本技术涉及充电芯片,具体而言,涉及一种快充充电电路、快充芯片及快充设备。
背景技术:
1、随着便携式智能设备向更大的电池容量,更短的充电时间的趋势发展,电池充电芯片支持的充电功率越来越大,但同时面临着大功率应用下追求更高的效率,以及控制芯片的温升等问题的挑战。在大功率充电芯片中,通常选取wlcsp封装形式,芯片的两相电路在芯片内布局布线都会做到完全对称,但是在pcb的布局布线上以及外围元器件布局布线上很难做到完全对称。而且在组装过程中,两相都有多个球与pcb板焊接,可能存在某些球接触不好甚至虚焊的情况,或者在长时间工作后球的焊接老化导致与pcb板接触不良。这些因素都会导致充电电路侧重于某一相工作,或者只剩其中一相能工作,在大功率充电应用的背景下,这种状态达不到最佳的工作性能,甚至可能会造成芯片的损坏。然而,现有的大功率充电芯片无法检测两相电路是否处于平衡状态。
技术实现思路
1、本技术实施例的目的在于提供一种快充充电电路、快充芯片及快充设备,用以解决现有的大功率充电芯片无法检测两相电路是否处于平衡状态的问题。
2、本技术实施例提供的一种快充充电电路,包括:第一充电支路、第二充电支路、第一检测模块、第二检测模块和比较模块;
3、第一检测模块用于检测第一充电支路的充电电流、充电电压或温度;
4、第二检测模块用于检测第二充电支路的充电电流、充电电压或温度;
5、比较模块用于根据第一充电支路和第二充电支路的电流差、电压差或温度差,确定第一充电支路和第二充电支路是否处于平衡状态。
6、上述技术方案中,快充充电电路通过检测第一充电支路和第二充电支路两相电路的电流不同、电压不同或由于两相电路功率不同导致的温度不同,来进行两相电路的功率不平衡检测。在第一充电支路和第二充电支路的电流差、电压差或温度差超过对应的阈值时,认为第一充电支路和第二充电支路处于功率不平衡状态,需要增大其中一相电路的功率或减小其中一相电路的功率;在第一充电支路和第二充电支路的电流差、电压差或温度差没有超过对应阈值时,认为第一充电支路和第二充电支路处于功率平衡状态。
7、在一些可选的实施方式中,第一充电支路包括:第一开关功率管;第二充电支路包括第二开关功率管。
8、上述技术方案中,第一充电支路的第一开关功率管用于打开或关闭对应的充电回路,第二充电支路的第二开关功率管用于打开或关闭对应的充电回路。其中,第一充电支路的开关功率管可以有多个,并且多个开关功率管串联,多个开关功率管受不同的开关信号控制。第二充电支路的开关功率管也可以有多个,并且多个开关功率管串联,多个开关功率管受不同的开关信号控制。
9、在一些可选的实施方式中,第一检测模块的输入端连接第一充电支路,第一检测模块的输出端连接比较模块的第一输入端,第一检测模块用于检测第一充电支路的第一电流;
10、第二检测模块的输入端连接第二充电支路,第二检测模块的输出端连接比较模块的第二输入端,第二检测模块用于检测第二充电支路的第二电流。
11、上述技术方案中,利用检测电流来进行不平衡检测,从第一充电支路采样得到第一电流,从第二充电支路采样得到第二电流。之后,利用模拟比较器,将第一电流和第二电流的差值和对应的阈值进行比较,该阈值对应两相电路的不平衡程度,该阈值越大对应的两相电路的不平衡程度越深,当第一电流和第二电流的差值大于该阈值,则说明出现了两相电路不平衡的情况。或者,利用adc,将第一电流和第二电流输入adc,通过寄存器设置和调节第一电流和第二电流的差值对应的阈值,当第一电流和第二电流的差值大于该阈值,则说明出现了两相电路不平衡的情况。
12、在一些可选的实施方式中,还包括主功率管;
13、第一检测模块包括:第一运算放大器、第一pmos管和第一电阻;第二检测模块包括:第二运算放大器、第二pmos管和第二电阻;
14、第一开关功率管、第二开关功率管和主功率管的漏极均连接至电源vin,第一开关功率管、第二开关功率管和主功率管的栅极均用于输入开关信号;第一开关功率管的源极连接第一运算放大器的负输入端,第一开关功率管的源极还连接第一pmos管的源极,第一pmos管的漏极通过第一电阻接地;第二开关功率管的源极连接第二运算放大器的负输入端,第二开关功率管的源极还连接第二pmos管的源极,第二pmos管的漏极通过第二电阻接地;主功率管的源极分别连接第一运算放大器的正输入端和第二运算放大器的正输入端,第一运算放大器的输出端连接第一pmos管的栅极,第二运算放大器的输出端连接第二pmos管的栅极;
15、第一pmos管的漏极连接至比较模块的第一输入端;第二pmos管的漏极连接至比较模块的第二输入端。
