用于实现恒定电流和恒定电压模式的充电控制器

摘要

一种充电控制器包括：控制节点，具有在其上生成的控制电压，用于控制流向被充电装置的第一电流和流向参考装置的第二电流。反馈环由放大器和上拉电流源和控制晶体管所形成，或者由放大器和传输晶体管所形成，用以在恒定电流模式期间将第二电流维持在恒定电流电平上，并且在恒定电压模式期间将被充电装置的电压维持在恒定电压电平上。避免在控制节点上使用下拉电流源，以防止对被充电装置的损害。

权利要求

1.一种充电控制器包括：

控制节点，具有在其上生成的控制电压，用于控制流向被充电装置的第一电流和流向参考装置的第二电流；

上拉电流源，提供充电电流给控制节点；

第一反馈控制装置，通过控制节点耦接在上拉电流源的电流路径中，用以在恒定电流模式期间将第二电流维持在恒定电流电平上；

第二反馈控制装置，通过控制节点耦接在上拉电流源的电流路径中，用以在恒定电压模式期间将被充电装置的电压维持在恒定电压电平上；

第一功率晶体管，其栅极耦接到控制节点，以提供第一电流给被充电装置；和第二功率晶体管，其栅极耦接到控制节点，以提供第二电流给参考装置。

2.如权利要求1所述的充电控制器，其中上拉电流源和第一和第二反馈控制装置串联连接在高压电源和低压电源之间。

3.如权利要求2的充电控制器，其中上拉电流源耦接在高压电源和控制节点之间，并且其中第一和第二反馈控制装置被串联连接在控制节点和低压电源之间。

4.如权利要求3所述的充电控制器，其中该第一功率晶体管耦接在高压电源和被充电装置之间，以及该第二功率晶体管耦接在高压电源和参考装置之间。

5.如权利要求3所述的充电控制器，其中第一和第二反馈控制装置是串联耦接在控制节点和低压电源之间的第一和第二控制晶体管。

6.如权利要求5所述的充电控制器，还包括：

第一放大器，用于放大第一参考电压和参考装置上的电压之间的差异，该第一放大器的输出被施加到第一控制晶体管的栅极上；和第二放大器，用于放大第二参考电压和被充电装置上的电压之间的差异，该第二放大器的输出被施加到第二控制晶体管的栅极上。

7.如权利要求6所述的充电控制器，其中第一和第二控制晶体管的每一个是相应的PMOSFET。

8.如权利要求6所述的充电控制器，其中第一和第二控制晶体管的每一个是相应的NMOSFET。

9.如权利要求6所述的充电控制器，还包括：

两个附加的控制晶体管，串联耦接在控制节点和低压电源之间，并对称地耦接到第一和第二控制晶体管的栅极。

10.如权利要求1所述的充电控制器，还包括：

第三反馈控制装置，通过控制节点耦接在上拉电流源的电流路径中，用以限制在被充电装置上的温度。

11.如权利要求10所述的充电控制器，其中第一、第二、和第三反馈控制装置是串连耦接在控制节点和低压电源之间的第一、第二、和第三控制晶体管，并且其中上拉电流源耦接在高压电源和控制节点之间。

12.如权利要求11所述的充电控制器，还包括：

第一放大器，用于放大第一参考电压和参考装置上的电压之间的差异，该第一放大器的输出被施加到第一控制晶体管的栅极上；

第二放大器，用于放大第二参考电压和被充电装置上的电压之间的差异，该第二放大器的输出被施加到第二控制晶体管的栅极上；以及第三放大器，用于放大第三参考电压和来自温度传感器的、用于指示被充电装置上的温度的电压之间的差异，该第三放大器的输出被施加到第三控制晶体管的栅极上。

13.如权利要求12所述的充电控制器，还包括：

由三个附加控制晶体管构成的第一串联，耦接在控制节点和低压电源之间；和由三个附加控制晶体管构成的第二串联，耦接在控制节点和低压电源之间；

其中，由附加控制晶体管构成的第一和第二串联对称地耦接到第一、第二、和第三控制晶体管的栅极。

14.如权利要求1所述的充电控制器，其中被充电装置是电池，并且其中参考装置是电阻器。

15.一种充电控制器，包括：

控制节点，具有在其上生成的控制电压，用于控制流向被充电装置的第一电流和流向参考装置的第二电流；

第一放大器，用于放大第一参考电压和参考装置上的电压之间的差异；

第二放大器，用于放大第二参考电压和被充电装置上的电压之间的差异；

第一传输晶体管，响应于第二放大器的输出而将第一放大器的输出传输到控制节点；

和

第二传输晶体管，响应于第一放大器的输出而将第二放大器的输出传输到控制节点。

16.如权利要求15的充电控制器，其中第一传输晶体管具有耦接到第二放大器的输出的控制终端，其中第二放大器导通第一传输晶体管从而在恒定电流模式期间将第二电流维持在恒定电流电平上，并且，其中第二传输晶体管具有耦接到第一放大器的输出的控制终端，其中第一放大器导通第二传输晶体管从而在恒定电压模式期间将被充电装置的电压维持在恒定电压电平上。

