本发明提供一种宽范围高精度线性充电电流控制电路及方法，所述控制电路包括：主功率管Power FET、采样功率管Sense FET、电池模块、电流检测放大器CSA、电流误差放大器EA_CC、电压误差放大器EA_CV、驱动器Driver、EOC控制模块、采样比控制模块、EOC比较器、计数器、充电控制逻辑模块、微控制单元MCU、编码器Decoder和数模转换器DAC。本发明能够实现对充电电流及充满电压的精准控制。
1.一种宽范围高精度线性充电电流控制方法，其特征在于，所述控制方法采用宽范围高精度线性充电电流控制电路实现；所述控制电路包括：主功率管Power FET、采样功率管Sense FET、电池模块、电流检测放大器CSA、电流误差放大器EA_CC、电压误差放大器EA_CV、驱动器Driver、EOC控制模块、采样比控制模块、EOC比较器、计数器、充电控制逻辑模块、微控制单元MCU、编码器Decoder和数模转换器DAC；
主功率管Power FET的源极和采样功率管Sense FET的漏极连接供电电压端Vsys；主功率管Power FET的漏极连接电池模块和电流检测放大器CSA的负输入端；采样功率管Sense FET的源极连接电流检测放大器CSA的正输入端；电流检测放大器CSA的输出端连接电流误差放大器EA_CC的正输入端、EOC比较器的负输入端和EOC控制模块；
微控制单元MCU连接编码器Decoder和EOC控制模块；主功率管Power FET的漏极与电池模块之间的连接点vbat连接EOC控制模块；编码器Decoder连接数模转换器DAC的输入端和采样比控制模块；数模转换器DAC的输出端连接EOC比较器的正输入端和电流误差放大器EA_CC的负输入端；电压误差放大器EA_CV的负输入端用于设定恒压充电阶段的设定电压VREF_CV；EOC控制模块还连接充电控制逻辑模块、采样比控制模块和EOC比较器的控制端；
EOC比较器的输出端经计数器连接充电控制逻辑模块；电压误差放大器EA_CV的正输入端连接电池模块的分压电阻点；电压误差放大器EA_CV的控制端连接电流误差放大器EA_CC的控制端；
恒流充电阶段：采样功率管Sense FET对主功率管Power FET进行电流采样得到采样电流Isen；采样电流Isen输入电流检测放大器CSA转换成等比例的电压输出，电流检测放大器CSA的输出电压记为CSA_OUT；电压CSA_OUT输入电流误差放大器EA_CC，同时MCU经编码器Decoder控制数模转换器DAC输出恒流充电阶段的设定电压VREF_CC至电流误差放大器EA_CC；电流误差放大器EA_CC通过比较电压CSA_OUT与设定电压VREF_CC后输出控制信号至驱动器driver来调整主功率管Power FET的充电电流Ichg，从而将充电电流Ichg稳定在设定值上；
恒压充电阶段：连接点vbat处的充电电压通过电池模块中的电阻分压网络产生电压VFB并输入电压误差放大器EA_CV；VREF_CV输入电压误差放大器EA_CV的负输入端，用于恒压充电阶段设定充满电压；电压误差放大器EA_CV通过比较电压VFB与设定电压VREF_CV后输出控制信号至驱动器driver来调整主功率管Power FET的充电电流Ichg，从而将充电电压稳定在设定值上；
充电截止控制：电压CSA_OUT输入EOC比较器和EOC控制模块，当进入恒压充电阶段，充电电流Ichg开始减小，当充电电流Ichg减小到充电截止电流时，EOC控制模块产生EOC比较器激活信号使EOC比较器工作；当EOC比较器判断电压CSA_OUT小于充电截止电压VREF_TR时输出控制信号，并经过计数器延迟后进入充电控制逻辑模块产生充电截止信号来使得宽范围高精度线性充电电流控制电路停止为电池模块充电，电池模块中电池充满；同时，EOC控制模块根据微控制单元MCU设置的充电电流Ichg产生控制信号进入采样比控制模块，通过采样比控制模块控制有效参与工作的采样功率管Sense FET的个数，实现主功率管Power FET在大、中、小三个工作区对应不同数量的采样功率管Sense FET工作；
充电电流大区：充电电流范围为1024mA 128mA，对应的功率管采样比为1024:1；
充电电流中区：充电电流范围为128mA 16mA，对应的功率管采样比为128:1；
充电电流小区：充电电流范围为16mA 1mA，对应的功率管采样比为16:1；
