專(zhuān)利名稱(chēng)：電池充電系統(tǒng)、充電電路及控制電池充電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于電池系統(tǒng)，尤其是關(guān)于一種電池充電系統(tǒng)、充電電路及控制電池充
電的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)電池充電系統(tǒng)，例如，鋰電池充電系統(tǒng)，包含三個(gè)充電階段，分別是預(yù)充電階 段，恒電流充電階段和恒電壓充電階段。如圖l所示是傳統(tǒng)電池充電系統(tǒng)在這三個(gè)充電階 段中的充電曲線圖100。 在圖1中，充電曲線圖100包括電池單元的充電電流曲線圖102和電池單元的電 壓曲線圖104。在上述三個(gè)充電階段中，充電電流曲線圖102隨著電壓曲線圖104變化而變 化。在預(yù)充電階段，采用較小的預(yù)充電電流為電池單元充電，如充電電流曲線圖102所示， 同時(shí)，電池單元電壓將隨之緩慢增長(zhǎng)，如電壓曲線圖104所示。當(dāng)電池單元電壓達(dá)到電壓曲 線圖104中所標(biāo)示的恒流模式的電壓閾值時(shí)，電池充電系統(tǒng)將進(jìn)入恒電流充電階段。在恒 電流充電階段，采用恒電流對(duì)電池單元進(jìn)行充電，如充電電流曲線圖102所示，并且相應(yīng)的 電池單元電壓將隨之快速增長(zhǎng)，如電壓曲線圖104所示。當(dāng)電池單元電壓達(dá)到電壓曲線圖 104中所標(biāo)示的恒壓模式的電壓閾值時(shí)，電池充電系統(tǒng)將進(jìn)入恒電壓充電階段。在恒電壓充 電階段中，流向電池單元的充電電流將逐漸減小，如充電電流曲線圖102所示，從而使電池 單元的電壓維持在恒壓模式的電壓閾值。 在電池充電系統(tǒng)中，充電開(kāi)關(guān)的功耗可以表示為(VIN_VBATT)，其中1^表示對(duì)電 池充電的恒電流值，(vIN-vBATT)表示電源電壓與電池單元電壓間的壓差。在采用線性充電 器的電池充電系統(tǒng)中，當(dāng)電池單元電壓較低時(shí)，iC (vIN-vBATT)的值較大，因此，在恒電流充 電階段有可能出現(xiàn)充電開(kāi)關(guān)過(guò)熱現(xiàn)象。該過(guò)熱現(xiàn)象有可能觸發(fā)電池充電系統(tǒng)的過(guò)熱保護(hù)機(jī) 制，導(dǎo)致電池充電系統(tǒng)停止充電，直到系統(tǒng)溫度下降到合理值，再繼續(xù)充電。在某些情況下， 電池充電系統(tǒng)有可能在短時(shí)間充電后，就導(dǎo)致系統(tǒng)過(guò)熱，從而停止充電。這將導(dǎo)致電池充電 系統(tǒng)在充電和停止充電間頻繁切換，從而降低電池充電系統(tǒng)的充電效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種電池充電系統(tǒng)、充電電路及控制電池充電 的方法，通過(guò)控制用于導(dǎo)通充電電流的充電開(kāi)關(guān)上的功耗，可以避免充電開(kāi)關(guān)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn) 象，并且提高充電效率。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種充電電路，其包括開(kāi)關(guān)，用于將充電電 流導(dǎo)通至電池；以及耦合于開(kāi)關(guān)的第一放大器，用于根據(jù)開(kāi)關(guān)的功耗值調(diào)節(jié)充電電流。
本發(fā)明還提供了一種控制電池充電的方法，其至少包括下列步驟導(dǎo)通流經(jīng)充電 開(kāi)關(guān)的充電電流；以及采用放大器根據(jù)充電開(kāi)關(guān)的功耗值調(diào)節(jié)流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)的充電電流。
本發(fā)明還提供了一種電池充電系統(tǒng)。該電池充電系統(tǒng)包括用于將充電電流導(dǎo)通至 電池的充電開(kāi)關(guān)及耦合于充電開(kāi)關(guān)的第一放大器和第二放大器。當(dāng)電池的電壓小于預(yù)設(shè)電
4壓閾值，第一放大器根據(jù)充電開(kāi)關(guān)的功耗值調(diào)節(jié)充電電流。當(dāng)電池的電壓達(dá)到預(yù)設(shè)電壓閾 值，第二放大器根據(jù)電池的電壓調(diào)節(jié)充電電流。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電池充電系統(tǒng)采用第一放大器根據(jù)充電開(kāi)關(guān)的功耗調(diào) 節(jié)流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)的電流，以及采用第二放大器根據(jù)電池的電壓調(diào)節(jié)流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)的電流。 如果電池電壓小于預(yù)設(shè)電壓閾值，由第一放大器調(diào)節(jié)流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)的電流，以使充電開(kāi)關(guān) 的功耗維持恒定。如果電池電壓大于預(yù)設(shè)電壓閾值，由第二放大器調(diào)節(jié)流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)的電 流，以使電池電壓維持恒定。由此，本發(fā)明的電池充電系統(tǒng)在整個(gè)充電過(guò)程中，即使充電電 源電壓與電池電壓間的壓差較大，充電開(kāi)關(guān)也不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，從而提高了充電效率。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，以使本發(fā)明的 特征和優(yōu)點(diǎn)更為明顯。其中 圖1所示為傳統(tǒng)電池充電系統(tǒng)的充電曲線圖。
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。 圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池充電系統(tǒng)的充電曲線圖。 圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池充電系統(tǒng)的操作流程圖。 圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池充電系統(tǒng)中將充電開(kāi)關(guān)的功耗與一
個(gè)預(yù)設(shè)功耗閾值進(jìn)行比較的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例給出詳細(xì)的說(shuō)明。雖然本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行闡述，
但應(yīng)理解為這并非意指將本發(fā)明限定于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明旨在涵蓋由后附權(quán)利要
