本申請涉及微電子技術，具體地，涉及一種充電電路。

背景技術：

隨著人們通訊技術的發(fā)展，無線通訊逐漸成為人們日常通訊的主要方式之一。近些年來，藍牙通訊作為無線通信的一種被人們所熱捧的，成為無線通信的主流方式。為了更加方便人們的使用，會預先在藍牙設備中的藍牙芯片上裝有小電流充電電路，這樣可以便于對藍牙進行充電設備充電，同時可以節(jié)省應用成本。但是，由于市場存在的分散性，有些客戶需要更大的充電電流，以便充電速度更快。傳統(tǒng)的方式集成充電電路，可能存在充電電流較大時，芯片發(fā)熱嚴重的問題。

為兼容上述兩種客戶額需求，csr(劍橋微電子公司)設計了一種兼容外部擴流的方式。如圖1所示，描述了csr的實現(xiàn)方式。其中包括mp1、mp3、電阻r1、控制器等，其中mp1和r1為外置器件，控制器和mp3為芯片內部集成。當客戶需要充電電流較小(例如300ma以下)時，控制器通過控制mp3對電池進行充電；當客戶需要較大充電電流時(例如300ma以上)，控制器同時控制q2，經過r1，對電池充電，相當于并聯(lián)了一條充電支路。其中一部分熱量由q2分擔，這樣芯片不至于溫度太高。但這種方案的缺點是需要額外的精密功率電阻r1來采樣電流，以便芯片對其充電電流進行控制。由于是功率電阻，有散熱要求，價格較貴，另外由于充電電流精度控制問題，也要求電阻值較精確，也導致其價格較高。另外圖1實現(xiàn)方式的另一個缺點是需要5個芯片管腳(vchg、vbat、isenn、isenp、pdrv)，雖然圖中簡單米看，isenn和vbat可以共用一個芯片管腳，但實際設計中不宜共用，原因是mp3的充電電流較大，會流經vbat管腳，芯片一般采用金線封裝，封裝金線的寄生電阻較大，例如100毫歐姆。mp3的充電電流會在封裝金線上產生很大的電壓降，如果isenn與vbat共用，將產生很大的電流采樣誤差(通過采樣isenp和isenn之間的電壓差來實現(xiàn)電流采樣)，會影響對q2充電電流控制的精度。

因此，現(xiàn)有技術的藍牙芯片充電方案并不能滿足充電快，發(fā)熱低的要求，不利于用戶的使用。

技術實現(xiàn)要素：

本申請實施例中提供了一種充電電路，以解決現(xiàn)有技術中的藍牙芯片充電過程中，由于充電電流較大時，芯片發(fā)熱嚴重的問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種充電電路，該電路包括：

第一供電端；

第二供電端；

電池端；

第一功率器件，其具有第一連接端、第二連接端和控制端，其第一連接端與第一供電端相連，第二連接端與第二供電端相連；

第二功率器件，其具有第一連接端、第二連接端和控制端，其第一連接端與第二供電端相連，第二連接端與電池端相連；

第一控制電路，其采樣電池端的電壓得到第一采樣信號，采樣第二供電端的電壓得到第二采樣信號，基于第一采樣信號和第二采樣信號輸出第一調節(jié)信號或第二調節(jié)信號給第一功率器件的控制端，以將第二供電端和電池端之間的電壓差調整至預定電壓值，

第二控制電路，根據電池端的電壓輸出第三調節(jié)信號給第二功率器件的控制端。

本發(fā)明的有益效果如下：

本申請所述技術方案利用供電端的采樣電壓、充電端的采樣電壓和引入的參考電壓，對供電電壓進行反饋調節(jié)，最終使供電電壓和充電電壓之間的差值達到恒定值；進一步的，申請所述充電電路中通過設置用于分擔功耗的三極管q2，使q2和充電第二功率器件中的pmos管各自分擔部分功耗，由此，避免芯片由于pmos管上產生的熱量過大而導致芯片溫度過高。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明所述現(xiàn)有技術中一種兼容外部擴流方式的示意圖；

圖2為本發(fā)明所述實施例1的示意圖；

圖3為本發(fā)明所述實施例2的示意圖；

圖4為本發(fā)明所述數字增益控制模塊的示意圖。

1、芯片，2、第一采樣模塊，3、第二采樣模塊，4、比較模塊，5、第一功率器件，6、第二功率器件。

具體實施方式

為了使本申請實施例中的技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖對本申請的示例性實施例進行進一步詳細的說明，顯然，所描述的實施例僅是本申請的一部分實施例，而不是所有實施例的窮舉。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