大区工作阶段：当微控制单元MCU设置充电电流Ichg=1023mA，根据充电电流范围划分此时工作区属于大区，微控制单元MCU输出信号MCU_DAC<9:0>经编码器Decoder将对应的编码DAC<9:0>直接赋值给数模转换器DAC，既数模转换器DAC输入的编码DAC<9:0>=
1111111111，此时数模转换器DAC的输出电压为999mV；当微控制单元MCU需要将充电电流调整到1022mA时，对应的编码DAC<9:0>=1111111110，数模转换器DAC输出998mV，充电电流Ichg向小调节一个步长1mA，依次类推实现在充电电流大区工作；
大区切换至中区：随微控制单元MCU设置充电电流Ichg=128mA，微控制单元MCU输出信号MCU_DAC<9:0>=0010000000，对应数模转换器DAC的输出电压为125mV；当需要充电电流Ichg再减小一个步长时，对应MCU_DAC<9:0>=0001111111，充电电流Ichg=127mA，充电电流Ichg从大区切换进入中区，功率管采样比从1024:1降低到128:1，此时将MCU_DAC<9:0>=
0001111111编码为DAC<9:0>=111111000，数模转换器DAC的输出电压从124mV变为992mV；同理，需设置Ichg=126mA，按照相同规律对数模转换器DAC的输入进行乘8编码，则MCU_DAC<9:
0>=0001111110编码转换为DAC<9:0>=1111110000，对应数模转换器DAC的输出电压为
984mV，充电电流Ichg为设定值126mA，依次类推充电电流Ichg以步长1mA调节到16mA，依次类推实现在充电电流中区工作；
中区切换至小区：随微控制单元MCU设置充电电流Ichg=16mA，微控制单元MCU输出信号MCU_DAC<9:0>=0000010000，对应数模转换器DAC的输出电压为125mV；当需要设置充电电流Ichg再减小一个步长时，对应MCU_DAC<9:0>=0000001111，充电电流Ichg=15mA，充电电流从中区切换进入小区，功率管采样比从128:1降低到16:1，对数模转换器DAC输入从MCU_DAC<
9:0>=0000001111编码为1111000000，既对数模转换器DAC原始输入做乘16倍数，数模转换器DAC的输出电压从理论值117mV变为938mV，依次类推实现在充电电流小区工作。
2.根据权利要求1所述的宽范围高精度线性充电电流控制方法，其特征在于，工作区切换方法为：
大区切换至中区：降区比较器检测充电电流Ichg降低到最大充电电流的1/8时，触发大区切换至中区的切换信号并输入采样比控制逻辑模块，通过采样比控制逻辑模块控制采样比控制模块控制有效参与工作的采样功率管Sense FET的个数，使得功率管采样比从1024:
1降低到128:1；同时，升压比较器进行反向切区保护；
中区切换至小区：降区比较器检测充电电流Ichg降低到最大充电电流的1/64时，触发中区切换至小区的切换信号并输入采样比控制逻辑模块，通过采样比控制逻辑模块控制采样比控制模块控制有效参与工作的采样功率管Sense FET的个数，使得功率管采样比从
128:1降低到16:1；同时，升压比较器进行反向切区保护。
3.根据权利要求2所述的宽范围高精度线性充电电流控制方法，其特征在于，所述电压误差放大器EA_CV工作时会屏蔽电流误差放大器EA_CC工作。
4.根据权利要求1所述的宽范围高精度线性充电电流控制方法，其特征在于，所述EOC控制模块包括降区比较器、升区比较器和采样比控制逻辑模块；
电流检测放大器CSA的输出端连接降区比较器的负输入端和升区比较器的正输入端；
数模转换器DAC的输出端连接降区比较器的正输入端和升区比较器的负输入端；采样比控制逻辑模块的输入端与降区比较器的输出端、升区比较器的输出端、微控制单元MCU以及连接点vbat连接；采样比控制逻辑模块的输出端连接充电控制逻辑模块、采样比控制模块和EOC比较器的控制端。
一种宽范围高精度线性充电电流控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及锂电池线性充电技术领域，具体而言，涉及一种宽范围高精度线性充电电流控制电路及方法。
背景技术
