智能熱調(diào)整充電控制電路的制作方法
【專利摘要】智能熱調(diào)整充電控制電路，涉及電子技術(shù)，本發(fā)明包括第一電流鏡像電路、第二電流鏡像電路；第一電流鏡像電路的參考點(diǎn)接零溫度系數(shù)基準(zhǔn)電流源，第一電流鏡像電路的鏡像點(diǎn)接正溫系數(shù)電流源；第二電流鏡像電路的參考點(diǎn)接第一電流鏡像電路的鏡像點(diǎn)，第二電流鏡像電路的鏡像點(diǎn)接負(fù)載；電流源與恒流放大器并聯(lián)后通過(guò)負(fù)載接地，電流源與恒流放大器的連接點(diǎn)接功率管的柵極；功率管的漏極通過(guò)負(fù)載接地，功率管的漏極還作為電池連接端；電流源的電流鏡像自與第二鏡像電路的鏡像點(diǎn)連接的負(fù)載的電流。本發(fā)明通過(guò)熱反饋調(diào)整恒流充電階段的充電電流大小，從而降低芯片在充電總過(guò)程中的溫度，同時(shí)保證了充電設(shè)備的充電速度和控制芯片的溫度穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】智能熱調(diào)整充電控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]市場(chǎng)上線性充電器芯片的一個(gè)主要的缺點(diǎn)是:當(dāng)輸入電壓高和電池電壓低時(shí)會(huì)出現(xiàn)過(guò)高的功耗。芯片的功耗如下式所示:
[0003]P- (Vcc-Vbat).Icharge
[0004]當(dāng)充電器芯片由涓流充電模式轉(zhuǎn)換到恒流充電模式，此時(shí)電池的電壓很低，輸入電壓與電池電壓的差值比較大，并且此時(shí)很大的充電電流會(huì)產(chǎn)生的高功耗，導(dǎo)致芯片的溫度急劇上升。在典型的情況下，該狀態(tài)是暫時(shí)的，但是在確定充電電流和芯片溫度的最大允許值時(shí)，必須考慮該情況下的熱耗散。
[0005]解決過(guò)熱問(wèn)題通常有以下三種方法:
[0006]1.降低充電過(guò)程中整個(gè)恒流階段的充電電流。降低充電電流后，芯片功耗減小，SP使在電池電壓很低的時(shí)候芯片也不會(huì)過(guò)熱，但是由于減小了充電電流，相應(yīng)的必須增加充電的時(shí)間才能把電池充滿，這種方法降低了充電的速度。
[0007]2.當(dāng)芯片溫度達(dá)到160°C時(shí)關(guān)斷芯片。與第一種方法一樣，采取熱關(guān)斷也會(huì)降低充電的速度。在電池電壓很低時(shí)大電流充電，芯片的溫度迅速上升到160°C，此時(shí)關(guān)斷芯片停止充電后，電池的電壓將不會(huì)上升，當(dāng)再次開啟芯片充電，芯片還是會(huì)產(chǎn)生很大的功耗，其溫度又會(huì)迅速上升，再次導(dǎo)致關(guān)斷芯片，如此往復(fù)，充電的速度被嚴(yán)重的降低。
[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種通過(guò)熱反饋實(shí)現(xiàn)了芯片的溫度恒穩(wěn)控制以及充電電流的自動(dòng)調(diào)整，保證充電設(shè)備的充電速度和控制芯片的溫度穩(wěn)定性的充電控制電路。
[0009]本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，智能熱調(diào)整充電控制電路，其特征在于，包括第一電流鏡像電路、第二電流鏡像電路；
[0010]第一電流鏡像電路的參考點(diǎn)接零溫度系數(shù)基準(zhǔn)電流源，第一電流鏡像電路的鏡像點(diǎn)接正溫系數(shù)電流源；
[0011 ] 第二電流鏡像電路的參考點(diǎn)接第一電流鏡像電路的鏡像點(diǎn)，第二電流鏡像電路的鏡像點(diǎn)接負(fù)載；
[0012]電流源與恒流放大器并聯(lián)后通過(guò)負(fù)載接地，電流源與恒流放大器的連接點(diǎn)接功率管的柵極；功率管的漏極通過(guò)負(fù)載接地，功率管的漏極還作為電池連接端；電流源的電流鏡像自與第二鏡像電路的鏡像點(diǎn)連接的負(fù)載的電流。
[0013]所述第一電流鏡像電路和第二電流鏡像電路都是由兩個(gè)相同的MOS管構(gòu)成，兩個(gè)MOS管柵極相接。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，針對(duì)線性充電器在充電模式上帶來(lái)的熱損耗問(wèn)題，在符合電池實(shí)際涓流和恒流充電的過(guò)程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提供了一種新型的充電方式:通過(guò)熱反饋調(diào)整恒流充電階段的充電電流大小，從而降低芯片在充電總過(guò)程中的溫度，同時(shí)保證了充電設(shè)備的充電速度和控制芯片的溫度穩(wěn)定性。
[0015]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是基準(zhǔn)電流廣生不意圖。
[0017]圖2是智能熱調(diào)節(jié)電流廣生不意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的充電電路智能熱調(diào)節(jié)不意圖和調(diào)節(jié)效果不意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明與其他兩種技術(shù)的效果對(duì)比。
[0020]圖5是本發(fā)明的實(shí)施例的電路圖。