本發(fā)明的核心思路是通過對供電端電壓的實時反饋調節(jié)，使供電端電壓和和充電端電壓之差達到穩(wěn)定值；同時，在供電端設置三極管q2，使q2和pmos管各自分擔部分功耗，由此，避免芯片由于pmos管上產生的熱量過大而導致芯片溫度過高。進而，本發(fā)明實例中提供一種過充電檢測電路和電池保護系統(tǒng)，在下面進行詳細說明。

如圖2所示，本發(fā)明第一個實施例提供了一種充電電路，該電路包括：第一供電端vchg、第二供電端vchgi、電池端vbat、第一功率器件5、第二功率器件6、第一控制電路和第二控制電路；其中，所述所述第二功率器件6、第一控制電路和第二控制電路可以集成在芯片1內部集成，分壓及調壓模塊為芯片外置器件。具體的，

本實例中，所述第一功率器件5采用三極管q2，所述三極管q2的基極作為控制端與所述第一控制電路的電壓調節(jié)信號輸出端連接，所述三極管q2的集電極與第一供電端vchg連接，所述三極管q2的發(fā)射極第二供電端vchgi相連。

本實例中，第一控制電路，對第二供電端vchgi的電壓和電池端vbat的電壓分別進行采樣，獲得第一采樣信號和第二采樣信號，并將第一采樣信號與第二采樣信號和參考電壓值的疊加信號進行比較，輸出對供電電壓進行調節(jié)的調節(jié)信號。所述第一控制電路包括：第一采樣模塊2、第二采樣模塊3、加法器和比較模塊4。其中，

第一采樣模塊2用于對第二供電端vchgi的電壓進行分壓處理，生成第一采樣信號。所述第一采樣模塊2包括：串聯(lián)的第一電阻r1和第二電阻r2；所述第一電阻r1和第二電阻r2的連接點作為所述第一采樣模塊2的輸出端，并與所述比較模塊4連接。

所述第二采樣模塊3用于對電池端vbat的電壓進行分壓處理，生成第二采樣信號。所述第二采樣模塊3包括：串聯(lián)的第三電阻r3和第四電阻r4，所述第三電阻r3和第四電阻r4的連接點作為所述第二采樣模塊3的輸出端，并與所述比較模塊4連接。

本實施例中，電阻r1和r2的電阻值比例可以設計得與電阻r3和r4的電阻值比例一樣。假設r1與r2，或r3與r4的分壓比例為1/k，即1/k＝r2(r1+r2)或1/k＝r4(r3+r4)。

本實施例中，所述加法器用于將第二采樣信號與參考電壓值相加得到參考信號。

本實施例中，所述比較模塊4用于將第一采樣信號與參考信號進行比較，若第一采樣信號大于參考信號，則輸出第一調節(jié)信號，若第一采樣信號小于第二采樣信號，則輸出第二調節(jié)信號。所述比較模塊4包括：運算放大器op和nmos管mn2；所述運算放大器op的第一輸入端與所述第一采樣模塊2連接，所述運算放大器op的第二輸入端與所述第二采樣模塊3連接，所述運算放大器op的輸出端與所述nmos管mn2的柵極連接；所述nmos管mn2的漏極作為所述第一控制電路的調節(jié)信號輸出端；所述nmos管m2的源極接地。

為了配合第一控制電路和分功及調壓模塊的工作，本方案在所述三極管q2基極和集電極之間設置有第五電阻re。

如圖2所示，假設第一電阻r1和第二電阻r2的分壓比例為1/k，即1/k＝r2/(r1+r2)。此時，第一采樣信號vn的電壓滿足vn＝vchgi/k，其中，vchgi為第二供電端vchgi的電壓值；第二采樣信號va的電壓滿足va=vbat/k，其中，vbat為節(jié)點電池端vbat的電壓值。加法器輸出電壓vp＝va+vref＝vbat/k+vref，其中，vref為參考電壓vref的電壓值。運算放大器op比較vn電壓和vp電壓，如果vp電壓大于vn電壓，則運算放大器op輸出電壓，即nmos管mn2的柵極電壓gn2升高，導致nmos管的mn2電流變大，進一步導致nmos管mn2的漏極bq2，即雙極型晶體管pnp管q2的基極電壓下降，從而使第二供電端vchgi電壓上升，并影響vn電壓上升；如果vp電壓小于vn電壓，則運算放大器op輸出電壓，即mn2的柵極電壓gn2下降，導致nmos管mn2電流變小，進一步導致nmos管mn2的漏極bq2，即雙極型晶體管pnp管q2的基極電壓上升，從而使第二供電端vchgi電壓下降，并影響vn電壓下降。通過上述方式形成了負反饋。直到滿足vn電壓等于vp電壓，因此，穩(wěn)定工作時運算放大器兩個輸入端電壓相等，即vn電壓等于vp電壓。即vn＝vchgi/k＝vp＝vbat/k+vref，可以推導可得vchgi＝vbat+k.vref，進一步可得vchgi-vbat＝k.vref。由于vref和k為恒定值，因此vchgi與vbat之差為恒定值。