17.如权利要求15所述的充电控制器，其中第一和第二传输晶体管是PMOSFET，且其中第一传输晶体管的栅极耦接到第二放大器的输出，并且其中第二传输晶体管的栅极耦接到第一放大器的输出。

18.如权利要求15所述的充电控制器，还包括：

第一二极管连接场效应晶体管，耦接在第一放大器的输出和控制节点之间；和第二二极管连接场效应晶体管，耦接在第二放大器的输出和控制节点之间。

19.如权利要求15所述的充电控制器，还包括：

第三放大器，用于放大在第三参考电压与来自温度传感器的、用于指示被充电装置上的温度的电压之间的差异；

第三和第四传输晶体管，串联耦接在第三放大器的输出和控制节点之间，其中第三和第四传输晶体管响应于第一和第二放大器的输出，而传输第三放大器的输出给控制节点；

第五传输晶体管，在第一放大器的输出和控制节点之间、与第一传输晶体管串联耦接，其中第一和第五传输晶体管响应于第二和第三放大器的输出，而传输第一放大器的输出给控制节点；和第六传输晶体管，在第二放大器的输出和控制节点之间、与第二传输晶体管串联耦接，其中第二和第六传输晶体管响应于第一和第三放大器的输出，而传输第二放大器的输出给控制节点。

20.如权利要求15所述的充电控制器，还包括：

第一功率晶体管，耦接在高压电源和被充电装置之间，并且其栅极耦接到控制节点以提供第一电流给被充电装置；和第二功率晶体管，耦接在高压电源和参考装置之间，并且其栅极耦接到控制节点以提供第二电流给参考装置。

21.如权利要求15所述的充电控制器，其中被充电装置是电池，并且其中参考装置是电阻器。

说明书

用于实现恒定电流和恒定电压模式的充电控制器

[0001] 根据35 USC§119，本申请要求2006年3月8号在韩国知识产权局提交的、申请号为2006-21955的韩国专利申请的优先权，其公开的全部内容在这里被一并引用。

技术领域

[0002] 本发明一般涉及诸如电池充电器的充电器，更具体地，涉及在恒定电压模式下保持恒定的充电电压的充电控制器。

背景技术

[0003] 随着诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)等便携式电子设备的使用增加，各种用于安全和高效地对电池进行充电的技术得到发展。在便携式电子设备中，使用例如锂离子电池的辅助电池，其可以在被放电时重新充电。

[0004] 图1是用于对可以为电池的被充电装置Z进行充电的充电控制器的传统电路图。参考图1，传统的充电控制器包括功率晶体管Mz和Mr、以及可编程电阻器r。功率晶体管Mz连接在高压电源VDD和被充电装置Z之间以提供充电电流Iz给被充电装置Z。功率晶体管Mr连接在高压电源VDD和电阻器r之间以提供镜像电流Ir给电阻器r。功率晶体管Mr和Mz的栅极连接到控制节点Ng。

[0005] 此外，图1的传统充电控制器包括插入到控制节点Ng和低压电源VSS之间的下拉电流源I_down。图1的传统充电控制器还包括第一放大器A1、第二放大器A2、第一控制晶体管Mc、和第二控制晶体管Mv。第一控制晶体管Mc和第二控制晶体管Mv分别连接在高压电源VDD和控制节点Ng之间。

[0006] 第一放大器A1对第一参考电压V_ref1和电阻器r上的电压Vr之间的差进行放大。第一放大器A1的输出被施加到第一控制晶体管Mc的栅极。第二放大器A2对第二参考电压V_ref2和装置Z上的电压Vz之间的差进行放大。第二放大器A2的输出被施加到第二控制晶体管Mv的栅极。

[0007] 图1的传统充电控制器在工作于分别如图2A和2B所示的恒定电流模式和恒定电压模式时对装置Z进行充电。图2A是当图1的充电控制器工作在恒定电流模式时、Iz对充电时间的图。图2B是当图1的充电控制器工作于恒定电压模式时、装置Z的电压Vz对充电时间的图。