求項(xiàng)所界定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)所定義的各種可選項(xiàng)、可修改項(xiàng)和等同項(xiàng)。 此外，在以下對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中，為了提供針對(duì)本發(fā)明的完全的理解，闡明了
大量的具體細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。
在另外的一些實(shí)例中，對(duì)于大家熟知的方案、流程、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯
本發(fā)明之主旨。 圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池充電系統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)框圖。在該 實(shí)施例中，向放大器202，例如，運(yùn)算放大器，的正相輸入端提供第一參考電壓V^。并且， 運(yùn)算放大器202的反相輸入端和輸出端分別與晶體管206，例如，N型金屬氧化物半導(dǎo)體 (N-Metal-Oxide-Semiconductor， NMOS)晶體管，的源極和柵極相耦合。此外，電阻210耦 合于NMOS晶體管206的源極和地之間。 由于運(yùn)算放大器202的反相輸入端電壓與其正相輸入端電壓相等，因此NMOS晶體 管206的源極電壓等于參考電壓VSET。忽略掉NMOS晶體管206的柵極電流以及運(yùn)算放大器 202的反相輸入電流，流經(jīng)晶體管206的第一參考電流IKEF1可由等式(1)表示。
IKEF1 = VSET/R210 (1) R21。表示電阻210的阻值。 此外，向放大器204，例如，運(yùn)算放大器，的正相輸入端提供第二參考電壓VSET，。在一個(gè)實(shí)施例中，第二參考電壓VSET，與第一參考電壓VSET相同。運(yùn)算放大器204的反相輸入端與輸出端分別與晶體管208，例如，NMOS晶體管，的源極和柵極相耦合。電阻212耦合于NMOS晶體管208的源極和地之間。 類(lèi)似的，運(yùn)算放大器204的反相輸入電壓與其正相輸入電壓相等，因此NMOS晶體管208的源極電壓與參考電壓VSET相等。忽略掉NMOS晶體管208的柵極電流和運(yùn)算放大器204的反相輸入電流，流經(jīng)晶體管208的第二參考電流IKEF2可由等式(2)表示。
<formula>formula see original document page 6</formula>
R212表示電阻212的阻值。 在實(shí)施例中，電池充電系統(tǒng)200還包括由晶體管214和216，例如，P型金屬氧化物半導(dǎo)體(P-Metal-Oxide-Semiconductor， PMOS)晶體管，構(gòu)成的第一電流鏡。在實(shí)施例中，PMOS晶體管214和216相同或相匹配。 一電流鏡耦合于NMOS晶體管206和晶體管218，例如，PNP晶體管，之間。PNP晶體管218的基極和集電極耦合于地。電池充電系統(tǒng)200還包括由晶體管220和222，例如，PMOS晶體管，構(gòu)成的第二電流鏡。在實(shí)施例中，PMOS晶體管220和222相同或相匹配。第二電流鏡耦合于NMOS晶體管208和晶體管224，例如，PNP晶體管，之間。通過(guò)將PNP晶體管224的基極和PNP晶體管218的發(fā)射極相連，從而使PNP晶體管224與PNP晶體管218階式級(jí)聯(lián)。PNP晶體管224的集電極與地相連。
忽略掉PNP晶體管218和224的基極電流，流經(jīng)PNP晶體管218的電流1，/與第一參考電流I，i相等。因此，PNP晶體管218的射-基極間電壓V皿可由等式(3)表示。
<formula>formula see original document page 6</formula> VT表示電池充電系統(tǒng)200中每個(gè)PNP晶體管，例如，PNP晶體管218和224，在給定溫度下的熱電壓。Is表示每個(gè)PNP晶體管，例如，PNP晶體管218和224，的基-射極間二極管的反向飽和電流。 類(lèi)似的，忽略掉PNP晶體管224的基極電流，流經(jīng)PNP晶體管224的電流IKEF2，等于第二參考電流1，2。因此PNP晶體管224的射-基極間電壓V^可由等式(4)表示。
<formula>formula see original document page 6</formula>
由于PNP晶體管218的基極與地相連，并且PNP晶體管224的基極與PNP晶體管
218的發(fā)射極相連，PNP晶體管224的射極電壓VA可由等式(5)所表示。 <formula>formula see original document page 6</formula>
在實(shí)施例中，電池充電系統(tǒng)200還包括充電電流感應(yīng)器230，例如PMOS晶體管。該充電電流感應(yīng)器230與一個(gè)充電開(kāi)關(guān)252，例如，充電場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Field EffectTransistor, FET)，相耦合。在實(shí)施例中，充電FET 252可以是一個(gè)PMOS晶體管。該充電FET 252的柵極和源極分別與PMOS晶體管230的柵極和源極相連。因此，充電場(chǎng)效應(yīng)晶體管252和PMOS晶體管230具有相同的柵_(tái)源極間驅(qū)動(dòng)電壓。在實(shí)施例中，PMOS晶體管230的面積是充電場(chǎng)效應(yīng)晶體管252的面積的1/K。因此，如果忽略其短溝道調(diào)制效應(yīng)，流經(jīng)PMOS晶體管230的電流ISEN將是充電電流I 的1/K。電流ISEN可由等式(6)表示。
<formula>formula see original document page 6</formula>
電池充電系統(tǒng)200還包括放大器234，例如，運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(OperationalTransconductance Amplifier,OTA)。該運(yùn)算跨導(dǎo)放大器具有一個(gè)跨導(dǎo)增益。在實(shí)施例中，0TA234的跨導(dǎo)增益可以設(shè)置為1/R212。在0TA234的正向輸入端提供一個(gè)充電輸入電壓，并且將電池單元258的電壓提供給0TA234的反向輸入端。0TA234將充電輸入電壓與電池單元258的電壓間的壓差轉(zhuǎn)換成偏置電流IDC。該偏置電流k可有公式(7)表示。
Idc = (VIN-VBATT)*Gm = (VIN-VBATT)/R212 (7)
V^表示充電輸入電壓。VB組表示電池單元258的電壓。 在實(shí)施例中，耦合于PMOS晶體管230的晶體管232，例如PNP晶體管，用于接收感應(yīng)電流ISEN。 PNP晶體管232的基極和集電極與地相連。此外，耦合于0TA234的晶體管236，例如，PNP晶體管，用于接收偏置電流IDC。通過(guò)將PNP晶體管236的基極和PNP晶體管232的發(fā)射極相連，從而使PNP晶體管236與PNP晶體管232階式級(jí)聯(lián)。PNP晶體管236的集電極與地相連。 忽略掉PNP晶體管232和236的基極電流，流經(jīng)PNP晶體管232的電流與感應(yīng)電流I，相等。因此，PNP晶體管232的射-基極間電壓V，可由等式(8)表示。