本實例中，所述充電電路進一步設置有用于調節(jié)充電電流的第二功率器件6；所述第二功率器件6包括：pmos管mp3；所述pmos管的源極與第二供電端vchgi連接，所述pmos管的漏極與電池端vbat連接；所述pmos管的柵極作為控制端接受外部控制信號。本實例中，該充電電路進一步設置有用于控制所述第二功率器件6的第二控制電路，所述第二控制電路根據電池端vbat的電壓輸出第三調節(jié)信號給第二功率器件6的控制端。本實例中，所述第二控制電路采用控制器，所述控制器的第一輸入端與第二供電端vchgi連接，所述控制器的第二輸入端與電池端vbat連接，所述控制器的輸出端與第二功率器件6的控制端連接。通過控制器控制所述pmos管mp3的柵極，從而實現(xiàn)控制vchgi到vbat的充電電流?？刂破骺梢杂酶鞣N現(xiàn)有技術中的恒流恒壓控制方式來實現(xiàn)，例如專利申請?zhí)朿n201210480357.5，一種充電電路中所記載的恒流恒壓控制策略。

本方案通過調整vchgi的電壓與vbat的電壓之差為恒定值，在圖2實現(xiàn)方式中該恒定值等于k.vref。當充電電流為ich時，在pmos管mp3上消耗的功率p3＝(vchgi-vbat).ich＝k.vref.ich。在q2上消耗的功率p2＝(vchg-vchgi).ich，可以讓q2和mp3各自分擔部分功耗，這樣避免芯片由于mp3上產生的熱量過大而導致芯片溫度過高。

另外，本實例中，所述參考電壓可以通過編程來設定，這樣可以實現(xiàn)通過編程來改變三極管q2和pmos管mp3分擔熱量的比例。

如圖3所示，本發(fā)明第二個實施例提供了一種充電電路，該電路包括：第一供電端vchg、第二供電端vchgi、電池端vbat、第一功率器件5、第二功率器件6、第一控制電路和第二控制電路；其中，所述所述第二功率器件6、第一控制電路和第二控制電路可以集成在芯片1內部集成，分壓及調壓模塊為芯片外置器件。具體的，

本實例中，所述第一功率器件5采用三極管q2，所述三極管q2的基極作為控制端與所述第一控制電路的電壓調節(jié)信號輸出端連接，所述三極管q2的集電極與第一供電端vchg連接，所述三極管q2的發(fā)射極第二供電端vchgi相連。

本實例中，第一控制電路，對第二供電端vchgi的電壓和電池端vbat的電壓分別進行采樣，獲得第一采樣信號和第二采樣信號，并將第一采樣信號與第二采樣信號和參考電壓值的疊加信號進行比較，輸出對供電電壓進行調節(jié)的調節(jié)信號。所述第一控制電路包括：第一采樣模塊2、第二采樣模塊3、加法器和比較模塊4。其中，

第一采樣模塊2用于對第二供電端vchgi的電壓進行分壓處理，生成第一采樣信號。所述第一采樣模塊2包括：串聯(lián)的第一電阻r1和第二電阻r2；所述第一電阻r1和第二電阻r2的連接點作為所述第一采樣模塊2的輸出端，并與所述比較模塊4連接。

所述第二采樣模塊3用于對電池端vbat的電壓進行分壓處理，生成第二采樣信號。所述第二采樣模塊3包括：串聯(lián)的第三電阻r3和第四電阻r4，所述第三電阻r3和第四電阻r4的連接點作為所述第二采樣模塊3的輸出端，并與所述比較模塊4連接。

本實施例中，電阻r1和r2的電阻值比例可以設計得與電阻r3和r4的電阻值比例一樣。假設r1與r2，或r3與r4的分壓比例為1/k，即1/k＝r2(r1+r2)或1/k＝r4(r3+r4)。

