3中所示，為本發(fā)明中的一種具有所述電流檢測電路的充放電控制裝置的原理框圖，包括用于向電池充入電能的充電電路和用于將電池的電能輸出的放電電路，所述充電電路具有一個電源輸入端VCHG、和分別與電池正極端BATP和負(fù)極端BATN相連的輸出端，將電源輸入端VCHG的電源轉(zhuǎn)換為充電信號，自電池正極端BATP和負(fù)極端BATN向電池充電；所述放電電路具有一個電源輸出端、和分別與電池正極端BATP和負(fù)極端BATN相連的輸入端，將電池的電能轉(zhuǎn)換輸出給被供電電路，所述放電電路相當(dāng)于以電池作為電源，所述被供電電路相當(dāng)于電池的負(fù)載，因此，所述放電電路，也可稱為電源轉(zhuǎn)換電路。
[0032]所述充放電控制裝置還包括充電電流采樣電路、放電電流采樣電路和電流測量電路:
[0033]所述充電電流采樣電路，其輸入端與所述充電電路相連，輸出端與所述電流測量電路相連，用于采樣流經(jīng)所述充電電路的電流，獲得充電電流信號；
[0034]所述放電電流采樣電路，其輸入端與所述放電電路相連，輸出端與所述電流測量電路相連，用于采樣流經(jīng)所述放電電路的電流，獲得放電電流信號；
[0035]所述電流測量電路，其輸入端Ich端和Idch端分別與所述充電電流采樣電路和放電電流采樣電路相連，用于將所述放電電流信號與所述充電電流信號做差，差值為正數(shù)時，獲得電池放電狀態(tài)下的放電電流，差值為負(fù)數(shù)時，獲得電池充電狀態(tài)下的充電電流。
[0036]如圖4中所示，所述電流測量電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和處理單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入端分別與所述充電電流采樣電路和放電電流采樣電路相連，用于將Ich端輸入的所述充電電流信號和Idch端輸入的放電電流信號，分別轉(zhuǎn)換可由處理單元進(jìn)行運(yùn)算處理的數(shù)字信號，所述處理單元的輸入端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出端相連，用于將所述數(shù)字信號所代表的充電電流信號和輸入的放電電流信號進(jìn)行做差計算，獲得所述放電電流或充電電流。例如，當(dāng)所述放電電流信號為A，充電電流信號為B，如果(A-B)為正數(shù)，表示電池電流表現(xiàn)為放電電流，電池處于放電狀態(tài)；如果(A-B)為負(fù)數(shù)，表示電池電流表現(xiàn)為充電電流，電池處于充電狀態(tài)。此外，所述處理單元可利用原有裝置中的處理器進(jìn)行計算。
[0037]所述充電電流采樣電路和放電電流采樣電路，均可采用一級或多級電流鏡來實(shí)現(xiàn)，其中，各電流鏡均為共源共柵電流鏡。
[0038]由于所述充電電路和充電電路分別具有線性模式和開關(guān)模式等多種實(shí)現(xiàn)方式，對應(yīng)的所述充電電流采樣電路和放電電流采樣電路也具有不同的電路結(jié)構(gòu)，其具體實(shí)現(xiàn)方式如下:
[0039]如圖5中所示，為圖3中采用線性模式的充電電路和充電電流采樣電路的原理圖，圖中點(diǎn)劃線的左側(cè)為充電電路，右側(cè)為充電電流采樣電路。
[0040]所述充電電路包括恒流/恒壓控制模塊Ul和PMOS管MPCl，所述恒流/恒壓控制模塊采用具有一個線性控制輸出端，所述PMOS管MPCl的柵極與所述恒流/恒壓控制模塊的與所述線性控制輸出端相連，漏極與電池正極端BATP端相連，源極與電源輸入端VCHG端相連，所述充電電流采樣電路包括PMOS管MPsclI，所述PMOS管MPscll與所述PMOS管MPCl構(gòu)成第一電流鏡，所述充電電流采樣電路還包括第二電流鏡、第三電流鏡和運(yùn)算放大器0P1，所述第二電流鏡由NMOS管麗11和麗12構(gòu)成，所述第三電流鏡由PMOS管MPcll和MPc12構(gòu)成，所述第一電流鏡、第二電流鏡和第三電流鏡依次連接，所述運(yùn)算放大器OPl的兩輸入端分別與所述PMOS管MPCl的漏極和PMOS管MPscll的漏極相連，輸出端與所述第二電流鏡的共柵極相連，所述第二電流鏡的共源極與電池負(fù)極端BATN相連，所述第三電流鏡共源極與第一電流鏡的共源極(即VCHG端)相連接；所述第三電流鏡的輸出端為所述充電電流采樣電路的輸出端Ich端。
