充電結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種充電結(jié)構(gòu)，且特別是有關(guān)于一種具有模擬式平滑轉(zhuǎn)換電路以及充電終止電路的充電結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在這個綠能科技的時代，電子產(chǎn)品都必須與環(huán)?；ハ嗦?lián)系，電池也不例外，所以充電器在對電池充電時也必須掌握這個原則。一個電池的使用次數(shù)大約在500?1000次，其容量會隨著充放電的次數(shù)而越來越少，進(jìn)一步而言，就一般的線性鋰離子充電器來說，由于電池中有內(nèi)阻，當(dāng)系統(tǒng)操作各個模式間的轉(zhuǎn)換時，例如小電流轉(zhuǎn)定電流、或是定電流轉(zhuǎn)定電壓模式時，若沒有做好相關(guān)電路轉(zhuǎn)換機制，將會導(dǎo)致電路轉(zhuǎn)換時發(fā)生的振蕩現(xiàn)象，進(jìn)而危害到充電器及電池。
[0003]除此之外，在電池充飽后，若是充電器未能及時關(guān)閉充電動作，也會導(dǎo)致電池的過充，使得電池壽命大大的減少，如果沒有刻意去做保護(hù)電池的機制，很容易對電池產(chǎn)生巨大的損害，其一方面導(dǎo)致電池容量不再像以往一樣大，另一方面電池汰換率也因此而提升，而過多的電池汰換也會造成的垃圾問題與環(huán)境污染等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種充電結(jié)構(gòu)，該充電結(jié)構(gòu)具有模擬式平滑轉(zhuǎn)換電路(Analog SmoothTransit1n Circuit,簡稱 ASTC)以及充電終止電路(End Of Charge Circuit,簡稱 EOC)的充電管理裝置，一方面可以使得整體充電結(jié)構(gòu)在各個充電模式轉(zhuǎn)換間得以穩(wěn)定切換，以防止振蕩效應(yīng)對電路產(chǎn)生危害，另一方面可以即時地判斷電池的充電狀態(tài)并停止充電，確保電池不會過充。
[0005]本發(fā)明的一種充電結(jié)構(gòu)，包括:電源裝置、充電電池以及充電管理裝置；電源裝置用以提供系統(tǒng)電壓；充電管理裝置用以根據(jù)充電電池的正極端的電壓電平切換對應(yīng)的充電模式，當(dāng)對充電電池進(jìn)行充電的充電電流降至預(yù)設(shè)電流值時，則終止充電動作。
[0006]在本發(fā)明的一實施例中，上述的充電管理裝置包括:電源開關(guān)、平滑轉(zhuǎn)換電路以及充電終止電路；電源開關(guān)具有第一端、第二端及柵極端，電源開關(guān)的第一端接收系統(tǒng)電壓，而電源開關(guān)的第二端耦接充電電池的正極端而得到輸出端電壓電平；平滑轉(zhuǎn)換電路耦接電源開關(guān)的柵極端，用以根據(jù)電源開關(guān)的第二端的輸出端電壓電平調(diào)整電源開關(guān)的柵極端的電壓電平；充電終止電路通過第二電流感測電路感測所述充電電流，并在所述充電電流降至預(yù)設(shè)電流值時，則啟動充電終止電路并終止充電動作。
[0007]在本發(fā)明的一實施例中，上述的平滑轉(zhuǎn)換電路包括:偏壓電流源、第一電流鏡、第二電流鏡、第三電流鏡以及第一晶體管；偏壓電流源用以提供偏壓電流；第一電流鏡耦接偏壓電流源，用以接收偏壓電流，并依據(jù)偏壓電流提供第一電流；第二電流鏡串接第一電流鏡；第三電流鏡耦接至第一電流鏡，并根據(jù)第一控制偏壓調(diào)整第一控制電流；第一晶體管具有第一端、第二端及柵極端，第一晶體管的第一端接收系統(tǒng)電壓，且第一晶體管的柵極端接收第二控制偏壓，并根據(jù)第二控制偏壓調(diào)整第二控制電流，其中，第一控制電流與第二控制電流之間的電流和等于第一電流，而平滑轉(zhuǎn)換電路根據(jù)電流和調(diào)整電源開關(guān)的柵極端的電壓電平。
