一种充电电路及电子设备的制作方法

文档序号:16570925发布日期:2019-01-13 17:00阅读:215来源:国知局
一种充电电路及电子设备的制作方法

本实用新型涉及无线充电技术领域,具体而言,涉及一种充电电路及电子设备。



背景技术:

随着终端设备配置的不断提升,终端设备对电量的需求量以及消耗量变得越来越大,由于相比有线充电,无线充电更灵活,同时免去了线材的束缚。随着无线充电支持的充电功率有所提升,越来越多的便携设备(如智能手机)支持无线充电功能。

相关技术中,使用的无线充电的架构为无线接收端转换后接到降压式开关转换电路,但是,由于降压式开关转换电路中包括存在线圈损耗和磁芯损耗的输出电感,因而可能会导致整个充电电路的降压转换效率较低,使得充电电路无法实现真正的大电流充电(即充电电流仍较小),且由于输出电感损耗的能量通常会转化成热能,进而还会存在充电电路发热的问题。即便是利用了电荷泵模块充电,但是并不能满足电荷泵充电的输入电压需要可调节,并且步阶要小的要求。



技术实现要素:

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此,本实用新型的一个方面在于提出了一种充电电路。

本实用新型的另一个方面在于提出了一种电子设备。

有鉴于此,根据本实用新型的一个方面,提出了一种充电电路,包括:无线接收模块;第一降压电路,第一降压电路的输入端与无线接收模块的输出端相连接,第一降压电路的输出端与电池模块的输入端相连接;第二降压电路,第二降压电路的输入端与无线接收模块的输出端相连接,第二降压电路的输出端与电池模块的输入端相连接;处理控制模块,分别与无线接收模块、第一降压电路的控制端、第二降压电路的控制端、电池模块的输出端相连接。

本实用新型提供的充电电路,无线接收模块用于接收设定电源发射的电能,并输出直流电压,第一降压电路、第二降压电路的输入端与无线接收模块的输出端相连接,第一降压电路、第二降压电路的输出端与电池模块的输出端相连接,第一降压电路、第二降压电路的控制端与处理控制模块相连接。处理控制模块根据电池电压,或者根据电池电压和电池电流切换第一降压电路以及第二降压电路的上电状态,实现切换第一降压电路或第二降压电路对无线接收模块的直流电压进行降压,进而提供给电池模块,为电池模块进行无线充电。采用本实用新型的技术方案,在不同的充电阶段使用对应的降压电路,能够提升降压转换效率,避免充电温升较高,进而提高电池的无线充电效率。

根据本实用新型的上述充电电路,还可以具有以下技术特征:

在上述技术方案中,优选地,处理控制模块,具体用于在电池电压小于第一电压阈值时,发送第二控制信号,进而由第二降压电路对直流电压降压;在电池电压大于等于第一电压阈值,或者电池电压等于第二电压阈值且电池电流大于等于电流阈值时,发送第一控制信号,进而由第一降压电路对直流电压降压,其中第一电压阈值小于第二电压阈值;在电池电压等于第二电压阈值且电池电流小于电流阈值时,发送第二控制信号,进而由第二降压电路对直流电压降压。

在该技术方案中,第一电压阈值小于第二电压阈值,在电池电压小于第一电压阈值时,即在进入恒流模式阶段之前,控制第一降压电路掉电以及第二降压电路上电,进而由第二降压电路对直流电压降压;在电池电压大于等于第一电压阈值,即在恒流模式阶段时,或者电池电压等于第二电压阈值且电池电流大于等于电流阈值时,即在恒压模式的大电流阶段,控制第一降压电路上电以及第二降压电路掉电,进而由第一降压电路对直流电压降压;在电池电压等于第二电压阈值且电池电流小于电流阈值时,即在恒压模式的小电流阶段,控制第一降压电路掉电以及第二降压电路上电,进而由第二降压电路对直流电压降压,能够实现在恒流模式和恒压模式的大电流阶段采用比第二降压电路具有高降压转换效率以及少发热等特性的第一降压电路进行降压,提高降压转换效率,减少电池模块发热。