[0041]所述恒流/恒壓控制模塊的輸出端為PGL端(即線性控制輸出端)，控制PMOS管MPCl的電流，滿足恒流控制和恒壓控制，當(dāng)電池電壓低于4.2V時，處于恒流控制狀態(tài)；當(dāng)電池電壓接近4.2V時，處于恒壓控制狀態(tài)。這些屬于現(xiàn)有技術(shù)，與本發(fā)明不直接相關(guān)，為了簡化描述，此處不再贅述。下面重點(diǎn)描述所述充電電流采樣電路的工作原理，由于運(yùn)算放大器OPl的兩個輸入端分別連接所述PMOS管MPCl的漏極和另一 PMOS管MPscll的漏極，經(jīng)調(diào)整使得PMOS管MPscll的漏極DPscl端的電壓等于PMOS管MPCl的漏極電壓(即BATP端電壓)，另外所述PMOS管MPCl與所述PMOS管MPscll共源極，源極電壓相等，所述PMOS管MPCl與所述PMOS管MPscll共柵極，二者的柵極電壓相等，所述PMOS管MPscll與MPCl構(gòu)成共源共柵電流鏡，電流成鏡像關(guān)系。設(shè)計所述PMOS管MPscll和MPCl的寬長比之比滿足一定的比例，所述寬長比是PMOS管的導(dǎo)電溝道的寬與長的比，寬長比越大，PMOS管的漏極電流Id就越大，也就是寬長比與Id成正比。因此，兩PMOS管的寬長比之比即為漏極電流Id之比。例如所述PMOS管MPscll和MPCl的寬長比之比為1/1000，則所述PMOS管MPscll的漏極電流等于所述PMOS管MPCl漏極電流的1/1000。同理，NMOS管麗11和麗12構(gòu)成電流鏡，PMOS管MPcll與MPcl2構(gòu)成電流鏡，例如都設(shè)計成1:1的電流鏡，因此，所述PMOS管MPc12的漏極電流，即Ich端的電流，等于所述PMOS管MPCl漏極電流的1/1000。由于所述PMOS管MPCl和MPscll工作在開關(guān)狀態(tài)，即線性區(qū)而非飽和區(qū)，利用麗11和麗12構(gòu)成的第二級電流鏡，獲得比較理想的鏡像效果，再利用MPcll和MPcl2構(gòu)成的第三電流鏡，轉(zhuǎn)換電流方向，即第三電流鏡輸入端的流向BATN端(相當(dāng)于地端)的電流轉(zhuǎn)換為從電源端VCHG端向外流的方向電流。此外，由于所述第一電流鏡、第二電流鏡和第三電流鏡構(gòu)成三級電流鏡，可以將每級的寬長比之比設(shè)置為為10:1，10:1，10:1，等效也是1000:1，使得采樣比例精度更準(zhǔn)確。
[0042]如圖6中所示，為圖3中采用開關(guān)模式的充電電路和充電電流采樣電路的原理圖，圖中點(diǎn)劃線的左側(cè)為充電電路，右側(cè)為充電電流采樣電路；
[0043]所述充電電路包括PMOS管MPC2、NMOS管MNC2、儲能電感L2和電容C21，和具有兩個開關(guān)控制輸出端的恒流/恒壓控制模塊U2，所述PMOS管MPC2的柵極和NMOS管MNC2的柵極分別與所述恒流/恒壓控制模塊U2的兩個開關(guān)控制輸出端相連，所述所述PMOS管MPC2的源極與電源輸入端VCHG相連，所述NMOS管MNC2的漏極與所述PMOS管MPC2的漏極相連，并經(jīng)所述儲能電感L2與電池正極端相連，源極與電池負(fù)極端BATN相連，所述電容C21連接在所述電池正極端BATP和負(fù)極端BATN之間。所述充電電流采樣電路包括PMOS管MPsc21，所述PMOS管MPsc21與所述PMOS管MPC2構(gòu)成第一電流鏡，所述充電電流采樣電路還包括由NMOS管麗21和麗22構(gòu)成的第二電流鏡、由PMOS管MPc21和MPc22構(gòu)成的第三電流鏡，以及運(yùn)算放大器0P21，所述第一電流鏡、第二電流鏡和第三電流鏡依次連接，所述運(yùn)算放大器0P21的兩輸入端分別與所述PMOS管MPC2的漏極和NMOS管MNC2的漏極相連，輸出端與所述第二電流鏡的共柵極相連，所述第二電流鏡的共源極與電池負(fù)極端相連，所述第三電流鏡共源極與第一電流鏡的共源極(即電源端VCHG端)相連接；所述充電電流采樣電路還包括電阻R2，電壓跟隨器0P22，采樣電容C22和采樣開關(guān)S2，所述電阻R2的一端與電池負(fù)極端BATV相連，另一端與所述第三電流鏡的輸出端DPc2端相連，并連接到所述電壓跟隨器0P22的輸入端，所述電壓跟隨器0P22的輸入端與所述采樣開關(guān)S2的輸入端相連，所述采樣電容C22連接在所述采樣開關(guān)S2的輸出端和電池負(fù)極端BATN之間，所述PMOS管MPC2的柵極經(jīng)一個反相器INVl連接到所述采樣開關(guān)S2的控制端，所述采樣開關(guān)S2的輸出端再順次連接第一低通濾波器和第一電壓電流轉(zhuǎn)換器，所述第一電壓電流轉(zhuǎn)換器的輸出端作為所述充電電流采樣電路的輸出端Ich。
[0044]在開關(guān)模式實(shí)現(xiàn)方式中，通過所述恒流/恒壓控制模塊U2具有兩個輸出端，交替控制所述PMOS管MPC2和NMOS管MNC2的導(dǎo)通，來對電感L2儲能和釋放能量，從而實(shí)現(xiàn)能量搬移。當(dāng)所述PMOS管MPC2導(dǎo)通時，電感L2的電流以(U_VCHG_U_BATP) /L的斜率上升，其中U_VCHG為VCHG節(jié)點(diǎn)的電壓，U_BATP為BATP節(jié)點(diǎn)的電壓，L為電感L2的電感值。當(dāng)所述NMOS管MNC2導(dǎo)通時，電感L2的電流以_U_BATP/L的斜率下降，負(fù)號表示電流下降的趨勢，其中，U_BATP為BATP節(jié)點(diǎn)的電壓，L為電感L2的電感值。當(dāng)所述PMOS管MPC2導(dǎo)通時，MPsc21也導(dǎo)通，運(yùn)算放大器0P21的兩個輸入端分別連接所述PMOS管MPC2的漏極和另一PMOS管MPsc21的漏極，經(jīng)運(yùn)算放大器OPl調(diào)整使得