[0008] 图1的充电控制器首先工作在恒定电流模式下，用于对开始时已经被放电的装置Z进行充电。在初始充电期间，在装置Z上的电压Vz比第二参考电压V_ref2低。因此，第二放大器A2输出高电平电压以便于第二晶体管Mv在这样的初始充电时间段期间(例如，在恒定电流模式期间)被截止。

[0009] 通过设计功率晶体管Mr和Mz的尺寸规格，镜像电流Ir的电平和充电电流Iz的电平可以被调整为相同的或者成一定比例。当电流Ir和Iz的电平被这样调整时，电压Vr对应于充电电流Iz的电平。第一放大器A1用于在恒定电流模式期间恒定(在图2A中的Ic)的充电电流Iz的电平的反馈控制。

[0010] 当装置Z上的充电电压Vz达到第二参考电压V_ref2的电平时，恒定电流模式结束并且恒定电压模式开始。如果那样的话，充电电流Iz如图2A所示缓慢地降低。在恒定电压模式下，与充电电流Iz对应的电压Vr低于第一参考电压V_ref1。因此，第一放大器A1输出高电平电压以便于第一控制晶体管Mc截止。

[0011] 第二放大器A2用于对在恒定电压模式期间处于恒定(在图2B中的Vc)的充电电压Vz进行反馈控制。也就是说，第二放大器A2控制第二晶体管Mv的导通和截止，使得充电电压Vz保持在第二参考电压V-ref2的电平上。当最后完成充电的时候，充电电流Iz被期望变为零，而充电电压Vz保持在第二参考电压V_ref2的电平上。

[0012] 功率晶体管Mz应该在装置Z的充电完成以后被完全截止。然而，下拉电流源I_down可以将控制节点Ng放电以便于在控制节点Ng上的电压可以降低以低于高压电源VDD上电平。如果那样的话，充电电流Iz可以从0开始增加，使得甚至在装置Z的充电完成以后充电电压Vz还持续升高。该升高的充电电压Vz可能损坏装置Z，使得充电不能够被安全地执行。

发明内容

[0013] 相应地，本发明在充电完成后，实质上确保零充电电流，以维持充电装置上的电压。

[0014] 按照本发明一个方面的充电控制器包括控制节点、上拉电流源、以及第一和第二反馈控制装置。该控制节点具有在其上生成的控制电压，用于控制流向被充电装置的第一电流和流向参考装置的第二电流。该上拉电流源提供充电电流给控制节点。该第一反馈控制装置通过过控制节点耦接在上拉电流源的电流路径中，用以在恒定电流模式期间将第二电流维持在恒定电流电平上。该第二反馈控制装置通过控制节点耦接在上拉电流源的电流路径中，用以在恒定电压模式期间将被充电装置的电压维持在恒定电压电平上。

[0015] 在本发明的示范实施例中，上拉电流源和第一和第二反馈控制装置串联耦接在高压电源和低压电源之间。例如，上拉电流源耦接在高压电源和控制节点之间，并且第一和第二反馈控制装置被串联连接在控制节点和低压电源之间。

[0016] 在本发明的又一实施例中，充电控制器还包括第一和第二功率晶体管。该第一功率晶体管耦接在高压电源和被充电装置之间，并且其栅极耦接到控制节点，以提供第一电流给被充电装置。该第二功率晶体管耦接在高压电源和参考装置之间，并且其栅极具有耦接到控制节点，以提供第二电流给参考装置。

[0017] 在本发明的又一实施例中，第一和第二反馈控制装置是串联耦接在控制节点和低压电源之间的第一和第二控制晶体管。在该情况中，第一放大器用于放大第一参考电压和参考装置上的电压之间的差异，该第一放大器的输出被施加到第一控制晶体管的栅极上。第二放大器用于放大第二参考电压和被充电装置上的电压之间的差异，该第二放大器的输出被施加到第二控制晶体管的栅极上。

[0018] 在本发明的又一实施例中，第一和第二控制晶体管的每一个是相应的PMOSFET(P沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)。可替换地，第一和第二控制晶体管的每一个是相应的NMOSFET(N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管)。

[0019] 在本发明的又一实施例中，所述充电控制器还包括两个附加的控制晶体管，其串联耦接在控制节点和低压电源之间，并对称地耦接到第一和第二控制晶体管的栅极。

[0020] 在本发明的又一实施例中，所述充电控制器还包括第三反馈控制装置，其通过控制节点耦接在上拉电流源的电流路径中，用以限制被充电装置上的温度。例如，第一、第二、和第三反馈控制装置是串连耦接在控制节点和低压电源之间的第一、第二、和第三控制晶体管，并且上拉电流源耦接在高压电源和控制节点之间。在该情况中，所述充电控制器还包括第三放大器，用于放大第三参考电压与来自温度传感器的、用于指示被充电装置上的温度的电压之间的差异，该第三放大器的输出被施加到第三控制晶体管的栅极上。