VEB3 = VT*ln(ISEM/Is) (8) VT表示電池充電系統(tǒng)200中每個(gè)PNP晶體管，例如，PNP晶體管218,224,232和236，在給定溫度下的熱電壓。L表示每個(gè)PNP晶體管，例如，PNP晶體管218，224，232和236，的基-射極間二極管的反向飽和電流。 類(lèi)似的，忽略掉PNP晶體管236的基極電流，流經(jīng)PNP晶體管236的電流等于偏置電流IDC。因此，PNP晶體管236的射-基極間電壓VEB4可由等式(9)給出。
VEB4 = VT*ln(IDC/Is) (9) 由于PNP晶體管232的基極與地相連，并且PNP晶體管236的基極與PNP晶體管
232的發(fā)射極相連，PNP晶體管236的射極電壓VB可由等式(10)所表示。 VB = VEB3+VEB4 = VT*ln (IDC/IS) +VT*1N (ISEN/IS) = VT*ln (ISEN*IDC/IS2) = VT*ln((VIN-VBATT)*ICHG/(K*R212*Is2)) (10) = VT*ln (PCHG) -VT*ln (K*R212*IS2) 等于(VIN-VBATT) *ICHG的PCHG表示充電FET252的功耗。 在實(shí)施例中，電池充電系統(tǒng)200包括誤差放大器240，例如，運(yùn)算放大器，用于將充電FET252的功耗維持在預(yù)設(shè)功耗閾值PSET上。運(yùn)算放大器240的正相輸入端與PNP晶體管236的射極相連，并且運(yùn)算放大器240的反向輸入端與PNP晶體管224的射極相連。正相輸入電壓VB與反相輸入電壓VA間的電壓差VDEF1可由等式(11)表示。
VDEF1 = VB-VA = VT*ln (PCHG) _VT*ln (K*R212*IS2) _VT*ln ((VSET2/R21。) / (R212*IS2)) = VT*ln (PCHG) -VT*ln (K*R212*IS2) _VT*ln ((K*VSET2/R21。) / (K*R212*IS2)) (11) = VT*ln (PCHG) -VT*ln (K*R212*IS2) _VT*ln (K*VSET2/R210) +VT*ln (K*R212*IS2) = VT*ln (PCHG) _VT*ln (PSET) 等于K*VSET2/R21。的PSET表示電池充電系統(tǒng)200的預(yù)設(shè)功耗閾值。在實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R21。的阻值可設(shè)定預(yù)設(shè)功耗閾值PSET。根據(jù)電壓差VDEFl，運(yùn)算放大器240可產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)電流IDKV1至充電FET252。 在實(shí)施例中，電池充電系統(tǒng)200還包括誤差放大器244，例如，運(yùn)算放大器，用于使電池單元電壓VBATT維持在預(yù)設(shè)電壓閾值上。此外，串聯(lián)耦合的電阻248和電阻250連接在電池單元258的正負(fù)極之間。運(yùn)算放大器244的正相輸入端耦合于電阻248和電阻250之間。因此，運(yùn)算放大器244的正相輸入端電壓Vc可由等式(12)表示。vc = VBATT*R250〃R248+R250)
R248表示電阻248的阻值c
反向輸入端提供一個(gè)參考電壓VKEFc
(12)
R25。表示電阻250的阻值。此外，向運(yùn)算放大器244的在實(shí)施例中，參考電壓V，可由等式(13)表示。(13)
V肪F — VPRE*R250/ (尺248+尺250)
VPKE表示預(yù)設(shè)電壓閾值。
因此，正相輸入電壓Vc與反相輸入電壓V，間的電壓差V。m可由等式(14)給出。
VDEF2 = VC_VKEF = (VBATT-VPKE)*R25。/(R248+R25。) (14) 根據(jù)電壓差V。鵬，運(yùn)算放大器244可產(chǎn)生一個(gè)第二驅(qū)動(dòng)電流IDKV2至充電FET 252。
此外，電阻254耦合于充電FET 252的柵極和源極之間。充電FET252的源-柵極間電壓近似等于電阻254上的電壓。與電阻254串聯(lián)耦合的恒電流源256用于提供一個(gè)恒定電流k至電阻254。 當(dāng)充電器(未示于圖中)插入電池充電系統(tǒng)200中時(shí)，如果電池單元258的電壓VBATT低于預(yù)設(shè)電壓閾值，根據(jù)等式(14)，電壓差VDKE2將為負(fù)值。由此，由運(yùn)算放大器244產(chǎn)生至充電FET 252的第二驅(qū)動(dòng)電流IDKV2將非常小。因此，第二驅(qū)動(dòng)電流IDKV2即可被忽略。此外，耦合于運(yùn)算放大器244的輸出端的二極管246可防止反向電流流入運(yùn)算放大器244的輸出端。因此，充電FET 252的驅(qū)動(dòng)電流將不受運(yùn)算放大器244的影響。充電FET 252將主要由運(yùn)算放大器240輸出的第一驅(qū)動(dòng)電流IDm控制。因此，對(duì)電池單元258進(jìn)行充電時(shí)，即可控制充電FET252的功耗恒定。 在恒定功耗充電階段，如果充電FET252的功耗PCH(;大于預(yù)設(shè)功耗閾值PSET，根據(jù)等式(11)，電壓差V。^可為正值。因此，由運(yùn)算放大器240輸出的第一驅(qū)動(dòng)電流I。，將增大。由于電流Icc恒定，根據(jù)等式(15)，電阻254上的電壓降V254將減小。
V254 = (ICC-^V1)*R254 (15) 1 254表示電阻254的阻值。由此，充電FET 252的源柵極間電壓將減小，從而導(dǎo)致充電電流I 和功耗減小。 如果充電FET 252的功耗PCH(;小于預(yù)設(shè)功耗閾值PSET，根據(jù)等式(11)，電壓差VDEF1可為負(fù)值。因此，由運(yùn)算放大器240輸出的第一驅(qū)動(dòng)電流IDm將減小。由于電流Icc恒定，根據(jù)等式(15)，電阻254上的電壓降、54將增大。由此，充電FET 252的源柵極間電壓將增大，從而導(dǎo)致充電電流I 和功耗P^;增大。 因此，充電FET 252的功耗P^即可維持在一個(gè)近似恒定值。由此，在恒功耗充電階段，在電池充電系統(tǒng)200中將不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象。 當(dāng)電池單元電壓VBATT接近預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，根據(jù)等式(14)，電壓差VDEF2將接近零值。因此，由運(yùn)算放大器244輸出的第二驅(qū)動(dòng)電流1，2即可緩慢增大并且不再被忽略。由此，電阻254上的電壓降、54可由等式(16)給出。
