一种移动电源的充放电管理方法及集成电路的制作方法_2

文档序号:9790104阅读:来源:国知局
路输入端与第二比较器的输出端相连,逻辑控制单元的时钟信号输出端与时钟控制单元的输入端相连,逻辑控制单元的开关信号输出端与栅极驱动单元的输入端相连;第二比较器的负输入端作为电压反馈端,正输入端与斜坡信号ramp相连;时钟控制单元的信号输出端作为时钟控制信号端;栅极驱动单元的两路驱动输出端分别作为第一控制端和第二控制端。采用逻辑控制单元实时采集第一比较器和运放的输出信号,并分别控制时钟控制单元和栅极驱动单元协调工作。
[0013]作为本发明集成电路的进一步限定方案,第一电子开关为MOS管开关,在MOS管开关上还设有第一衬底选择开关和第二衬底选择开关。采用MOS管开关可以实现BAT与OUT的真正隔离,第一电子开关201不限于PM0S,也可以是匪OS,当其为NMOS时,衬底也可以直接接地。
[0014]作为本发明集成电路的进一步限定方案,在BAT端口与地线之间设有BAT端电容。采用BAT端电容能够有效提高BAT端口电压的稳定性。
[0015]作为本发明集成电路的进一步限定方案,在OUT端口与地线之间设有OUT端电容。采用OUT端电容能够有效提高OUT端口电压的稳定性。
[0016]本发明的有益效果在于:(I)与现有技术相比,本发明将现有充放电管理电路中的IN端口和升压转换器OUT管脚合并成一个管脚OUT端口,因此,在实现充放电管理功能的同时可以节省了一个PIN脚、一个电容、一串IN的分压电阻、一个隔离IN端口和OUT端口的功率MOS管以及该功率MOS管的衬底选择电路,使整个电路的面积减少,有效减小产品的体积,提高产品的便携性;(2)采用多路选择开关选择切换连接第一参考源refl和第二参考源ref2,使OUT端口的输出可控的脉冲波形,从而提供了适配器监测窗口,便于判断适配器是否与OUT端口相连;(3)同时本发明也不需要USB的其他信号线来判断具体是系统外部有电源插入提供USB电压,还是系统内部通过锂电池升压,对USB接口提供USB电压。
【附图说明】
[0017]图1为传统的充放电管理电路;
图2为本发明的充放电电路结构示意图;
图3为本发明在无适配器插入时的窗口检测示意图;
图4为本发明在有适配器插入时的窗口检测示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示,传统移动电源充放电管理电路包括:一个隔离功率MOS管107、一个IN端电容110、一个OUT端电容111、一个BAT端电容113、升/降压转换器电感112、第一 SWITCH开关101、第二 SWITCH开关104、升/降压转换控制器105、串接在IN端和地之间的第一分压电阻110和第二分压电阻117、比较器106、串接在OUT端和地之间的第三分压电阻114和第四分压电阻115、输出电压运放116;其中,第一SWITCH开关101设有衬底选择电路102和衬底选择电路103,隔离功率MOS管107设有其衬底选择电路108和衬底选择电路109。
[0019]该电路在工作时,当一个由交流市电通过电源适配器转换过来的或其它任何途径转换过来的5伏输入电压源接在IN端上时,通过比较器106监测出5伏电压源的插入,若此时芯片工作在闲置模式,则出闲置模式进充电模式,隔离功率MOS管107导通;若此时芯片工作在升压模式,则芯片先进闲置模式,若干干扰时间Tdeglitchl之后进入充电模式。在充电模式下,拔掉此5伏输入电压源,OUT端电压逐渐降低,当OUT端电压低于BAT端电压或低于充电欠压闭锁值时,芯片出充电模式。
[0020]如图2所示,本发明的移动电源的充放电管理集成电路包括:0UT端口、BAT端口、SW端口、PGND端口、第二电子开关204、升/降压控制器205、第一电子开关201、转换器电感211、第一分压电阻213、第二分压电阻214、第三分压电阻215、运放216、多路选择开关217以及第一比较器206。
[0021]其中,第三分压电阻215、第二分压电阻214以及第一分压电阻213依次串接在OUT端口和地线之间;第一电子开关201的两侧接线端分别连接至OUT端口和转换器电感211的一端,第一电子开关201的控制端与升/降压控制器205的第一控制端相连,转换器电感211的另一端连接至BAT端;运放216的负输入端连接至第一分压电阻213和第二分压电阻214之间的连接线上,运放216的正输入端与多路选择开关217的输出端相连,运放216的输出端与升/降压控制器205的电压反馈端相连;多路选择开关217的两路输入端分别与第一参考源refl和第二参考源ref2相连,多路选择开关217的选择控制端与升/降压控制器205的时钟控制信号端相连;第一比较器206的正输入端连接至第二分压电阻214和第三分压电阻215之间的连接线上,第一比较器206的负输入端与比较参考源ref相连,第一比较器206的输出端与升/降压控制器205的比较结果输入端相连;第二电子开关204的两侧接线端分别连接至SW端口和PGND端口; SW端口位于转换器电感211—端与第一电子开关201—侧接线端之间的线路上;第二电子开关204的控制端与升/降压控制器205的第二控制端相连。
[0022]本发明的升/降压控制器205包括:逻辑控制单元219、时钟控制单元218、第二比较器221以及栅极驱动单元220;逻辑控制单元219的一路输入端作为比较结果输入端,另一路输入端与第二比较器221的输出端相连,逻辑控制单元219的时钟信号输出端与时钟控制单元218的输入端相连,逻辑控制单元219的开关信号输出端与栅极驱动单元220的输入端相连;第二比较器221的负输入端作为电压反馈端,正输入端与斜坡信号ramp相连;时钟控制单元218的信号输出端作为时钟控制信号端;栅极驱动单元220的两路驱动输出端分别作为第一控制端和第二控制端;第一电子开关201为MOS管开关,在MOS管开关上还设有第一衬底选择开关202和第二衬底选择开关203;在BAT端口与地线之间设有BAT端电容212;在OUT端口与地线之间设有OUT端电容210。
[0023]本发明的移动电源的充放电管理方法,通过OUT端口的电压判断是否有外部输入电源插入,具体包括如下步骤:
步骤I,电路初始化,由充放电管理集成电路的OUT端口输出脉冲方波,脉冲方波由周期性连续的低电平区域和高电平区域构成;
步骤2,在低电平区域时,实时检测OUT端口的电压值,若OUT端口维持低电平区域的低电平不变,则判断为OUT端口无外部输入电源插入;若OUT端口的低电平无法实现或者在低电平区域内的某个时刻变高,则判断为OUT端口有外部电源插入,并由OUT端口向BAT端口充电。
[0024]其中,充放电管理集成电路包括OUT端口、BAT端口、升/降压控制器、第一电子开关、转换器电感、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、运放、多路选择开关以及第一比较器;第三分压电阻、第二分压电阻以及第一分压电阻依次串接在OUT端口和地线之间;第一电子开关的两侧接线端分别连接至OUT端口和转换器电感的一端,第一电子开关的控制端与升/降压
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