[0021] 在本发明的又一实施例中，所述充电控制器还包括由三个附加的控制晶体管构成的第一串联，其耦接在控制节点和低压电源之间；并包括由三个附加控制晶体管构成的第二串联，其耦接在控制节点和低压电源之间。由附加控制晶体管构成的第一和第二串联对称地耦接到第一、第二、和第三控制晶体管的栅极。

[0022] 在本发明的又一实施例中，被充电装置是电池，而参考装置是电阻器。

[0023] 根据本发明又一方面的充电控制器包括控制节点、第一和第二放大器、以及第一和第二传输晶体管。该控制节点具有在其上生成的控制电压，用于控制流向被充电装置的第一电流和流向参考装置的第二电流。该第一放大器用于放大第一参考电压和参考装置上的电压之间的差异。该第二放大器用于放大第二参考电压和被充电装置上的电压之间的差异。该第一传输晶体管响应于第二放大器的输出而将第一放大器的输出传输到控制节点。该第二传输晶体管响应于第一放大器的输出而将第二放大器的输出传输到控制节点。

[0024] 例如，第一传输晶体管是其栅极耦接到第二放大器的输出的场效应晶体管，其中第二放大器导通第一传输晶体管从而在恒定电流模式期间将第二电流维持在恒定电流电平上。此外，第二传输晶体管也是其栅极耦接到第一放大器的输出的场效应晶体管，其中第一放大器导通第二传输晶体管从而在恒定电压模式期间将被充电装置的电压维持在恒定电压电平上。

[0025] 在本发明的又一实施例中，所述充电控制器包括第一二极管连接(diode-connected)场效应晶体管，耦接在第一放大器的输出和控制节点之间；并且包括第二二极管连接场效应晶体管，耦接在第二放大器的输出和控制节点之间。

[0026] 在本发明的又一实施例中，所述充电控制器还包括第三放大器，用于放大在第三参考电压与来自温度传感器的、用于指示被充电装置上的温度的电压之间的差异。此外，第三和第四传输晶体管串联耦接在第三放大器的输出和控制节点之间。该第三和第四传输晶体管响应于第一和第二放大器的输出，而传输第三放大器的输出给控制节点。

[0027] 此外，第五传输晶体管在第一放大器的输出和控制节点之间、与第一传输晶体管串联耦接。第一和第五传输晶体管响应于第二和第三放大器的输出，而传输第一放大器的输出给控制节点。此外，第六传输晶体管在第二放大器的输出和控制节点之间、与第二传输晶体管串联耦接。第二和第六传输晶体管响应于第一和第三放大器的输出，而传输第二放大器的输出给控制节点。

[0028] 通过这种方式，由于下拉电流源没有被耦接到控制节点，在恒定电压模式期间，基本上将流向被充电设备的充电电流维持为0。因此，在充电设备完全充电之后，被充电设备上的电压没有增加，从而阻止了对被充电设备的损害。

附图说明

[0029] 根据结合附图对本发明示范性实施例的详细描述，本发明前面的和其它的特征和优势将变得更加明确，其中：

[0030] 图1是传统充电控制器的电路图；

[0031] 图2A是充电电流对充电时间的图，并且图2B是充电电压对充电时间的图，用于图示在图1的充电控制器中的恒定电流模式和恒定电压模式；

[0032] 图3A、3B和3C是按照本发明实施例、采用上拉电流源的充电控制器的电路图；

[0033] 图4A、4B和4C是按照本发明的其他实施例、具有对称连接的控制晶体管的充电控制器的电路图；

[0034] 图5A、5B和6是按照本发明的其他实施例、不采用通向控制节点的上拉和下拉电流源的充电控制器的电路图。

[0035] 这里所引用的图是为了解释清晰而绘制的，并不一定是按比例绘制。在图1、2A、2B、3A、3B、3C、4A、4B、4C、5A、5B和6中相同的附图标记指示具有类似结构和/或者功能的元件。

具体实施方式

[0036] 图3A、3B和3C示出了分别图示按照本发明实施例的各个充电控制器的电路图。图3A、3B和3C的充电控制器的每一个包括第一和第二功率晶体管Mz和Mr、将要被充电的装置Z(例如电池)、作为示范性参考装置的可编程电阻器r、上拉电流源I_up、第一放大器A1、第二放大器A2、第一控制晶体管Mc、和第二控制晶体管Mv。所述第一和第二控制晶体管Mc和Mv是示范性的反馈控制装置。