[0002] 随着移动通信技术的迅速发展，便携式电子产品的应用也日益广泛，对电池的性能要求也越来越高。锂离子电池由于相比其他二次电池具有重量轻、体积小、电压高、能量密度大等优点，被广泛应用于便携式电子产品。但是锂离子电池充放电时对电压、电流和温度的要求非常高。所以研究高精度、智能型的锂电池充电电路尤为重要。
发明内容
[0003] 本发明旨在提供一种宽范围高精度线性充电电流控制电路及方法，以实现对充电电流及充满电压的精准控制。
[0004] 本发明提供的一种宽范围高精度线性充电电流控制电路，包括：主功率管Power FET、采样功率管Sense FET、电池模块、电流检测放大器CSA、电流误差放大器EA_CC、电压误差放大器EA_CV、驱动器Driver、EOC控制模块、采样比控制模块、EOC比较器、计数器、充电控制逻辑模块、微控制单元MCU、编码器Decoder和数模转换器DAC；
[0005] 主功率管Power FET的源极和采样功率管Sense FET的漏极连接供电电压端Vsys；主功率管Power FET的漏极连接电池模块和电流检测放大器CSA的负输入端；采样功率管Sense FET的源极连接电流检测放大器CSA的正输入端；电流检测放大器CSA的输出端连接电流误差放大器EA_CC的正输入端、EOC比较器的负输入端和EOC控制模块；
[0006] 微控制单元MCU连接编码器Decoder和EOC控制模块；主功率管Power FET的漏极与电池模块之间的连接点vbat连接EOC控制模块；编码器Decoder连接数模转换器DAC的输入端和采样比控制模块；数模转换器DAC的输出端连接EOC比较器的正输入端和电流误差放大器EA_CC的负输入端；电压误差放大器EA_CV的负输入端用于设定恒压充电阶段的设定电压VREF_CV；EOC控制模块还连接充电控制逻辑模块、采样比控制模块和EOC比较器的控制端；EOC比较器的输出端经计数器连接充电控制逻辑模块；电压误差放大器EA_CV的正输入端连接电池模块的分压电阻点；电压误差放大器EA_CV的控制端连接电流误差放大器EA_CC的控制端。
[0007] 进一步地，所述EOC控制模块包括降区比较器、升区比较器和采样比控制逻辑模块；
[0008] 电流检测放大器CSA的输出端连接降区比较器的负输入端和升区比较器的正输入端；数模转换器DAC的输出端连接降区比较器的正输入端和升区比较器的负输入端；采样比控制逻辑模块的输入端与降区比较器的输出端、升区比较器的输出端、微控制单元MCU以及连接点vbat连接；采样比控制逻辑模块的输出端连接充电控制逻辑模块、采样比控制模块和EOC比较器的控制端。
[0009] 本发明还提供一种宽范围高精度线性充电电流控制方法，所述控制方法采用上述的宽范围高精度线性充电电流控制电路实现；
[0010] 所述控制方法包括：
[0011] 恒流充电阶段：采样功率管Sense FET对主功率管Power FET进行电流采样得到采样电流Isen；采样电流Isen输入电流检测放大器CSA转换成等比例的电压输出，电流检测放大器CSA的输出电压记为CSA_OUT；电压CSA_OUT输入电流误差放大器EA_CC，同时MCU经编码器Decoder控制数模转换器DAC输出恒流充电阶段的设定电压VREF_CC至电流误差放大器EA_CC；电流误差放大器EA_CC通过比较电压CSA_OUT与设定电压VREF_CC后输出控制信号至驱动器driver来调整主功率管Power FET的充电电流Ichg，从而将充电电流Ichg稳定在设定值上；
[0012] 恒压充电阶段：连接点vbat处的充电电压通过电池模块中的电阻分压网络产生电压VFB并输入电压误差放大器EA_CV；VREF_CV输入电压误差放大器EA_CV的负输入端，用于恒压充电阶段设定充满电压；电压误差放大器EA_CV通过比较电压VFB与设定电压VREF_CV后输出控制信号至驱动器driver来调整主功率管Power FET的充电电流Ichg，从而将充电电压稳定在设定值上；
[0013] 充电截止控制：电压CSA_OUT输入EOC比较器和EOC控制模块，当进入恒压充电阶段，充电电流Ichg开始减小，当充电电流Ichg减小到充电截止电流时，EOC控制模块产生EOC比较器激活信号使EOC比较器工作；当EOC比较器判断电压CSA_OUT小于充电截止电压VREF_TR时输出控制信号，并经过计数器延迟后进入充电控制逻辑模块产生充电截止信号来使得宽范围高精度线性充电电流控制电路停止为电池模块充电，电池模块中电池充满；同时，EOC控制模块根据微控制单元MCU设置的充电电流Ichg产生控制信号进入采样比控制模块，通过采样比控制模块控制有效参与工作的采样功率管Sense FET的个数，实现主功率管Power FET在大、中、小三个工作区对应不同数量的采样功率管Sense FET工作。