本實施例中，所述加法器用于將第二采樣信號與參考電壓值相加得到參考信號。

本實施例中，所述比較模塊4用于將第一采樣信號與參考信號進行比較，若第一采樣信號大于參考信號，則輸出第一調節(jié)信號，若第一采樣信號小于第二采樣信號，則輸出第二調節(jié)信號。所述比較模塊4包括：數字增益控制模塊和nmos管mn2；所述nmos管的柵極與所述數字增益控制模塊的輸出端連接；所述nmos管的漏極作為所述第一控制電路的調節(jié)信號輸出端；所述nmos管的源極接地。其中，如圖4所示，所述數字增益控制模塊；該模塊包括：第一模數轉換器adc1、第二模數轉換器adc2、數字比較器和數模轉換器dac。第一采樣信號和參考信號分別通過第一模數轉換器adc1和第二模數轉換器adc2進行模數轉換，生成第一數字信號和第二數字信號，再通過數字比較器對第一數字信號和第二數字信號進行比較，輸出數字比較信號；最后利用數模轉換器dac對數字比較信號進行數模轉換，輸出觸發(fā)信號，并將該觸發(fā)信號發(fā)送至nmos管的柵極。

為了配合第一控制電路和分功及調壓模塊的工作，本方案在所述三極管q2基極和集電極之間設置有第五電阻re。

如圖3所示，假設第一電阻r1和第二電阻r2的分壓比例為1/k，即1/k＝r2/(r1+r2)。此時，第一采樣信號vn的電壓滿足vn＝vchgi/k，其中，vchgi為節(jié)點第二供電端vchgi的電壓值；第二采樣信號va的電壓滿足va＝vbat/k，其中，vbat為節(jié)點電池端vbat的電壓值。加法器輸出電壓vp=va+vref=vbat/k+vref，其中，vref為參考電壓vref的電壓值。數字增益控制模塊比較vn電壓和vp電壓，如果vp電壓大于vn電壓，則數字增益控制模塊輸出電壓，即nmos管mn2的柵極電壓gn2升高，導致nmos管的mn2電流變大，進一步導致nmos管mn2的漏極bq2，即雙極型晶體管pnp管q2的基極電壓下降，從而使第二供電端vchgi電壓上升，并影響vn電壓上升；如果vp電壓小于vn電壓，則數字增益控制模塊輸出電壓，即mn2的柵極電壓gn2下降，導致nmos管mn2電流變小，進一步導致nmos管mn2的漏極bq2，即雙極型晶體管pnp管q2的基極電壓上升，從而使第二供電端vchgi電壓下降，并影響vn電壓下降。通過上述方式形成了負反饋。直到滿足vn電壓等于vp電壓，因此，穩(wěn)定工作時運算放大器兩個輸入端電壓相等，即vn電壓等于vp電壓。即vn＝vchgi/k＝vp＝vbat/k+vref，可以推導可得vchgi＝vbat+k.vref，進一步可得vchgi-vbat＝k.vref。由于vref和k為恒定值，因此vchgi與vbat之差為恒定值。

本實例中，所述充電電路進一步設置有用于調節(jié)充電電流的第二功率器件6；所述第二功率器件6包括：pmos管mp3；所述pmos管的源極與第二供電端vchgi連接，所述pmos管的漏極與電池端vbat連接；所述pmos管的柵極作為控制端接受外部控制信號。本實例中，該充電電路進一步設置有用于控制所述第二功率器件6的第二控制電路，所述第二控制電路根據電池端vbat的電壓輸出第三調節(jié)信號給第二功率器件6的控制端。本實例中，所述第二控制電路采用控制器，所述控制器的第一輸入端與第二供電端vchgi連接，所述控制器的第二輸入端與電池端vbat連接，所述控制器的輸出端與第二功率器件6的控制端連接。通過控制器控制所述pmos管mp3的柵極，從而實現(xiàn)控制vchgi到vbat的充電電流。控制器可以用各種現(xiàn)有技術中的恒流恒壓控制方式來實現(xiàn)，例如專利申請?zhí)朿n201210480357.5，一種充電電路中所記載的恒流恒壓控制策略。

本方案通過調整第二供電端vchgi的電壓與電池端vbat的電壓之差為恒定值，在圖2實現(xiàn)方式中該恒定值等于k.vref。當充電電流為ich時，在pmos管mp3上消耗的功率p3＝(vchgi-vbat).ich＝k.vref.ich。在q2上消耗的功率p2(vchg-vchgi).ich，可以讓q2和mp3各自分擔部分功耗，這樣避免芯片由于mp3上產生的熱量過大而導致芯片溫度過高。

另外，本實例中，所述參考電壓可以通過編程來設定，這樣可以實現(xiàn)通過編程來改變三極管q2和pmos管mp3分擔熱量的比例。

本領域內的技術人員應明白，本申請的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產品。因此，本申請可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本申請可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、cd-rom、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。

本申請是參照根據本申請實施例的方法、設備(系統(tǒng))、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合?？商峁┻@些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執(zhí)行的指令產生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本申請的優(yōu)選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權利要求及其等同技術的范圍之內，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內。