MPscl的漏極電壓(即DPscl端電壓)等于所述PMOS管MPC2的漏極電壓,另MPscl與MPC2構(gòu)成共源共柵電流鏡,二者源極電壓相等,柵極電壓相等,所以MPsc21的漏極電流與MPC2的漏極電流成鏡像關(guān)系。同理,麗21與麗22構(gòu)成電流鏡,MPc21與MPc22構(gòu)成電流鏡,所述PMOS管MPsc21的電流等于NMOS管麗21的電流,如果所述PMOS管MPsc21與所述PMOS管MPC2的寬長比之比設(shè)計為1/1000,NMOS管MN21與NMOS管MN22的寬長比之比設(shè)計為1: 1,PM0S管MPc21和PMOS管MPc22的寬長比之比設(shè)計為1:1,因此所述PMOS管MPc2的電流為MPC電流的1/1000。
[0045]此時,由于對電池充電的電流應(yīng)該為流經(jīng)電感L2電流的平均值。所述PMOS管MPc22的電流流經(jīng)電阻R2,在DPc2端產(chǎn)生電壓信號,運算放大器0P22形成電壓跟隨器,增強驅(qū)動能力,開關(guān)S2的輸入端連接所述運算放大器0P22的輸出端,控制端連接到所述恒流/恒壓控制單元的與所述PMOS管MPC2的柵極相連的輸出端,其作用在于,僅當MPC2導(dǎo)通時,對所述運算放大器0P22的輸出端0P20端的電壓進行采樣。由于從所述運算放大器0P22輸出的被采樣電壓是不斷變化的,只有在所述PMOS管MPC2導(dǎo)通時的電流,在其導(dǎo)通時間內(nèi)的平均值,才等于所述電感L2的電流的平均值,也就等于流入BATP的電流(即對電池的充電電流)。因此,通過所述開關(guān)S2的控制在正確的時刻進行采樣,所述PMOS管MPsc21鏡像的是所述PMOS管MPC2的電流,采樣開關(guān)S2導(dǎo)通的時間對應(yīng)于所述PMOS管MPC2導(dǎo)通的時間。當GPC端為低電平時,所述PMOS管MPC2導(dǎo)通,反相器INVl的輸出為高電平,此時開關(guān)S2導(dǎo)通,將0P20端電壓采樣到電容C22上,經(jīng)過低通濾波器和電壓-電流轉(zhuǎn)換器,輸出充電電流信號Ich。
[0046]如圖9中所示,為采用圖6中實施方式的波形圖,其中,ILl為電感電流的波形,IMPC為所述PMOS管MPC2的電流波形,IMNC為所述NMOS管MNC2的電流波形,Iavl為IMPC在Tl時間段的平均值。因此,利用圖6中實施方式中,由于Ich輸出的電流值為Iavl的1/1000,利用輸出的充電電流信號Ich,能夠?qū)崿F(xiàn)對MPC在MPC3導(dǎo)通時間段(即圖9所示Tl時間段)進行平均,此平均值與電感L2電流的平均值相等,所以由此可得對電池的充電電流信號。
[0047]如圖7所示,為圖3中采用線性模式的電源轉(zhuǎn)換電路和放電電流采樣電路的原理圖;圖中點劃線的左側(cè)為電源轉(zhuǎn)換電路,右側(cè)為放電電流采樣電路。
[0048]所述電源轉(zhuǎn)換電路包括具有一個線性控制輸出端的電壓調(diào)節(jié)器U3和PMOS管MPC3,所述PMOS管MPC3的柵極與所述線性控制輸出端相連,漏極與電源輸出端VO相連,源極與電池正極端BATP端相連,所述放電電流采樣電路包括PMOS管MPsc31、第五電流鏡、第六電流鏡和運算放大器0P3,所述PMOS管MPC3和MPsc31構(gòu)成第四電流鏡,所述第四電流鏡、第五電流鏡和第六電流鏡依次連接,所述運算放大器0P3的兩輸入端分別與所述PMOS管MPC3的漏極和PMOS管MPsc31的漏極相連,輸出端與所述第五電流鏡的共柵極相連,所述第五電流鏡的共源極與電池負極端BATN端相連,所述第六電流鏡共源極與第四電流鏡的共源極(即電池正極端BATP端)相連接;所述第六電流鏡的輸出端為所述放電電流采樣電路的輸出端Idch端。
[0049]其中,電壓調(diào)節(jié)模塊調(diào)整PMOS管MPC3實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換功能,其為現(xiàn)有技術(shù),為了簡化描述,此處不再贅述。所述電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端VO端連接到被供電電路,被供電電路作為負載,可以為例如音頻電路、射頻電路、數(shù)字電路等任何以所述電池為電源的電路。所述運算放大器0P3的兩個輸入端分別連接所述PMOS管MPC3的漏極和另一 PMOS管MPsc31的漏極,經(jīng)調(diào)整使得PMOS管MPsc31的漏極(即DPscl端)的電壓等于PMOS管MPC3的漏極電壓(即VO端電壓),同時,所述PMOS管MPC3的源極電壓等于所述PMOS管MPsc31的源極電壓,所述PMOS管MPC3的柵極電壓等于所述PMOS管MPsc31的柵極電壓,這樣所述PMOS管MPsc31與所述PMOS管MPC3的電流成鏡像關(guān)系。設(shè)計所述PMOS管MPsc31和MPC3的寬長比之比滿足一定的比例,例如1/1000,則所述PMOS管MPscl漏極的電流等于MPC3漏極電流的1/1000,同理,NMOS管麗31和麗32構(gòu)成電流鏡,PMOS管MPc31與MPc32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MPc32的漏極電流,即Idch端的電流等于所述PMOS管MPC3漏極電流的1/1000。