[0008]在本發(fā)明的一實施例中，上述的充電終止電路包括:斷路電流源、第四電流鏡、第五晶體管、第五電流鏡、第六電流鏡、第二電流傳感器以及第七電流鏡；斷路電流源用以提供參考電流；第四電流鏡接收參考電流，以依據(jù)參考電流提供一第二電流；第五晶體管具有第一端、第二端及柵極端，其第一端耦接至第四電流鏡，柵極端耦接至模式選擇電路，用以根據(jù)設(shè)定電壓的電平?jīng)Q定第二電流的路徑的導(dǎo)通狀態(tài)；第五電流鏡耦接第五晶體管的第二端，用以接收第二電流并根據(jù)第二電流產(chǎn)生第三電流；第六電流鏡串接第五電流鏡，用以接收并傳送第三電流；第二電流傳感器用以感測充電電池的正極端的電平，以產(chǎn)生第二感測電流；第七電流鏡耦接第二電流傳感器，用以接收第二感測電流并根據(jù)第二感測電流產(chǎn)生第四電流，其中該充電終止電路根據(jù)該第三電流與該第四電流之間的電流差決定該第六電流鏡與該第七電流鏡之間的節(jié)點電壓電平。
[0009]在本發(fā)明的一實施例中，上述的充電終止電路還包括:反相器，具有輸入端及輸出端，其輸入端耦接于該第六電流鏡與該第七電流鏡之間，其輸出端耦接至該第六晶體管，用以根據(jù)該第六電流鏡與該第七電流鏡之間的節(jié)點電壓電平輸出反相結(jié)果。
[0010]在本發(fā)明的一實施例中，上述的充電管理裝置還包括第六晶體管，具有第一端、第二端及柵極端，而第六晶體管的第一端耦接系統(tǒng)電壓，第六晶體管的第二端耦接至電源開關(guān)的柵極端，其柵極端耦接至充電終止電路，并根據(jù)反相結(jié)果決定導(dǎo)通狀態(tài)。
[0011]基于上述，本發(fā)明提出一種具有平滑轉(zhuǎn)換電路以及充電終止電路的充電結(jié)構(gòu)，一方面本發(fā)明通過平滑轉(zhuǎn)換電路交錯切換充電模式達(dá)成連續(xù)輸出穩(wěn)壓的功能，借此緩和輸出端的電壓電平及改善鏈波電壓，另一方面，本發(fā)明通過充電終止電路精準(zhǔn)的將電池容量充滿，而直接通過晶體管感測電流以減少判斷上的誤差，從而能夠更精準(zhǔn)的關(guān)閉充電流程。因此，本發(fā)明所提出的充電結(jié)構(gòu)既不會傷害的電池，也能夠精準(zhǔn)的充飽鋰電池，大大改善充電品質(zhì)以及延長電池的壽命。
[0012]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的一實施例的一種充電管理裝置的充電流程的波形圖；
[0014]圖2為本發(fā)明的一實施例的一種充電管理裝置的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖3為本發(fā)明的一實施例的一種充電結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記說明:
[0017]10:充電結(jié)構(gòu)；
[0018]100:充電管理裝置；
[0019]102:充電電池；
[0020]104:電源裝置；
[0021]110:平滑轉(zhuǎn)換電路；
[0022]112、114、116:電流鏡;
[0023]120:模式選擇電路；
[0024]122、124:電壓比較器；
[0025]130:充電終止電路；
[0026]131 ?134:電流鏡;
[0027]135、140:電流傳感器；
[0028]136:反相器；
[0029]Mp:電源開關(guān)；
[0030]Ml ?M4、Mcapi> Mcap2> Mpi ?MP4、Mni ?MN4、Men> ME、Meoc> MF、Ms、Mc> MD、Mva> ML、Mn:晶體管；
[0031]Vc:節(jié)點電壓；
[0032]Vdd:系統(tǒng)電壓；
[0033]Vss:接地電壓；
[0034]Vo:輸出端電壓；
[0035]Vs:柵極電壓；
[0036]Vset:設(shè)定電壓；
[0037]Veoc:控制偏壓；
[0038]Vcom、V1、Vref:參考電壓；
[0039]R_:感測電阻；
[0040]Rset1、Rset2、Rset3:設(shè)定電阻；
[0041]Rfbl、Rfb2:分壓電阻；
[0042]I1、12、13、14、IH、Il:電流；
[0043]ICC、ICV:控制電流；
[0044]ID1、ID