防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置

摘要

本发明提供一种防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置，所述充电电路包括由恒流充电环路或恒压充电环路组成的BUCK环路，所述恒压充电环路包括第一电压比较器，当该第一电压比较器输出为低时，恒压充电环路工作，所述恒压充电环路设置有缓启动装置；所述恒流充电环路包括第二电压比较器，当该第二电压比较器输出为低时，恒流充电环路工作；所述第二电压比较器的使能信号为高电平的时刻相对于所述第一电压比较器的使能信号为高电平的时刻延迟预定时间间隔。本发明能够有效防止恒流启动时的电流过冲问题的同时减小芯片的面积。

权利要求

1.一种防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置，所述充电电路包括由恒流充电环路和恒压充电环路组成的BUCK环路，所述恒压充电环路包括第一电压比较器，当该第一电压比较器输出为低时，恒压充电环路工作，所述恒压充电环路设置有缓启动装置；所述恒流充电环路包括第二电压比较器，当该第二电压比较器输出为低时，恒流充电环路工作；其特征在于，所述第二电压比较器的使能信号为高电平的时刻相对于所述第一电压比较器的使能信号为高电平的时刻延迟预定时间间隔。

2.根据权利要求1所述的防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置，其特征在于，所述第一电压比较器的使能信号为高电平时，第一电压比较器工作；所述第二电压比较器的使能信号为高电平时，第二电压比较器工作。

3.根据权利要求2所述的防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置，其特征在于，所述预定时间间隔为2ms。

4.根据权利要求3所述的防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置，其特征在于，所述第一电压比较器的正相输入端为参考电压，反相输入端为电池分压，输出端连接第一MOS管的栅极，第一MOS管的源极接地，漏极连接PWM控制器；

所述第二电压比较器的正相输入端为参考电压，反相输入端为电池采样电流流经电阻的电压，输出端连接第二MOS管的栅极，第二MOS管的源极接地，漏极连接PWM控制器。

说明书

防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置。

背景技术

[0002] 现代电子产品日趋便携化、智能化，因此也对它们的供电电池提出了轻便、高效的要求。充电电池是充电次数有限的可充电的电池，具有经济和环保等优点。电子设备通常设置有充电电路，用来管理适配器和充电电池之间的充电。

[0003] 充电器充电时，当充电电池的电压比较低小于4.2V时，系统工作在恒流充电阶段，此时恒流充电环路(CC loop)工作；当充电电池电压接近4.2V时，系统工作在恒压充电阶段，此时恒压充电环路(CV loop)工作，当电池开始充电时电池电压如果小于4.2V，则恒流充电环路工作，充电器以恒流充电模式开始充电。CC loop工作时，CC loop中相应的CC_EA的输出为低，而此时CV loop和AICL loop对应的CV_EA和AICL_EA的输出为高电平。

[0004] CV loop是一个常规的Buck环路，为了防止CV环路启动输出有过冲，一般CV loop会做缓启动。在CV_EA和CC_EA的使能信号同步的情况下，在恒流启动时，由于CC loop建立过程中，环路响应需要时间，从而使得CC loop的EA输出很容易被充电到过冲，从而导致启动电流过冲。现有的针对恒流环路启动时的过冲问题，主要是对恒流环路做缓启动，对相应的CC_EA的基准做缓启动或对相应的CC_EA的输出做缓启动。

[0005] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：对恒流环路做缓启动需要增加一个大电容，从而浪费芯片面积。

发明内容

[0006] 本发明提供的一种防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置，能够有效防止恒流启动时的电流过冲问题的同时减小芯片的面积。

[0007] 第一方面，本发明提供一种防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置，所述充电电路包括由恒流充电环路或恒压充电环路组成的BUCK环路，所述恒压充电环路包括第一电压比较器，当该第一电压比较器输出为低时，恒压充电环路工作，所述恒压充电环路设置有缓启动装置；所述恒流充电环路包括第二电压比较器，当该第二电压比较器输出为低时，恒流充电环路工作；其特征在于，所述第二电压比较器的使能信号为高电平的时刻相对于所述第一电压比较器的使能信号为高电平的时刻延迟预定时间间隔。

[0008] 可选地，所述第一电压比较器的使能信号为高电平时，第一电压比较器工作；所述第二电压比较器的使能信号为高电平时，第二电压比较器工作。

[0009] 可选地，所述预定时间间隔为2ms。

[0010] 可选地，所述第一电压比较器的正相输入端为参考电压，反相输入端为电池分压，输出端连接第一MOS管的栅极，第一MOS管的源极接地，漏极连接PWM控制器；

[0011] 所述第二电压比较器的正相输入端为参考电压，反相输入端为电池采样电流流经电阻的电压，输出端连接第二MOS管的栅极，第二MOS管的源极接地，漏极连接PWM控制器。

[0012] 本发明实施例提供的防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置，对于恒流充电环路及恒压充电环路中的电压比较器的使能信号进行处理，使得恒流充电环路中电压比较器的使能信号的高电平相对于恒压充电环路中的电压比较器的使能信号的高电平延迟预定时间间隔，通过恒压充电环路的启动带动其他环路的启动，由于恒压充电环路设置有缓启动，因而不会产生过冲，等到环路响应过来时再启动恒流充电环路，恒流充电环路的EA输出没有过冲，因而避免了恒流启动时的电流过冲。

附图说明

[0013] 图1为本发明一实施例防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置中的充电电路结构示意图；

[0014] 图2为本发明一实施例提供的防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置中的恒流充电环路、恒压充电环路及AICL环路的部分电路图