[0037] 在本发明的一个实施例中，功率晶体管Mr和Mz由PMOSFET(P沟道金属氧化物场效应晶体管)所实现。然而，本发明也可以由采用NMOSFET(N沟道金属氧化物场效应晶体管)所实现的功率晶体管Mr和Mz来实施。

[0038] 第一和第二功率晶体管Mz和Mr的源极耦接到高压电源VDD。第一功率晶体管Mz的漏极耦接到被充电装置Z，以及第二功率晶体管Mr的漏极被耦接到电阻器r。第一和第二功率晶体管Mz和Mr的栅极耦接到控制节点Ng。第一功率晶体管Mz提供充电电流Iz给装置Z，而第二功率晶体管Mr提供参考电流(例如，镜像电流)Ir给电阻器r。在控制节点Ng上所产生的控制电压决定电流Iz和Ir的每一个的各个电平。

[0039] 上拉电流源I_up耦接在高压电源VDD和控制节点Ng之间从而提供充电电流给控制节点Ng。因此，来自上拉电流源I_up的电流从高压电源VDD流到控制节点Ng。

[0040] 在图3A的实施例中第一和第二控制晶体管Mc和Mv由PMOSFET(P沟道金属氧化物场效应晶体管)所实现。第一控制晶体管Mc的漏极耦接到低压电源VSS，它可以是接地节点。第一控制晶体管Mc的源极耦接到第二控制晶体管Mv的漏极，其中晶体管Mv的源极耦接到控制节点Ng。

[0041] 因此，第一和第二控制晶体管Mv和Mc被串连耦接在控制节点Ng和低压电源VSS之间的上拉电流源I_up的电流路径上。因此，当第一和第二控制晶体管Mv和Mc中的任一个截止时，控制节点Ng被充电至高压电源VDD的电压，使得功率晶体管Mz和Mr被完全截止以便于阻止装置Z上的电压Vz在装置Z被充分充电以后增加。

[0042] 可替换地，当第一和第二控制晶体管Mv和Mc二者都被导通时，低压电源VSS的电压被施加到控制节点Ng上。通常，可以在控制节点Ng上产生从低压电源VSS的电压到高压电源VDD的电压的电压范围。

[0043] 第一放大器A1放大在第一参考电压V_ref1和电阻器r上的电压Vr之间的差异，并且其输出被施加到第一控制晶体管Mc的栅极上。第二放大器A2对在第二参考电压V_ref2和被充电装置Z上的电压Vz之间的差异进行放大，并且其输出被施加到第二控制晶体管Mv的栅极。

[0044] 类似于图2A和2B所示，图3A、3B和3C的充电控制器根据初始恒定电流模式、随后的恒定电压模式而工作。最初在恒定电流模式中，在装置Z上的充电电压Vz比第二参考电压V_ref2低，使得第二控制晶体管Mv被导通。在那种情况下，第一放大器A1提供第一控制晶体管Mc的反馈控制，使得流经电阻器r的参考电流Ir被保持在恒定电流电平上，并且使得恒定电平的充电电流Iz流经装置Z。在恒定电流模式期间的恒定电流电平Ir由参考电压V-ref1所决定。

[0045] 也就是说，在恒定电流模式中，在电阻器r上的、指示充电电流Iz的电平的电压Vr被反馈控制，使得电压Vr被保持在第一参考电压V-ref1上。当电压Vr降低至第一参考电压V_ref1之下时，控制节点Ng上的电压被降低以便于升高参考电流Ir和充电电流Iz。可替换地，当电压Vr增加超过第一参考电压V-ref1时，控制节点Ng的电压被升高以便于降低参考电流Ir和充电电流Iz。随着这样的反馈控制，用于对装置Z充电的充电电流Iz在恒定电流模式期间被保持在基本上恒定的电平上。

[0046] 一旦装置Z上的电压Vz到达第二参考电压V_ref2，则进入恒定电压模式。在恒定电压模式下，充电电流Iz和参考电流Ir缓慢降低，并且电阻器r上的电压Vr变得比第一参考电压V_ref1低。在那种情况下，第一控制晶体管Mc被导通。

[0047] 当充电电压Vz到达第二参考电压V-ref2的电平时，第二放大器A2提供第二控制晶体管Mv的反馈控制以便于将充电电压Vz维持在第二参考电压V_ref2上。当充电电压Vz降低到低于第二参考电压V_ref2时，在控制节点Ng上的电压被降低，以升高参考电流Ir和充电电流Iz。可替换地，当充电电压Vz被升高到高于第二参考电压V_ref2时，在控制节点Ng上的电压被升高，以降低参考电流Ir和充电电流Iz。利用这样的反馈控制，充电电压Vz在恒定电压模式期间基本上被保持在第二参考电压V_ref2上。

