一种恒流控制电路及其开关充电芯片的制作方法

本实用新型涉及芯片集成技术领域，特别是涉及一种恒流控制电路及其开关充电芯片。

背景技术：

随着各种便携式电子产品的出现，使我们的生活更加便利，更加丰富多彩。锂离子电池由于具有反复可以充电的特性，自然而然的成为了便携式电子产品的供电电源，作为主流的给锂离子电池充电的开关充电芯片，就具有很广泛的应用市场。常规的开关充电芯片分为带动态路径管理的(有powerpath FET)和不带动态路径管理的(没有powerpath FET)，其中，不带动态路径管理的充电芯片，由于其成本更低，在中低端电子产品中有广阔的市场，但这类芯片由于没有powerpath FET，无法获得充电电流的信息，所以这类芯片都会在充电路径上面串联一个外部采样电阻Rsns获取电流信息，如图1所示。当然，由于有外部采样电阻Rsns会降低充电芯片的转换效率，所以这类芯片不适合大电流充电。

为了能够精确的控制充电电流的大小，常规的做法是利用外部采样电阻先采样得到电流信息，然后通过电阻转化为电压信息，反馈到主环路控制中，如图2所示，但是这种实现方式比较多余的操作是：电流信息先被采样出来，然后转化为电压信息，再参与到电流环路中去。这样无形中引入了一些误差因素，而且电路显得不够简洁。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种恒流控制电路及其开关充电芯片，以实现直接利用外部采样电阻上的电流信息进行充电电流的控制，且电路简洁。

为达到上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种恒流控制电路，适用于开关充电芯片，所述恒流控制电路包括：采样电路模块和主控制电路，所述采样电路模块包括：内部采样电阻和电流源，其中：

所述内部采样电阻作为所述采样电路模块的第一端与外部采样电阻的第一端相连，所述采样电路模块的第二端与所述外部采样电阻的第二端相连；

所述内部采样电阻和所述电流源的公共端作为所述采样电路模块的第三端与所述主控制电路的第一输入端相连，所述采样电路模块的第四端与所述主控制电路的第二输入端相连，所述主控制电路的输出端输出电压；

所述采样电路模块将流过所述外部采样电阻的充电电流与流过所述采样电路模块的内部采样电阻的电流进行比较，得到的误差通过所述主控制电路进行控制。

优选的，所述主控制电路包括：运算放大器、跨导放大器、第三电阻、第三电容、第四电阻、第四电容和开关管，其中：

所述跨导放大器的正向输入端作为所述主控制电路的第一端与所述采样电路模块的第二端相连，所述跨导放大器的反向输入端作为所述主控制电路的第二端与所述采样电路模块的第三端相连；

所述跨导放大器的输出端与所述开关管的第一端相连，同时，所述跨导放大器的输出端通过所述第三电阻和第三电容接地，通过所述第四电容接地；

所述开关管的第三端通过第四电阻接地，所述开关管的第二端与所述运算放大器的输出端相连，作为所述主控制电路的输出端输出电压。

优选的，所述运算放大器的反向输入端与外部输入电压相连，所述运算放大器的正向输入端与参考电压相连。

优选的，所述开关管为NMOS管。

优选的，所述开关管的第一端为控制端，所述开关管的第二端为源极，所述开关管的第三端为漏极。

一种开关充电芯片，包括：上述所述的恒流控制电路。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开了一种恒流控制电路及其开关充电芯片，该恒流控制电路包括：采样电路模块和主控制电路，采样电路模块包括：内部采样电阻和电流源，其中：内部采样电阻作为采样电路模块的第一端与外部采样电阻的第一端相连，采样电路模块的第二端与外部采样电阻的第二端相连；内部采样电阻和电流源的公共端作为采样电路模块的第三端与主控制电路的第一输入端相连，采样电路模块的第四端与主控制电路的第二输入端相连，主控制电路的输出端输出电压；采样电路模块将流过外部采样电阻的充电电流与流过采样电路模块的内部采样电阻的电流进行比较，得到的误差通过主控制电路进行控制。本实用新型通过流过外部采样电阻Rsns的充电电流直接与参考电流进行比较，其误差信息通过运放作用到电流环路中进行控制，相比现有技术中传统的方式，本实用新型省去了电流采样电路，省去了将电流信息转化为电压信息的过程，简化了电流环路的控制，同时由于节省了电流采样环节，可以避免由于采样电路的误差而引起的充电电流误差，进而充电电流的精度可以更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中带外部采样电阻的充电芯片原理图；