在上述任一技术方案中,优选地,第一降压电路包括一个或两个以上并联的转换支路,每个转换支路包括一个或两个以上电压调整电路以及一个或两个以上串联的电荷泵模块;或者第一降压电路包括电压调整电路以及一个或两个以上并联的转换支路,每个转换支路包括一个或两个以上串联的电荷泵模块;对于任一电压调整电路,电压调整电路的输入端与无线接收模块的输出端相连接,电压调整电路的输出端与电荷泵模块的输入端相连接,电压调整电路的控制端、电压调整电路的反馈端均与处理控制模块相连接;对于任一电荷泵模块,电荷泵模块的输出端与其它电荷泵模块的输入端或电池模块的输入端相连接,电荷泵模块的控制端与处理控制模块相连接。

在该技术方案中,第一降压电路包括一个或两个以上并联的转换支路,每个转换支路包括一个或两个以上电压调整电路以及一个或两个以上串联的电荷泵模块;或者第一降压电路包括电压调整电路以及一个或两个以上并联的转换支路,每个转换支路包括一个或两个以上串联的电荷泵模块。电压调整电路与无线接收模块、电荷泵模块、处理控制模块相连接,电荷泵模块与电压调整电路、处理控制模块、电池模块相连接。电压调整电路用于根据处理控制模块输出的PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)信号将直流电压调整为设定幅值的电压,并输出至电荷泵模块,电荷泵模块用于对设定幅值的电压进行降压,并将降压后的设定幅值的电压输出至其它电荷泵模块或电池模块。由于电荷泵模块的输入电压需要可调节并且步阶要小,所以通过电压调整电路为电荷泵模块实现精细调压,具体为电压调整电路根据处理控制模块输出的PWM信号将直流电压调整为设定幅值的电压,进而提供给电荷泵模块,确保电荷泵模块对直流电压的降压效果,从而实现电池模块的大电流充电。

在上述任一技术方案中,优选地,电压调整电路,包括:外接PWM电路,外接PWM电路的输入端作为电压调整电路的控制端;控制驱动电路,控制驱动电路的第一输入端与外接PWM电路的输出端相连接,控制驱动电路的第二输入端与控制驱动电路的参考电压输出端相连接,控制驱动电路的第三输入端与电压调整电路的BUCK电路(降压式变换电路)的输出电压的反馈端相连接;BUCK电路,BUCK电路的开关控制端与控制驱动电路的输出端相连接。

在该技术方案中,电压调整电路包括外接PWM电路、控制驱动电路、BUCK电路。首先由控制驱动电路根据其输入电压与BUCK电路的输出电压的反馈电压的误差,将BUCK电路的输出电压调整到设定电压。具体为,当控制驱动电路的第一输入端的电压小于其第二输入端(参考电压)的电压时,将其第三输入端的电压(BUCK电路的输出电压的反馈电压)与其第一输入端的电压差值作为误差,将BUCK电路的输出电压调整到设定电压,此时,BUCK电路的输出电压与外接PWM电路的输入PWM信号存在线性关系,根据电池电压计算设定幅值的电压(即BUCK电路所需电压),通过调节外接PWM电路的输入PWM信号即可调整BUCK电路的输出电压至所需电压,能够为电荷泵模块提供精细可调电压,确保电荷泵模块对直流电压的降压效果。

在上述任一技术方案中,优选地,外接PWM电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容;第一电阻、第三电阻依次连接,第一电阻还与处理控制模块相连接,第三电阻还与控制驱动电路的第一输入端相连接;第一电容的一端连接在第三电阻与控制驱动电路的第一输入端之间,第一电容的另一端连接至地端;第二电阻的一端连接在第一电阻与第三电阻之间,第二电阻的另一端连接至地端。

在该技术方案中,通过第一电阻和第二电阻进行分压,以及通过第三电阻和第一电容进行低通滤波,从而根据处理控制模块输出的PWM信号实现对直流电压的精细调压。

在上述任一技术方案中,优选地,外接PWM电路,还包括:第四电阻,第四电阻的一端连接在第三电阻与第一电容之间,第四电阻的另一端连接至控制驱动电路的第一输入端;第二电容,第二电容的一端连接在第四电阻与控制驱动电路的第一输入端之间,第二电阻的另一端连接至地端。

在该技术方案中,外接PWM电路包括第四电阻和第二电容,第四电阻和第二电容是一个RC(Resistance Capacitance,电阻电容)滤波电路,起到滤波作用,同时第二电容还可起到软启动的作用。

