一种充电管理芯片及控制方法
【专利摘要】本公开是关于一种充电管理芯片及控制方法，属于计算机领域。所述充电管理芯片包括：控制模块，线性充电电路和buck充电电路；所述控制模块分别与所述线性充电电路、所述buck充电电路和充电管理芯片的输出端电连接；所述线性充电电路的输入端和所述buck充电电路的输入端都连接到所述充电管理芯片的输入端；所述线性充电电路的输出端和所述buck充电电路的输出端都连接到所述充电管理芯片的输出端。采用本公开，可以提高充电效率，减少充电时间。
【专利说明】一种充电管理芯片及控制方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及计算机领域，特别涉及一种充电管理芯片及控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，在使用充电器给电池充电时，充电器首先连接到充电管理芯片，充电管理芯片再与电池充电，充电器中的电流先经过给充电管理芯片，再由充电管理芯片输出给电池，以实现对电池进行充电。
[0003]当前，充电管理芯片有两种电路结构，第一种为线性充电电路，第二种为buck充电电路。线性充电电路的充电效率等于线性充电电路的输出电压与输入电压之间的比值，线性充电电路的输出电压约等于电池两端的电压。所以当使用结构为线性充电电路的充电管理芯片给电压较低的电池充电时，会导致充电效率低下，充电时间增长。
[0004]buck充电电路的充电效率与占空比有关，占空比较大时，buck充电电路很难维持较高的充电效率，充电效率会下降，而在占空比较小时，buck充电电路能够维持较高的充电效率。占空比为buck充电电路的输出电压与输入电压之间的比值，buck充电电路的输出电压约等于电池两端的电压。所以当使用结构为buck充电电路的充电管理芯片给电压较高的电池充电时，会导致充电效率低下，充电时间增长。
【发明内容】
[0005]为了解决相关技术的问题，本公开提供了一种充电管理芯片及控制方法。所述技术方案如下:
[0006]一方面,一种充电管理芯片，包括:
[0007]控制模块，线性充电电路和buck充电电路；
[0008]所述控制模块分别与所述线性充电电路、所述buck充电电路和充电管理芯片的输出端电连接；所述线性充电电路的输入端和所述buck充电电路的输入端都连接到所述充电管理芯片的输入端；所述线性充电电路的输出端和所述buck充电电路的输出端都连接到所述充电管理芯片的输出端；
[0009]所述控制模块，用于采集所述所述充电管理芯片的输出端输出的输出电压，如果所述输出电压大于预设阈值，则开启所述线性充电电路并关断所述buck充电电路，如果所述输出电压小于或等于预设阈值，则开启所述buck充电电路并关断所述线性充电电路。
[0010]优选的，所述控制模块包括:
[0011]第一控制器和关断与开启单元；
[0012]所述第一控制器分别与所述关断与开启单元，所述充电管理芯片的输出端，所述线性充电电路的第一开关管和第二开关管电连接；
[0013]所述关断与开启单元还分别与所述buck充电电路的第二控制器和第三开关管电连接；
[0014]所述第一控制器，用于如果所述输出电压大于预设阈值，则输出高电平信号给所述第一开关管和所述关断与开启单元，开通所述第一开关管，以实现开启所述线性充电电路；如果所述输出电压小于或等于预设阈值，则输出低电平信号给所述第一开关管和所述关断与开启单元，关断所述第一开关管，以实现关断所述线性充电电路；
[0015]所述关断与开启单元，用于根据所述高电平信号，关断所述buck充电电路的第二开关管，以实现关断所述buck充电电路；根据所述低电平信号，将所述第二控制器输出的脉冲宽度调制PWM信号输出给所述buck充电电路的第二开关管，以实现开启所述buck充电电路。
[0016]优选的，所述关断与开启单元包括:
[0017]转换子单元和运算子单元；
[0018]所述转换子单元分别与所述第一控制器和所述运算子单元电连接；所述运算子单元还分别与所述第二控制器和所述第三开关管电连接；
[0019]所述转换子单元，用于接收所述第一控制器输出的高电平信号，将所述高电平信号转换为低电平信号并输出给所述运算子单元；以及，接收所述第一控制器输出的低电平信号，将所述低电平信号转换为高电平信号并输出给所述运算子单元；