V254 = (ICC-UV1-IDKV2)*R254 (16) 如果第二驅(qū)動(dòng)電流lD^持續(xù)增大，壓降V^將減小。充電電流I^將隨之減小。因此，功耗P^將會(huì)減小，從而導(dǎo)致運(yùn)算放大器240的正相輸入電壓Ve減小。由此，由運(yùn)算放大器240產(chǎn)生的第一驅(qū)動(dòng)電流IDm將減小。由于在第一驅(qū)動(dòng)電流IDKV1減小的同時(shí)第二驅(qū)動(dòng)電流1，2增大，壓降、54將不會(huì)隨著第一驅(qū)動(dòng)電流IDKV1的減小而增大。由此，當(dāng)電池單元電壓VBATT逐步接近預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)電流IDKV1將逐漸減小。 當(dāng)電池單元電壓VBATT等于或大于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，由運(yùn)算放大器240輸出的第一驅(qū)動(dòng)電流I:^將會(huì)非常小。因此既可忽略第一驅(qū)動(dòng)電流I:^。此外，耦合于運(yùn)算放大器240的二極管242可用于防止反向電流流入運(yùn)算放大器240的輸出端。此時(shí)，充電FET 252將主要由運(yùn)算放大器244輸出的第二驅(qū)動(dòng)電流IDKV2所控制。由此，電池單元258將在恒定電壓控制模式下進(jìn)行充電。因此，即可實(shí)現(xiàn)由恒定功耗控制模式向恒定電壓控制模式的平滑過(guò)渡。 在恒定電壓充電階段，如果電池單元電壓V皿T增大至大于預(yù)設(shè)電壓閾值，根據(jù)等式(14)，電壓差VDEF2為正值。由此，由運(yùn)算放大器244產(chǎn)生的第二驅(qū)動(dòng)電流IDKV2將增大。由于電流I^恒定，根據(jù)等式(17)所計(jì)算的電阻254上的壓降、54將減小。
V254 = (ICC-IDKV2)*R254 (17) 由此，充電FET 252的源柵極間電壓將減小，因此充電電流也隨之減小。當(dāng)充電電流IoK減小時(shí)，電池單元電壓VBATT將增加的越來(lái)越慢。由此，即可維持電池單元電壓VBATT近似等于預(yù)設(shè)電壓閾值VPKE。 此夕卜，當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)電流IDKV1和第二驅(qū)動(dòng)電流IDKV2都接近零值時(shí)，電阻254上的壓降V254將等于Irc*R254 。由于每個(gè)充電器的輸入電壓都是某個(gè)電壓范圍內(nèi)，例如，從4. 5V到5. 5V，的一個(gè)恒定值，即可將Irc*R254的值設(shè)為該范圍內(nèi)的最大值，例如，5. 5V。因此，即可在相應(yīng)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)充電FET 252。 有利的是，當(dāng)電池單元電壓V,小于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，電池充電系統(tǒng)200即可控制使充電FET252上的功耗恒定。當(dāng)電池電壓Vem等于或大于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，電池充電系統(tǒng)200即可控制電池單元258的電壓恒定。由圖1所述，在傳統(tǒng)電池充電系統(tǒng)中，在恒定電流充電階段，如果充電電源的輸入電壓與電池單元電壓間的壓差較大，將會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象。與傳統(tǒng)電池充電系統(tǒng)相比，對(duì)于電池充電系統(tǒng)200，在整個(gè)充電階段，即使充電電源的輸入電壓與電池單元電壓間的壓差較大，也不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象。并且，電池充電系統(tǒng)200還可用于對(duì)過(guò)放電電池單元進(jìn)行充電。當(dāng)電池單元電壓VBATT較低時(shí)，為了維持功率恒定，充電電流同樣較小，從而對(duì)電池單元258進(jìn)行預(yù)充電。此外，當(dāng)電池單元電壓VBATT升高時(shí)，充電電流也將同樣增大直到充電FET252的功耗達(dá)到預(yù)設(shè)功耗閾值PSET。因此，電池的充電速度將得到較大提高。 圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池充電系統(tǒng)300的結(jié)構(gòu)框圖。與圖2中標(biāo)記相同的元件具有相似的功能，為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在此將不對(duì)其進(jìn)行重復(fù)性描述。圖3將結(jié)合圖2進(jìn)行描述。 在圖3中，耦合于NMOS晶體管206的晶體管318，例如NPN晶體管，用于接收參考電流IKEF1。此外，耦合于NMOS晶體管208的晶體管324，例如NPN晶體管，用于接收參考電流1，2。 NPN晶體管318的基極和集電極與輸入電壓V^相連。NPN晶體管324的基極與NPN晶體管318的發(fā)射極相連。因此，NPN晶體管324與NPN晶體管318級(jí)聯(lián)。NPN晶體管324的集電極與輸入電壓VIN相連。 由于NPN晶體管318和324的基極電流可被忽略，因此流經(jīng)NPN晶體管318的電流等于第一參考電流I，i。因此NPN晶體管318的基-射極間電壓V皿即可由等式(18)表示。 VBE1 = VT*ln(IKEF1/Is) (18) VT表示電池充電系統(tǒng)300中各個(gè)NPN晶體管，例如，NPN晶體管318和324，在給定溫度下的熱電壓。Is表示各個(gè)晶體管，例如，NPN晶體管318和324，的基-射極間二極管的反向飽和電流。 類(lèi)似的，由于NPN晶體管324的基極電流可被忽略，流經(jīng)NPN晶體管324的電流將等于第二參考電流1，2。因此NPN晶體管324的基-射極間電壓V，即可由等式(19)表示。 VBE2 = VT*ln(IKEF2/Is) (19) 由于NPN晶體管318的基極與輸入電壓VIN相連，并且NPN晶體管324的基極與NPN晶體管318的發(fā)射極相連，NPN晶體管324的發(fā)射極電壓VA即可由等式(20)表示。
VA = VIN_ (VBE1+VBE2) = VIN_ (VT*ln (PSET) _VT*ln (K*R212*IS2)) (20)
等于K*VSET2/R21。的PSET表示電池充電系統(tǒng)300的預(yù)設(shè)功耗閾值。在實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R21。的阻值可設(shè)定預(yù)設(shè)功耗閾值PSET。 在實(shí)施例中，電池充電系統(tǒng)300包括由晶體管314和316，例如NM0S晶體管，構(gòu)成的第一電流鏡。在實(shí)施例中，晶體管314和316是相同或相匹配的。第一電流鏡耦合于PM0S晶體管230和晶體管332，例如，NPN晶體管，之間。NPN晶體管332的基極和集電極與輸入電壓VIN相連。電池充電系統(tǒng)300還包括由晶體管320和322，例如NMOS晶體管，構(gòu)成的第二電流鏡。在實(shí)施例中，晶體管320和322是相同或相匹配的。第二電流鏡耦合于0TA234的輸出端和晶體管336，例如，NPN晶體管，之間。通過(guò)將NPN晶體管336的基極與NPN晶體管332的發(fā)射極相連，使NPN晶體管336與NPN晶體管332級(jí)聯(lián)。NPN晶體管336的集電極與輸入電壓V^相連。 由于NPN晶體管332和336的基極電流可忽略，流經(jīng)NPN晶體管332的電流ISEN，將等于流經(jīng)NMOS晶體管314的感應(yīng)電流ISEN。因此，NPN晶體管332的基-射極間電壓VBE3即可由等式(21)表示。 VBE3 = VT*ln(ISEN' /Is) = VT*ln(ISEN/Is) (21) VT表示電池充電系統(tǒng)300中各個(gè)NPN晶體管，例如，NPN晶體管318， 324， 332和336，在給定溫度下的熱電壓。Is表示各個(gè)晶體管，例如，NPN晶體管318， 324， 332和336，的基_射極間二極管的反向飽和電流。 類(lèi)似的，由于NPN晶體管336的基極電流可被忽略，流經(jīng)NPN晶體管336的電流IDC，將等于流經(jīng)NMOS晶體管320的偏置電流IDC。因此，NPN晶體管336的基-射極間電壓V鵬即可由等式(22)表示。 VEB4 = VT*ln(IDC， / Is) = VT*ln(IDC/Is) (22) 由于NPN晶體管332的基極與輸入電壓VIN相連，并且NPN晶體管336的基極與NPN晶體管332的發(fā)射極相連，NPN晶體管326的發(fā)射極電壓VB即可由等式(23)表示。
