一種多電壓快速充電電路及多電壓快充一體化芯片的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電源管理領域，尤其涉及一種多電壓快速充電電路及多電壓快充一體 化芯片。
【背景技術】
[0002] 隨著半導體行業的迅速發展，電源產品越來越豐富，用戶對于充電體驗的要求也 越來越高，目前快速充電具有越來越大的市場需求，現有技術的多電壓快速充電方案一般 采用多個芯片實現，將電壓變換芯片與快速充電接口芯片結合搭建充電電路，集成度低導 致產品體積大，并且由于電壓變換芯片沒有根據快速充電接口芯片做配合快速充電的輸出 電壓切換優化，電流采樣電路和線電壓補償分別用不同電路模塊實現，割斷了恒流環路和 恒壓環路的聯系，從而導致在恒壓充電下充電電壓依舊變化劇烈，參見圖1，從而嚴重影響 電池的使用壽命。
【發明內容】
[0003] 本發明實施例的目的在于提供一種多電壓快速充電電路，旨在解決現有快速充電 技術在恒壓充電下充電電壓變化劇烈，減少電池使用壽命的問題。
[0004] 本發明實施例是這樣實現的，一種多電壓快速充電電路，所述電路包括：
[0005] 參考電壓陣列，用于提供多組參考電壓；
[0006] 電壓選通電路，用于對多組參考電壓進行選通后輸出，所述電壓選通電路的多個 輸入端與所述參考電壓陣列的多個輸出端連接；
[0007] 恒流-恒壓自動切換單元，用于將恒流環路和恒壓環路輸出的信號通過靜態工作 點競爭后再與選通輸出信號進行誤差放大，實現恒流恒壓充電的自動切換，并生成功率驅 動信號，所述恒流-恒壓自動切換單元的基準電壓輸入端與所述電壓選通電路的輸出端連 接；
[0008] 功率開關單元，用于根據所述功率驅動信號生成開關切換信號，所述功率開關單 元的輸入端與所述恒流-恒壓自動切換單元的輸出端連接；
[0009] 電流采樣與線電壓補償一體化單元，用于進行電流采樣的同時對線電壓補償，所 述電流采樣與線電壓補償一體化單元的輸入端與所述恒流-恒壓自動切換單元的輸出端連 接，所述電流采樣與線電壓補償一體化單元的電流反饋端與所述恒流-恒壓自動切換單元 的電流反饋輸入端連接；
[0010] 濾波單元，所述濾波單元的輸入端同時與所述功率開關單元的輸出端和所述電流 采樣與線電壓補償一體化單元的輸出端連接；
[0011] 電壓采樣單元，所述電壓采樣單元的輸入端與所述濾波單元的輸出端連接，所述 電壓采樣單元的輸出端與所述電流采樣與線電壓補償一體化單元的補償端和所述恒流-恒 壓自動切換單元的電壓反饋輸入端連接。
[0012] 本發明實施例的另一目的在于，提供一種包括上述多電壓快速充電電路的多電壓 快充一體化芯片。
[0013] 本發明實施例提供的多電壓快速充電電路可以全部集成在一個芯片中，實現多電 壓快速充電，減小產品體積，并且由于將電流采樣和線電壓補償采用一個電路模塊進行一 體化設計，建立了恒流環路和恒壓環路的自動切換，優化了輸出電壓，恒流恒壓充電過渡平 滑，增加負載電路使用的安全性。
【附圖說明】
[0014] 圖1為現有多電壓快速充電電路在恒壓充電下的充電電壓變化圖；
[0015] 圖2為本發明第一實施例提供的多電壓快速充電電路的結構圖；
[0016] 圖3為本發明第二實施例提供的多電壓快速充電電路的示例電路結構圖；
[0017] 圖4為本發明第三實施例提供的多電壓快速充電電路中電流采樣與線電壓補償一 體化單元的示例電路結構圖；
[0018] 圖5為本發明第四實施例提供的多電壓快速充電電路中電流采樣與線電壓補償一 體化單元的示例電路結構圖；
[0019] 圖6為本發明第五實施例提供的多電壓快速充電電路中恒流-恒壓自動切換單元 的示例電路結構圖；
[0020] 圖7為本發明第六實施例提供的多電壓快速充電電路中靜態工作點競爭模塊的示 例電路結構圖；
[0021] 圖8為本發明第七實施例提供的多電壓快速充電電路中平滑變換控制單元的示例 電路結構圖；
[0022]圖9為本發明第八實施例提供的多電壓快速充電電路中平滑變換控制單元的示例 電路結構圖；
[0023]圖10為本發明第九實施例提供的多電壓快速充電電路中平滑變換控制單元的示 例電路結構圖；
[0024]圖11為本發明實施例提供的多電壓快速充電電路輸出電壓的波形圖。
【具體實施方式】