[0048] 在图3A中，由于第一和第二控制晶体管Mc和Mv是PMOSFET，在电阻器r上的电压Vr被输入到第一放大器A1上的正极端子+上，而第一参考电压V_ref1被输入到第一放大器上的负极端子-上。类似于图3A中，充电电压Vz被输入到第二放大器A2的正极端子+中，而第二参考电压V_ref2被输入到第二放大器A2的负极端子-中。

[0049] 图3B的充电控制器与图3A的充电控制器类似地工作。然而在图3B中，第一和第二控制晶体管Mc和Mv是NMOSFET(N沟道金属氧化物场效应晶体管)。在该情况下，控制晶体管Mc和Mv在控制节点Ng和低压电源VSS之间串连耦接，第一控制晶体管Mc的源极耦接到低压电源VSS并且第二控制晶体管Mv的漏极耦接到控制节点Ng。

[0050] 此外在图3B中，第一参考电压V_ref1被输入到第一放大器A1的正极端子+，并且在电阻器r上的电压Vr被输入到第一放大器A1的负极端子-上。类似地，第二参考电压V_ref2被输入到第二放大器A2的正极端子+上，并且装置Z上的充电电压Vz被输入到第二放大器A2的负极端子-中。

[0051] 图3C的充电控制器也和图3A的充电控制器类似地工作。然而，图3C的充电控制器还包括温度传感器SENSOR、第三放大器A3、和第三控制晶体管Ms。温度传感器SENSOR输出指示装置Z的内部温度的装置温度电压Vt。第三放大器A3放大在第三参考电压V_ref3和装置温度电压Vt之间的差异。第三放大器A3的输出被施加到第三控制晶体管Ms的栅极上。

[0052] 第一、第二和第三控制晶体管Mc、Mv和Ms在控制节点Ng和低压电源VSS之间串连耦接。如果装置温度电压Vt变得高于第三参考电压V_ref3，则第三控制晶体管Ms被截止，使得控制节点Ng被充电至高压电源VDD的电压，以截止功率晶体管Mr和Mz。

[0053] 一般地，第三放大器A3控制第三控制晶体管Ms，使得装置Z的内部温度不会增加超过对应于第三参考电压V_ref3的参考温度。换言之，当装置温度电压Vt增加超过第三参考电压V_ref3，第三放大器A3使第三控制晶体管Ms截止以降低充电电流Iz，使得图3C的充电控制器工作在过热保护模式下。

[0054] 图4A、4B和4C是按照本发明的其它实施例、具有对称连接的控制晶体管的充电控制器的电路图。图4A、4B和4C的充电控制器分别与图3A、3B和3C的充电控制器类似地工作。

[0055] 然而，参照图3A和4A，除了原有的控制PMOSFET Mc1和Mv1(类似于图3A中的Mc和Mv)之外，图4A的充电控制器还包括由两个附加控制PMOSFET Mc2和Mv2构成的串联。这些附加的PMOSFET Mc2和Mv2串连耦接在控制节点Ng和低压电源VSS之间。因此，控制晶体管Mv2的漏极被耦接到低压电源VSS，而控制晶体管Mv2的源极被耦接到控制晶体管Mc2的漏极，控制晶体管Mc2的源极耦接到控制节点Ng。

[0056] 此外，增加的控制晶体管Mv2和Mc2的栅极与原有的控制晶体管Mc1和Mv1的栅极对称耦接。因此，控制晶体管Mv2的栅极被耦接到控制晶体管Mv1的栅极，并且控制晶体管Mc2的栅极被耦接到控制晶体管Mc1的栅极。

[0057] 类似地，参照图3B和4B，除了原有的控制NMOSFET Mc1和Mv1(类似于图3B中的Mc和Mv)之外，图4B的充电控制器还包括由两个附加控制NMOSFET Mc2和Mv2构成的串联。这些增加的控制NMOSFET Mc2和Mv2在控制节点Ng和低压电源VSS之间对称地耦接。

[0058] 此外，参照图3C和4C，除了原有的控制NMOSFET Mv1、Mc1和Mv1(类似于图3B中的Mv、Mc和Mv)之外，图4C的充电控制器还包括由三个附加的控制PMOSFET Ms2、Mv2和Mc2所构成的第一串联(series)以及由三个附加的控制PMOSFET Mc3、Ms3和Mv3所构成的第二串联。