[0015] 图3为本发明一实施例防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置中的CC_EA及CV_EA的使能信号的时序逻辑示意图；

[0016] 图4为使能信号EN、EN1同步的波形图；

[0017] 图5为使能信号EN1相对应使能信号EN延迟2ms的波形图。

具体实施方式

[0018] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0019] 本发明提供一种防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置，所述充电电路包括由恒流充电环路或恒压充电环路组成的BUCK环路，所述恒压充电环路包括第一电压比较器，当该第一电压比较器输出为低时，恒压充电环路工作，所述恒压充电环路设置有缓启动装置；所述恒流充电环路包括第二电压比较器，当该第二电压比较器输出为低时，恒流充电环路工作；所述第二电压比较器的使能信号为高电平的时刻相对于所述第一电压比较器的使能信号为高电平的时刻延迟预定时间间隔。

[0020] 本发明实施例提供的防止终端充电电路恒流启动时过冲的装置，对于恒流充电环路及恒压充电环路中的电压比较器的使能信号进行处理，使得恒流充电环路中电压比较器的使能信号的高电平相对于恒压充电环路中的电压比较器的使能信号的高电平延迟预定时间间隔，通过恒压充电环路的启动带动其他环路的启动，由于恒压充电环路设置有缓启动，因而不会产生过冲，等到环路响应过来时再启动恒流充电环路，恒流充电环路的EA输出没有过冲，因而避免了恒流启动时的电流过冲。

[0021] 可选地，所述第一电压比较器的使能信号为高电平时，第一电压比较器工作；所述第二电压比较器的使能信号为高电平时，第二电压比较器工作。

[0022] 可选地，所述预定时间间隔为2ms。

[0023] 可选地，所述第一电压比较器的正相输入端为参考电压，反相输入端为电池分压，输出端连接第一MOS管的栅极，第一MOS管的源极接地，漏极连接PWM控制器；

[0024] 所述第二电压比较器的正相输入端为参考电压，反相输入端为电池采样电流流经电阻的电压，输出端连接第二MOS管的栅极，第二MOS管的源极接地，漏极连接PWM控制器。

[0025] 具体地，终端的充电电路如图1所示，所述充电电路包括充电端VBUS、第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第三NMOS管Q3、第四NMOS管Q4、PWM控制器、环路单元、电感及电容，所述充电端VBUS连接第一NMOS管Q1的漏极，第一NMOS管Q1的栅极连接电荷泵，第一NMOS管Q1的源极连接第二NMOS管Q2的漏极，第二NMOS管Q2的源极连接电感的一端及第三NMOS管Q3的漏极，电感的另一端连接电容的一端及第四NMOS管Q4的漏极，电容的另一端接地；第三NMOS管Q3的源极接地；第二NMOS管Q2的栅极及第三NMOS管Q3的栅极连接PWM控制器，第四NMOS管Q4的源极连接充电电池，第四NMOS管Q4的栅极连接环路单元，环路单元同时还连接充电电池及PWM控制器，所述环路单元包括恒流充电环路、恒压充电环路及AICL环路，同一时间只有一个环路工作。在该充电电路中，从VBUS经过Q1、Q2、Q3、Q4到CHGOUT是一个BUCK环路，该系统工作在BUCK模式下给充电电池Battery充电，充电电路包括由恒流充电环路或恒压充电环路组成的BUCK环路。该系统会经历CC Loop(恒流充电)到CV LOOP(恒压充电)，最终充电结束稳定在CV loop，得到最终需要的充电电压。在BUCK模式下如果充电电流比较大，则AICL环路工作，通过AICL环路去降低输入端的充电电流。图2为CC loop、CV loop、AICL loop的部分电路，同一时间只有其中一个环路工作，当某个环路工作时，相对应的EA输出为低，其他的EA输出为高，对应的环路关闭。CV loop包括第一电压比较器，当该第一电压比较器输出为低时，恒压充电环路工作，CV loop设置有缓启动装置；CC loop包括第二电压比较器，当该第二电压比较器输出为低时，CC loop工作。所述第一电压比较器的正相输入端为参考电压，反相输入端为电池分压，输出端连接第一MOS管的栅极，第一MOS管的源极接地，漏极连接PWM控制器；所述第二电压比较器的正相输入端为参考电压，反相输入端为电池采样电流流经电阻的电压，输出端连接第二MOS管的栅极，第二MOS管的源极接地，漏极连接PWM控制器。如果CCloop没有设置缓启动装置，第二电压比较器与第一电压比较器的使能信号的高电平保存一致的情况下，在电路启动的过程中，CC loop的EA输出很容易被充电到过冲，从而导致了启动电流过冲。

[0026] 本发明通过优化逻辑时序控制消除恒流启动中的电流过冲，如图3所示，对CV_EA和CC_EA的使能信号EN、EN1分别做处理，等CV_EA的使能信号输出为高电平持续2ms后，CC_EA的使能信号再输出为高电平，通过CV loop的启动带动其他环路启动，等环路响应过来时，再使得CC_EA的使能信号输出为高，这样启动时CC_EA的输出没有过冲，因而也不会导致启动电流过冲。图4为使能信号EN、EN1同步的波形图，在使能信号EN、EN1同步的情况下，电流存在一个大的脉冲电流信号，存在电流过冲。图5为使能信号EN1相对应使能信号EN延迟2ms的波形图，电流在CV loop启动后没有大的脉冲电流，从而不存在电流过冲。

[0027] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。