[发明专利]一种具有大电流开关式充电和电源管理功能的芯片及应用

权利要求书

1.一种具有大电流开关式充电和电源管理功能的芯片，其特征在于，该芯片设有输入电压端VIN、电感接入端SW、模式选择端VBAT、自举充电端BST、电压反馈端FB和充电电池接入端BAT，该芯片内设有模式判断单元、降压单元和充电单元；

所述的输入电压端VIN用于连接输入电源，所述的电感接入端SW用于连接输出电感L，所述的自举充电端BST用于通过电容C_bst连接电感接入端SW进而与芯片中的降压单元构成降压电路，所述的模式选择端VBAT用于对芯片工作模式进行选择，当芯片用于大电流开关式充电时，模式选择端VBAT用于连接电感接入端SW连接的输出电感L，当芯片用于电源管理时，VBAT用于直接连接充电电源，所述的电池接入端BAT用于连接待充电的充电电池，所述的充电单元连接于模式选择端VBAT和充电电池接入端BAT之间，所述的电压反馈端FB用于连接降压电路输出端并将降压电路电压反馈至降压单元的控制电路中；

芯片启动工作时，模式判断单元根据模式选择端VBAT的连接情况判断芯片工作模式并控制芯片工作于相应模式下，当工作于大电流开关式充电模式时，所述的模式选择端VBAT作为降压电路的电压输出端连接至充电单元，进而充电单元连接至待充电的充电电池进行电池充电；当工作于电源管理模式时，所述的降压电路和充电电路相互独立，输入电压端VIN通过降压电路进行降压并通过电感接入端SW接入的输出电感L输出降压后的电压，模式选择端VBAT连接的充电电源通过充电单元对待充电的充电电池进行充电；

所述的降压电路为同步降压电路；

所述的充电单元包括一个MOS管Q3，所述的MOS管Q3漏极连接模式选择端VBAT，MOS管Q3源极连接充电电池接入端BAT；

所述的模式判断单元包括误差放大器EA4、误差放大器EA5和处理器，所述的误差放大器EA4输入端连接模式选择端VBAT和充电电池接入端BAT，误差放大器EA4输出端连接误差放大器EA5输入端，误差放大器EA5输出端连接处理器，误差放大器EA4和误差放大器EA5对输入端连接模式选择端VBAT和充电电池接入端BAT的电压偏差进行放大，处理器判断误差大小，当电压偏差小于0.7V时，处理器判断芯片工作于大电流开关式充电模式，当电压偏差超过0.7V时，处理器判断芯片工作于电源管理模式；

该芯片设有逻辑控制单元、脉宽调制单元和充电电流控制单元，所述的逻辑控制单元连接所述的模式判断单元，所述的逻辑控制单元根据模式判断单元的模式判断结果控制不同模式下脉宽调制单元和充电电流控制单元的工作模式；

所述的充电电流控制单元包括设置于芯片上的充电电流设定脚ISET以及与模式判断单元共用的误差放大器EA4和误差放大器EA5，充电电流设定脚ISET用于连接充电电流调整电阻，芯片内部设有连接充电电流设定脚ISET的恒流源，误差放大器EA5输入端还连接充电电流设定脚ISET；

当工作于大电流开关式充电模式时，逻辑控制单元输出高电平至MOS管Q3，MOS管Q3作为开关打开，误差放大器EA4将模式选择端VBAT和充电电池接入端BAT的电压偏差放大得到第一电压偏差，误差放大器EA5将第一电压偏差与充电电流设定脚ISET的电压进行误差放大后得到第二电压偏差，逻辑控制单元将第二电压偏差输入至脉宽调制单元进行脉宽调制控制降压电路开关管的开通和关断进行恒流控制；

当工作于电源管理模式时，逻辑控制单元控制脉宽调制电路工作，进而控制降压电路降压工作，同时逻辑控制单元控制MOS管Q3工作在放大区；

该芯片用于蓄电池的大电流开关式充电，所述的输入电压端VIN连接输入电源，所述的自举充电端BST通过电容C_bst连接电感接入端SW，电感接入端SW通过电感L连接模式选择端VBAT，模式选择端VBAT串联连接电阻R1和电阻R2，电阻R2通过通电电流调整电阻连接至充电电流设定脚ISET，电阻R1和电阻R2中间连接点连接至电压反馈端FB，所述的充电电池接入端BAT连接待充电的蓄电池；

该芯片用于进行电源管理，所述的输入电压端VIN连接输入电源，所述的自举充电端BST通过电容C_bst连接电感接入端SW，电感接入端SW通过电感L为降压电源输出端，降压电源输出端还串联连接电阻R1和电阻R2，电阻R2通过通电电流调整电阻连接至充电电流设定脚ISET，电阻R1和电阻R2中间连接点连接至电压反馈端FB，进而形成一个完成的降压电路；同时，模式选择端VBAT连接充电电源，充电电池接入端BAT连接待充电的蓄电池，形成一个独立的充电电路，进而该芯片形成一个同时进行输入电源的降压和蓄电池充电的电源管理芯片。

2.根据权利要求1所述的一种具有大电流开关式充电和电源管理功能的芯片，其特征在于，该芯片还包括充电指示单元，所述的充电指示单元包括第一比较器、第二比较器、与非门、非门、MOS管Q4和MOS管Q5，第一比较器正极连接充电电池接入端BAT，第一比较器负极连接参考电压，第二比较器正极连接参考电压，第二比较器负极连接充电电池接入端BAT，第一比较器和第二比较器输出端连接与非门输入端，与非门输出端通过非门连接MOS管Q4栅极，与非门输出端还连接至MOS管Q5栅极，MOS管Q4和MOS管Q5源极均接地，MOS管Q4漏极形成芯片的结束充电指示灯连接引脚，MOS管Q5漏极形成芯片的充电指示灯连接引脚。