[0020]所述运算子单元，用于将所述转换子单元输出的低电平信号与所述第二控制器输出的PWM信号进行与运算，得到低电平信号并输出给所述第三开关管，以实现关断所述第三开关管和所述buck充电电路；以及，将所述控制子单元输出的高电平信号与所述第二控制器输出的PWM信号进行与运算，将运算结果输出给所述第三开关管，以实现开启所述buck充电电路。
[0021]优选的，所述转换子单元为非门电路。
[0022]优选的，所述运算子单元为与门电路。
[0023]另一方面，一种对上述的充电管理芯片进行控制的方法，所述方法包括:
[0024]米集所述充电管理芯片的输出端输出的输出电压；
[0025]如果所述输出电压大于预设阈值，则开启所述线性充电电路并关断所述buck充电电路；
[0026]如果所述输出电压小于或等于预设阈值，则开启所述buck充电电路并关断所述线性充电电路。
[0027]优选的，所述开启线性充电电路并关断buck充电电路，包括:
[0028]所述控制模块中的第一控制器输出高电平信号给所述线性充电电路中的第一开关管和所述控制模块中的关断与开启单元，开通所述第一开关管，以实现开启所述线性充电电路；
[0029]所述关断与开启单元根据所述高电平信号，关断所述buck充电电路中的第三开关管，以实现关闭所述buck充电电路。
[0030]优选的，所述关断与开启单元根据所述高电平信号，关断所述buck充电电路中的第三开关管，以实现关闭所述buck充电电路，包括:
[0031]所述关断与开启单元中的转换子单元接收所述第一控制器输出的高电平信号，将所述高电平信号转换为低电平信号并输出给所述关断与开启单元中的运算子单元；
[0032]所述运算子单元将所述转换子单元输出的低电平信号与所述buck充电电路中的第二控制器输出的PWM信号进行与运算，得到低电平信号并输出给所述第三开关管，以实现关断所述第三开关管和所述buck充电电路。
[0033]优选的，所述开启所述buck充电电路并关断所述线性充电电路，包括:
[0034]所述控制模块中的第一控制器输出低电平信号给所述线性充电电路中的第一开关管和所述控制模块中的关断与开启单元，关断所述第一开关管，以实现关断所述线性充电电路；
[0035]所述关断与开启单元根据所述低电平信号，将所述buck充电电路中的第二控制器输出的PWM信号输出给所述buck充电电路中的第三开关管，以实现开启所述buck充电电路。
[0036]优选的，所述关断与开启单元根据所述低电平信号，将所述buck充电电路中的第二控制器输出的PWM信号输出给所述buck充电电路中的第三开关管，以实现开启所述buck充电电路，包括:
[0037]所述关断与开启单元中的转换子单元接收所述第一控制器输出的低电平信号，将所述低电平信号转换为高电平信号并输出给所述关断与开启单元中的运算子单元；
[0038]所述运算子单元将所述转换子单元输出的高电平信号与所述第二控制器输出的PWM信号进行与运算，将运算结果输出给所述第三开关管，以实现开启所述buck充电电路。
[0039]本公开带来的一些有益效果可以包括:
[0040]本公开实施例中，当充电管理芯片的输出电压大于预设阈值时，可以开启线性充电电路并关断buck充电电路，通过线性充电电路为电池充电，而此时线性充电电路的充电效率较高，从而能够提高充电管理芯片的充电效率，减少充电时间；以及，当充电管理芯片的输出电压小于或等于预设阈值时，可以开启buck充电电路并关断线性充电电路，通过buck充电电路为电池充电，而此时buck充电电路的充电效率较高，从而能够提高充电效率，减少充电时间。
[0041]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本公开的限定。在附图中:
[0043]图1是本公开实施例1提供的第一种充电管理芯片的结构示意图；
[0044]图2是本公开实施例1提供的第二种充电管理芯片的结构示意图；
[0045]图3是本公开实施例1提供的第三种充电管理芯片的结构示意图；
[0046]图4是本公开实施例2提供的一种控制充电管理芯片的方法流程图。