在上述任一技术方案中,优选地,控制驱动电路包括偏置恒流源、误差放大器、脉宽调制器、锯齿波输出电路、逻辑控制器、驱动电路;偏置恒流源的输出端连接在第三电阻与控制驱动电路的第一输入端之间;误差放大器的第一输入端为控制驱动电路的第一输入端,误差放大器的第二输入端为控制驱动电路的第二输入端,误差放大器的第三输入端为控制驱动电路的第三输入端;脉宽调制器的第一输入端与误差放大器的输出端相连接,脉宽调制器的第二输入端与锯齿波输出电路的输出端相连接;逻辑控制器的输入端与脉宽调制器的输出端相连接,逻辑控制器的输出端与驱动电路的输入端相连接;驱动电路的输出端与BUCK电路的开关控制端相连接。

在该技术方案中,当误差放大器的第一输入端的电压小于误差放大器的第二输入端的电压时,误差放大器的输出电压为误差放大器的第三输入端与误差放大器的第一输入端的电压差值,当误差放大器的第一输入端的电压大于等于误差放大器的第二输入端的电压时,误差放大器的输出电压为误差放大器的第三输入端与误差放大器的第二输入端的电压差值;脉宽调制器将误差放大器的输出电压与锯齿波输出电路产生的锯齿波进行比较,产生脉冲控制信号,逻辑控制器根据脉冲控制信号控制驱动电路驱动BUCK电路,使BUCK电路的输出电压达到设定电压。误差放大器用来获得BUCK电路输出电压的反馈值与由偏置恒流源提供的电压或者控制驱动电路的参考电压的电压差值(误差),并增益输出给脉宽调制器,脉宽调制器通过误差放大器与锯齿波输出电路产生的锯齿波比较,产生用于脉宽调制的PWM脉冲控制信号,并输出给逻辑控制器,然后通过驱动电路驱动BUCK电路的MOS(Metal Oxide Semiconductor,金属氧化物半导体)管的闭合与断开,使BUCK电路的输出电压达到一个稳定的设定电压。

在上述任一技术方案中,优选地,锯齿波输出电路,包括:锯齿波发生器,锯齿波发生器的输出端与脉宽调制器的第二输入端相连接;振荡器,振荡器的输入端与直流电源相连接,振荡器的输出端与锯齿波发生器的输入端相连接。

在该技术方案中,通过振荡器和锯齿波发生器,产生锯齿波,从而得到精确的脉冲控制信号。

在上述任一技术方案中,优选地,BUCK电路包括第一MOS管、第二MOS管、电感、第三电容、第五电阻、第六电阻;第一MOS管的栅极与驱动电路的第一输出端相连接,第一MOS管的漏极连接至无线接收模块的输出端,第一MOS管的源极与第二MOS管的漏极相连接;第二MOS管的栅极与驱动电路的第二输出端相连接,第一MOS管的源极连接至地端;电感的一端连接在第一MOS管的源极与第二MOS管的漏极之间,电感的另一端连接至BUCK电路的输出端;第三电容的一端连接至BUCK电路的输出端,第三电容的另一端连接至地端;第五电阻的一端连接至BUCK电路的输出端,第五电阻的另一端与第六电阻的一端相连接;第六电阻的另一端连接至地端。

在上述任一技术方案中,优选地,第五电阻与第六电阻之间的任一点为BUCK电路的输出电压的反馈端。

在该技术方案中,第一MOS管、第二MOS管、电感、第三电容构成基本BUCK电路,BUCK电路的输出电压通过第五电阻和第六电阻进行分压反馈,从而使BUCK电路的输出电压被调节至一个稳定值。

在上述任一技术方案中,优选地,BUCK电路,还包括:第七电阻,第七电阻的一端连接至BUCK电路的输出端,第七电阻的另一端与第八电阻的一端相连接;第八电阻,第八电阻的另一端连接至地端。

在上述任一技术方案中,优选地,第七电阻与第八电阻之间的任一点作为电压调整电路的反馈端。

在该技术方案中,设计第七电阻和第八电阻,通过第七电阻和第八电阻分压,来监测BUCK电路的输出电压,反馈给处理控制模块,调节处理控制模块输出的PWM信号,对输出电压进行微调,以便达到实际所需要的输出电压。