[0021]基本實(shí)施方式。
[0022]參見圖1?5。
[0023]本發(fā)明采取熱反饋使芯片的溫度恒定同時(shí)自動(dòng)的調(diào)整充電電流。在恒流充電階段產(chǎn)生高功耗使芯片溫度上升到熱反饋閾值Tc時(shí)，由于熱反饋的作用，將迫使充電電流減小，從而使芯片結(jié)溫維持在Tc。由于在溫度恒定的同時(shí)并未停止對(duì)電池的充電，所以電池電壓會(huì)繼續(xù)上升，芯片的功耗將會(huì)減小，當(dāng)功耗減小到一定程度退出熱反饋，此時(shí)或者返回到恒流模式，充電電流恢復(fù)到最大，或者直接進(jìn)入恒壓模式。這種方法較之前兩種方法，其允許在溫度正常的情況下大電流快速充電，同時(shí)克服了任何的過(guò)熱問(wèn)題，并維持快速充電時(shí)間，明顯的提高了充電的速度；同時(shí)該方法允許用戶提高給定電路板功率處理能力的上限而沒(méi)有損壞芯片或外部元件的風(fēng)險(xiǎn)，所以說(shuō)它是一種智能的熱調(diào)整。
[0024]本發(fā)明包括基準(zhǔn)電流源和智能熱調(diào)整電路；基準(zhǔn)電流源包括運(yùn)算放大器和功率MOS管，通過(guò)產(chǎn)生一對(duì)溫度系數(shù)相反的電流Iptat和Ictat來(lái)獲取零溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電流IKEF。智能熱調(diào)整電流包括功率MOS管和充電電路，通過(guò)設(shè)置與溫度相關(guān)的電流Iptat來(lái)控制熱反饋閾值Tc，利用鏡像電流源與功率MOS管的配合實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流Ira的控制。輸出電流Iqt經(jīng)處理后流過(guò)充電電路來(lái)控制充電電流，從而實(shí)現(xiàn)熱調(diào)整功能。若無(wú)特別說(shuō)明，本發(fā)明的鏡像電路的鏡像倍數(shù)可隨需求設(shè)置。
[0025]參見圖1。
[0026]基準(zhǔn)電流可以使用一個(gè)正溫度系數(shù)的電流(Iptat)和一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的電流(Ictat)，二者相疊加獲得一零溫度系數(shù)的電流。
[0027]基準(zhǔn)電流為:
[0028]IREF-1PTAT+1CTAT
[0029]通過(guò)適當(dāng)?shù)倪x取電流參數(shù)值，就可以獲得一個(gè)零溫度系數(shù)的基準(zhǔn)電流。
[0030]參見圖2。
[0031]對(duì)于智能熱調(diào)整，由于基準(zhǔn)電流在整個(gè)溫度范圍內(nèi)幾乎不變，取正溫度系數(shù)電流Iptat和基準(zhǔn)電流Ikef相比較，將該電流比較器的閾值設(shè)定在所需要的溫度值上，當(dāng)溫度超過(guò)預(yù)定值時(shí)，即可獲得電流比較器狀態(tài)的改變，從而實(shí)現(xiàn)熱調(diào)整。
[0032]MOS管5和MOS管6是相同的，MOS管7和MOS管8是相同的。由于電流鏡像，所以可知流過(guò)MOS管8的電流為:
[0033]1t_Idmos7_Iptat_Iref
[0034]由于Iptat與溫度成正比，可設(shè)置一溫度T。，在溫度T〈TC時(shí)，IPTAT〈IKEF，此時(shí)MOS管7截止，Iot輸出為零；反之，輸出不為零。
[0035]參見圖3。
[0036]Ira可按需要改變其大小，例如取Ira電流的I倍鏡像，將該鏡像電流輸出到充電電路控制充電電流的部分，就可以實(shí)現(xiàn)熱調(diào)整功能。MOS管11為充電電路中的功率管，Ica為恒流放大器15的輸出電流。當(dāng)充電電路溫度未上升到Tc吋，Iot為零，此時(shí)負(fù)載12的電流等于ICA，充電電流由恒流放大器決定；當(dāng)充電電路溫度上升到Tc吋，Iot不為零，此時(shí)功率MOS管11柵極的電壓將上升，由MOS管漏極電流公式
[0037]
【權(quán)利要求】
1.智能熱調(diào)整充電控制電路，其特征在于，包括第一電流鏡像電路、第二電流鏡像電路； 第一電流鏡像電路的參考點(diǎn)(Al)接零溫度系數(shù)基準(zhǔn)電流源，第一電流鏡像電路的鏡像點(diǎn)(A2)接正溫系數(shù)電流源(31)； 第二電流鏡像電路的參考點(diǎn)(BI)接第一電流鏡像電路的鏡像點(diǎn)，第二電流鏡像電路的鏡像點(diǎn)(B2)接負(fù)載(32)；電流源(16)與恒流放大器(15)并聯(lián)后通過(guò)負(fù)載12接地，電流源(16)與恒流放大器(15)的連接點(diǎn)接功率管(11)的柵極；功率管(11)的漏極通過(guò)負(fù)載(13)接地，功率管(11)的漏極還作為電池連接端；電流源(16)的電流鏡像自負(fù)載(32)的電流。
2.如權(quán)利要求1所述的智能熱調(diào)整充電電路，其特征在于，所述第一電流鏡像電路和第二電流鏡像電路都是由兩個(gè)相同的MOS管構(gòu)成，兩個(gè)MOS管柵極相接。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103545894SQ201310533912
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】廖永波, 王彥虎 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)