低成本大电流充电电路的制作方法

本技术涉及锂电池充电，具体涉及一种低成本大电流充电电路。

背景技术：

1、锂电池具有体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等优点，凭借上述优势，锂电池被广泛应用于各种移动设备中，例如：穿戴设备，手持移动设备，智能家居或者其他智能终端设备。

2、在现有技术中对于锂电池充电电路，通常采用开关充电或线性开关充电的设计，其中，线性充电方案具有体积小、易于使用、成本低廉的优点，且无需任何切换，线性充电方案的电源抑制比较高，所以可适用于噪声敏感的应用，而开关充电则以其高效率而闻名，并可在输入适配器电压的广泛变量下最小化功耗；将线性充电方案与开关充电方案相比，开关充电方案中附加电感和电容会消耗更多的电路板空间，增加了bom成本和设计复杂性，因此，线性充电广泛应用于一些小电池的电池充电方案中。

3、但是，现有技术中的锂电池线性充电电路，如图1所示，包括有充电端、电池b1、系统主芯片u2、nmos管q6和三极管q5，充电端与系统主芯片u2的vchg_d信号引脚相连，充电端还与三极管q5的发射极相连，三极管q5的基极与nmos管q6的漏极相连，nmos管q6的源极与系统主芯片u2的vdrive信号引脚相连，nmos管q6的栅极与系统主芯片u2的vchg_d信号引脚相连，三极管q5的集电极与电池b1的正极相连，电池b1的负极接地。

4、缺点在于：仅通过一路三极管充电电路对电池b1进行充电，充电电流小，充电效率较低、当提高充电电流时，对于三极管的损耗较大，发热严重。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型提供了一种充电电流为现有技术中线性充电电路的两倍且具备均流功能，使各个支路充电电流相等的低成本大电流充电电路。

2、为了达到上述目的，本实用新型设计的低成本大电流充电电路，包括充电输入端vchg、系统主芯片u1、电流镜像电路与电池battery，所述的电流镜像电路包括电流均衡模块、第一三极管充电电路model1与第二三极管充电电路model2，所述充电输入端vchg与系统主芯片u1中的vchg_d信号引脚相连，充电输入端vchg还通过电流均衡模块分别与第一三极管充电电路model1与第二三极管充电电路model2的输入端相连，所述第二三极管充电电路model2与系统主芯片u1中的vdrive信号引脚相连，第一三极管充电电路model1和第二三极管充电电路model2中的输出端通过电阻r3与电池battery的正极相连，电池battery的负极通过电阻r4接地，电阻r3两端与系统主芯片u1中电流检测模块的isense信号引脚与vbat信号引脚相连，电阻r4两端与系统主芯片u1中电量检测模块的sensen信号引脚与sensep信号引脚相连。

3、进一步的方案是，所述的电流均衡模块包括电阻r1、电阻r2与运算放大器a1，所述充电输入端vchg通过电阻r1与第一三极管充电电路model1电连接，所述充电输入端vchg通过电阻r2与第二三极管充电电路model2电连接，所述运算放大器a1中的正相输入端与电阻r1相连，运算放大器a1中的反相输入端与电阻r2相连，运算放大器a1中输出端与第一三极管充电电路model1的输入端相连，运算放大器a1中输出端还与第二三极管充电电路model2的输入端相连。

4、更进一步的方案是，所述的第一三极管充电电路model1包括三极管q1、nmos管q2与电阻r5，所述运算放大器a1的输出端通过电阻r7与nmos管q2的源极相连，nmos管q2的栅极通过电阻r5与充电输入端vchg相连，nmos管q2的漏极与三极管q1的基极相连，三极管q1的发射极与电阻r1相连，三极管q1的集电极与电阻r3相连。

5、更进一步的方案是，所述的第二三极管充电电路model2包括三极管q3、nmos管q4与电阻r6，所述电阻r7通过二极管d1与nmos管q4的源极相连，二极管d1的正极与nmos管q4的源极相连，二极管d1的负极与nmos管q2的源极相连，nmos管q4的源极还与系统主芯片u1中的vdrive信号引脚相连，nmos管q4的栅极通过电阻r6与系统主芯片u1中的vchg_d信号引脚相连，nmos管q4的漏极与三极管q3的基极相连，三极管q3的发射极与电阻r2相连，三极管q3的集电极与电阻r3相连。