[0050]圖8為圖3中采用開關(guān)模式的電源轉(zhuǎn)換電路和放電電流采樣電路的原理圖;圖中點劃線的左側(cè)為電源轉(zhuǎn)換電路,右側(cè)為放電電流采樣電路。
[0051]所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括具有兩個開關(guān)控制輸出端的降壓型直流-直流轉(zhuǎn)換器U4、PMOS管MPC4、NMOS管MNC4、儲能電感L4和電容C41,所述PMOS管MPC4的柵極和NMOS管MNC4的柵極分別與所述降壓型直流-直流轉(zhuǎn)換器U4的兩個開關(guān)控制輸出端相連,所述PMOS管MPC4的源極與電池正極端BATP端相連,所述NMOS管MNC4的漏極與所述PMOS管MPC4的漏極相連,并經(jīng)所述儲能電感L4與電源輸出端VO端相連,源極與電池負極端BATN相連,所述電容C41連接在所述電源輸出端VO和電池負極端BATN之間。所述放電電流采樣電路包括PMOS管MPsc41、第五電流鏡、第六電流鏡和運算放大器0P41,,所述PMOS管MPC4與所述PMOS管MPsc41構(gòu)成第四電流鏡,所述第四電流鏡、第五電流鏡和第六電流鏡依次連接,所述運算放大器0P41的兩輸入端分別與所述PMOS管MPC4的漏極和PMOS管MPsc41的漏極相連,輸出端與所述第五電流鏡的共柵極相連,所述第五電流鏡的共源極與電池負極端BATN相連,所述第六電流鏡共源極與第四電流鏡的共源極(即電池正極端BATP)相連接;所述放電電流采樣電路還包括電阻R4,電壓跟隨器0P42和采樣電容C42,所述電阻R4的一端與電池負極端BATN相連,另一端與所述第六電流鏡的輸出端相連,并連接到所述電壓跟隨器0P42的輸入端,所述采樣電容C42連接在所述電壓跟隨器0P42的輸出端和電池負極端BATN之間,所述電壓跟隨器0P42的輸出端再順次連接第二低通濾波器和第二電壓電流轉(zhuǎn)換器,所述第二電壓電流轉(zhuǎn)換器的輸出端作為所述放電電流采樣電路的輸出端Idch端。
[0052]其中所述降壓型直流-直流轉(zhuǎn)換器的工作方式與現(xiàn)有技術(shù)中降壓型直流-直流轉(zhuǎn)換器的工作方式相同,為了簡化說明,此處不再贅述。運算放大器0P41的兩個輸入端分別連接所述PMOS管MPC4的漏極和另一 PMOS管MPsc41的漏極,運算放大器0P41調(diào)整使得MPsc41的漏極電壓與MPC4的漏極電壓相等,且MPsc41的源極電壓和MPC4的源極電壓相等,MPsc41的柵極電壓和MPC4的柵極電壓相等,因此MPsc41的電流與MPC4的電流成鏡像關(guān)系,其漏極電流之比等于其寬長比之比。MN41與MN42構(gòu)成電流鏡,MPc41與MPc42也構(gòu)成電流鏡。例如設(shè)計MPsc41與MPC4的寬長比之比為1/1000,MN41與MN42的寬長比之比為l:l,MPc41也MPc42的寬長比之比為1:1。MPc42的電流則為MPC4電流的1/1000,所述PMOS管MPc42的電流經(jīng)過電阻R4產(chǎn)生電壓,由運算放大器構(gòu)成電壓跟隨器0P42,將其輸出端的電壓采樣到電容C42上,經(jīng)過低通濾波器和電壓-電流轉(zhuǎn)換器,輸出充電電流信號Idcho與圖6相比,這里沒有采樣開關(guān)S2,而是直接連接,這意味著在全周期時間都進行采樣,要得到從BATP端流出的電流,應(yīng)該是從MPC4源極電流在整個周期的平均值,在Idch端產(chǎn)生的輸出電流等效為采樣了所述PMOS管MPC4電流的1/1000,然后在全周期內(nèi)濾波的結(jié)果輸出到Idch端。
[0053]如圖10所示,為采用圖8中實施方式的波形圖,所述電感L4的電流波形為ILl,MPC4的電流波形為MPC,MNC4的電流波形為MNC,Iav2為MPC在整個周期時間內(nèi)的平均值,Idch輸出的電流值為Iav2的1/1000。
[0054]在有些應(yīng)用中,所述充電電路可以有多路的情況,例如分別來自電力線充電、適配器充電、USB充電和太陽能模塊充電等,或多組太陽能模塊同時充電的情況,都需要多個充電電路,基于上述技術(shù)方案,可以對每路充電電路分別連接一個充電電流采樣電路(未在圖中標示),進行充電電流采樣,然后將各路采樣的充電電流直接進行疊加,或通過所述處理單元進行疊加計算,產(chǎn)生各路充電電流的總和;同理,對于多路電源轉(zhuǎn)換電路的情況,可以對每路電源轉(zhuǎn)換電路分別連接放電電流采樣電路(未在圖中標示),分別進行放電電流采樣,然后將各路采樣電流直接進行疊加,或通過所述處