一种多环路复合型开关式电池充电转换器电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子电路领域，具体设及一种多环路复合型开关式电池充电转换器电 路。
【背景技术】
[0002] 开关式DC-DC变换器是现代高频开关电源的基本构件，其主要功能就是把不可调 的直流电源变为可调的直流电源;它具有效率高、输入电压范围广等特点，广泛应用于各个 领域中。开关式充电转换器由于具有优秀的转换效率，所W在较大和大功率充电应用场合 成为主流。
[0003] 典型的开关式充电转换器电路具有恒流充电和恒压充电两种工作状态。在充电初 期采用恒定大电流快速充电，在电池电压Vbat达到一定值后，逐渐减小充电电流，最后当充 电电流减小到一定程度时结束充电过程。开关式充电转换器传统的做法是将恒流和恒压环 路分别进行反馈并补偿，运样会造成电路的面积增加，而且控制环路间的转态过程连续性 不平顺。此外，电池充电电路除了输出的恒流和恒压控制环路W外，往往有必要复合其他的 控制环路，比如输入低压错位环路、输入限流环路、溫度调制环路等。传统的开关式充电转 换器电路复合更多的控制环路，会带来电路面积的显著增加，而且多环路间的转态问题也 将更加难于处理。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术中存在的问题或缺陷，本发明的目的在于，提供一种多环路复 合型开关式电池充电转换器电路，有效解决了传统的开关式充电转换器存在环路补偿占用 面积大、环路转态不平顺的问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种多环路复合型开关式电池充电转换器电路，包括驱动电路、补偿网络和放大 器OPl，补偿网络的两端分别连接放大器OPl的同相输入端和输出端，放大器OPl的输出端连 接驱动电路，所述转换器电路还包括多环路反馈复合型误差放大单元、恒压充电单元、电压 低错位单元和恒流充电单元，其中，多环路反馈复合型误差放大单元包括第一输入端a、第 二输入端b、第立输入端C、第四输入端d、第一输出端e和第二输出端f，第一输入端a连接恒 压充电单元，第二输入端b连接电压低错位单元，第=输入端C连接恒流充电单元，第四输入 端d连接基准电压Vr,第一输出端e和第二输出端f均连接所述放大器OPl的同相输入端和反 向输入端;所述驱动电路与恒压充电单元、电压低错位单元和恒流充电单元均连接，恒流充 电单元连接恒压充电单元。
[0007] 进一步地，所述多环路反馈复合型误差放大单元包括电流源IS2、电阻R8、电阻R9、 PMOS 管 M201、PMOS 管 M202、PMOS 管 M203、PMOS 管 M204、PMOS 管 M205 和 PMOS 管 M206 ;其中：
[000引电流源Is2-端接地，另一端连接PMOS管M201的漏极;PMOS管M201的源极连接内部电 源￥00，？108管1201的栅极连接?108管12()1的漏极和?105管12()2的栅极;？108管12()2的源极连接 内部电源Vdd，PMOS管M202的漏极与PMOS管M203的源极、PMOS管M204的源极、PMOS管M205的源极和 PMOS管M206的源极均连接;PMOS管M203的栅极连接基准电压Vr，PMOS管M203的漏极连接所述放 大器OPl的反相输入端，且通过电阻Rs连接到地；
[0009] PMOS管M204的栅极连接所述恒压充电单元，PMOS管M204的漏极通过电阻R9连接到 地;PMOS管M205的栅极连接所述电压低错位单元，PMOS管M205的漏极通过电阻R9连接到地； PMOS管M206的栅极连接所述恒流充电单元，PMOS管M206的漏极通过电阻R9连接到地，同时连 接放大器OPl的同相输入端。
[0010] 进一步地，所述多环路反馈复合型误差放大单元包括电流源Isi、PM0S管Migi、PM0S 管Mi〇2、PMOS管Mi〇3、PMOS管Mi〇4、PMOS管Mi 日日、PMOS管Mi〇6、PMOS管Mi〇7、PMOS管Mios、PMOS管Mi〇9、 PMOS 管 Miio、PMOS 管 Mill、NMOS 管 Mii2、NMOS 管 Mii3、NMOS 管 Mii4、NMOS 管 Mu 日和 NMOS 管 Mii6 ;其中： [0011]电流源Isi的一端接地，另一端连接PMOS管Mioi的漏极；
[001^ PMOS管MiQi和PMOS管Miq2构成电流镜，二者的源极均连接内部电源Vdd, PMOS管Mioi的 栅极与PMOS管Mioi的漏极、PMOS管Mi02的栅极、PMOS管Mi03的栅极、PMOS管Mi04的栅极和PMOS管 Mios的栅极均连接，PMOS管Mi02的漏极连接电压信号Vr_b，并通过电阻Ri7连接NMOS管Mm的漏 极；
[OOU] NMOS管Mii2的栅极连接NMOS管Mii2的漏极，NMOS管Mii2的源极接地；