6、本实用新型所设计的低成本大电流充电电路，通过电流均衡模块中的运算放大器a1，根据第一三极管充电电路model1和第二三极管充电电路model2两输入端的电压差大小，进行相应的输出，来调整第一三极管充电电路model1和第二三极管充电电路model2中充电电流大小，使得第一三极管充电电路model1和第二三极管充电电路model2中的充电电流大小保持一致，防止由于两条充电电路中充电电流差异过大，充电时间过长，导致器件的发热量过大，引起电流热关断或影响电路寿命，(例如，第一三极管充电电路model1的充电电流为1a，而第二三极管充电电路model2中的充电电流则为2a或者更大)。

7、同时，通过集电极端均与电池battery正极相连的第一三极管充电电路model1和第二三极管充电电路model2，将第二三极管充电电路model2与第一三极管充电电路model1中的充电电流叠加，使得该电路中的充电电流为现有技术中线性充电电路两倍，且低成本、电路结构简单、噪声小。

8、综上所述，本实用新型利用一电流镜像电路，在仅增加少数外围元器件的情况下，即可提供两路充电电流相同的三极管充电电路，以确保总充电电流能够达到快充级别的前提下，也不会出现两三极管充电电路中充电电流不平衡的情况。

技术特征：

1.一种低成本大电流充电电路，包括充电输入端vchg、系统主芯片u1、电流镜像电路与电池battery，其特征在于，所述的电流镜像电路包括电流均衡模块、第一三极管充电电路model1与第二三极管充电电路model2，所述充电输入端vchg与系统主芯片u1中的vchg_d信号引脚相连，充电输入端vchg还通过电流均衡模块分别与第一三极管充电电路model1与第二三极管充电电路model2的输入端相连，所述第二三极管充电电路model2与系统主芯片u1中的vdrive信号引脚相连，第一三极管充电电路model1和第二三极管充电电路model2中的输出端通过电阻r3与电池battery的正极相连，电池battery的负极通过电阻r4接地，电阻r3两端与系统主芯片u1中电流检测模块的isense信号引脚与vbat信号引脚相连，电阻r4两端与系统主芯片u1中电量检测模块的sensen信号引脚与sensep信号引脚相连。

2.根据权利要求1所述的低成本大电流充电电路，其特征在于，所述的电流均衡模块包括电阻r1、电阻r2与运算放大器a1，所述充电输入端vchg通过电阻r1与第一三极管充电电路model1电连接，所述充电输入端vchg通过电阻r2与第二三极管充电电路model2电连接，所述运算放大器a1中的正相输入端与电阻r1相连，运算放大器a1中的反相输入端与电阻r2相连，运算放大器a1中输出端与第一三极管充电电路model1的输入端相连，运算放大器a1中输出端还与第二三极管充电电路model2的输入端相连。

3.根据权利要求2所述的低成本大电流充电电路，其特征在于，所述的第一三极管充电电路model1包括三极管q1、nmos管q2与电阻r5，所述运算放大器a1的输出端通过电阻r7与nmos管q2的源极相连，nmos管q2的栅极通过电阻r5与充电输入端vchg相连，nmos管q2的漏极与三极管q1的基极相连，三极管q1的发射极与电阻r1相连，三极管q1的集电极与电阻r3相连。

4.根据权利要求3所述的低成本大电流充电电路，其特征在于，所述的第二三极管充电电路model2包括三极管q3、nmos管q4与电阻r6，所述电阻r7通过二极管d1与nmos管q4的源极相连，二极管d1的正极与nmos管q4的源极相连，二极管d1的负极与nmos管q2的源极相连，nmos管q4的源极还与系统主芯片u1中的vdrive信号引脚相连，nmos管q4的栅极通过电阻r6与系统主芯片u1中的vchg_d信号引脚相连，nmos管q4的漏极与三极管q3的基极相连，三极管q3的发射极与电阻r2相连，三极管q3的集电极与电阻r3相连。

技术总结
本技术涉及一种低成本大电流充电电路，包括充电输入端VCHG、系统主芯片U1、电流镜像电路与电池Battery，电流镜像电路包括电流均衡模块、第一三极管充电电路Model1与第二三极管充电电路Model2，充电输入端VCHG还通过电流均衡模块分别与第一三极管充电电路Model1与第二三极管充电电路Model2的输入端相连，第二三极管充电电路Model2与系统主芯片U1中VDRIVE信号引脚相连，第一三极管充电电路Model1和第二三极管充电电路Model2中的输出端通过电阻R3与电池Battery正极相连。本技术利用电流镜像电路，在仅增加少数外围元器件的情况下，即可提供两路充电电流相同的三极管充电电路，以确保总充电电流能够达到快充级别。

技术研发人员：董晓倩,舒红玲,郑一平,周明晖
受保护的技术使用者：宁波麦度智联科技股份有限公司
技术研发日：20221129
技术公布日：2024/1/14