[0047]通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
【具体实施方式】
[0048]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本公开做进一步详细说明。在此，本公开的示意性实施方式及其说明用于解释本公开，但并不作为对本公开的限定。
[0049]实施例1
[0050]参见图1，本公开实施例提供了一种充电管理芯片，包括:
[0051 ] 控制模块I，线性充电电路2和buck充电电路3 ;
[0052]控制模块I分别与线性充电电路2、buck充电电路3和充电管理芯片的输出端Vout电连接；线性充电电路2的输入端和buck充电电路3的输入端都连接到充电管理芯片的输入端Vin ;线性充电电路2的输出端和buck充电电路的输出端2都连接到充电管理芯片的输出端Vout ；
[0053]控制模块1，用于米集充电管理芯片的输出端Vout输出的输出电压,如果该输出电压大于预设阈值，则开启线性充电电路2并关断buck充电电路3，如果该输出电压小于或等于预设阈值，则开启buck充电电路3并关断线性充电电路2。
[0054]充电管理芯片的输入端连接充电器，输出端连接电池。当开启线性充电电路2并关断buck充电电路3时，通过线性充电电路2给电池充电；当开启buck充电电路3并关断线性充电电路2时，通过buck充电电路3给电池充电。
[0055]线性充电电路2的充电效率是充电管理芯片的输出电压与输入电压之间的比值，该比值又称为占空比；当占空比较高时，线性充电电路2的充电效率较高，而buck充电电路3的充电效率较低；当占空比较低时，线性充电电路2的效率较低，而buck充电电路3的充电效率较闻。所以当充电管理芯片的输出电压大于预设阈值时，可以开启线性充电电路2并关断buck充电电路3，通过线性充电电路2为电池充电，从而能够提高充电效率，减少充电时间；以及，当充电管理芯片的输出电压小于或等于预设阈值时，可以开启buck充电电路3并关断线性充电电路2，通过buck充电电路3为电池充电，从而能够提高充电效率，减少充电时间。
[0056]参见图2，控制模块I包括第一控制器11和关断与开启单元12 ；
[0057]以及，参见图3，第一控制器11分别与关断与开启单元12，充电管理芯片的输出端Vout，线性充电电路2的第一开关管SI和第二开关管S2电连接；
[0058]关断与开启单元12分别与buck充电电路3的第二控制器31和第三开关管S3电连接；
[0059]第一控制器11，用于米集充电管理芯片的输出端Vout输出的输出电压,如果该输出电压大于预设阈值，则输出高电平信号给第一开关管SI和关断与开启单元12，开通第一开关管SI，以实现开启线性充电电路2 ;如果该输出电压小于或等于预设阈值，则输出低电平信号给第一开关管SI和关断与开启单元12，关断第一开关管SI，以实现关断线性充电电路2 ；
[0060]关断与开启单元12，用于接收第一控制器11输出的高电平信号，根据该高电平信号，关断buck充电电路3的第三开关管S3，以实现关断buck充电电路3 ;接收第一控制器11输出的低电平信号，根据该低电平信号，将第二控制器31输出的PWM (Pulse WidthModulation,脉冲宽度调制)信号输出给buck充电电路3的第三开关管S3,以实现开启buck充电电路3。
[0061]第一控制器11包括第一输出端01、第二输出端02和输入端FB,第一输出端01分别与第一开关管SI的控制端和关断与开启单元12的输入端电连接，第二输出端02与第二开关管S2的基极电连接，以及输入端FB与电管理芯片的输出端Vout电连接。
[0062]参见图3，线性充电器2包括第一开关管SI和第二开关管S2 ；
[0063]在第二开关管S2的集电极与充电管理芯片的输入端Vin之间设置第一开关管SI，第一开关管SI的控制端与第一控制器11电连接，第二开关管S2的发射极与充电管理芯片的输出端电连接，以及基极与第一控制器11电连接。
[0064]Buck充电电路3包括第二控制器31、第三开关管S3、二极管D、电感L和电容C，在充电管理芯片的输入端与电感L的一端设置第三开关管S3，第三开关管S3的控制端与关断与开启单元12电连接，电感L的另一端与电容C的一端和充电管理芯片的输出端Vout电连接；电感L的一端还与二极管D的阴极电连接，二极管D的阳极与电容C的另一端电连接。
