一种新型锂电池充电控制电路的制作方法

文档序号:15150764发布日期:2018-08-10 21:01阅读:760来源:国知局

本发明涉及usb输入对多节特别是两节锂电池的充电技术领域,尤其涉及一种新型锂电池充电控制电路。



背景技术:

普通控制模式中,当两节电池的电压低时用ldo模式充电,当电池电压高时用boost模式充电。两种控制模式通过判断电池电压的高低,用比较器的翻转来进行模式切换,这种模式切换不平滑且架构复杂。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种新型锂电池充电控制电路,把ldo和boost控制环路融入到一起,通过一个共同的环路来控制,实现boost和ldo之间自由平滑地切换。

为实现上述目的,采用以下技术方案:

一种新型锂电池充电控制电路,包括充电芯片u1、电阻rsadp、电感l1、二极管d1、电容c1、mos管q1、电阻rsbatt、电容ccomp;所述电阻rsadp的两端分别与充电芯片u1的iacp引脚、iacm引脚电性连接;所述电感l1的两端分别与充电芯片u1的iacm引脚、lx引脚电性连接;所述二极管d1的正极与充电芯片u1的lx引脚电性连接,负极与电容c1电性连接后接地;所述mos管q1的源极与二极管d1的负极电性连接,栅极与充电芯片u1的pb引脚电性连接,漏极与充电芯片u1的ichp引脚电性连接;所述电阻rsbatt的两端分别与充电芯片u1的ichp引脚、ichm引脚电性连接;所述电容ccomp一端与充电芯片u1的pb引脚电性连接,另一端接地。

较佳地,所述充电芯片u1包括电流采样放大器x20a、电流采样放大器x20b、误差放大器ea1、误差放大器ea2、误差放大器ea3、电压源us1、电压源us2、电压源us3、比较器comp、mos管q2、三角波发生器、开关s1;所述电流采样放大器x20a的同相输入端接iacp引脚,反相输入端接iacm引脚,输出端接误差放大器ea1的同相输入端;所述误差放大器ea1的反相输入端接电压源us1后接地,输出端接比较器comp的反相输入端;所述比较器comp的同相输入端接三角波发生器,输出端接mos管q2的栅极;所述mos管q2的漏极接lx引脚,源极接地;所述开关s1的一端接iacp引脚,另一端接误差放大器ea1的输出端;所述电流采样放大器x20b的同相输入端接ichp引脚,反相输入端接ichm引脚,输出端接误差放大器ea2的同相输入端;所述误差放大器ea2的反相输入端接电压源us2后接地,输出端接误差放大器ea3的输出端;所述误差放大器ea3的同相输入端接ichm引脚,反相输入端接电压源us3后接地;所述误差放大器ea1的输出端与误差放大器ea2的输出端电性连接;所述比较器comp的反相输入端与误差放大器ea3的输出端电性连接;所述误差放大器ea2的输出端还接pb引脚。

较佳地,所述mos管q2采用nmos管。

较佳地,所述mos管q1采用pmos管。

采用上述方案,本发明的有益效果是:

把ldo和boost控制环路融入到一起,电路结构简单实用,通过一个共同的环路来控制,实现boost和ldo两种控制模式之间自由平滑地切换。

附图说明

图1为本发明的电路图;

图2为本发明的充电芯片u1内部原理图;

图3为本发明的工作原理图;

其中,附图标识说明:

a—设定的充电电流,b—充电终止电压。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例,对本发明进行详细说明。

参照图1至3所示,本发明提供一种新型锂电池充电控制电路,包括充电芯片u1、电阻rsadp、电感l1、二极管d1、电容c1、mos管q1、电阻rsbatt、电容ccomp;所述电阻rsadp的两端分别与充电芯片u1的iacp引脚、iacm引脚电性连接;所述电感l1的两端分别与充电芯片u1的iacm引脚、lx引脚电性连接;所述二极管d1的正极与充电芯片u1的lx引脚电性连接,负极与电容c1电性连接后接地;所述mos管q1的源极与二极管d1的负极电性连接,栅极与充电芯片u1的pb引脚电性连接,漏极与充电芯片u1的ichp引脚电性连接;所述电阻rsbatt的两端分别与充电芯片u1的ichp引脚、ichm引脚电性连接;所述电容ccomp一端与充电芯片u1的pb引脚电性连接,另一端接地。

其中,所述充电芯片u1包括电流采样放大器x20a、电流采样放大器x20b、误差放大器ea1、误差放大器ea2、误差放大器ea3、电压源us1、电压源us2、电压源us3、比较器comp、mos管q2、三角波发生器、开关s1;所述电流采样放大器x20a的同相输入端接iacp引脚,反相输入端接iacm引脚,输出端接误差放大器ea1的同相输入端;所述误差放大器ea1的反相输入端接电压源us1后接地,输出端接比较器comp的反相输入端;所述比较器comp的同相输入端接三角波发生器,输出端接mos管q2的栅极;所述mos管q2的漏极接lx引脚,源极接地;所述开关s1的一端接iacp引脚,另一端接误差放大器ea1的输出端;所述电流采样放大器x20b的同相输入端接ichp引脚,反相输入端接ichm引脚,输出端接误差放大器ea2的同相输入端;所述误差放大器ea2的反相输入端接电压源us2后接地,输出端接误差放大器ea3的输出端;所述误差放大器ea3的同相输入端接ichm引脚,反相输入端接电压源us3后接地;所述误差放大器ea1的输出端与误差放大器ea2的输出端电性连接;所述比较器comp的反相输入端与误差放大器ea3的输出端电性连接;所述误差放大器ea2的输出端还接pb引脚。

所述mos管q2采用nmos管。所述mos管q1采用pmos管。

本发明工作原理:

如图1所示,充电芯片u1的iacp引脚接至适配器(adapter),ichm引脚接至需充电的电池。

如图3所示,因锂电池在充电过程中电压随电池内的电量变化,当电量低时用ldo模式充电,电量高时用boost充电。图(a)为充电电流随充电时间变化的原理图,图(b)为充电过程中电池电压随充电时间变化的原理图,图(c)为环路补偿电压vpb随充电时间变化的原理图。

在充电开始时en=0,v(pb)=v(iacp),mos管q1处于关断状态。当en=1时,v(pb)开始缓慢下降。当v(vbst,pb)>vthp(vthp为mos管q1的阈值电压)后,电流开始从零缓慢增加,直到电流达到我们预设的充电电流值(图3(a)的a点对应的电流值)。这时电池因为充电,所以电池电压会缓慢上升,继续上升至图3(b)中b点所对应的电压值。当v(ichp)=v(iacp)-vd-vdsat(其中vd是二极管d1的正向导通电压,vdsat是mos管q1的饱和压降)后,mos管q1会进去线性区。为了保持充电电流恒定不变,v(pb)会下降,直到进入锯齿波的范围(0.8v-0v),然后boost开始工作,此时mos管q1已经完全开启呈导通状态。这样就完成了一个从ldo到boost的工作过程,而且从始至终充电电流都保持恒定。

以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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