VB = VIN-(VBE3+Vm) = VIN-(VT*ln(PCHG)-VT*ln(K*R212*Is2) (23)
等于(VIN-VBATT) *ICHG的PCHG表示充電FET252的功耗。 在實(shí)施例中，運(yùn)算放大器240的正相輸入端與NPN晶體管336的發(fā)射極相耦合。運(yùn)算放大器240的反向輸入端與NPN晶體管324的發(fā)射極相耦合。因此，正相輸入電壓VB與
反相輸入電壓VA間的壓差VDEF1可由等式(24)表示。 VDEF1 = VB_VA = VT*ln (PCHG) _VT*ln (PSET) (24) 根據(jù)電壓差V。^，運(yùn)算放大器240即可產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)電流IDm至充電FET 252。
因此，電池充電系統(tǒng)300可采用與圖2中電池充電系統(tǒng)200的相同的處理方式，從而控制充電FET252上的功耗恒定，以及/或者控制電池單元258上的電壓恒定。
圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池充電系統(tǒng)，例如，圖2所示電池充電系統(tǒng)200，在整個(gè)充電過(guò)程中的充電曲線圖。圖4將結(jié)合圖2進(jìn)行描述。充電曲線圖400包括充電FET252的功耗曲線圖402，電池單元258的充電電流曲線圖404和電池單元258的電壓曲線圖406。功耗曲線圖402將隨著充電電流曲線圖404和電壓曲線圖406的變化而變化。 當(dāng)一個(gè)充電器插入電池充電系統(tǒng)200中時(shí)，如果電池單元258的電壓Vem小于預(yù)設(shè)電壓閾值V，，根據(jù)等式(14)，電壓差VDEF2為負(fù)值。因此，由運(yùn)算放大器244輸出至充電FET 252的第二驅(qū)動(dòng)電流IDKV2將很小，從而可被忽略。因此，充電FET 252將主要由運(yùn)算放大器240輸出的第一驅(qū)動(dòng)電流IDKV1控制。因此，在對(duì)電池單元258進(jìn)行充電的過(guò)程中，即可控制充電FET 252上的功耗恒定。 在恒定功耗充電階段，當(dāng)電池單元電壓VBATT較低時(shí)，為了使充電FET252的功耗PCH(;持續(xù)近似等于預(yù)設(shè)功耗閾值P^，充電電流IoK;將同樣較小。隨著電池單元電壓V皿的增大，充電電流I 亦隨之增大從而維持充電FET 252的功耗近似等于預(yù)設(shè)功耗閾值PSET。
當(dāng)電池單元電壓V皿接近于圖4中所標(biāo)示的預(yù)設(shè)電壓閾值V，時(shí)，由等式(14)可知，電壓差VDEF2將接近零值。因此，第二驅(qū)動(dòng)電流IDKV2將逐漸增大至不可被忽略。同時(shí)，由運(yùn)算放大器240產(chǎn)生的第一驅(qū)動(dòng)電流IDm將逐漸減小。當(dāng)電池單元258的電壓VBATT達(dá)到預(yù)設(shè)電壓閾值V，時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)電流I。，將減小至可被忽略。因此，充電FET 252將主要由運(yùn)算放大器244輸出的第二驅(qū)動(dòng)電流IDKV2所控制，此時(shí)電池單元258將在恒定電壓充電模式下進(jìn)行充電。 在恒定電壓充電階段，充電電流I^逐漸減小至零。因此，電池單元電壓Vem將增加的越來(lái)越慢。由此，可使電池單元電壓Vem近似等于預(yù)設(shè)電壓閾值V，。同時(shí)，由于電池單元電壓VBATT近似恒定不變，功耗將隨著充電電流I 的減小而減小。
圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池充電系統(tǒng)，例如，圖2所示電池充電系統(tǒng)200，的操作流程圖500。圖5將結(jié)合圖2進(jìn)行描述。 在方框502中，電池充電系統(tǒng)通過(guò)充電開(kāi)關(guān)252產(chǎn)生一個(gè)充電電流至電池，如電池單元258。在方框504中，判斷電池的電壓V皿T是否小于預(yù)設(shè)電壓閾值V，。如果電池的電壓VBATT小于預(yù)設(shè)電壓閾值VPKE，則在方框506中將充電開(kāi)關(guān)252的功耗與一個(gè)預(yù)設(shè)功耗閾值PSET相比較。在方框508中，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)252的充電電流1^，從而使充電開(kāi)關(guān)252的功耗PeH(;維持恒定。在實(shí)施例中，根據(jù)比較結(jié)果可產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流至充電開(kāi)關(guān)252。如果充電開(kāi)關(guān)252的功耗PeH(;大于預(yù)設(shè)功耗閾值P^，通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流即可減小充電電流1 。如果充電開(kāi)關(guān)252的功耗PeH(;小于預(yù)設(shè)功耗閾值P^，通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流即可增大充電電流1 。
如果電池的電壓Vem等于或大于預(yù)設(shè)電壓閾值V，，則在方框510中，將電池電壓
11Vem與預(yù)設(shè)電壓閾值V，進(jìn)行比較。在方框512中，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)252的
充電電流IoK，從而控制電池的電壓VBATT(例如，使電池電壓近似恒定不變)。 在實(shí)施例中，根據(jù)比較結(jié)果可產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流至充電開(kāi)關(guān)252。如果電池電壓
VBATT大于預(yù)設(shè)電壓閾值V，，通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流即可減小充電電流1^。 圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在一個(gè)電池充電系統(tǒng)中，例如，圖2所示電