在上述任一技术方案中,优选地,第二降压电路为降压式开关转换电路。

在该技术方案中,第二降压电路为降压式开关转换电路,在进入恒流模式之前以及在恒压模式的小电流阶段下对无线接收模块的直流电压进行降压,实现对电池模块的充电。

在上述任一技术方案中,优选地,还包括:电池模块;电池模块,包括:保护模块;电量计模块,电量计模块与处理控制模块相连接。

在该技术方案中,电池模块通常为锂电池,电池模块中包括保护模块和电量计模块,保护模块用于对电池模块进行过压或者过流保护,电量计模块用于检测电池电压和电池电流,并传输给处理控制模块,确保处理控制模块精确地判断充电阶段。

根据本实用新型的另一个方面,提出了一种电子设备,包括上述任一项的充电电路。

本实用新型提供的电子设备,包括上述任一项的充电电路,能够实现如上述任一项的充电电路的全部有益效果。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1示出了本实用新型的一个实施例的充电电路的结构图;

图2a示出了本实用新型的另一个实施例的充电电路的结构图;

图2b示出了本实用新型的再一个实施例的充电电路的结构图;

图2c示出了本实用新型的又一个实施例的充电电路的结构图;

图3a示出了本实用新型一个实施例的电荷泵模块的电路结构示意图;

图3b示出了本实用新型另一个实施例的电荷泵模块的电路结构示意图;

图4示出了本实用新型的一个实施例的电压调整电路的结构图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是,本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本实用新型的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本实用新型第一方面的实施例,提出一种充电电路,图1示出了本实用新型的一个实施例的充电电路的结构图。其中,该充电电路包括:

无线接收模块102,用于接收设定电源发射的电能,并输出直流电压;

第一降压电路104,第一降压电路104的输入端与无线接收模块102的输出端相连接,第一降压电路104的输出端与电池模块106的输入端相连接,用于对直流电压降压;

第二降压电路108,第二降压电路108的输入端与无线接收模块102的输出端相连接,第二降压电路108的输出端与电池模块106的输入端相连接,用于对直流电压降压;

处理控制模块110,分别与无线接收模块102、第一降压电路104的控制端、第二降压电路108的控制端、电池模块106的输出端相连接,用于根据电池模块106的电池电压,或者根据电池模块106的电池电流和电池电压,向第一降压电路104和第二降压电路108发送控制第一降压电路104上电以及第二降压电路108掉电的第一控制信号,或者控制第一降压电路104掉电以及第二降压电路108上电的第二控制信号,以切换第一降压电路104和第二降压电路108的上电状态。

本实用新型提供的充电电路,第一降压电路104、第二降压电路108的输入端与无线接收模块102的输出端相连接,第一降压电路104、第二降压电路108的输出端与电池模块106的输出端相连接,第一降压电路104、第二降压电路108的控制端与处理控制模块110相连接。处理控制模块110根据电池电压,或者根据电池电压和电池电流切换第一降压电路104以及第二降压电路108的上电状态,实现切换第一降压电路104或第二降压电路108对无线接收模块102的直流电压进行降压,进而提供给电池模块106,为电池模块106进行无线充电。采用本实用新型的技术方案,在不同的充电阶段使用对应的降压电路,能够提升降压转换效率,避免充电温升较高,进而提高电池的无线充电效率。

优选地,处理控制模块110,具体用于在电池电压小于第一电压阈值时,发送第二控制信号,进而由第二降压电路108对直流电压降压;在电池电压大于等于第一电压阈值,或者电池电压等于第二电压阈值且电池电流大于等于电流阈值时,发送第一控制信号,进而由第一降压电路104对直流电压降压,其中第一电压阈值小于第二电压阈值;在电池电压等于第二电压阈值且电池电流小于电流阈值时,发送第二控制信号,进而由第二降压电路108对直流电压降压。

