一種開關充電控制電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于開關充電控制電路技術領域，特別涉及一種開關充電控制電路。
【背景技術】
[0002] 隨著便攜式設備的普及以及耗電量的增加，為了延長設備的待機與使用時間，設 備所配備的電池也越來越大，加上大容量的移動電源的日益普及，這些都需要以較大的充 電電流對設備進行充電，以加快充電速度減小充電時間，這就促進了開關充電方式的曰益 普及。
[0003] 圖1是傳統的開關充電控制電路示意圖，充電電流由電阻RS1設定，RS1處于充電 電流的通路上，會產生較大的電阻損耗，所以RS1需要成本較高的功率電阻，這不僅會降低 系統工作效率，而且增加系統成本；同時由于傳統的開關充電控制電路工作于固定頻率的 PWM工作方式，控制電路需要誤差放大器、振蕩器以及斜率補償電路，這些不但增加了設計 的難度而且也會增加控制電路的設計成本。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術的弊端，本發明的目的在于提供一種開關充電控制電路。所述的開 關充電控制電路為應用于移動電源等便攜式設備領域的電池充電系統的開關充電控制電 路。與傳統開關充電電路相比，本發明的開關充電控制電路有以下兩個優點：一是省去了功 率電阻，增加了充電效率的同時降低了系統的成本；二是該控制電路工作于PFM模式，不需 要復雜的誤差放大器、振蕩器以及斜率補償電路，大大降低了控制電路的設計難度和設計 成本。
[0005] 本發明的目的通過下述技術方案實現：一種開關充電控制電路，包括：
[0006] -峰值電流檢測電路CS，用于檢測流過開關管MP1的峰值充電電流IPK，峰值電流 ΙΡΚ經過1/η比例鏡像后經充電電流設定電阻RS1流出到地；
[0007] -充電電流設定電阻RS1，用于設定充電電流，其將峰值電流檢測電路CS檢測到 的峰值電流ΙΡΚ的鏡像電流IΡΚ/η轉換為電壓；
[0008] -比較器PWM，檢測到充電電流達到峰值IPI#，輸出關斷信號OFF將開關管ΜΡ1關 斷；
[0009] -固定關斷時間產生電路T0FF，在每周期固定關斷時間后輸出導通信號0N將開 關管MP1導通；
[0010] 一輸出驅動電路DRIVER用于驅動開關PMOSMP1以及同步整流NM0S麗1 ;
[0011] -電池充飽判斷電路FULL，當電池充飽后輸出關閉信號將輸出關閉。
[0012] 上述的開關充電控制電路，輸入電源VIN與所述開關PMOSMP1的源級以及所述峰 值電流檢測電路CS的第一輸入端連接，所述開關PMOSMP1的漏極與所述峰值電流檢測電 路CS的第二輸入端連接，同時與電感L1的一端和整流NM0S麗1的漏極連接；電感L1的 另一端接被充電電池的正極；所述整流NM0S麗1的源級接地；所述峰值電流檢測電路CS 的輸出接充電電流設定電阻RS1的一端和比較器PWM的正輸入端，所述充電電流設定電阻RS1的另一端接地，所述比較器PWM的負輸入端接一參考電壓VREF;所述比較器PWM的輸出 接固定關斷時間產生電路TOFF的輸入，同時接RS觸發器的復位端R，固定關斷時間產生電 路TOFF的輸出端接RS觸發器的置位端S;RS觸發器輸出端Q接輸出驅動電路DRIVER的 輸入，輸出驅動電路DRIVER輸出的驅動信號DRP和DRN分別接開關管MP1的柵極和整流管 麗1的柵極；所述電池充飽判斷電路FULL的輸入接被充電電池的正極，輸出接輸出驅動電 路DRIVER;被充電電池的負極接地。
[0013] 本發明所述的開關充電控制電路，在功率開關PMOSMP1關斷時，固定關斷時間產 生電路T0FF開始計時，在開關管MP1關斷時間達到固定關斷時間產生電路T0FF所設定的 固定關斷時間時輸出信號0N到RS觸發器置位，使驅動電路DRIVER輸出控制信號將開關 管MP1導通，同時將整流管麗1關閉，充電電流由輸入電源VIN經開關管MP1、電感L1、電池 Battery到地，在電感L1作用下充電電流逐漸增加；電流檢測電路CS將流過開關管MP1的 峰值電流IPK經過1/n比例鏡像后經電流設定電阻RS1流出到地，在電流設定電阻RS1上產 生一個與充電電流成比例的電壓信號，當該電壓值達到參考電壓VREF時，PWM比較器輸出 OFF信號將RS觸發器復位，使驅動電路DRIVER輸出控制信號將開關管MP1關閉，同時使整 流管麗1導通，此時電感電流經電池Battery、地、整流管麗1再回到電感繼續給電池充電， 同時在OFF信號觸發下固定關斷時間產生電路T0FF開始計時，MP1關斷時間達到T0FF所 設定的固定關斷時間時輸出信號0N將RS觸發器置位，使驅動電路DRIVER輸出控制信號將 開關管MP1導通，同時將整流管MN1關閉；整個開關電路如此重復著上述過程對被充電電池 進行充電，直到電池充飽判斷電路FULL檢測到電池已經充飽時，輸出信號關閉控制電路， 充電過程結束。
[0014] 由上述工作過程可以得到MP1導通時的峰值電流為IPK，經CS電路鏡像后流到RS1 的電流為ΙΡΚ/η，可以得到下面公式：
[0015]
1其中η為電路設定的電流鏡像比例；
[0016] 在ΜΡ1關斷時，關斷時間為固定時間，可以得到下面公式：
[0017]
其中VBAT為電池電壓，Λi為電感峰峰值 電流；
[0018] 所以平均充電電流為：
[0019]
從而得到電路充電電流為：
[0021] 作為優選的實施方式，本發明在實際實施時，還包括提供電壓基準的模塊、提供偏 置電流的模塊等一些集成電路領域的公知模塊。
[0022] 本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果：
[0023] 1.本發明的開關充電控制電路省去了功率電阻，增加了充電效率的同時降低了系 統的成本。
[0024] 2.本發明的開關充電控制電路工作于PFM模式，不需要復雜的誤差放大器、振蕩 器以及斜率補償電路，大大降低了控制電路的設計難度和設計成本。
【附圖說明】
[0025] 圖1是傳統的開關充電控制電路示意圖；
[0026] 圖2是使用本發明的開關充電控制電路。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限 于此。
[0028] 實施例1
[0029] 如圖2所示，本發明提供了一種開關充電控制電路，包括：
[0030] -峰值電流檢測電路CS，用于檢測流過開關管MP1的峰值充電電流IPK，峰值電流 ΙΡΚ經過1/η比例鏡像后經充電電流設定電阻RS1流出到地；
[0031] -充電電流設定電阻RS1，用于設定充電電流，其將峰值電流檢測電路CS檢測到 的峰值電流ΙΡΚ的鏡像電流IΡΚ/η轉換為電壓；
[0032] -比較器PWM，檢測到充電電流達到峰值14寸，輸出關斷信號OFF將開關管ΜΡ1關 斷；
[0033] -固定關斷時間產生電路T0FF，在每周期固定關斷時間后輸出導通信號0N將開 關管MP1導通；