[0014] 进一步地，所述三个工作区按充电电流划分为：
[0015] 充电电流大区：充电电流范围为1024mA 128mA，对应的功率管采样比为1024:1；~
[0016] 充电电流中区：充电电流范围为128mA 16mA，对应的功率管采样比为128:1；~
[0017] 充电电流小区：充电电流范围为16mA 1mA，对应的功率管采样比为16:1。~
[0018] 进一步地，所述三个工作区的切换方法为：
[0019] 大区工作阶段：当微控制单元MCU设置充电电流Ichg=1023mA，根据充电电流范围划分此时工作区属于大区，微控制单元MCU输出信号MCU_DAC<9:0>经编码器Decoder将对应的编码DAC<9:0>直接赋值给数模转换器DAC，既数模转换器DAC输入的编码DAC<9:0>=1111111111，此时数模转换器DAC的输出电压为999mV；当微控制单元MCU需要将充电电流调整到1022mA时，对应的编码DAC<9:0>=1111111110，数模转换器DAC输出998mV，充电电流Ichg向小调节一个步长1mA，依次类推实现在充电电流大区工作；
[0020] 大区切换至中区：随微控制单元MCU设置充电电流Ichg=128mA，微控制单元MCU输出信号MCU_DAC<9:0>=0010000000，对应数模转换器DAC的输出电压为125mV；当需要充电电流Ichg再减小一个步长时，对应MCU_DAC<9:0>=0001111111，充电电流Ichg=127mA，充电电流Ichg从大区切换进入中区，功率管采样比从1024:1降低到128:1，此时将MCU_DAC<9:0>=0001111111编码为DAC<9:0>=111111000，数模转换器DAC的输出电压从124mV变为992mV；同理，需设置Ichg=126mA，按照相同规律对数模转换器DAC的输入进行乘8编码，则MCU_DAC<9:
0>=0001111110编码转换为DAC<9:0>=1111110000，对应数模转换器DAC的输出电压为
984mV，充电电流Ichg为设定值126mA，依次类推充电电流Ichg以步长1mA调节到16mA，依次类推实现在充电电流中区工作；
[0021] 中区切换至小区：随微控制单元MCU设置充电电流Ichg=16mA，微控制单元MCU输出信号MCU_DAC<9:0>=0000010000，对应数模转换器DAC的输出电压为125mV；当需要设置充电电流Ichg再减小一个步长时，对应MCU_DAC<9:0>=0000001111，充电电流Ichg=15mA，充电电流从中区切换进入小区，功率管采样比从128:1降低到16:1，对数模转换器DAC输入从MCU_DAC<9:0>=0000001111编码为1111000000，既对数模转换器DAC原始输入做乘16倍数，数模转换器DAC的输出电压从理论值117mV变为938mV，依次类推实现在充电电流小区工作。
[0022] 进一步地，工作区切换方法为：
[0023] 大区切换至中区：降区比较器检测充电电流Ichg降低到最大充电电流的1/8时，触发大区切换至中区的切换信号并输入采样比控制逻辑模块，通过采样比控制逻辑模块控制采样比控制模块控制有效参与工作的采样功率管Sense FET的个数，使得功率管采样比从1024:1降低到128:1；同时，升压比较器进行反向切区保护；
[0024] 中区切换至小区：降区比较器检测充电电流Ichg降低到最大充电电流的1/64时，触发中区切换至小区的切换信号并输入采样比控制逻辑模块，通过采样比控制逻辑模块控制采样比控制模块控制有效参与工作的采样功率管Sense FET的个数，使得功率管采样比从128:1降低到16:1；同时，升压比较器进行反向切区保护。
[0025] 进一步地，所述电压误差放大器EA_CV工作时会屏蔽电流误差放大器EA_CC工作。