16、上述技术方案中,电源vin输出的功率通过第一开关功率管、第二开关功率管和主功率管后送到第一功率级和第二功率级,第一开关功率管与主功率管的比例为1:k,第二开关功率管与主功率管的比例也为1:k,第一开关功率管流过第一采样电流,第二功率管流过第二采样电流,第一采样电流经过第一运算放大器转换为第一电阻上的第一采样电压,第二采样电流经过第二运算放大器转换为第二电阻上的第二采样电压。之后,判断第一采样电压和第二采样电压的差值是否大于对应阈值,若是,则说明出现两相电路功率不平衡的情况。
17、在一些可选的实施方式中,比较模块包括比较器或adc。
18、在一些可选的实施方式中,第一检测模块的输入端连接第一充电支路,第一检测模块的输出端连接比较模块的第一输入端,第一检测模块用于检测第一充电支路的第一电压;
19、第二检测模块的输入端连接第二充电支路,第二检测模块的输出端连接比较模块的第二输入端,第二检测模块用于检测第二充电支路的第二电压。
20、上述技术方案中,通过检测电压来进行两相电路的功率不平衡检测,从第一充电支路采样得到第一电压,从第二充电支路采样得到第二电压。之后,利用比较器,将第一电压和第二电压的差值和对应的阈值进行比较,该阈值对应两相电路的不平衡程度,该阈值越大对应的两相电路的不平衡程度越深,当第一电压和第二电压的差值大于该阈值,则说明出现了两相电路不平衡的情况。或者,利用adc,将第一电压和第二电压输入adc,通过寄存器设置和调节第一电压和第二电压的差值对应的阈值,当第一电压和第二电压的差值大于该阈值,则说明出现了两相电路不平衡的情况。
21、在一些可选的实施方式中,第一检测模块靠近第一开关功率管设置,第一检测模块用于检测第一充电支路的第一温度;
22、第二检测模块靠近第二开关功率管设置,第二检测模块用于检测第二充电支路的第二温度。
23、上述技术方案中,通过检测温度来进行两相电路的功率不平衡检测,将第一检测模块靠近第一开关功率管设置,将第二检测模块靠近第二开关功率管设置,第一检测模块根据温度变化输出第一电压,第二检测模块根据温度变化输出第二电压。之后,判断第一电压和第二电压的差值是否大于对应阈值,若是,则说明出现两相电路功率不平衡的情况。
24、在一些可选的实施方式中,第一检测模块包括:第一恒流源、第一电阻和第一二极管;第二检测模块包括:第二恒流源、第二电阻和第二二极管;比较模块包括第一比较器和第二比较器;
25、第一恒流源输出的第一电流与第二恒流源输出的第二电流一致;第一电阻和第二电阻的电阻值一致;第一二极管和第二二极管的温度特性一致;
26、第一电阻的第一端连接第一恒流源的输出端,第一电阻的第二端连接第一二极管的输入端,第一二极管的输出端接地;
27、第二电阻的第二端连接第二恒流源的输出端,第二电阻的第二端连接第二二极管的输入端,第二二极管的输出端接地;
28、第一电阻的第一端连接第一比较器的第一输入端,第一电阻的第二端连接第二比较器的第二输入端;第二电阻的第一端连接第二比较器的第一输入端,第二电阻的第二端连接第一比较器的第二输入端;
29、在第一比较器和第二比较器均输出高电平时,第一充电支路和第二充电支路处于平衡状态;在第一比较器或第二比较器输出低电平时,第一充电支路和第二充电支路处于不平衡状态。
30、上述技术方案中,第一恒流源输出的电流i流过第一电阻(其电阻值为r)和第一二极管,第二恒流源输出的电流i流过第二电阻(其电阻值为r)和第二二极管,第一二极管靠近第一充电支路,第二二极管靠近第二充电支路。
31、在两相电路功率平衡的情况下,第一充电支路的功率管与第二充电支路的功率管功率相同,两相电路的温升几乎相同,第一电阻的第一端电压与第二电阻的第一端电压相同,第一电阻的第二端电压和第二电阻的第二端电压相同,第一比较器和第二比较器的输出均为高电平。
32、在第一充电支路承担了过多的功率时,第一二极管的电阻值低于第二二极管的电阻值,在第一二极管两端的电压与第二二极管两端的电压的差值大于ir时,第一比较器输出低电平。
33、在第二充电支路承担了过多的功率时,第一二极管的电阻值高于第二二极管的电阻值,在第二二极管两端的电压与第一二极管两端的电压的差值大于ir时,第二比较器输出低电平。
34、本技术实施例提供的一种快充芯片,包括引线框架、塑封料以及如以上任一项所述的快充充电电路;所述快充充电电路设置于所述引线框架上,所述塑封料用于密封所述快充充电电路。
35、本技术实施例提供的一种快充设备,包括壳体,以及如以上任一项所述的快充充电电路;所述壳体用于包围所述快充充电电路。