充電電路的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電池充電領(lǐng)域，特別涉及一種低成本高效充電電路。
【【背景技術(shù)】】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中通常采用開關(guān)型充電器來實現(xiàn)高效率的充電電路，例如中國專利申請(申請?zhí)?CN201110409311.X和CN201110392273.1)，其特點都是采用了電感元件作為儲能元件，來搬移能量，實現(xiàn)高效率，一般效率約90%左右。開關(guān)型充電器通過利用電感儲能的原理實現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)換效率，這樣在充電電路上的發(fā)熱較小。對例如手機、藍牙耳機這樣體積空間較小的設(shè)備來說，發(fā)熱已經(jīng)成為日益嚴重的問題。提高充電效率，減小發(fā)熱，可以提高電路可靠性。然而，電感通常需要占用較大的芯片面積，提高了成本。
[0003]因此有必要提供一種新的解決方案來解決上述問題。
【【實用新型內(nèi)容】】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種高效率充電電路，其無需電感，成本低。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種充電電路，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；檢測電阻，其第二連接端接地；電流控制晶體管，其第一連接端與所述鏡像晶體管的第二連接端相連，其第二連接端與檢測電阻的第一連接端相連；鉗位運算放大器，其具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端與所述功率晶體管的第二連接端相連，其第二輸入端與所述鏡像晶體管的第二連接端相連，其輸出端通過第一開關(guān)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、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端與第一參考電壓相連，第二輸入端與所述充電輸出端相連，其輸出端通過第二開關(guān)與所述功率晶體管的控制端相連；恒流運算放大器，其具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端與第二參考電壓相連，其第二輸入端與所述檢測電阻的第一連接端相連，其輸出端與所述電流控制晶體管的控制端相連。所述充電電路還包括:電荷栗，其將輸入電源電壓進行升壓后得到升壓電源電壓，所述恒壓運算放大器和鉗位運算放大器以所述升壓電源電壓為工作電壓。
[0006]進一步的，功率晶體管、鏡像晶體管和電流控制晶體管為NMOS晶體管，NMOS晶體管的源極為第二連接端，其漏極為第一連接端，其柵極為控制端，所述鉗位運算放大器、所述恒壓運算放大器和恒流運算放大器的正相輸入端為其第一輸入端，負相輸入端為其第二輸入端。
[0007]進一步的，所述充電電路還包括:電壓比較器，其第一輸入端與所述充電輸出端相連，第二輸入端與第三參考電壓相連，在所述充電輸出端的電壓高于第三參考電壓時，控制第二開關(guān)導(dǎo)通，第一開關(guān)截止，在所述充電輸出端的電壓低于第三參考電壓時，控制第二開關(guān)截止，第一開關(guān)導(dǎo)通。
[0008]進一步的，所述電壓比較器的輸出端與第二開關(guān)的控制端相連，所述電壓比較器的輸出端經(jīng)過反相器與第一開關(guān)的控制端相連，所述反相器以升壓電源電壓為工作電壓。
[0009]進一步的，所述充電電路還包括:輸入電壓反饋電路，其基于電池電壓、充電電流和/或當(dāng)前輸入電源電壓得到數(shù)字目標(biāo)輸入電源電壓，并將數(shù)字目標(biāo)輸入電源電壓傳送給電源適配器。
[0010]進一步的，所述輸入電壓反饋電路包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其將模擬電池電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字電池電壓；加法器，在所述數(shù)字電池電壓基礎(chǔ)上增加第一數(shù)字電壓得到目標(biāo)輸入電源電壓，該第一數(shù)字電壓等于或大于充電電流與所述功率晶體管的導(dǎo)通電阻的乘積。
[0011]進一步的，所述輸入電壓反饋電路包括:第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其將模擬電池電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字電池電壓；第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其將當(dāng)前模擬輸入電源電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸入電源電壓；第一加法器，其在所述數(shù)字電池電壓基礎(chǔ)上增加第一數(shù)字電壓得到第一加總電壓，該第一數(shù)字電壓等于或大于充電電流與所述功率晶體管的導(dǎo)通電阻的乘積；第二加法器，其在第一加總電壓的基礎(chǔ)上增加第二數(shù)字電壓得到第二加總電壓；數(shù)字比較器，其比較數(shù)字輸入電源電壓、第一加總電壓和第二加總電壓，在數(shù)字輸入電源電壓低于第一加總電壓時輸出增加控制信號，在數(shù)字輸入電源電壓高于第二加總電壓時輸出減少控制信號，在數(shù)字輸入電源電壓高于第一加總電壓且低于第二加總電壓時，輸出保持控制信號；調(diào)整電路，其根據(jù)基于數(shù)字比較器的輸出來調(diào)整并輸出偏差電壓；第三加法器，其將第一加總電壓與所述偏差電壓相加得到數(shù)字目標(biāo)輸入電源電壓。
[0012]進一步的，所述電源適配器包括:數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，其將數(shù)字目標(biāo)輸入電源電壓轉(zhuǎn)換成模擬目標(biāo)輸入電源電壓；誤差放大器，其第一輸入端與模擬目標(biāo)輸入電源電壓相連，第二輸入端與所述電源適配器的輸出端相連；控制器，其根據(jù)所述誤差放大器的輸出端輸出的誤差放大信號得到脈寬調(diào)制信號；電源轉(zhuǎn)換器，其控制端與所述控制器的輸出端相連，其輸入端接收輸入電壓，其輸出端作為所述電源適配器的輸出端，所述電源適配器的輸出給提供所述輸入電源電壓。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型中充電電路，無需電感，成本低。
【【附圖說明】】
[0014]結(jié)合參考附圖及接下來的詳細描述，本實用新型將更容易理解，其中同樣的附圖標(biāo)記對應(yīng)同樣的結(jié)構(gòu)部件，其中:
[0015]圖1為本實用新型中的充電電路在一個實施中的電路示意圖；
[0016]圖2為本實用新型中的電源適配器在一個實施例中的電路示意圖；
[0017]圖3為本實用新型中的充電電路在另一個實施中的電路示意圖。
【【具體實施方式】】
[0018]為使本實用新型的上述目的、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】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0019]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實用新型至少一個實現(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。本實用新型中的“多個”、“若干”表示兩個或兩個以上。本實用新型中的“和/或”表示“和”或者“或”。
[0020]圖1為本實用新型中的充電電路在一個實施中100的電路示意圖。如圖1所示的，所述充電電路100包括功率晶體管MNB、鏡像晶體管MNS、檢測電阻Rl、電流控制晶體管MNl、鉗位運算放大器IA、恒壓運算放大器VA、恒流運算放大器CA、第一開關(guān)SWl、第二開關(guān)SW2和電荷栗CP。
[0021 ] 所述功率晶體管MNB的第一連接端作為電源輸入端與輸入電源電壓VDD相連，第二連接端作為充電輸出端與電池BAT相連。所述鏡像晶體管MNS的控制端與所述功率晶體管MNB的控制端相連，其第一連接端與所述功率晶體管MNB的第一連接端相連。所述檢測電阻Rl的第二連接端接地，第一連接端與所述電流控制晶體管的第二連接端相連。所述電流控制晶體管MNl的第一連接端與所述鏡像晶體管MNS的第二連接端相連。所述鉗位運算放大器IA具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端與所述功率晶體管MNB的第二連接端相連，其第二輸入端與所述鏡像晶體管MNS的第二連接端相連，其輸出端通過第一開關(guān)SWl與所