一種集成電池充電器和直流升壓器的電路結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種半導(dǎo)體集成電路的電源系統(tǒng)，特別涉及一種集成電池充電器和直流升壓器的電路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著手機(jī)、MP3和MP4等以電池為電源的器件的廣泛使用，對于該些手提裝置的電源管理變得越來越重要。目前這類手提裝置多由鋰電池作為電源，其輸出電壓一般在2.7V到4.2V ;而手提裝置的數(shù)據(jù)傳輸和信號控制通常要求電源電壓能高于該鋰電池輸出電壓。因此，許多生產(chǎn)商往往獨(dú)立設(shè)置有一個電池充電器和一個直流升壓器，分別實(shí)現(xiàn)為手提裝置的鋰電池充電，和提供高于電池電壓的電源功能。
[0003]如圖1所示，是現(xiàn)有一種為鋰電池充電的線性充電器，其輸入端VIN外接工作電源，并分別連接至線性控制模塊11及晶體管Ml。鋰電池12正極在電池端VBAT與晶體管Ml連接，并輸出電壓反饋至線性控制模塊U。線性控制模塊11由該鋰電池12的電壓反饋來控制晶體管Ml導(dǎo)通程度，并對晶體管Ml進(jìn)行電流檢測，以此實(shí)現(xiàn)對鋰電池12的充電。此時，鋰電池12可直接為連接的負(fù)載提供電功率，或是通過轉(zhuǎn)換器為負(fù)載提供高于或低于電池電壓的電功率。
[0004]如圖2所示，是現(xiàn)有一種為鋰電池充電的開關(guān)型充電器，其輸入端VIN外接工作電源，并分別連接至開關(guān)控制模塊13及晶體管Ml。晶體管Ml與晶體管M2分別起開關(guān)和續(xù)流作用，其相互連接的節(jié)點(diǎn)通過串聯(lián)電感，并在電池端VBAT并聯(lián)電容后，與鋰電池12的正極連接。開關(guān)控制模塊13由鋰電池12的電壓反饋以及晶體管Ml上充電電流的檢測，通過輸出PWM(脈寬寬度調(diào)制)信號，分別控制晶體管Ml與M2的導(dǎo)通及斷開，來實(shí)現(xiàn)輸入端VIN的外接電源對鋰電池12進(jìn)行充電；通過調(diào)整PWM信號的占空比，能實(shí)現(xiàn)對平均充電電流的有效控制。相比圖1所示線性充電器，該開關(guān)型充電器能提供更高的充電效率，并減少充電電路的輸出熱量，因而更適用于大電流充電的情況。
[0005]然而，對于如圖1、圖2所示的充電器來說，其都需要與直流升壓器連接，才能為手提裝置提供高于鋰電池電壓的電源輸出。圖3所示，是現(xiàn)有一種直流升壓轉(zhuǎn)換器的電路框圖。若其與圖1、圖2所示充電器連接，即在輸入端VIN連接鋰電池作為工作電源，而將負(fù)載置于其輸出端VOUT。升壓控制模塊17通過輸出端VOUT的負(fù)反饋，輸出PWM信號來分別控制晶體管Ml、M2導(dǎo)通或斷開，以實(shí)現(xiàn)為電感及電容的儲能，或是電感、電容與電池一起向負(fù)載輸出電功率，因而使在輸出端VOUT獲得高于輸入端VIN的輸出電壓和電流。
[0006]可見，該種通過電池充電器與直流升壓轉(zhuǎn)換器連接，分別為電池充電及提供高于電池電壓的電源電路，需要設(shè)置較多的附加電路和分立元件，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時增加了系統(tǒng)成本和體積，因而不能很好地適用于手提裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本申請的目的是提供一種集成電池充電器和直流升壓器的電路結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)電池充電和電壓升壓的轉(zhuǎn)換，減少附加電路和分立元件，從而簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少系統(tǒng)成本和體積。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本申請的技術(shù)方案是提供一種集成電池充電器和直流升壓器的電路結(jié)構(gòu)，包含反饋控制模塊，以及與所述反饋控制模塊連接的轉(zhuǎn)換模塊；由所述反饋控制模塊檢測的充電/升壓輸入信號控制，使所述轉(zhuǎn)換模塊工作于充電或升壓狀態(tài)；所述轉(zhuǎn)換模塊包含充電升壓控制器和若干晶體管；該若干晶體管作為切換開關(guān)，其控制端分別與所述充電升壓控制器連接。