池充電系統(tǒng)200，將充電開(kāi)關(guān)的功耗與一個(gè)預(yù)設(shè)功耗閾值進(jìn)行比較的方法流程圖600。圖6
將結(jié)合圖5和圖2進(jìn)行描述。 在方框602中，根據(jù)等式(25)產(chǎn)生一個(gè)第一電流I"該第一電流IJ道著流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)252的充電電流變化而變化。
L = ICHG/K (25) 1^表示流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)252的充電電流。K表示充電開(kāi)關(guān)252與電流感應(yīng)器230的面積比。在實(shí)施例中，由電流感應(yīng)器230(例如，PM0S晶體管)產(chǎn)生第一電流Ip電流感應(yīng)器230源極和柵極分別與充電開(kāi)關(guān)252的源極和柵極相連。由于PMOS晶體管230的面積是充電開(kāi)關(guān)252的面積的1/K，因此，如果忽略其短溝道調(diào)制效應(yīng)，第一電流L是充電電流ICHG的1/K。 在方框604中，根據(jù)等式(26)將充電開(kāi)關(guān)252上的電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)第二電流12。
l2 = (VIN-VBATT) *Gm = (VIN-VBATT)/R212 (26) Gm表示轉(zhuǎn)換參數(shù)。在實(shí)施例中，可采用一個(gè)耦合于充電開(kāi)關(guān)252的源極和漏極間的放大器，例如，OTA 234，產(chǎn)生第二電流12。可將OTA 234的跨導(dǎo)增益設(shè)置為轉(zhuǎn)換參數(shù)Gm的值。 在方框606中，通過(guò)使第一電流L流經(jīng)晶體管，例如，PNP晶體管232，即可在PNP晶體管232的發(fā)射極和基極間產(chǎn)生第一電壓VEB1，由等式(27)表示。
VEB1 = VT^ln(I/Is》 (27) Vn表示PNP晶體管232在給定溫度下的熱電壓。IS1表示PNP晶體管232的基-射極間二極管的反向飽和電流。 在方框608中，通過(guò)使第二電流12流經(jīng)晶體管，例如，PNP晶體管236，即可在PNP晶體管236的發(fā)射極和基極間產(chǎn)生第二電壓VEB2，由等式(28)表示。
VEB2 = VT2*ln(I2/IS2) (28) ^表示PNP晶體管236在給定溫度下的熱電壓。IS2表示PNP晶體管236的基-射極間二極管的反向飽和電流。^與Vn相等。^與Iw相等。 在方框610中，通過(guò)使第一參考電流IKEF1流經(jīng)晶體管，例如，PNP晶體管218，即可在PNP晶體管218的發(fā)射極和基極間產(chǎn)生第三電壓VEB3，由等式(29)表示。
VEB3 = VT3*ln(IKEF1/IS3) (29) L表示PNP晶體管218在給定溫度下的熱電壓。Im表示PNP晶體管218的基-射極間二極管的反向飽和電流。VT3與VT1相等。IS3與IS1相等。 在方框612中，通過(guò)使第二參考電流IKEF2流經(jīng)晶體管，例如，PNP晶體管224，即可在PNP晶體管224的發(fā)射極和基極間產(chǎn)生第四電壓VEB4，由等式(30)表示。
VEB4 = VT4*ln(IKEF2/Is4) (30) Vw表示PNP晶體管224在給定溫度下的熱電壓。1^表示PNP晶體管224的基-射
12極間二極管的反向飽和電流。vT4與VT1相等。IS4與IS1相等。 之后在方框614中，根據(jù)等式(31)計(jì)算電壓差V,。
VDIF = VEB1+VEB2-VEB3-VEB4 = VT1*ln (I^IJ +VT2*ln (I2*IS2) _VT3*ln (IKEF1*IS3) _VT4*ln (IKEF2*IS4)
= VT^(ln(I^l2)-ln(lKEF^I腳2)) (31)
= VT1* (In (ICHG* (VIN-VBATT)) -In (IKEF1*IKEF2))
= VT1*(ln(PCHG)-ln(PSET)) 等于(VIN-VBATT) *ICHG的PCHG表示充電FET 252的功耗。等于IKEF1*IKEF2的PSET表示預(yù)設(shè)功耗閾值。 在方框616中，根據(jù)所計(jì)算的電壓差VDIF即可將充電開(kāi)關(guān)252的功耗與預(yù)設(shè)功耗閾值P^進(jìn)行比較。如果電壓差VMF為正，表示充電開(kāi)關(guān)252的功耗P^大于預(yù)設(shè)功耗閾值PSET。如果電壓差VDIF為負(fù)，表示充電開(kāi)關(guān)252的功耗小于預(yù)設(shè)功耗閾值PSET。
綜上所述，本發(fā)明揭示了一種電池充電系統(tǒng)，例如，圖2和圖3中的電池充電系統(tǒng)200和300。在實(shí)施例中，電池充電系統(tǒng)包括充電開(kāi)關(guān)252，用于控制流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)252的充電電流，以及耦合于充電開(kāi)關(guān)252的第一誤差放大器240。當(dāng)電池電壓小于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，由第一誤差放大器240調(diào)節(jié)充電電流從而使充電開(kāi)關(guān)252的功耗恒定。電池充電系統(tǒng)還包括一個(gè)耦合于充電開(kāi)關(guān)252的第二誤差放大器244。當(dāng)電池電壓等于或大于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，由第二誤差放大器244調(diào)節(jié)充電電流從而使電池電壓恒定。此外，電池充電系統(tǒng)也可用于對(duì)多個(gè)電池進(jìn)行充電。 當(dāng)電池電壓小于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，在對(duì)電池單元258進(jìn)行充電的同時(shí)控制充電開(kāi)關(guān)252上的功耗恒定。第一誤差放大器240可以將充電開(kāi)關(guān)252的功耗與預(yù)設(shè)功耗閾值進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流至充電開(kāi)關(guān)252。如果充電開(kāi)關(guān)252的功耗大于預(yù)設(shè)功耗閾值，即可通過(guò)調(diào)節(jié)該驅(qū)動(dòng)電流使流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)252的充電電流減小。如果充電開(kāi)關(guān)252的功耗小于預(yù)設(shè)功耗閾值，即可通過(guò)調(diào)節(jié)該驅(qū)動(dòng)電流使流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)252的充電電流增大。 當(dāng)電池電壓等于或大于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，即可在恒定電壓控制模式下對(duì)電池進(jìn)行充電。