线性充电器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及充电器，具体地说涉及用于数字多媒体手持设备的快速充电的线性充电器。
【背景技术】
[0002]现今，电子设备，例如数字多媒体手持设备基本采用可重复充电的电池进行供电，这些电池需要用到特定的充电器进行充电。充电电池的发展趋势是容量变的越来越大，因此给电池充电的时间也就变的越来越长，这给数字多媒体手持设备的使用者带来不便，对电池容量的提高也产生了一定的限制。
[0003]电池充电器主要分为开关型充电器和线性充电器。
[0004]开关型充电器的输出为脉冲电压，经过电感和电容滤波后产生稳定电压，然后用该稳定电压给电池充电。其优点是:电源转换效率高，电路发热量小。缺点是:电路结构复杂、需要外置大电感和大电容，且电感和电容不容易被集成到芯片中去，应用成本高，充电器体积大，携带不方便。
[0005]线性充电器输出为具有一定电流驱动能力的直流电压，可直接给电池充电。其优点是:电路结构简单，输出端不需要接大电容和大电感，所以可以集成到SOC中去，充电器体积小，成本低。缺点是:电源转换效率低。
[0006]图1示意了一种线性充电器。该线性充电器在电池电压低于阈值电压VT时，选择恒流(CC)充电模式，电池端输出稳定电流；当电池电压高于阈值电压VT后，选择稳压(CV)充电模式；当稳压(CV)充电模式下充电器的充电电流小于设定的阈值(如恒流充电模式充电电流ICC的1/10)，可判断该次充电完成。
[0007]图2为图1线性充电器的充电全过程。图中上面的曲线为充电时电池上的电压，下面的曲线为充电电流。在O?11时段内，电路处于恒流充电模式，充电器持续以最大充电电流ICC给电池充电，电池电压快速上升；在tl时刻，电池电压达到阈值电压VT，电路进入稳压(CV)充电模式，充电电流变小，电池电压缓慢上升；在t2时刻充电电流减小为ICC/10，充电过程结束。
[0008]在稳压(CV)充电模式下，充电器对电池的充电电流要小于恒流(CC)充电模式，且随着电池电压的上升充电电流逐渐变小。所以稳压(CV)充电模式需要经历的时间会非常长，甚至占到整个充电时间的50%，大大加长了电池的充电时间，给使用者带来不便。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型在第一方面提供了一种线性充电器。该线性充电器包括:恒流电路，提供恒定充电电流；稳压电路，提供稳定充电电压；时钟电路，产生时钟信号；计时器，对时钟电路产生的时钟信号进行计时；混合器，在电池电压高于阈值电压时，根据计时器提供的时钟信号，交替选择恒定充电电流和稳定充电电压；驱动电路，根据所选择的恒定充电电流和稳定充电电压，对充电电池进行充电。
[0010]在第一方面的线性充电器中，优选地，稳压电路包括第一电阻和第二电阻构成且连接在电池电压端的分压电路；第一误差放大器，对分压电路提供的分压和第一参考电压进行比较；比较结果经混合器选择后控制驱动电路，以稳定电压对充电电池进行充电。
[0011]优选地，恒流电路包括连接在驱动电路上的第三电阻；第二误差放大器，对第三电阻提供的电压和第二参考电压进行比较；比较结果经混合器选择后控制驱动电路，由此以恒定电流对充电电池进行充电。
[0012]优选地，驱动电路包括构成镜像电路的第一晶体管和第二大电流输出晶体管。
[0013]优选地，电池电压低于第一阈值电压时，计时器输出第一电平，混合器选择恒定电流进行充电。
[0014]优选地，当混合器选择稳定充电电压的情况下充电器的充电电流小于第二阈值电流，充电器判断该次充电完成。
[0015]本实用新型实施例有助于大大缩短充电时间。
【附图说明】
[0016]图1示意了一种现有技术的线性充电器；
[0017]图2为图1线性充电器的充电全过程；
[0018]图3是根据本实用新型实施例的线性充电器的示意图；
[0019]图4为计时器输出的时钟信号示意图；
[0020]图5为本实用新型实施例的充电全过程；
[0021]图6是根据本实用新型实施例的线性充电器的示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0023]图3是根据本实用新型实施例的线性充电器的示意图。如图3所示，该线性充电器包括大电流输出管(Ml)、Ml的镜像管(MO)、误差放大器EAl和EA2、混合器(MIXER)、电阻Rfl/Rf2构成的第一反馈电路和电阻Rsense构成的第二反馈电路。VIN端接输入电源，电池(Battery)端接需要充电的电池。
[0024]在常规方式下，当电池电压低于阈值电压VT时，混合器选择误差放大器EA2的输出控制MO和Ml管的栅极。MO和Ml管可以是PMOS管，也可以是PNP管。此时，第二反馈电路和误差放大器EA2形成恒流(CC)充电模式。电路工作在恒流(CC)充电模式下，电池端输出稳定电流:
[0025]ICC = K*Vref2/Rsense
[0026]当电池电压高于阈值电压VT后，混合器选择误差放大器EAl的输出控制MO和Ml管的栅极。此时，第一反馈电路和误差放大器EAl构成稳压充电模式。在稳压(CV)充电模式下，电池端最终输出电压为:
[0027]Vout = Vrefl*(1+Rfl/Rf2)
[0028]当稳压(CV)充电模式下充电器的充电电流小于设定的阈值电流(如恒流充电模式充电电流ICC的1/10)，可判断该次充电完成。
[0029]根据本实用新型的实施例，在现有技术的线性充电器的基础上增加了两个模块:时钟电路(CLK)和计时电路(Counter)。计时电路对时钟电路产生的时钟信号进行计时。当电池电压低于阈值电压VT时，计时器(Counter)被强行置位为高电平，充电器工作在恒流充电模式，并以恒定大电流ICC给电池充电，此过程类似于现有技术的充电器。
[0030]当电池电压高于阈值电压时，计时器(Counter)产生一个周期为T的计时信号(参见图4)，在高电平持续时间内(0-t3)，混合器选择EA2控制MO和Ml管，充电器处于恒流(CC)充电模式。充电器以恒定大电流CC给电池充电；在低电平