快速充電電路的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電池充電領(lǐng)域，特別涉及一種快速充電電路。
【【背景技術(shù)】】
[0002]目前大多數(shù)電池充電電路進行三段充電控制:預充電、恒流充電、恒壓充電。其中，恒流充電通常都是以較大電流對鋰電池進行充電，但較大電流會在鋰電池的內(nèi)阻產(chǎn)生很大的電壓降，由此就易導致在恒流充電過程中測得鋰電池的電壓已達到充滿電壓，然而鋰電池的實際電壓卻遠未達到充滿電壓。針對這種情況，通過恒流充電使鋰電池實際電壓達到一定高度之后，再采用恒壓充電就顯得十分重要。
[0003]圖1描述了傳統(tǒng)的充電電路的實現(xiàn)方式。所述充電電路100包括運算放大器IA、MA、VA、二極管Dl、D2、PMOS管MPl、MP2、MP3、比較器C3_Pre、反相器INVl、襯體切換電路、開關(guān)S1、S2、檢測電阻Rprog和電池BATI。具體的連接方式如圖1，PMOS晶體管MPl和MP2形成電流鏡，PMOS晶體管MPl采樣PMOS晶體管MP2的電流。運算放大器IA實現(xiàn)預充電時的充電電流控制和恒流充電時的充電電流控制，運算放大器VA實現(xiàn)恒壓控制，運算放大器MA實現(xiàn)控制MP2以一定比例(例如1000:1)復制MPl的電流，即MPl上的電流為MP2上電流的1/1000。比較器C3_pre用于判斷是否電池電壓VBAT是否低于預充電參考電壓VPRE。運算放大器IA的負相輸入端通過開關(guān)S2和SI分別與第一電流反饋參考電壓(比如0.1V)和第二電流反饋參考電壓(比如IV)相連。在電池電壓VBAT低于預充電參考電壓VPRE時，將開關(guān)S2導通，開關(guān)SI截止，第一電流反饋參考電壓連接至運算放大器IA的負相輸入端，在電池電壓VBAT高于預充電參考電壓VPRE時，將開關(guān)S2截止，開關(guān)SI導通，第二電流反饋參考電壓連接至運算放大器IA的負相輸入端。
[0004]為了提高充電速度，一些快速充電技術(shù)被提出，它們一般會加快恒壓充電階段的速度，將傳統(tǒng)的恒壓充電方式改變?yōu)槊}沖充電?，F(xiàn)有技術(shù)的脈沖充電中一般米用一段大電流恒流，當電池接近充滿時，如果采用的充電電流過大，可能在電池的內(nèi)阻上產(chǎn)生較大的電壓，如果電池中內(nèi)置了電池保護芯片，則可能導致電池保護芯片觸發(fā)充電過壓保護，這樣可能導致電池未被完全充滿，等效減小了電池容量。
[0005]因此有必要提供一種新的解決方案來解決上述問題。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種快速充電電路，其能夠加速恒壓充電的過程，同時也不會由于充電電流過大而觸發(fā)充電過壓保護。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種快速充電電路，其包括:功率晶體管，其第一連接端作為電源輸入端與輸入電源電壓相連，第二連接端作為充電輸出端與電池相連；鏡像晶體管，其控制端與所述功率晶體管的控制端相連，其第一連接端與所述功率晶體管的第一連接端相連，其第二連接端經(jīng)過檢測電阻接地；恒流運算放大器，其第一輸入端與所述檢測電阻的檢測端相連，其第二輸入端與一個電流反饋參考電壓相連，其輸出端與所述功率晶體管的控制端相連；恒壓運算放大器，其具有第一輸入端和第二輸入端，其第一輸入端與所述充電輸出端相連；第一電壓比較器，其第一輸入端與所述充電輸出端相連，其第二輸入端與第一電壓反饋參考電壓相連，其用于比較所述充電輸出端的電池電壓與第一電壓反饋參考電壓，其輸出端輸出比較結(jié)果；第二電壓比較器，其第二輸入端與所述充電輸出端，其第一輸入端與第三電壓反饋參考電壓相連，其用于比較所述充電輸出端的電池電壓與第三電壓反饋參考電壓，其輸出端輸出比較結(jié)果；恒壓邏輯觸發(fā)單元，其第一輸入端與第一電壓比較器的輸出端相連，其第二輸入端與第二電壓比較器的輸出端相連，基于第一電壓比較器和第二電壓比較器的比較結(jié)果通過其輸出端輸出；第二選通邏輯單元，用于其輸入端與所述恒壓邏輯觸發(fā)單元的輸出端相連，其能夠?qū)⒌谝浑妷悍答亝⒖茧妷夯虻诙妷悍答亝⒖茧妷哼B接至所述恒壓運算放大器的第一輸入端；其中，在電池電壓高于第一電壓反饋參考電壓時，第二選通邏輯單元交替的將第一電壓反饋參考電壓和第二電壓反饋參考電壓連接至所述恒壓運算放大器的第一輸入端，在電池電壓低于第一電壓反饋參考電壓時，第二選通邏輯單元將第一電壓反饋參考電壓連接至所述恒壓運算放大器的第一輸入端，其中第一電壓反饋參考電壓高于第三電壓反饋參考電壓，第一電壓反饋參考電壓小于第二電壓反饋參考電壓。