[0059] 三个附加的控制PMOSFET Ms2、Mv2和Mc2所构成的第一串联在控制节点Ng和低压电源VSS之间串联耦接。因此，Mc2的漏极被连接到低压电源VSS，Mc2的源极被耦接到Mv2的漏极，Mv2的源极耦接到Ms2的漏极。Ms2的源极被耦接到控制节点Ng。

[0060] 三个附加的控制PMOSFET Mc3、Ms3和Mv3所构成的第二串联被串联耦接在控制节点Ng和低压电源VSS之间。因此，Mv3的漏极被连接到低压电源VSS，而Mv3的源极被耦接到Ms3的漏极，Ms3的源极耦接到Mc3的漏极。Mc3的源极耦接到控制节点Ng。

[0061] 附加的控制晶体管Ms2、Mv2、Mc2、Mc3、Ms3和Mv3的栅极与原有控制晶体管Mv1、Mc1、和Ms1的栅极对称耦接。因此，控制晶体管Mc1、Mc2和Mc3的栅极被一起耦接到第一放大器A1的输出。控制晶体管Mv1、Mv2和Mv3的栅极被一起耦接到第二放大器A2的输出。控制晶体管Ms1、Ms2和Ms3的栅极被一起耦接到第三放大器A3的输出。

[0062] 在图3A、3B和3C中，控制晶体管Mc、Mv和Ms没有对称配置，使得由放大器A1、A2和A3所形成的反馈环的属性可能是不同的。相反，在图4A、4B和4C中，控制晶体管Mc1、Mc2、Mc3、Mv1、Mv2、Mv3、Ms1、Ms2和/或Ms3的各个集合对称地配备有匹配的负载，使得由放大器A1、A2和A3形成的反馈环的属性更加一致。

[0063] 图5A、5B和6是按照本发明的其它实施例的充电控制器的电路图，该控制器没有使用到控制节点Ng的上拉和下拉电流源。图5A的充电控制器包括第一和第二功率晶体管Mz和Mr、将要被充电的装置Z、可编程电阻器r、第一放大器A1、第二放大器A2、第一传输晶体管M1、和第二传输晶体管M2。

[0064] 第一和第二功率晶体管Mz和Mr的源极被耦接至高压电源VDD。第一功率晶体管Mz的漏极耦接到被充电装置Z，而第二功率晶体管Mr的漏极耦接到电阻器r。第一和第二功率晶体管Mz和Mr的栅极被耦接到控制节点Ng。

[0065] 第一功率晶体管Mz提供充电电流Iz给耦接在第一功率晶体管Mz和可以为接地节点的低压电源VSS之间的装置Z。第二功率晶体管Mr提供参考电流，也是镜像电流Ir，到耦接在第二功率晶体管Mr和低压电源VSS之间的电阻器r。

[0066] 第一放大器A1放大第一参考电压V_ref1和电阻器r上的电压Vr之间的第一差异。电压Vr与流向装置Z的充电电流Iz相对应。第一放大器A1的输出被施加到第二传输晶体管M2的栅极，该第二传输晶体管M2被耦接在第二放大器A2和控制节点Ng之间。

[0067] 第二放大器A2放大第二参考电压V_ref2和装置Z上的充电电压Vz之间的差异。第二放大器A2的输出被施加到第一传输晶体管M1的栅极(即控制端)，该第一传输晶体管M1被耦接在第一放大器A1的输出和控制节点Ng之间。因此，响应于第二放大器A2的输出，第一传输晶体管M1传输第一放大器A1的输出到控制节点Ng。响应于第一放大器A1的输出，第二传输晶体管M2传输第二放大器A2的输出到控制节点Ng。

[0068] 最初在恒定电流模式下，因为充电电压Vz仍然没有达到第二参考电压V-ref2的电平，所以第一传输晶体管M1被导通。在该情况中，第一放大器A1的输出经由第一传输晶体管M而被传输到控制节点Ng，以在恒定电流模式期间将充电电流Iz反馈维持在由第一参考电压V_ref1所确定的恒定电流电平上。

[0069] 在恒定电压模式下，充电电流Iz缓慢降低，因此对应于充电电流Iz的电压Vr降低到比第一参考电压V_ref1低。相应地，第二传输晶体管M2导通。在该情况中，第二放大器A2的输出通过第二传输晶体管M2而传输到控制节点Ng。第二放大器A2提供反馈控制以在恒定模式期间将充电电压Vz维持在第二参考电压V_ref2上。

[0070] 图5B的充电控制器类似于图5A的充电控制器而工作。然而，图5B的充电控制器还包括第一二极管连接晶体管Md1和第二二极管连接晶体管Md2。第一二极管连接晶体管Md1是PMOSFET，它的漏极和栅极被一起连接到第一放大器A1的输出并且它的源极被耦接到控制节点Ng。第二二极管连接晶体管Md2是PMOSFET，它的漏极和栅极被一起连接到第二放大器A2的输出并且它的源极被耦接到控制节点Ng。