图2为现有技术中常规的带外部采样电阻的恒流控制电路示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种恒流控制电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中，流过外部采样电阻Rsns的充电电流直接与参考电流进行比较，其误差信息通过运放作用到电流环路中进行控制，相比现有技术中传统的方式，本实用新型省去了电流采样电路，省去了将电流信息转化为电压信息的过程，简化了电流环路的控制，同时由于节省了电流采样环节，可以避免由于采样电路的误差而引起的充电电流误差，进而充电电流的精度可以更高。

如图3所示，本实用新型实施例提供了一种恒流控制电路，适用于开关充电芯片，该恒流控制电路具体包括：采样电路模块11和主控制电路12，采样电路模块11包括：内部采样电阻Rx和电流源Iref，其中：

内部采样电阻Rx的第一端作为采样电路模块11的第一端与外部采样电阻Rsns的第一端相连，采样电路模块11的第二端与外部采样电阻Rsns的第二端相连；内部采样电阻Rx和电流源Iref的公共端作为采样电路模块11的第三端与主控制电路12的第一输入端相连，采样电路模块11的第四端与主控制电路12的第二输入端相连，主控制电路12的输出端输出电压VC；采样电路模块11将流过外部采样电阻Rsns的充电电流与流过采样电路模块11的内部采样电阻Rx的电流进行比较，得到的误差通过主控制电路12进行控制。

进一步地，如图3所示，主控制电路12包括：运算放大器Oreg_Gm、跨导放大器Gm、第三电阻R3、第三电容C3、第四电阻R4、第四电容C4和开关管M5，其中：

跨导放大器Gm的正向输入端(+)作为主控制电路12的第一端与采样电路模块11的第二端相连，跨导放大器Gm的反向输入端(-)作为主控制电路12的第二端与采样电路模块11的第三端相连；跨导放大器Gm的输出端与开关管M5的第一端相连，同时，跨导放大器Gm的输出端通过第三电阻 R3和第三电容C3接地，通过第四电容C4接地；开关管M5的第三端通过第四电阻R4接地，开关管M5的第二端与运算放大器Oreg_Gm的输出端相连，作为主控制电路12的输出端输出电压VC。

进一步地，运算放大器Oreg_Gm的反向输入端(-)与外部输入电压VFB 相连，运算放大器Oreg_Gm的正向输入端(+)与参考电压VREF相连。

优选的，开关管M5为NMOS管，具体的，开关管M5的第一端为控制端，开关管M5的第二端为源极，开关管M5的第三端为漏极。

工作原理：

充电电流流过外部采样电阻Rsns，产生的电压差，与预先设定的目标电压差(由内部的参考电流流过内部采样电阻<1360ohm>产生)进行比较，若小于目标电压差，表示充电电流小于目标值，VC节点的电压值会上升，增加系统的占空比，从而增加流过外部采样电阻Rsns上面的电流；相反，若大于目标电压差，表示充电电流偏大，则VC节点电压值下降，减小系统的占空比，从而减小流过外部采样电阻Rsns上面的电流。

本实用新型公开了一种恒流控制电路，适用于开关充电芯片，该恒流控制电路包括：采样电路模块和主控制电路，采样电路模块包括：内部采样电阻和电流源，其中：内部采样电阻作为采样电路模块的第一端与外部采样电阻的第一端相连，采样电路模块的第二端与外部采样电阻的第二端相连；内部采样电阻和电流源的公共端作为采样电路模块的第三端与主控制电路的第一输入端相连，采样电路模块的第四端与主控制电路的第二输入端相连，主控制电路的输出端输出电压；采样电路模块将流过外部采样电阻的充电电流与流过采样电路模块的内部采样电阻的电流进行比较，得到的误差通过主控制电路进行控制。本实用新型通过流过外部采样电阻Rsns的充电电流直接与参考电流进行比较，其误差信息通过运放作用到电流环路中进行控制，相比现有技术中传统的方式，本实用新型省去了电流采样电路，省去了将电流信息转化为电压信息的过程，简化了电流环路的控制，同时由于节省了电流采样环节，可以避免由于采样电路的误差而引起的充电电流误差，进而充电电流的精度可以更高。

在上述公开的恒流控制电路的基础上，还公开了一种开关充电芯片。

本实用新型实施例还公开了一种开关充电芯片，其包括上述所述的恒流控制电路。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。