第二誤差放大器244可將電池電壓與預(yù)設(shè)電壓閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流至充電開(kāi)關(guān)252。如果電池電壓大于預(yù)設(shè)電壓閾值，即可通過(guò)調(diào)節(jié)該驅(qū)動(dòng)電流使流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)252的充電電流減小。 有利的是，在電池充電系統(tǒng)200或300的整個(gè)充電過(guò)程中，即使充電電源的電壓與電池電壓間的壓差較大，也不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象。并且，電池充電系統(tǒng)可用于對(duì)過(guò)放電電池進(jìn)行充電。當(dāng)電池電壓值很低時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)提供一個(gè)很小的充電電流對(duì)電池進(jìn)行預(yù)充電。此外，當(dāng)電池電壓升高時(shí)，充電電流也將同時(shí)升高直到充電開(kāi)關(guān)的功耗達(dá)到預(yù)設(shè)功耗閾值。因此系統(tǒng)的充電效率將得到提高。 上文具體實(shí)施方式
和附圖僅為本發(fā)明之常用實(shí)施例。顯然，在不脫離后附權(quán)利要求書(shū)所界定的本發(fā)明精神和保護(hù)范圍的前提下可以有各種增補(bǔ)、修改和替換。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)具體的環(huán)境和工作要求在不背離發(fā)明準(zhǔn)則的前提下在形式、結(jié)構(gòu)、布局、比例、材料、元素、組件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實(shí)施例僅用于說(shuō)明而非限制，本發(fā)明之范圍由后附權(quán)利要求及其合法等同物界定，而不限于此前之描述。
權(quán)利要求
一種充電電路，其特征在于，所述充電電路包括開(kāi)關(guān)，用于將充電電流導(dǎo)通至電池；以及耦合于所述開(kāi)關(guān)的第一放大器，用于根據(jù)所述開(kāi)關(guān)的功耗值調(diào)節(jié)所述充電電流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，所述第一放大器將所述開(kāi)關(guān)的所述 功耗值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并根據(jù)所述比較的結(jié)果產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流至所述開(kāi)關(guān)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，所述充電電路還包括耦合于所述第 一放大器和所述開(kāi)關(guān)的二極管，用于防止反向電流從所述開(kāi)關(guān)流向所述第一放大器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，所述充電電路還包括耦合于所述開(kāi) 關(guān)的電流源，用于為所述開(kāi)關(guān)提供驅(qū)動(dòng)電流，從而導(dǎo)通所述開(kāi)關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電路，其特征在于，所述充電電路還包括耦合于所述第 一放大器的第一電路，用于產(chǎn)生第一電壓至所述第一放大器，所述第一電壓隨所述開(kāi)關(guān)的 所述功耗值變化，所述開(kāi)關(guān)的所述功耗值與隨流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)的所述充電電流變化的第一電 流和隨所述開(kāi)關(guān)上的電壓變化的第二電流相關(guān)，并且所述第一放大器將所述第一電壓與預(yù) 設(shè)值進(jìn)行比較，并根據(jù)所述比較的結(jié)果產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流至所述開(kāi)關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的充電電路，其特征在于，所述充電電路還包括耦合于所述開(kāi) 關(guān)的晶體管，用于產(chǎn)生所述第一電流，其中所述晶體管的驅(qū)動(dòng)電壓與所述開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓 相對(duì)應(yīng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的充電電路，其特征在于，所述充電電路還包括耦合于所述開(kāi) 關(guān)的第二放大器，用于將所述開(kāi)關(guān)上的所述電壓轉(zhuǎn)換為所述第二電流。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的充電電路，其特征在于，所述第一電路包括 第一晶體管，其中所述第一電流流經(jīng)所述第一晶體管；以及基極與所述第一晶體管的發(fā)射極相連的第二晶體管，其中所述第二電流流經(jīng)所述第二 晶體管，并且所述第二晶體管的發(fā)射極電壓輸入至所述第一放大器。
9. 一種控制電池充電的方法，其特征在于，所述方法包括 導(dǎo)通流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)的充電電流；以及采用放大器根據(jù)所述充電開(kāi)關(guān)的功耗值調(diào)節(jié)流經(jīng)所述充電開(kāi)關(guān)的所述充電電流。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 將所述充電開(kāi)關(guān)的所述功耗值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較；以及 根據(jù)所述比較的結(jié)果產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流至所述充電開(kāi)關(guān)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括利用二極管防止反向電 流由所述充電開(kāi)關(guān)流向所述放大器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括產(chǎn)生隨所述充電開(kāi)關(guān)的所述功耗值變化的第一電壓，所述充電開(kāi)關(guān)的所述功耗值與隨 流經(jīng)所述充電開(kāi)關(guān)的所述充電電流變化的第一電流和隨所述充電開(kāi)關(guān)上的電壓變化的第 二電流相關(guān)；將所述第一電壓與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較；以及根據(jù)所述比較的結(jié)果產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流至所述充電開(kāi)關(guān)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法還包括采用晶體管產(chǎn)生所述 第一電流，其中所述晶體管的驅(qū)動(dòng)電壓與所述充電開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓相對(duì)應(yīng)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將所述充電開(kāi)關(guān)上的 所述電壓轉(zhuǎn)換為所述第二電流。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 通過(guò)將所述第一電流導(dǎo)通至第一晶體管和將所述第二電流導(dǎo)通至第二晶體管，產(chǎn)生所述第一電壓，其中所述第二晶體管的基極與所述第一晶體管的發(fā)射極相連。
