充電管理裝置，能夠?qū)﹄姵赜珊懔鞒潆姞顟B(tài)進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)的情況進(jìn)行有效檢測(cè)，通過檢測(cè)產(chǎn)生恒壓充電模式指示信號(hào)，指示電池已經(jīng)充滿，有效的避免了在VBAT供電模式下無法通過充電電流的變化檢測(cè)電池是否充滿，可能造成電池過充的情況。
[0063]相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種充電管理系統(tǒng)。如圖6所示，包括:電源61、充電電池62、充電設(shè)備63和充電管理裝置64 ；
[0064]其中，充電設(shè)備63與電源61相接，從而向充電電池62提供充電電流和充電電壓；
[0065]充電管理裝置64，對(duì)充電設(shè)備63的充電電壓和充電電流進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否完成對(duì)充電電池的充電，當(dāng)充電管理裝置64檢測(cè)到已完成充電時(shí)，產(chǎn)生充電結(jié)束信號(hào)，通知充電設(shè)備63充電電池62已經(jīng)處于充滿狀態(tài)。其具體過程已在上述實(shí)施例中進(jìn)行了詳細(xì)描述，此處不再贅述。
[0066]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種充電管理裝置，其特征在于，所述裝置包括:充電模式檢測(cè)電路、延時(shí)電路、充電電流檢測(cè)電路和信號(hào)檢測(cè)電路； 充電模式檢測(cè)電路，對(duì)恒流充電模式下電池的充電反饋電壓和恒壓充電模式下電池的充電反饋電壓進(jìn)行檢測(cè)，生成恒壓充電模式指示信號(hào)； 延時(shí)電路，接收所述恒壓充電模式指示信號(hào)并進(jìn)行延時(shí)處理，生成第一充電結(jié)束信號(hào); 充電電流檢測(cè)電路，對(duì)恒壓充電模式下電池的充電電流與恒流充電模式下電池的充電電流進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)恒壓充電模式下電池的充電電流與恒流充電模式下電池的充電電流的比值小于第一閾值時(shí)，生成第二充電結(jié)束信號(hào)； 信號(hào)檢測(cè)電路，根據(jù)所述第一充電結(jié)束信號(hào)或第二充電結(jié)束信號(hào)生成充電終止信號(hào)，終止對(duì)電池充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述充電模式檢測(cè)電路包括: 第一運(yùn)算放大器，包括第一共源放大單元和共柵放大單元，所述第一運(yùn)算放大器用于根據(jù)恒流充電反饋電壓和恒流充電參考電壓確定恒流充電的工作電流； 第二運(yùn)算放大器，包括第二共源放大單元和共柵放大單元，所述第二運(yùn)算放大器用于根據(jù)恒壓充電反饋電壓和恒壓充電參考電壓確定恒壓充電的輸出電壓；其中，所述第一運(yùn)算放大器與所述第 二運(yùn)算放大器共用共柵放大單元； 恒壓充電模式檢測(cè)單元，包括第一 P型金屬-氧化物-半導(dǎo)體PMOS晶體管、第一 N型金屬-氧化物-半導(dǎo)體NMOS晶體管、第二 NMOS晶體管、第三NMOS晶體管、第一電容、第二電容和反相器；所述第一 PMOS晶體管的源極接模擬電路電源電壓AVDD，漏極與所述第一NMOS晶體管的漏極、第二電容的第一端以及反相器的輸入端相連接；第一 NMOS晶體管與第二 NMOS晶體管共柵連接到第二運(yùn)算放大器內(nèi)部的第一檢測(cè)點(diǎn)，并與第一電容的第一端相連接，第一 NMOS晶體管的源極與第二 NMOS晶體管、第三晶體管的漏極相連接；第一電容的第二端、第二電容的第二端、第二 NMOS晶體管和第三晶體管的漏極共地連接，反相器的輸出端與第三晶體管的柵極連接；反相器輸出恒壓充電模式指示信號(hào)； 當(dāng)電池處于恒流充電狀態(tài)，恒壓充電反饋電壓低于恒壓充電參考電壓，所述第一檢測(cè)點(diǎn)為低電平，第一 NMOS晶體管、第二 NMOS晶體管截止，第一 PMOS晶體管導(dǎo)通，反相器輸入端為高電平，輸出的恒壓充電模式指示信號(hào)為低電平，指示電池的充電模式不在恒壓充電狀態(tài)； 當(dāng)電池處于恒壓充電狀態(tài)，恒壓充電反饋電壓等于恒壓充電參考電壓，所述第一檢測(cè)點(diǎn)為高電平，第一NMOS晶體管、第二NMOS晶體管導(dǎo)通，反相器輸入端為低電平，輸出的恒壓充電模式指示信號(hào)為高電平，指示電池的充電模式處于恒壓充電狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第二共源放大單元包括:第二PMOS晶體管、第三PMOS晶體管、第四PMOS晶體管、第五PMOS晶體管和第四NMOS晶體管； 所述第二PMOS晶體管的源極接模擬電路電源電壓AVDD，漏極與所述第三PMOS晶體管、第四PMOS晶體管和第五PMOS晶體管的源極相連接；所述第五PMOS晶體管的柵極連接恒壓充電反饋電壓；所述第三PMOS晶體管和第四PMOS晶體管共柵連接恒壓充電參考電壓;第三PMOS晶體管與第四NMOS晶體管共漏連接，漏極為所述第一檢測(cè)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述第一共源放大單元包括:第六PMOS晶體管、第七PMOS晶體管、第八PMOS晶體管、第九PMOS晶體管和第五NMOS晶體管； 所述第六PMOS晶體管的源極接模擬電路電源電壓AVDD，漏極與所述第七PMOS晶體管、第八PMOS晶體管和第九PMOS晶體管的源極相連接；所述第七PMOS晶體管的柵極連接恒壓充電反饋電壓；所述第八PMOS晶體管和第九PMOS晶體管共柵連接恒流充電參考電壓;第九PMOS晶體管與第五NMOS晶體管共漏連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述延時(shí)電路具體為多級(jí)D觸發(fā)器串聯(lián)的電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一充電結(jié)束信號(hào)和第二充電結(jié)束信號(hào)均為高電平信號(hào)有效，信號(hào)檢測(cè)電路具體為或非運(yùn)算邏輯電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一充電結(jié)束信號(hào)和第二充電結(jié)束信號(hào)均為低電平信號(hào)有效，信號(hào)檢測(cè)電路具體為與運(yùn)算邏輯電路。
8.一種充電管理系統(tǒng) ，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:電源、充電電池、充電設(shè)備和如上述權(quán)利要求1-7任一所述的充電管理裝置；所述充電設(shè)備與所述電源相連接，向所述充電電池提供充電電流和充電電壓； 所述充電管理裝置，對(duì)所述充電電壓和充電電流進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否完成對(duì)充電電池的充電；當(dāng)檢測(cè)到已完成充電時(shí)，充電管理裝置產(chǎn)生充電結(jié)束信號(hào)，指示所述充電設(shè)備對(duì)電池的充電已經(jīng)完成。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103779906SQ201410037106
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】王搏, 王釗, 王才寶 申請(qǐng)人:無錫中星微電子有限公司