[0026] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0027] 本发明在恒流充电阶段或恒压充电阶段自动切区，实现了采样功率管的动态变化，保证在不同的充电电流下单位面积功率管电流密度基本相当，可避免采样功率管失配降低充电电流精度；另外，由于充电电流很小，电流检测放大器CSA的输出电压都不会低于恒流充电阶段的设定电压的最小值，则电流检测放大器CSA、电流误差放大器EA_CC和电压误差放大器EA_CV等对系统误差贡献很小，由此本发明可实现全范围充电电流和很小截止电流的5%精度控制。
附图说明
[0028] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029] 图1为本发明实施例中的宽范围高精度线性充电电流控制电路的结构示意图。
[0030] 图2为本发明实施例中的EOC控制模块结构示意图。
[0031] 图3为本发明实施例中的切区示意图。
[0032] 图4为示例的切区示意图。
具体实施方式
[0033] 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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0034] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
[0035] 实施例1
[0036] 如图1所示，本实施例提出一种宽范围高精度线性充电电流控制电路，包括：主功率管Power FET、采样功率管Sense FET、电池模块、电流检测放大器CSA(current sense amplifier)、电流误差放大器EA_CC、电压误差放大器EA_CV、驱动器Driver、EOC控制模块、采样比控制模块、EOC比较器、计数器、充电控制逻辑模块、微控制单元MCU、编码器Decoder和数模转换器DAC(10位)；
[0037] 主功率管Power FET的源极和采样功率管Sense FET的漏极连接供电电压端Vsys；主功率管Power FET的漏极连接电池模块和电流检测放大器CSA的负输入端；采样功率管Sense FET的源极连接电流检测放大器CSA的正输入端；电流检测放大器CSA的输出端连接电流误差放大器EA_CC的正输入端、EOC比较器的负输入端和EOC控制模块；
[0038] 微控制单元MCU连接编码器Decoder和EOC控制模块；主功率管Power FET的漏极与电池模块之间的连接点vbat连接EOC控制模块；编码器Decoder连接数模转换器DAC的输入端和采样比控制模块；数模转换器DAC的输出端连接EOC比较器的正输入端和电流误差放大器EA_CC的负输入端；电压误差放大器EA_CV的负输入端用于设定恒压充电阶段的设定电压VREF_CV；EOC控制模块还连接充电控制逻辑模块、采样比控制模块和EOC比较器的控制端；EOC比较器的输出端经计数器连接充电控制逻辑模块；电压误差放大器EA_CV的正输入端连接电池模块的分压电阻点；电压误差放大器EA_CV的控制端连接电流误差放大器EA_CC的控制端。
[0039] 如图2所示，所述EOC控制模块包括降区比较器、升区比较器和采样比控制逻辑模块；电流检测放大器CSA的输出端连接降区比较器的负输入端和升区比较器的正输入端；数模转换器DAC的输出端连接降区比较器的正输入端和升区比较器的负输入端；采样比控制逻辑模块的输入端与降区比较器的输出端、升区比较器的输出端、微控制单元MCU以及连接点vbat连接；采样比控制逻辑模块的输出端连接充电控制逻辑模块、采样比控制模块和EOC比较器的控制端。
[0040] 采用上述的宽范围高精度线性充电电流控制电路，可实现在恒流阶段的线性调整充电电流，根据设定的充电电流Ichg，由大到小可分为多个工作区，同时系统会选择对应的工作区的功率管sense ratio，配合控制DAC输出产生相对应的参考电压给EA_CC，从而实现充电电流在1mA 安培级全范围内都具备很高的电流精度；当充电进入恒压充电阶段，切区~功能可实现高精度的关断电流，保证电池充满。具体如下：
[0041] 采用上述的宽范围高精度线性充电电流控制电路实现的控制方法包括：