16. —種電池充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電池充電系統(tǒng)包括 用于將充電電流導(dǎo)通至電池的充電開(kāi)關(guān)；耦合于所述充電開(kāi)關(guān)的第一放大器，當(dāng)所述電池的電壓小于預(yù)設(shè)電壓閾值，所述第一 放大器根據(jù)所述充電開(kāi)關(guān)的功耗值調(diào)節(jié)所述充電電流；以及耦合于所述充電開(kāi)關(guān)的第二放大器，當(dāng)所述電池的所述電壓達(dá)到預(yù)設(shè)電壓閾值，所述 第二放大器根據(jù)所述電池的所述電壓調(diào)節(jié)所述充電電流。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池充電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一放大器將所述充電 開(kāi)關(guān)的所述功耗值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并根據(jù)所述比較的結(jié)果產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流至所述充電開(kāi) 關(guān)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池充電系統(tǒng)，其特征在于，所述第二放大器將所述電池 的所述電壓與所述預(yù)設(shè)電壓閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)所述比較的結(jié)果產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流至所述充 電開(kāi)關(guān)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電池充電系統(tǒng)還包括一 個(gè)耦合于所述第一放大器和所述充電開(kāi)關(guān)之間的二極管，用于防止反向電流由所述充電開(kāi) 關(guān)流向所述第一放大器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電池充電系統(tǒng)還包括一個(gè)耦合于所述第二放大器和所述充電開(kāi)關(guān)之間的二極管，用于防止反向電流由所述充電開(kāi) 關(guān)流向所述第二放大器。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電池充電系統(tǒng)還包括耦 合于所述第一放大器的第一電路，用于產(chǎn)生第一電壓至所述第一放大器，所述第一電壓隨 所述充電開(kāi)關(guān)的所述功耗值變化，所述充電開(kāi)關(guān)的所述功耗值與隨流經(jīng)所述充電開(kāi)關(guān)的所 述充電電流變化的第一電流和隨所述充電開(kāi)關(guān)上的電壓變化的第二電流相關(guān)，并且所述第 一放大器將所述第一電壓與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并根據(jù)所述比較的結(jié)果產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流至所述 充電開(kāi)關(guān)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電池充電系統(tǒng)還包括耦 合于所述充電開(kāi)關(guān)的晶體管，用于產(chǎn)生所述第一電流，其中所述晶體管的驅(qū)動(dòng)電壓與所述 充電開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓相對(duì)應(yīng)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電池充電系統(tǒng)還包括耦 合于所述充電開(kāi)關(guān)的第三放大器，用于將所述充電開(kāi)關(guān)上的所述電壓轉(zhuǎn)換為所述第二電 流。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池充電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電路包括 第一晶體管，其中所述第一電流流經(jīng)所述第一晶體管；以及基極與所述第一晶體管的發(fā)射極相連的第二晶體管，其中所述第二電流流經(jīng)所述第二 晶體管，并且所述第二晶體管的發(fā)射極電壓輸入至所述第一放大器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電池充電系統(tǒng)、充電電路及控制電池充電的方法。電池充電系統(tǒng)包括用于將充電電流導(dǎo)通至電池的充電開(kāi)關(guān)，以及耦合于充電開(kāi)關(guān)的第一放大器和第二放大器。第一放大器用于根據(jù)充電開(kāi)關(guān)的功耗值調(diào)節(jié)充電電流。第二放大器用于根據(jù)電池的電壓調(diào)節(jié)充電電流。當(dāng)電池的電壓小于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，由第一放大器調(diào)節(jié)流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)的充電電流，使充電開(kāi)關(guān)的功耗維持恒定。當(dāng)電池的電壓大于預(yù)設(shè)電壓閾值時(shí)，由第二放大器調(diào)節(jié)流經(jīng)充電開(kāi)關(guān)的充電電流，使電池的電壓維持恒定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的電池充電系統(tǒng)在整個(gè)充電過(guò)程中，即使充電電源電壓與電池電壓間的壓差較大，也不會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，從而提高了充電效率。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101764418SQ20091017814
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者栗國(guó)星, 董鑫 申請(qǐng)人:凹凸電子(武漢)有限公司