[0071] 二极管连接晶体管Md1和Md2分别形成跨越传输晶体管M1和M2中每一个的各个电阻，从而在第一和第二放大器A1和A2的输出相同时改善充电控制器的工作。也就是说，当第一和第二放大器A1和A2的输出相同的时候，第一和第二传输晶体管M1和M2的导通和截止可能是难以预测的。相应地，如果那样的话，在控制节点Ng上的电压是难以控制的。利用来自附加的二极管连接晶体管Md1和Md2的、跨越每个传输晶体管M1和M2的各个电阻，即使在第一和第二放大器A1和A2的输出相似时，也可能更加易于预测和控制控制节点Ng。

[0072] 图6是根据本发明另一实施例的充电控制器的电路图，该充电控制器不采用上拉和下拉电流源。图6的充电控制器类似于图5A的控制器而工作，在图5A和6中具有相同附图标记的元件指的是具有相似结构和/或功能的元件。

[0073] 然而，图6的充电控制器还包括温度传感器SENSOR、第三放大器A3、第一传输晶体管M11、第二传输晶体管M21、第三传输晶体管M31、第四传输晶体管M32、第五传输晶体管M12、和第六传输晶体管M22。所述SENSOR产生指示装置Z的内部温度的装置温度电压Vt。第三放大器A3放大在第三参考电压V_ref3和装置温度电压Vt之间的差异。第三和第四传输晶体管M31和M32被导通以将第三放大器A3的输出耦接到控制节点Ng，从而在过热保护模式期间限制装置Z上的电压Vz。

[0074] 第一传输晶体管M11和第五传输晶体管M12串联耦接在第一放大器A1的输出和控制节点Ng之间。第一传输晶体管M11的栅极耦接到第三放大器A3的输出，第五传输晶体管M12的栅极耦接到第二放大器A2的输出。

[0075] 因此，第一和第五传输晶体管M11和M12响应于第二和第三放大器A2和A3的输出而导通或者截止。在恒定电流模式下，经由通过第二和第三放大器A2和A3的输出导通的第一和第五传输晶体管M11和M12，而将第一放大器A1的输出传输到控制节点Ng。在控制节点Ng上的电压经由第一放大器A1而被反馈控制，以便于在恒定电流模式期间将充电电流Iz维持在由第一参考电压V_ref1决定的恒定电流电平上。

[0076] 第二和第六传输晶体管M21和M22串联耦接在第二放大器A2的输出和控制节点Ng之间。第二传输晶体管M21的栅极被耦接到第一放大器A1的输出，并且第六传输晶体管M22的栅极被耦接到第三放大器A3的输出。

[0077] 因此，第二和第六传输晶体管M21和M22响应于第一和第三放大器A1和A3的输出而被导通或者截止。在恒定电压模式下，经由通过第一和第三放大器A1和A3的输出导通的第二和第六传输晶体管M21和M22，而将第二放大器A2的输出传输到控制节点Ng。在控制节点Ng上的电压经由第二放大器A2而被反馈控制，以便于在恒定电压模式期间将装置Z上的电压Vz维持在第二参考电压V_ref2的电平上。

[0078] 第三和第四传输晶体管M31和M32串联耦接在第三放大器A3的输出和控制节点Ng之间。第三传输晶体管M31的栅极耦接到第二放大器A2的输出，并且第四传输晶体管M32的栅极耦接到第一放大器A1的输出。

[0079] 因此，第三和第四传输晶体管M31和M32响应于第一和第二放大器A1和A2的输出而被导通或者截止。在过热保护模式下，经由通过第一和第二放大器A1和A2的输出导通的第三和第四传输晶体管M31和M32，而将第三放大器A3的输出传输到控制节点Ng。在控制节点Ng上的电压经由第三放大器A3被反馈控制，以便于在过热保护模式期间将装置Z上的温度维持在由第三参考电压V_ref3表示的电平之下。

[0080] 通过这种方式，没有使用耦接到控制节点Ng的下拉电流源。因此，控制节点Ng没有被放电至低电压，使得功率晶体管Mz和Mr在装置Z的充电完成以后没有被不期望地导通。因此，装置Z上的电压Vz没有被不期望地升高，从而可防止对装置Z的损害。

[0081] 虽然已经参照本发明的师范实施例而具体示出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离由随后的权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种变化。

[0082] 例如，这里所描述和解释的任何类型和数目的元件仅仅是示例而已。本发明仅限于在随后的权利要求和它的等同物中所限定的。