[0065]第一控制器11开通第一开关管SI，以及关断与开启单元12关断第三开关管S3，在第二开关管S2导通时，充电管理芯片的输入端Vin接收充电器输入的电流，该电流经过第一开关管SI和第二开关管S2流入充电管理芯片的输出端Vout，充电管理芯片的输出端Vout再将该电流输出给电池，以实现对电池充电。
[0066]第一控制器11关断第一开关管SI，以及关断与开启单元12将第二控制器31输出的PWM信号输出给buck充电电路3的第三开关管S3，在第三开关管S3开通时，充电管理芯片的输入端Vin接收充电器输入的电流，该电流经过第三开关管S3和电感L流入充电管理芯片的输出端Vout，充电管理芯片的输出端Vout再将该电流输出给电池，以实现对电池充电。
[0067]参见图3，关断与开启单元12包括:
[0068]转换子单元121和运算子单元122 ；
[0069]转换子单元121分别与第一控制器11和运算子单元122电连接；运算子单元还分别与第二控制器31和第三开关管S3电连接；
[0070]转换子单元122，用于接收第一控制器11输出的高电平信号，将该高电平信号转换为低电平信号并输出给运算子单元122 ；以及，接收第一控制器11输出的低电平信号，将该低电平信号转换为高电平信号并输出给运算子单元122 ；
[0071]运算子单元122，用于将转换子单元121输出的低电平信号与第二控制器31输出的PWM信号进行与运算，得到低电平信号并输出给第三开关管S3，以实现关断第三开关管S3和buck充电电路3 ；以及，将转换子单元121输出的高电平信号与第二控制器31输出的PWM信号进行与运算，将运算结果输出给第三开关管S3，以开启buck充电电路3。
[0072]运算子单元122包括两个输入端，分别为第一输入端01和第二输入端02，第一输入端01与转换子单元121的输出端电连接，第二输入端02与第二控制器31的输出端电连接。
[0073]参见表1，运算子单元122如果通过两输入端接收的两路输入信号都为低电平信号，则对该两路输入信号进行与运算，得到的运算结果为低电平信号；如果通过两输入端接收的两路输入信号中的其中一路低电平信号且另一路为高电平信号，则对该两路输入信号进行与运算，得到的运算结果为低电平信号；如果通过两输入端接收的两路输入信号都为高电平信号，则对该两路输入信号进行与运算，得到的运算结果为高电平信号。
[0074]表I
[0075]
【权利要求】
1.一种充电管理芯片，其特征在于，包括: 控制模块、线性充电电路和buck充电电路； 所述控制模块分别与所述线性充电电路、所述buck充电电路和充电管理芯片的输出端电连接；所述线性充电电路的输入端和所述buck充电电路的输入端分别连接到所述充电管理芯片的输入端；所述线性充电电路的输出端和所述buck充电电路的输出端分别连接到所述充电管理芯片的输出端； 所述控制模块，用于采集所述所述充电管理芯片的输出端输出的输出电压；如果所述输出电压大于预设阈值，则开启所述线性充电电路并关断所述buck充电电路；如果所述输出电压小于或等于预设阈值，则开启所述buck充电电路并关断所述线性充电电路。
2.如权利要求1所述的充电管理芯片，其特征在于，所述控制模块包括: 第一控制器和关断与开启单元； 所述第一控制器分别与所述关断与开启单元、所述充电管理芯片的输出端、所述线性充电电路的第一开关管和第二开关管电连接； 所述关断与开启单元还分别与所述buck充电电路的第二控制器和第三开关管电连接; 所述第一控制器，用于如果所述输出电压大于预设阈值，则输出高电平信号给所述第一开关管和所述关断与开启单元，开通所述第一开关管，以实现开启所述线性充电电路；如果所述输出电压小于或等于预设阈值，则输出低电平信号给所述第一开关管和所述关断与开启单元，关断所述第`一开关管，以实现关断所述线性充电电路； 所述关断与开启单元，用于根据所述高电平信号，关断所述buck充电电路的第二开关管，以实现关断所述buck充电电路；根据所述低电平信号，将所述第二控制器输出的脉冲宽度调制PWM信号输出给所述buck充电电路的第二开关管，以实现开启所述buck充电电路。