在该实施例中,第一电压阈值小于第二电压阈值,在电池电压小于第一电压阈值时,即在进入恒流模式阶段之前,控制第一降压电路104掉电以及第二降压电路108上电,进而由第二降压电路108对直流电压降压;在电池电压大于等于第一电压阈值,即在恒流模式阶段时,或者电池电压等于第二电压阈值且电池电流大于等于电流阈值时,即在恒压模式的大电流阶段,控制第一降压电路104上电以及第二降压电路108掉电,进而由第一降压电路104对直流电压降压;在电池电压等于第二电压阈值且电池电流小于电流阈值时,即在恒压模式的小电流阶段,控制第一降压电路104掉电以及第二降压电路108上电,进而由第二降压电路108对直流电压降压,能够实现在恒流模式和恒压模式的大电流阶段采用比第二降压电路108具有高降压转换效率以及少发热等特性的第一降压电路104进行降压,提高降压转换效率,减少电池模块106发热。

图2a至图2c示出了本实用新型的充电电路的结构图。其中,该充电电路包括:

无线接收模块202,用于接收设定电源发射的电能,并输出直流电压;

第一降压电路204,第一降压电路204的输入端与无线接收模块202的输出端相连接,第一降压电路204的输出端与电池模块206的输入端相连接,用于对直流电压降压;

降压式开关转换电路208,降压式开关转换电路208的输入端与无线接收模块202的输出端相连接,降压式开关转换电路208的输出端与电池模块206的输入端相连接,用于对直流电压降压;

如图2a所示,第一降压电路204包括:一个或两个以上并联的转换支路,每个转换支路包括电压调整电路(第一电压调整电路2412、第二电压调整电路2422、......、第N电压调整电路24N2,N为正整数),以及一个或两个以上串联的电荷泵模块(第一支路第一电荷泵模块2611、......、第一支路第M电荷泵模块261M,第二支路第一电荷泵模块2621、......、第二支路第Q电荷泵模块262Q、第N支路第一电荷泵模块26N1、......、第N支路第P电荷泵模块26NP,M、Q、P为正整数,N、M、Q、P相等或者不相等);或者

如图2b所示,第一降压电路204包括:一个或两个以上并联的转换支路,每个转换支路包括两个以上电压调整电路(第一支路电压调整电路2411、......、第一支路电压调整电路241M、第二支路电压调整电路2421、......、第二支路电压调整电路242Q、第N支路电压调整电路24N1、......、第N支路电压调整电路24NP,N、M、Q、P为正整数,N、M、Q、P相等或者不相等),以及两个以上串联的电荷泵模块(第一支路第一电荷泵模块2611、......、第一支路第M电荷泵模块261M,第二支路第一电荷泵模块2621、......、第二支路第Q电荷泵模块262Q、第N支路第一电荷泵模块26N1、......、第N支路第P电荷泵模块26NP);或者

如图2c所示,第一降压电路204包括电压调整电路240以及一个或两个以上并联的转换支路,每个转换支路包括一个或两个以上串联的电荷泵模块(第一支路第一电荷泵模块2611、......、第一支路第M电荷泵模块261M,第二支路第一电荷泵模块2621、......、第二支路第Q电荷泵模块262Q、第N支路第一电荷泵模块26N1、......、第N支路第P电荷泵模块26NP,N、M、Q、P为正整数,N、M、Q、P相等或者不相等)。

需要说明的是,图2a至图2c仅为第一降压电路204结构的列举,并非第一降压电路204的全部结构情况。

对于任一电压调整电路,电压调整电路的输入端与无线接收模块202的输出端相连接,电压调整电路的输出端与电荷泵模块的输入端相连接,电压调整电路的控制端、电压调整电路的反馈端均与处理控制模块210相连接,用于根据处理控制模块210输出的PWM信号将直流电压调整为设定幅值的电压,并输出至电荷泵模块;

对于任一电荷泵模块,电荷泵模块的输出端与其它电荷泵模块的输入端或电池模块206的输入端相连接,电荷泵模块的控制端与处理控制模块210相连接,用于对设定幅值的电压进行降压,并将降压后的设定幅值的电压输出至其它电荷泵模块或电池模块206,用于电池模块206的大电流充电;

降压式开关转换电路208,降压式开关转换电路208的输入端与无线接收模块202的输出端相连接,降压式开关转换电路208的输出端与电池模块206的输入端相连接,用于对直流电压降压,用于电池模块206的小电流充电;

