快速充电电路的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电池充电领域，特别涉及一种快速充电电路。
【【背景技术】】
[0002]目前大多数电池充电电路进行三段充电控制:预充电、恒流充电、恒压充电。其中，恒流充电通常都是以较大电流对锂电池进行充电，但较大电流会在锂电池的内阻产生很大的电压降，由此就易导致在恒流充电过程中测得锂电池的电压已达到充满电压，然而锂电池的实际电压却远未达到充满电压。针对这种情况，通过恒流充电使锂电池实际电压达到一定高度之后，再采用恒压充电就显得十分重要。
[0003]图1描述了传统的充电电路的实现方式。所述充电电路100包括运算放大器IA、MA、VA、二极管Dl、D2、PMOS管MPl、MP2、MP3、比较器C3_Pre、反相器INVl、衬体切换电路、开关S1、S2、检测电阻Rprog和电池BATI。具体的连接方式如图1，PMOS晶体管MPl和MP2形成电流镜，PMOS晶体管MPl采样PMOS晶体管MP2的电流。运算放大器IA实现预充电时的充电电流控制和恒流充电时的充电电流控制，运算放大器VA实现恒压控制，运算放大器MA实现控制MP2以一定比例(例如1000:1)复制MPl的电流，即MPl上的电流为MP2上电流的1/1000。比较器C3_pre用于判断是否电池电压VBAT是否低于预充电参考电压VPRE。运算放大器IA的负相输入端通过开关S2和SI分别与第一电流反馈参考电压(比如0.1V)和第二电流反馈参考电压(比如IV)相连。在电池电压VBAT低于预充电参考电压VPRE时，将开关S2导通，开关SI截止，第一电流反馈参考电压连接至运算放大器IA的负相输入端，在电池电压VBAT高于预充电参考电压VPRE时，将开关S2截止，开关SI导通，第二电流反馈参考电压连接至运算放大器IA的负相输入端。
[0004]为了提高充电速度，一些快速充电技术被提出，它们一般会加快恒压充电阶段的速度，将传统的恒压充电方式改变为脉冲充电。现有技术的脉冲充电中一般米用一段大电流恒流，当电池接近充满时，如果采用的充电电流过大，可能在电池的内阻上产生较大的电压，如果电池中内置了电池保护芯片，则可能导致电池保护芯片触发充电过压保护，这样可能导致电池未被完全充满，等效减小了电池容量。
[0005]因此有必要提供一种新的解决方案来解决上述问题。
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【发明内容】
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[0006]本发明的目的在于提供一种快速充电电路，其能够加速恒压充电的过程，同时也不会由于充电电流过大而触发充电过压保护。
[0007]为实现上述目的，本发明提供一种快速充电电路，其包括:功率晶体管，其第一连接端作为电源输入端与输入电源电压相连，第二连接端作为充电输出端与电池相连；镜像晶体管，其控制端与所述功率晶体管的控制端相连，其第一连接端与所述功率晶体管的第一连接端相连，其第二连接端经过检测电阻接地；恒流运算放大器，其第一输入端与所述检测电阻的检测端相连，其第二输入端与一个电流反馈参考电压相连，其输出端与所述功率晶体管的控制端相连；恒压运算放大器，其具有第一输入端和第二输入端，其第一输入端与所述充电输出端相连；第一电压比较器，其第一输入端与所述充电输出端相连，其第二输入端与第一电压反馈参考电压相连，其用于比较所述充电输出端的电池电压与第一电压反馈参考电压，其输出端输出比较结果；第二电压比较器，其第二输入端与所述充电输出端，其第一输入端与第三电压反馈参考电压相连，其用于比较所述充电输出端的电池电压与第三电压反馈参考电压，其输出端输出比较结果；恒压逻辑触发单元，其第一输入端与第一电压比较器的输出端相连，其第二输入端与第二电压比较器的输出端相连，基于第一电压比较器和第二电压比较器的比较结果通过其输出端输出；第二选通逻辑单元，用于其输入端与所述恒压逻辑触发单元的输出端相连，其能够将第一电压反馈参考电压或第二电压反馈参考电压连接至所述恒压运算放大器的第一输入端；其中，在电池电压高于第一电压反馈参考电压时，第二选通逻辑单元交替的将第一电压反馈参考电压和第二电压反馈参考电压连接至所述恒压运算放大器的第一输入端，在电池电压低于第一电压反馈参考电压时，第二选通逻辑单元将第一电压反馈参考电压连接至所述恒压运算放大器的第一输入端，其中第一电压反馈参考电压高于第三电压反馈参考电压，第一电压反馈参考电压小于第二电压反馈参考电压。
[0008]进一步的，所述快速充电电路还包括:第三电压比较器，其第一输入端与所述充电输出端相连，第二输入端与预充电参考电压相连，其用于比较所述电池电压和所述预充电参考电压，其输出端输出比较结果；第一选通逻辑单元，其在第三电压比较器判定所述电池电压低于所述预充电参考电压时，将第一电流反馈参考电压连接至所述恒流运算放大器的第二输入端，在第三电压比较器判定所述电池电压高于所述预充电参考电压时，将第二电流反馈参考电压连接至所述恒流运算放大器的第二输入端。
[0009]进一步的，第一选通逻辑单元包括连接于所述恒流运算放大器的第二输入端的第一开关和第二开关，第一开关的另一端与第一电流反馈参考电压相连，第二开关的另一端与第二电流反馈参考电压相连，基于第三电压比较器输出的比较结果控制第一开关和第二开关的导通或截止。
[0010]与现有技术相比，本发明中的快速充电电路，通过设置分段式恒压充电状态，从而加速恒压充电的过程，同时也不会由于充电电流过大而触发充电过压保护。
【【附图说明】】
[0011]结合参考附图及接下来的详细描述，本发明将更容易理解，其中同样的附图标记对应同样的结构部件，其中:
[0012]图1为现有的充电电路的电路示意图；
[0013]图2为本发明中的快速充电电路在一个实施中的电路示意图；
[0014]图3为本发明中的具有保护电路的电池的内部结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0015]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0016]此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指与所述实施例相关的特定特征、结构或特性至少可包含于本发明至少一个实现方式中。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非必须都指同一个实施例，也不必须是与其他实施例互相排斥的单独或选择实施例。本发明中的“多个”、“若干”表示两个或两个以上。本发明中的“和/或”表示“和”或者“或”。
[0017]图2为本发明中的快速充电电路200在一个实施中的电路示意图。如图2所示的，所述快速充电电路200包括功率晶体管MP2、镜像晶体管MPl、镜像控制晶体管MP3、检测电阻Rprog、恒流运算放大器IA、恒压运算放大器VA、镜像运算放大器MA、第一电压比较器Coml、第二电压比较器Com2、第三电压比较器Com3、第一选通逻辑单元210、恒压逻辑触发单元220、第二选通逻辑单元230、第一二极管D1、第二二极管D2和衬体切换电路240。
[0018]功率晶体管MP2、镜像晶体管MP1、镜像控制晶体管MP3都可以为PMOS (P_channelMetal Oxide Semiconductor)晶体管，所述PMOS晶体管的源极为第一连接端，其漏极为第二连接端，其栅极为控制端。所述功率晶体管MP2的第一连接端作为电源输入端与输入电源电压VCC相连，其第二连接端作为充电输出端与电池BAT相连。
[0019]镜像晶体管MPl的控制端与所述功率晶体管MP2的控制端相连，其第一连接端与所述功率晶体管