[0008]進一步的，所述快速充電電路還包括:第三電壓比較器，其第一輸入端與所述充電輸出端相連，第二輸入端與預充電參考電壓相連，其用于比較所述電池電壓和所述預充電參考電壓，其輸出端輸出比較結(jié)果；第一選通邏輯單元，其在第三電壓比較器判定所述電池電壓低于所述預充電參考電壓時，將第一電流反饋參考電壓連接至所述恒流運算放大器的第二輸入端，在第三電壓比較器判定所述電池電壓高于所述預充電參考電壓時，將第二電流反饋參考電壓連接至所述恒流運算放大器的第二輸入端。
[0009]進一步的，第一選通邏輯單元包括連接于所述恒流運算放大器的第二輸入端的第一開關(guān)和第二開關(guān)，第一開關(guān)的另一端與第一電流反饋參考電壓相連，第二開關(guān)的另一端與第二電流反饋參考電壓相連，基于第三電壓比較器輸出的比較結(jié)果控制第一開關(guān)和第二開關(guān)的導通或截止。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的快速充電電路，通過設(shè)置分段式恒壓充電狀態(tài)，從而加速恒壓充電的過程，同時也不會由于充電電流過大而觸發(fā)充電過壓保護。
【【附圖說明】】
[0011]結(jié)合參考附圖及接下來的詳細描述，本發(fā)明將更容易理解，其中同樣的附圖標記對應(yīng)同樣的結(jié)構(gòu)部件，其中:
[0012]圖1為現(xiàn)有的充電電路的電路示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明中的快速充電電路在一個實施中的電路示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明中的具有保護電路的電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實施方式】】
[0015]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0016]此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指與所述實施例相關(guān)的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性至少可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非必須都指同一個實施例，也不必須是與其他實施例互相排斥的單獨或選擇實施例。本發(fā)明中的“多個”、“若干”表示兩個或兩個以上。本發(fā)明中的“和/或”表示“和”或者“或”。
[0017]圖2為本發(fā)明中的快速充電電路200在一個實施中的電路示意圖。如圖2所示的，所述快速充電電路200包括功率晶體管MP2、鏡像晶體管MPl、鏡像控制晶體管MP3、檢測電阻Rprog、恒流運算放大器IA、恒壓運算放大器VA、鏡像運算放大器MA、第一電壓比較器Coml、第二電壓比較器Com2、第三電壓比較器Com3、第一選通邏輯單元210、恒壓邏輯觸發(fā)單元220、第二選通邏輯單元230、第一二極管D1、第二二極管D2和襯體切換電路240。
[0018]功率晶體管MP2、鏡像晶體管MP1、鏡像控制晶體管MP3都可以為PMOS (P_channelMetal Oxide Semiconductor)晶體管，所述PMOS晶體管的源極為第一連接端，其漏極為第二連接端，其柵極為控制端。所述功率晶體管MP2的第一連接端作為電源輸入端與輸入電源電壓VCC相連，其第二連接端作為充電輸出端與電池BAT相連。
[0019]鏡像晶體管MPl的控制端與所述功率晶體管MP2的控制端相連，其第一連接端與所述功率晶體管