处理控制模块210,对于便携式设备,一般为处理器,分别与无线接收模块202、第一降压电路的控制端、降压式开关转换电路208的控制端、电池模块206的输出端相连接,用于根据电池模块206的电池电压,或者根据电池模块206的电池电流和电池电压,向第一降压电路和降压式开关转换电路208发送控制第一降压电路上电以及降压式开关转换电路208掉电的第一控制信号,或者控制第一降压电路掉电以及降压式开关转换电路208上电的第二控制信号,以切换第一降压电路和降压式开关转换电路208的上电状态;

在该实施例中,电压调整电路与无线接收模块202、电荷泵模块、处理控制模块210相连接,电荷泵模块与电压调整电路、处理控制模块210、电池模块206相连接。由于电荷泵模块的输入电压需要可调节并且步阶要小,所以通过电压调整电路为电荷泵模块实现精细调压,具体为电压调整电路根据处理控制模块210输出的PWM信号将直流电压调整为设定幅值的电压,进而提供给电荷泵模块,确保电荷泵模块对直流电压的降压效果,从而实现电池模块206的大电流充电。

图3a示出了本实用新型一个实施例的电荷泵模块的电路结构示意图。由图3a可知,针对任一电荷泵模块(如图2a、图2b或图2c中所示的任意一个电荷泵模块),包括第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3、第四开关Q4、电荷泵模块第一电容C11以及电荷泵模块第二电容C12,其中:

当电荷泵模块为其所在转换支路中的第一个电荷泵转换子模块时,如为第一支路第一电荷泵模块2611、第二支路第一电荷泵模块2621或者第N支路第一电荷泵模块26N1等,所述第一开关Q1的输入端可与电压调整电路240的输出端相连;当电荷泵模块为其所在转换支路中的后级电荷泵模块时,第一开关Q1的输出端可与前一级电荷泵模块的输出端相连,输出端与第三开关Q3的输入端、电荷泵模块第一电容C11的第一端相连;第二开关Q2的输入端与电荷泵模块第一电容C11的第二端以及第四开关Q4的输入端相连,输出端与电荷泵模块第二电容C12的第一端以及第三开关Q3的输出端相连;第四开关Q4的输出端与电荷泵模块第二电容C12的第二端相连,并作为公共负端;第一开关Q1的输入端作为电荷泵模块的输入端,第二开关Q2的输出端、第三开关Q3的输出端或者电荷泵模块第二电容C12的第一端作为电荷泵模块的输出端。

需要说明的是,电荷泵模块中的各个开关器件的控制端可与处理控制模块210相连,用于在处理控制模块210的控制下导通或者关断。例如,在接收到处理控制模块210发送的第一驱动信号时,导通电荷泵模块中的第一开关Q1以及第二开关Q2,关闭电荷泵模块中的第三开关Q3以及第四开关Q4,因而可使得无线接收模块202的电能向所述电荷泵模块中的电容以及电池模块206充电;在接收到处理控制模块210发送的第二驱动信号时,导通电荷泵模块中的第三开关Q3以及第四开关Q4,关闭电荷泵模块中的第一开关Q1以及第二开关Q2,因而可使得电荷泵模块中的电容能够向电池模块206充电。

图3b示出了本实用新型一个实施例的电荷泵模块的电路结构示意图。由图3b可知,电荷泵模块还可包括电荷泵模块第三电容C13,其中:

当电荷泵模块为其所在转换支路中的第一个电荷泵模块时,电荷泵模块第三电容C13的第一端可与无线接收模块202输出端相连;当电荷泵模块为其所在转换支路中的后级电荷泵模块时,电荷泵模块第三电容C13的第一端可与前一级电荷泵模块的输出端相连,第二端与电荷泵模块第二电容C12的第二端以及第四开关Q4的输出端相连。

其中,电荷泵模块第三电容C13可用于在电荷泵模块中的第一开关Q1以及第二开关Q2开启、第三开关Q3以及第四开关Q4关闭时,向电荷泵模块中的电容(即电荷泵模块第一电容C11以及电荷泵模块第二电容C12)以及电池模块206进行电流补偿。

优选地,如图4所示,电压调整电路,包括:

外接PWM电路242,外接PWM电路242的输入端作为电压调整电路的控制端。

控制驱动电路244,控制驱动电路244的第一输入端与外接PWM电路242的输出端相连接,控制驱动电路244的第二输入端与控制驱动电路244的参考电压输出端相连接,控制驱动电路244的第三输入端与电压调整电路的BUCK电路246的输出电压的反馈端相连接。

BUCK电路246,BUCK电路246的开关控制端与控制驱动电路244的输出端相连接。

外接PWM电路242包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第四电阻R4、第二电容C2。

第一电阻R1、第三电阻R3依次连接,第一电阻R1还与处理控制模块210相连接,第三电阻R3还与控制驱动电路244的第一输入端相连接;第一电容C1的一端连接在第三电阻R3与控制驱动电路244的第一输入端之间,第一电容C1的另一端连接至地端;第二电阻R2的一端连接在第一电阻R1与第三电阻R3之间,第二电阻R2的另一端连接至地端。第四电阻R4的一端连接在第三电阻R3与第一电容C1之间,第四电阻R4的另一端连接至控制驱动电路244的第一输入端;第二电容C2的一端连接在第四电阻R4与控制驱动电路244的第一输入端之间,第二电阻R2的另一端连接至地端。在该实施例中,通过第一电阻R1和第二电阻R2进行分压,以及通过第三电阻R3和第一电容C1进行低通滤波,从而根据处理控制模块210输出的PWM信号实现对直流电压的精细调压。外接PWM电路242包括第四电阻R4和第二电容C2,第四电阻R4和第二电容C2是一个RC滤波电路,起到滤波作用,同时第二电容C2还可起到软启动的作用。

控制驱动电路244包括:偏置恒流源400、误差放大器402、脉宽调制器404、锯齿波输出电路、逻辑控制器406、驱动电路408。

偏置恒流源400的输出端连接在第三电阻R3与控制驱动电路244的第一输入端之间;误差放大器402的第一输入端SS为控制驱动电路244的第一输入端,误差放大器402的第二输入端REF为控制驱动电路244的第二输入端,误差放大器402的第三输入端FB1为控制驱动电路244的第三输入端;脉宽调制器404的第一输入端与误差放大器402的输出端相连接,脉宽调制器404的第二输入端与锯齿波输出电路的输出端相连接;逻辑控制器406的输入端与脉宽调制器404的输出端相连接,逻辑控制器406的输出端与驱动电路408的输入端相连接;驱动电路408的输出端与BUCK电路246的开关控制端相连接;当误差放大器402的第一输入端SS的电压小于误差放大器402的第二输入端REF的电压时,误差放大器402的输出电压为误差放大器402的第三输入端FB1与误差放大器402的第一输入端SS的电压差值,当误差放大器402的第一输入端SS的电压大于等于误差放大器402的第二输入端REF的电压时,误差放大器402的输出电压为误差放大器402的第三输入端FB1与误差放大器402的第二输入端REF的电压差值;脉宽调制器404将误差放大器402的输出电压与锯齿波输出电路产生的锯齿波进行比较,产生脉冲控制信号,逻辑控制器406根据脉冲控制信号控制驱动电路244驱动BUCK电路246,使BUCK电路246的输出电压达到设定电压。

锯齿波输出电路,包括:锯齿波发生器410,锯齿波发生器410的输出端与脉宽调制器404的第二输入端相连接;振荡器412,振荡器412的输入端与直流电源相连接,振荡器412的输出端与锯齿波发生器410的输入端相连接。在该实施例中,通过振荡器412和锯齿波发生器410,产生锯齿波,从而得到精确的脉冲控制信号。

BUCK电路246包括:第一MOS管S1、第二MOS管S2、电感L、第三电容C3、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8。