[0014] PMOS管Mi〇3的源极连接内部电源Vdd ,PMOS管Mi〇3的漏极连接PMOS管Mios的源极和 PMOS管Mi〇7的源极;PMOS管Mios的栅极连接所述恒压充电单元，PMOS管Mios的漏极通过电阻化8 连接到NMOS管Mm的漏极;PMOS管Mi〇7的栅极连接基准电压Vri ,PMOS管Mi〇7的漏极连接电压信 号Vfbli，同时通过电阻化痛接到NMOS管Mm的漏极；
[001引 PMOS管MiM的源极连接内部电源Vdd ,PMOS管MiM的漏极连接PMOS管Mios的源极;PMOS 管Mios的栅极连接所述电压低错位单元，PMOS管Mios的漏极通过电阻化痛接到NMOS管Mm的 漏极;PMOS管Mi09的栅极连接基准电压Vr2，PM0S管Mi09的栅极连接电压信号Vfb2_i，同时通过 电阻Ri2连接到NMOS管Mm的漏极；
[0016] PMOS管Mios的源极连接内部电源Vdd ,PMOS管Mios的漏极连接PMOS管Miio的源极;PMOS 管Miio的栅极连接所述恒流充电单元，PMOS管Miio的漏极通过电阻Ri3连接到NMOS管Mm的漏 极;PMOS管Mm的栅极连接基准电压Vr3 ,PMOS管Mm的栅极连接电压信号vFB3_i，同时通过电阻 Rw连接到NMOS管Mm的漏极；
[0017] 醒OS管Mm的漏极连接内部电源Vdd,醒OS管Mm的栅极连接电压信号Vr_b，醒OS管 Mii3的源极连接输出所述放大器OPl的反相输入端，同时通过电阻Ris连接到地；
[001引 NMOS管Mii4的漏极连接内部电源Vdd ,NMOS管Mii4的栅极连接电压信号Vfbli ,NMOS管 Mm的源极通过电阻R16连接到地；
[0019] NMOS管Miis的漏极连接内部电源Vdd, NMOS管Miis的栅极连接电压信号Vfb2_i，NM0S管 Miis的源极连接NMOS管化14的源极；
[0020] NMOS管Miis的漏极连接内部电源Vdd, NMOS管Miis的栅极连接电压信号Vfb3_i，NM0S管 Miis的源极连接NMOS管Miis的源极，同时连接所述放大器OPl的同相输入端。
[0021] 进一步地，所述驱动电路包括比较器COMP、驱动、NMOS管化和NMOS管M2,驱动包括S 个输出端，其中两个输出端分别连接NMOS管化的栅极和NMOS管M2的栅极，NMOS管化的源极与 醒OS管M2的漏极和驱动的第S个输出端连接；比较器COMP的同相输入端连接所述放大器 OPl的输出端，驱动的第=个输出端连接所述的恒流充电单元。
[0022] 进一步地，所述恒流充电单元包括电感L，电阻R3、电阻R4、电阻R?、放大器0P2和 NMOS管M3,其中放大器0P2的同相输入端和反相输入端分别连接电阻R3和电阻R4,电阻R3和 电阻R4均与电感L连接，电感L的另一端连接所述驱动的第S个输出端;放大器0P2的输出端 连接NMOS管M3的栅极，NMOS管M3的漏极连接电阻R?，电阻化的另一端接地，NMOS管M3的漏极和 电阻R?的连接节点连接所述第立输入端C。
[0023] 进一步地，所述恒压充电单元包括电池 Vbat，电阻Rs和电阻Rs，其中电阻Rs和电阻Rs 分别连接电池 Vbat的正极和负极，电池 Vbat的负极接地，电池 Vbat的正极连接放大器0P2的同 相输入端，电阻Rs和电阻Rs的连接节点连接所述第一输入端a。
[0024] 进一步地，所述电压低错位单元包括电源Vin,电阻Ri和电阻R2,其中电阻Ri连接电 源Vin的正极，电阻Ri和电阻R2串联，电阻R2接地，阻Ri和电阻R2的连接节点连接所述第二输 入端b，电源Vin的正极连接所述NMOS管化的漏极。
[0025] 与现有技术相比，本发明具有W下技术效果：
[0026] 1、本发明电路采用输入电压低错位设计使得充电电压降低时不至于降到太低导 致停止充电。
[0027] 2、本发明先合多环路再补偿的设计可大大减少电路的占用面积。
[0028] 3、本发明多环路反馈复合型误差放大单元合并了恒流充电、恒压充电和输入电压 低错位=个控制环路，可W有效地解决转态过程连续性不平顺问题;并且该多环路反馈复 合型误差放大单元适用于更多控制环路的复合，不限制于本发明的=个控制环路。
【附图说明】
[0029] 图1是传统开关式充电转换器电路结构原理图；
[0030] 图2是本发明的结构原理图；
[0031] 图3是实施例1中的多环路反馈复合型误差放大单元电路原理图；
[0032] 图4是实施例2中的多环路反馈复合型误差放大单元电路原理图。
[0033] 图中标号代表：1一多环路反馈复合型误差放大单元，2-驱动电路，3-恒压充电 单元，4-电压低错位单元，5-恒流充电单元。
[0034] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的方案做进一步详细地解释和说明。
【具体实施方式】
[0035] 实施例1:
[0036] 遵从上述技术方案，参