[0042] 恒流充电阶段：采样功率管Sense FET对主功率管Power FET进行电流采样得到采样电流Isen；采样电流Isen输入电流检测放大器CSA转换成等比例的电压输出，电流检测放大器CSA的输出电压记为CSA_OUT；电压CSA_OUT输入电流误差放大器EA_CC，同时MCU经编码器Decoder控制数模转换器DAC输出恒流充电阶段的设定电压VREF_CC至电流误差放大器EA_CC；电流误差放大器EA_CC通过比较电压CSA_OUT与设定电压VREF_CC后输出控制信号至驱动器driver来调整主功率管Power FET的充电电流Ichg，从而将充电电流Ichg稳定在设定值上；
[0043] 恒压充电阶段：连接点vbat处的充电电压通过电池模块中的电阻分压网络（电阻Rtop、电阻Rbot、电阻ESR等）产生电压VFB并输入电压误差放大器EA_CV；同时通过另一独立数模转换器DAC将恒压充电阶段的设定电压VREF_CV输入电压误差放大器EA_CV的负输入端，用于恒压充电阶段设定充满电压；电压误差放大器EA_CV通过比较电压VFB与设定电压VREF_CV（当VFB＞VREF_CV时，说明连接点vbat处的充电电压到达设定值，电池接近充满，进入恒压充电阶段）后输出控制信号至驱动器driver来调整主功率管Power FET的充电电流Ichg，从而将充电电压稳定在设定值上；
[0044] 充电截止控制：电压CSA_OUT输入EOC比较器和EOC控制模块，当进入恒压充电阶段，充电电流Ichg开始减小，当充电电流Ichg减小到充电截止电流时，EOC控制模块产生EOC比较器激活信号使EOC比较器工作；当EOC比较器判断电压CSA_OUT小于充电截止电压VREF_TR时输出控制信号，并经过计数器延迟后进入充电控制逻辑模块产生充电截止信号来使得宽范围高精度线性充电电流控制电路停止为电池模块充电（关闭充电器核心模块，如电流检测放大器CSA、电流误差放大器EA_CC、电压误差放大器EA_CV、驱动器Driver等），电池模块中电池充满；同时，EOC控制模块根据微控制单元MCU设置的充电电流Ichg产生控制信号进入采样比控制模块，通过采样比控制模块控制有效参与工作的采样功率管Sense FET的个数，实现主功率管Power FET在大、中、小三个工作区对应不同数量的采样功率管Sense FET工作。
[0045] 进一步的，所述三个工作区按充电电流划分为：
[0046] 充电电流大区：充电电流范围为1024mA 128mA，对应的功率管采样比为1024:1；~
[0047] 充电电流中区：充电电流范围为128mA 16mA，对应的功率管采样比为128:1；~
[0048] 充电电流小区：充电电流范围为16mA 1mA，对应的功率管采样比为16:1。~
[0049] 由此，设电流检测放大器CSA的输出电阻为1kΩ。在中区和小区内，微控制单元MCU按照特定规律经编码器Decoder对数模转换器DAC的数字输入信号进行编码，实现在不同充电电流工作区仍能保持相同的充电电流调节步长。具体如下：
[0050] 大区工作阶段：当微控制单元MCU设置充电电流Ichg=1023mA，根据充电电流范围划分此时工作区属于大区，微控制单元MCU输出信号MCU_DAC<9:0>经编码器Decoder将对应的编码DAC<9:0>直接赋值给数模转换器DAC，既数模转换器DAC输入的编码DAC<9:0>=1111111111，此时数模转换器DAC的输出电压为999mV；当微控制单元MCU需要将充电电流调整到1022mA时，对应的编码DAC<9:0>=1111111110，数模转换器DAC输出998mV，充电电流Ichg向小调节一个步长1mA，依次类推实现在充电电流大区工作；
[0051] 大区切换至中区：如图3所示，随微控制单元MCU设置充电电流Ichg=128mA，微控制单元MCU输出信号MCU_DAC<9:0>=0010000000，对应数模转换器DAC的输出电压为125mV；当需要充电电流Ichg再减小一个步长时，对应MCU_DAC<9:0>=0001111111，充电电流Ichg=127mA，充电电流Ichg从大区切换进入中区，功率管采样比从1024:1降低到128:1，此时将MCU_DAC<9:0>=0001111111编码为DAC<9:0>=111111000，数模转换器DAC的输出电压从