[0009]所述的集成電池充電器和直流升壓器的電路結(jié)構(gòu)，還包含電感、電容及鋰電池，并設(shè)置有第一引腳端V1、第二引腳端VBAT ;所述電感串聯(lián)在所述轉(zhuǎn)換模塊與所述第二引腳端VBAT之間，并在所述第二引腳端VBAT與地之間并聯(lián)電容和鋰電池。
[0010]所述轉(zhuǎn)換模塊中的若干所述晶體管設(shè)置在電感與所述第一引腳端V1之間；若干所述晶體管設(shè)置在電感與地之間。
[0011]所述若干晶體管還分別設(shè)有引線與所述充電升壓控制器連接，向所述充電升壓控制器輸出電流檢測的數(shù)據(jù)。
[0012]所述充電升壓控制器分別與所述第一引腳端V1和第二引腳端VBAT連接，并由所述反饋控制模塊檢測到的充電/升壓輸入信號控制，在充電或升壓工作狀態(tài)下，分別將第一引腳端V10、第二引腳端VBAT作為電壓反饋端或工作電源端。
[0013]當(dāng)所述反饋控制模塊的充電信號處于高電位時，所述充電升壓控制器工作在充電狀態(tài)，其控制作為工作電源端的所述第一引腳端V1與外部電源連接，向作為電壓反饋端的第二引腳端VBAT的鋰電池充電。
[0014]當(dāng)所述充電升壓控制器控制其中一些所述晶體管斷開，并通過第二引腳端VBAT的電壓反饋，來控制另一些晶體管導(dǎo)通時，所述充電升壓控制器工作在將第一引腳端V1的外接電源向第二引腳端VBAT的鋰電池進(jìn)行的線性充電過程。
[0015]當(dāng)所述充電升壓控制器通過第二引腳端VBAT的電壓反饋，輸出PWM信號，來分別控制若干晶體管的導(dǎo)通時，所述充電升壓控制器工作在將第一引腳端V1的外接電源對第二引腳端VBAT的鋰電池進(jìn)行的開關(guān)型充電過程。
[0016]當(dāng)所述反饋控制模塊的升壓信號處于高電位時，所述充電升壓控制器工作在升壓轉(zhuǎn)換狀態(tài)，其控制作為工作電源端的所述第二引腳端VBAT的鋰電池，為作為電壓反饋端的第一引腳端V1連接的負(fù)載提供高于鋰電池電壓的電源輸出。
[0017]所述充電升壓控制器通過檢測第一引腳端V1處的負(fù)載電壓，輸出PWM信號來分別控制若干晶體管的導(dǎo)通或斷開，使第二引腳端VBAT的鋰電池向電感及電容輸出電功率進(jìn)行儲能；或是使電感、電容與鋰電池一起向負(fù)載輸出電功率，以此在第一引腳端V1獲得高于第二引腳端VBAT的輸出電壓。
[0018]本申請所述集成電池充電器和直流升壓器的電路結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0019]本申請通過反饋控制模塊檢測充電/升壓輸入信號，在充電狀態(tài)下，通過充電升壓控制器控制從第一引腳端V1的外接電源向第二引腳端VBAT的鋰電池進(jìn)行線性或開關(guān)型充電；在升壓狀態(tài)下，充電升壓控制器控制第二引腳端VBAT的鋰電池升壓轉(zhuǎn)換，并向第一引腳端V1的負(fù)載提供高于電池電壓的電源輸出，實(shí)現(xiàn)對鋰電池充電器與直流升壓轉(zhuǎn)換器集成，有效減少了附加電路和分立元件的設(shè)置，簡化了系統(tǒng)的復(fù)雜度，因而能夠縮小系統(tǒng)體積，減少系統(tǒng)成本和封裝測試費(fèi)用。
[0020]而且本申請能夠通過對輔助電路的簡單變形，構(gòu)成升壓、降壓或升降壓的直流轉(zhuǎn)換器，或是構(gòu)成便攜式的充電器，因而可廣泛應(yīng)用于各種攜帶式或非攜帶式的電子系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0021]圖1是現(xiàn)有線性充電器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是現(xiàn)有開關(guān)型充電器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
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