3.如权利要求2所述的充电管理芯片，其特征在于，所述关断与开启单元包括: 转换子单元和运算子单元； 所述转换子单元分别与所述第一控制器和所述运算子单元电连接；所述运算子单元还分别与所述第二控制器和所述第三开关管电连接； 所述转换子单元，用于接收所述第一控制器输出的高电平信号，将所述高电平信号转换为低电平信号并输出给所述运算子单元；以及，接收所述第一控制器输出的低电平信号，将所述低电平信号转换为高电平信号并输出给所述运算子单元； 所述运算子单元，用于将所述转换子单元输出的低电平信号与所述第二控制器输出的PWM信号进行与运算，得到低电平信号并输出给所述第三开关管，以实现关断所述第三开关管和所述buck充电电路；以及，将所述控制子单元输出的高电平信号与所述第二控制器输出的PWM信号进行与运算，将运算结果输出给所述第三开关管，以实现开启所述buck充电电路。
4.如权利要求3所述的充电管理芯片，其特征在于，所述转换子单元为非门电路。
5.如权利要求3所述的充电管理芯片，其特征在于，所述运算子单元为与门电路。
6.一种对如权利要求1至5任一项权利要求所述的充电管理芯片进行控制的方法，其特征在于，所述方法包括:采集所述充电管理芯片的输出端输出的输出电压； 如果所述输出电压大于预设阈值，则开启所述线性充电电路并关断所述buck充电电路； 如果所述输出电压小于或等于预设阈值，则开启所述buck充电电路并关断所述线性充电电路。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述开启线性充电电路并关断buck充电电路，包括: 所述控制模块中的第一控制器输出高电平信号给所述线性充电电路中的第一开关管和所述控制模块中的关断与开启单元，开通所述第一开关管，以实现开启所述线性充电电路； 所述关断与开启单元根据所述高电平信号，关断所述buck充电电路中的第三开关管，以实现关闭所述buck充电电路。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述关断与开启单元根据所述高电平信号，关断所述buck充电电路中的第三开关管，以实现关闭所述buck充电电路，包括: 所述关断与开启单元中的转换子单元接收所述第一控制器输出的高电平信号，将所述高电平信号转换为低电平信号并输出给所述关断与开启单元中的运算子单元； 所述运算子单元将所述转换子单元输出的低电平信号与所述buck充电电路中的第二控制器输出的PWM信号进行与运算，得到低电平信号并输出给所述第三开关管，以实现关断所述第三开关管和所述buck充电电路。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述开启所述buck充电电路并关断所述线性充电电路，包括: 所述控制模块中的第一控制器输出低电平信号给所述线性充电电路中的第一开关管和所述控制模块中的关断与开启单元，关断所述第一开关管，以实现关断所述线性充电电路； 所述关断与开启单元根据所述低电平信号，将所述buck充电电路中的第二控制器输出的PWM信号输出给所述buck充电电路中的第三开关管，以实现开启所述buck充电电路。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述关断与开启单元根据所述低电平信号，将所述buck充电电路中的第二控制器输出的PWM信号输出给所述buck充电电路中的第三开关管，以实现开启所述buck充电电路，包括: 所述关断与开启单元中的转换子单元接收所述第一控制器输出的低电平信号，将所述低电平信号转换为高电平信号并输出给所述关断与开启单元中的运算子单元； 所述运算子单元将所述转换子单元输出的高电平信号与所述第二控制器输出的PWM信号进行与运算，将运算结果输出给所述第三开关管，以实现开启所述buck充电电路。
【文档编号】H02J7/00GK103683399SQ201310628507
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】孙伟, 雷振飞, 徐兵 申请人:小米科技有限责任公司