124mV变为992mV；同理，需设置Ichg=126mA，按照相同规律对数模转换器DAC的输入进行乘8编码，则MCU_DAC<9:0>=0001111110编码转换为DAC<9:0>=1111110000，对应数模转换器DAC的输出电压为984mV，充电电流Ichg为设定值126mA，依次类推充电电流Ichg以步长1mA调节到16mA，依次类推实现在充电电流中区工作；按该方法，微控制单元MCU控制数模转换器DAC输入逐位变化，对应的充电电流Ichg也按照1mA的固定步长调节，不受切区状态影响。进一步地，大区切换至中区的信号来源为：降区比较器检测充电电流Ichg降低到最大充电电流的1/8时，触发大区切换至中区的切换信号并输入采样比控制逻辑模块，通过采样比控制逻辑模块控制采样比控制模块控制有效参与工作的采样功率管Sense FET的个数，使得功率管采样比从1024:1降低到128:1；同时，升压比较器进行反向切区保护；
[0052] 中区切换至小区：随微控制单元MCU设置充电电流Ichg=16mA，微控制单元MCU输出信号MCU_DAC<9:0>=0000010000，对应数模转换器DAC的输出电压为125mV；当需要设置充电电流Ichg再减小一个步长时，对应MCU_DAC<9:0>=0000001111，充电电流Ichg=15mA，充电电流从中区切换进入小区，功率管采样比从128:1降低到16:1，对数模转换器DAC输入从MCU_DAC<9:0>=0000001111编码为1111000000，既对数模转换器DAC原始输入做乘16倍数，数模转换器DAC的输出电压从理论值117mV变为938mV，依次类推实现在充电电流小区工作。同样地，微控制单元MCU控制数模转换器DAC输入逐位变化，对应的充电电流Ichg也按照1mA的固定步长调节，不受切区状态影响。进一步地，中区切换至小区的信号来源为：降区比较器检测充电电流Ichg降低到最大充电电流的1/64时，触发中区切换至小区的切换信号并输入采样比控制逻辑模块，通过采样比控制逻辑模块控制采样比控制模块控制有效参与工作的采样功率管Sense FET的个数，使得功率管采样比从128:1降低到16:1；同时，升压比较器进行反向切区保护。
[0053] 举例说明：
[0054] 如图4所示的自动切区示意图（左侧部分）：若设置充电电流Ichg为500mA、充满截止电流为4mA，在电池充满并且充电电流减小到4mA时，充电结束。当充电电流Ichg=500mA时，电流检测放大器CSA的输出电压CSA_OUT=500mV，进入恒压充电阶段，电压CSA_OUT随充电电流Ichg降低而等比例下降，当CSA_OUT
[0055] 随着充电继续，充电电流Ichg持续降低，当电流检测放大器CSA的输出电压CSA_OUT降低到小于VREF_CC_min=125mV，此时对应充电电流Ichg<16mA，同时也等比例降低。触发中区向小区切区点，降区比较器的输出信号cmp1由低翻高，再次将中区的采样功率管关闭到仅剩1/8参与工作，对用功率管采样比增加8倍，则切区后CSA_OUT升高，触发中区切换至小区的切换信号由高翻低，成功切入小区。
[0056] 充电电流进入小区后，和设定的充满截止电流4mA同属一个区域，此时采样比控制逻辑模块会产生EOC比较器激活信号，EOC比较器激活。当充电电流降低，CSA_OUT降低到小于VREF_TR(对应充满截止电流4mA时的参考电压，称为充电截止电压)，EOC比较器输出的控制信号由低翻高，经过计数器延迟后输出信号eoc触发充电控制逻辑模块输出信号charge_on由高变低。此时充电结束，电池充满，充电结束。Charge_on信号变低，会关闭充电器的所有环路，只留检测重新充电模块还在工作，待外部条件满足，比如微控制单元MCU控制重置充电器或电池电压掉到足够低，充电器会重新激活，开始新的充电周期。
[0057] 如图4所示的反向切区示意图（右侧部分）：进入恒压充电阶段，切区会屏蔽电流误差放大器EA_CC工作。当充电电流Ichg降低至小于128mA，切入中区，CSA_OUT升高。充电电流Ichg持续降低，在此过程发生连接点vbat处的电压（电池电压）降低情况（例如放电引起），CSA_OUT升高，系统检测到CSA_OUT>VREF_CC_max（恒流充电阶段的设定电压VREF_CC的最大值）+100mV，触发升区比较器的输出信号cmp2由低翻高，控制逻辑产生信号重置充电周期，使得电流误差放大器EA_CC重新激活，并在软启动结束后重新稳定在恒流充电阶段。
[0058] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