第一MOS管S1的栅极与驱动电路408的第一输出端相连接,第一MOS管S1的漏极连接至无线接收模块202的输出端,第一MOS管S1的源极与第二MOS管S2的漏极相连接;第二MOS管S2的栅极与驱动电路408的第二输出端相连接,第一MOS管S1的源极连接至地端;电感L的一端连接在第一MOS管S1的源极与第二MOS管S2的漏极之间,电感L的另一端连接至BUCK电路246的输出端;第三电容C3的一端连接至BUCK电路246的输出端,第三电容C3的另一端连接至地端;第五电阻R5的一端连接至BUCK电路246的输出端,第五电阻R5的另一端与第六电阻R6的一端相连接;第六电阻R6的另一端连接至地端。第五电阻R5与第六电阻R6之间的任一点为BUCK电路246的输出电压的反馈端FB2。第七电阻R7的一端连接至BUCK电路246的输出端,第七电阻R7的另一端与第八电阻R8的一端相连接;第八电阻R8的另一端连接至地端。第七电阻R7与第八电阻R8之间的任一点SNS作为电压调整电路的反馈端;根据电压调整电路的反馈端的反馈电压,调节处理控制模块210输出的PWM信号,进而调整设定幅值的电压。在该实施例中,第一MOS管S1、第二MOS管S2、电感L、第三电容C3构成基本BUCK电路246,BUCK电路246的输出电压通过第五电阻R5和第六电阻R6进行分压反馈,从而使BUCK电路246的输出电压被调节至一个稳定值。设计第七电阻R7和第八电阻R8,通过第七电阻R7和第八电阻R8分压,来监测BUCK电路246的输出电压,反馈给处理控制模块210,对输出电压进行微调,以便达到实际所需要的输出电压。

电池模块206;电池模块206,包括:保护模块;电量计模块,电量计模块与处理控制模块210相连接,电量计模块用于检测电池电压和电池电流。电池模块206通常为锂电池,电池模块206中包括保护模块和电量计模块,保护模块用于对电池模块206进行过压或者过流保护,电量计模块用于检测电池电压和电池电流,并传输给处理控制模块210,确保处理控制模块210精确地判断充电阶段。

在该实施例中,BUCK电路246用于给电荷泵模块提供精细可调的电压,现有通过通信接口调整输出电压的Buck电路,没有满足要求的选择,本技术方案使用处理控制模块210或者外部PWM产生模块控制SS(软启动)来实现精细调压,SS处有一偏置恒流源400,输出电流Ib,误差放大器402用来获得BUCK电路246输出电压的反馈值与由偏置恒流源400提供的电压或者控制驱动电路244的参考电压的电压差值(误差),并增益输出给脉宽调制器404,脉宽调制器404通过误差放大器402与锯齿波输出电路产生的锯齿波比较,产生用于脉宽调制的PWM脉冲控制信号,并输出给逻辑控制器406,然后通过驱动电路408驱动BUCK电路246的MOS管的闭合与断开,使BUCK电路246的输出端OUT输出一个稳定的设定电压。

当SS的电压VSS大于等于REF的电压VREF(参考电压),即VSS≧VREF时,OUT电压VOUT通过R5、R6分压(FB2处)闭环负反馈,使FB1处电压VFB与VREF的误差减少到零,即FB1处电压与VREF相等,此时VOUT的计算等式为

由上等式(1)可知,VOUT与VREF成线性关系,VOUT是固定不可调的。

当控制驱动电路244的第一输入端SS的电压VSS小于控制驱动电路244的第二输入端REF的电压VREF,即VSS<VREF时,此时VOUT的计算等式为:

VSS由PWM的输出电压和SS内部的偏置电流源共同决定,设PWM_IN的高电平为Vdd,占空比为D(占空比指的是高电平的时间与一个周期时间的比值),PWM的电平通过R1和R2分压,通过R3和C1进行低通滤波,R4和C2也可看作是一个RC滤波电路,同时C2还可起到一定软启动作用,根据实际情况,也可省略。根据电路叠加定理,有等式:

所以,当VSS<VREF时,有

由上等式(4)可知,R5、R6、R1、R2、R3、R4设定均为常量;芯片选定后Ib也是常量;Vdd为PWM_IN处PWM的高电平,设计好后也为常量;则等式(4)中VOUT是一个只与占空比D成线性关系的一个函数;只要改变PWM的占空比,就能改变VOUT的输出值。实际使用时,设计VOUT可调电压范围对应的VSS小于VREF即可。同时还可设计R7、R8,通过R7、R8分压来监测VOUT的输出值,反馈给主控端进行微调,以便达到实际所需要的输出电压。

本实用新型第二方面的实施例,提出了一种电子设备,包括上述任一项的充电电路。

本实用新型提供的电子设备,包括上述任一项的充电电路,能够实现如上述任一项的充电电路的全部有益效果。

在本说明书的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,除非另有明确的规定和限定;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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