[0025] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要 彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0026] 本發明實施例提供的多電壓快速充電電路可以全部集成在一個芯片中，實現多電 壓快速充電，減小產品體積，并且由于將電流采樣和線電壓補償采用一個電路模塊進行一 體化設計，建立了恒流環路和恒壓環路的自動切換，優化了輸出電壓，恒流恒壓充電過渡平 滑，增加負載電路使用的安全性。
[0027] 圖2示出了本發明第一實施例提供的多電壓快速充電電路的結構，為了便于說明， 僅不出了與本發明相關的部分。
[0028] 作為本發明一實施例，該多電壓快速充電電路可以應用于快速充電器中的單片多 電壓快充一體化芯片中。
[0029] 該多電壓快速充電電路包括：
[0030] 參考電壓陣列1，用于提供多組參考電壓VREFI、VREF 2…VREFn;
[0031] 電壓選通電路2，用于對多組參考電壓VREFl、VREF2…VREFn進行選通后輸出電壓 VREFO，該電壓選通電路2的多個輸入端與參考電壓陣列1的多個輸出端連接；
[0032]恒流-恒壓自動切換單元4，用于將恒流環路和恒壓環路輸出的信號通過靜態工作 點競爭后再與選通輸出信號進行誤差放大，實現恒流恒壓充電的自動切換，生成功率驅動 信號DRV，恒流-恒壓自動切換單元4的基準電壓輸入端與電壓選通電路2的輸出端連接； [0033]功率開關單元5,用于根據功率驅動信號DRV生成開關切換信號SW，功率開關單元5 的輸入端與恒流-恒壓自動切換單元4的輸出端連接；
[0034]電流采樣與線電壓補償一體化單元6,用于進行電流采樣的同時對線電壓補償，電 流采樣與線電壓補償一體化單元6的輸入端與恒流-恒壓自動切換單元4的輸出端連接，電 流采樣與線電壓補償一體化單元6的電流反饋端與恒流-恒壓自動切換單元4的電流反饋輸 入端連接；
[0035] 濾波單元7,濾波單元7的輸入端同時與功率開關單元5和電流采樣與線電壓補償 一體化單元6的輸出端連接；
[0036] 電壓采樣單元8,電壓采樣單元8的輸入端與濾波單元7的輸出端連接，電壓采樣單 元8的輸出端與電流采樣與線電壓補償一體化單元6的補償端和恒流-恒壓自動切換單元4 的電壓反饋輸入端連接。
[0037] 在本發明實施例中，參考電壓陣列1用于提供多組參考電壓VREFl、VREF2."VREFn， 電壓選通電路2對多組參考電壓VREFl、VREF2"_VREFn進行選通后輸出電壓VREFO給恒流-恒 壓自動切換單元4，恒流-恒壓自動切換單元4與功率開關單元5、電流采樣與線電壓補償一 體化單元6形成恒流環路，恒流-恒壓自動切換單元4與功率開關單元5、電流采樣與線電壓 補償一體化單元6、濾波單元7、電壓采樣單元8形成恒壓環路，恒流-恒壓自動切換單元4將 電流采樣與線電壓補償一體化單元6反饋的電流采樣電壓VSENCE與電壓采樣單元8反饋的 電壓采樣電壓VFB通過靜態工作點競爭，哪個電壓高就由哪個與基準電壓VREFO進行比較放 大，輸出誤差量，從而實現恒流環路和恒壓環路的自動切換，并且這個切換過程是平滑的。 [0038]電流采樣與線電壓補償一體化單元6同時集成了電流采樣與線電壓補償的功能， 通過提取一個電流ILINE對電壓采樣單元8進行線電壓補償，保證輸出電壓Vout精準變化。
[0039] 本發明實施例提供的多電壓快速充電電路可以全部集成在一個芯片中，實現多電 壓快速充電，減小產品體積，并且由于將電流采樣和線電壓補償采用一個電路模塊進行一 體化設計，建立了恒流環路和恒壓環路的自動切換，優化了輸出電壓，恒流恒壓充電過渡平 滑，增加負載電路使用的安全性。
[0040] 圖3示出了本發明第二實施例提供的多電壓快速充電電路的示例電路結構，為了 便于說明，僅示出了與本發明相關的部分。
[0041] 作為本發明一實施例，電壓選通電路2可以通過開關陣列Sl、S2~Sn來實現，可以 通過開關信號控制開關陣列Sl、S2-_Sn的控制端，從而實現選通控制。
[0042] 作為本發明又一實施例，該多電壓快速充電電路還可以包括一平滑變換控制單元 3,用于對選通后輸出的電壓VREFO在電壓階躍變化時進行平滑處理，輸出平滑變化的輸出 電壓VREF，該平滑變換控制單元3的輸入端與電壓選通電路2的輸出端連接，平滑變