[实用新型]一种开关模式充电管理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种开关模式充电管理装置，特别涉及恒流充电模式的开关模式充电管理装置。

背景技术

充电管理装置通常被用于延长锂电池使用寿命和提高锂电池的安全性。对于小容量电池，一般充电电流较小，采用线性模式充电管理装置居多。但对于较大容量电池，为了实现较短的充电时间，一般采用的充电电流较大。线性模式充电装置的效率很低，例如电池电压为3V，适配器输出电压即充电装置的输入电压为5V，则线性模式充电装置上的电压降为2V，对于1A的充电电流，其上损耗功率为2V*1A＝2W。一般的充电芯片封装由于散热能力限制无法承受2W的热功率。所以大电流充电管理多采用高效率的开关模式充电管理装置。图1中描述了一种现有技术中开关模式的充电装置恒流充电模式下的工作原理图。一般基于开关型直流-直流转换器，MP1是主开关，MN1是同步整流开关，L1和C1构成滤波电路，输出平均电流信号IA。误差放大器放大VIA与VR的差，产生误差信号EAO。振荡器产生三角波RAMP信号，PWM比较器比较EAO和RAMP信号产生脉宽调制信号PWMO。控制电路根据PWMO产生驱动MP1和MN1的栅极信号GP1和GN1。现有技术的一个缺点是需要R2，此电阻一般电阻值较小，且需是散热较好的功率电阻，价格较高。另一方面电阻R2上将产生额外的功率损耗，降低系统效率。第三、现有技术采用闭环控制，实现环路稳定性较困难，至少需要较大的相位补偿电路，来满足稳定性要求。补偿电路至少由电容构成，或者是电容和电阻串联或并列构成。此电容将消耗较大的芯片面积，增加了芯片成本。环路补偿同时限制了应用电路中电感(如图1中L1所示)和电容(如图1中C1所示)的选择，只能采用某些固定电感值和电容值，不当选择可能导致振荡。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于，提供一种性能更优的开关模式充电管理装置。

基于上述实用新型目的，本实用新型提供的一种开关模式充电管理装置，其特征在于：包括：

基准电流产生电路，用于产生两路基准电流，其中一路为下拉型基准电流，用于驱动开关管MPS的漏极，向下将电流流向地节点，另一路为注入型基准电流，从电源节点VDD流向开关管MNS的漏极；

第一比较器，当开关管MP1和开关管MPS不导通时不比较，输出低电平；在开关管MPS和开关管MP1导通时比较两者的漏极电压，输出高电平，使驱动电路控制开关管MP1关断，控制开关管MN1导通；

第二比较器在开关管MNS和开关管MN1不导通时不比较，输出NC2为低电平，在开关管MNS和开关管MN1导通时比较两者的漏极电压，输出高电平，使驱动电路控制开关管MN1关断，控制开关管MP1导通；

所述开关管MPS和开关管MP1的栅极电性连接，源极电性连接。

所述基准电流产生电路由第一电流镜、第二电流镜、运算放大器和电阻构成。

所述第一电流镜由开关管MP41、MP42、MP43构成，如果MP42相对MP41的电流镜复制系数是M1，则注入型基准电流Ic2＝(VREF/R42).M1，其中VREF为参考电压VREF的电压值，R42为电阻R42的电阻值，所述电流镜复制系数M1等于M42相对MP41的宽长比之比。

所述第二电流镜由开关管MN41和MN42构成。如果MP43相对MP41的电流镜复制系数是M2，MN42相对MN41的复制系数为M3，而假设M4＝M2.M3，则下拉型基准电流Ic1＝(VREF/R42).M4。

所述电阻为芯片外电阻或芯片内置电阻。

还包括Max模块，用于当MP1的导通时间达到内部设定的最大时间时输出高电平。

所述Max模块是一个以CLK为时钟的计数器，GP1为复位信号，复位信号为低电平有效，即GP1为低电平时，将计数器复位，Q输出端被复位为低电平，当GP1为高电平时，计数器开始计时，计到设定的数N时，输出端Q输出高电平，N.TCLK即设定的MP1最大导通时间，其中N是计数值，TCLK是时钟信号CLK的周期。

本实用新型的有益效果将在以下具体实施例中具体阐述。

附图说明

图1为现有技术中开关模式的充电装置的结构示意图；

图2为本实用新型的第一种实施方式的电路结构示意图；

图3为本实用新型的第一种实施方式的信号原理图；

图4为本实用新型的第一种实施方式中基准电流产生电路的一种电路结构示意图；

图5为本实用新型的基准电流产生电路的另一种电路结构示意图；