專利名稱：使用間接電流檢測(cè)的充電方法和充電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生充電電流的充電電路和充電方法，該充電電流提供給與諸如電池或充電電池等待充電元件連接的輸出端子。
背景技術(shù)：
例如在無線終端或其它手持或移動(dòng)設(shè)備中使用的傳統(tǒng)電池充電電路中，在充電期間需要測(cè)量和監(jiān)控相對(duì)較高的電流。通常地，串聯(lián)電阻器放置在充電電流源與連接到待充電電池的相關(guān)的充電開關(guān)之間。電池充電電流流經(jīng)串聯(lián)電阻器并且串聯(lián)電阻器兩端所產(chǎn)生的電壓降被檢測(cè)用于控制充電周期。
圖2示出傳統(tǒng)集成電池充電電路的示意電路圖，該電池充電電路包括連接到墻上插座的墻上插座式連接端子5以及連接到待充電電池的電池連接15。此外，設(shè)置開關(guān)器件或?qū)ㄆ骷砜刂瞥潆婋娏鱅C，其中所述開關(guān)器件或?qū)ㄆ骷ㄟ^充電電流IC并且可以由MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管來實(shí)現(xiàn)，該充電電流IC通過低歐姆檢測(cè)電阻器RS和電池連接端子15提供給待充電的電池。檢測(cè)電阻器RS兩端的電壓降由運(yùn)算放大器OA1測(cè)量，并且該運(yùn)算放大器OA1在一個(gè)輸入端子具有偏置電壓源12以限定預(yù)定的偏置電壓?；谒鶞y(cè)量的電壓降，在運(yùn)算放大器OA1的輸出產(chǎn)生控制信號(hào)并且將該控制信號(hào)提供給導(dǎo)通器件TP22的控制端或柵極。
因此，在圖2的集成電池充電電路中，使用串聯(lián)電阻器RS檢測(cè)充電電流IC，從而將充電電流Is轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷?。從檢測(cè)的電壓中減去該限定的偏置電壓并且將該限定的偏置電壓送給運(yùn)算放大器或差分放大器OA1。使用運(yùn)算放大器OA1的輸出驅(qū)動(dòng)閉環(huán)回路以控制充電電流IC。
這種傳統(tǒng)充電電路的最大的缺點(diǎn)是串聯(lián)電阻器或測(cè)量電阻器需要具有低歐姆值的高精度電阻器。由于大量電流流經(jīng)測(cè)量電阻器，因此測(cè)量電阻器也必須具有相對(duì)較大的物理尺寸，從而散掉所產(chǎn)生的熱量。使用物理尺寸較大的電阻器表明必須使用與集成元件相對(duì)的分離和離散元件。這導(dǎo)致成本增加并且生產(chǎn)和測(cè)試工作的復(fù)雜度增加。此外，必須小心地定位測(cè)量電阻器以防止有害的熱量影響鄰近的電路元件。此外，由于測(cè)量電阻器的低歐姆值，所產(chǎn)生的電壓缺點(diǎn)很小并且需要使用較高分辨率的模數(shù)變換器以得到精確的測(cè)量結(jié)果。
此外，圖2的充電電路或系統(tǒng)的精度由以下因素確定低歐姆大電流檢測(cè)電阻器RS和連接跟蹤的精度，連接到電池連接的偏置電壓源12以及與偏置電壓源12產(chǎn)生的偏置電壓相關(guān)的內(nèi)部偏置電壓的精度。因而整個(gè)精度受到偏置電壓實(shí)際限制的限制，結(jié)果在檢測(cè)電阻器RS產(chǎn)生很高的功耗并且在墻上插座式連接端子5與電池連接端子15之間需要很高的電壓差。除了這些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，集成充電電路需要對(duì)使用連接到檢測(cè)電阻器RS的開爾文連接進(jìn)行認(rèn)真的版圖設(shè)計(jì)。
文獻(xiàn)US2002/00844772A1公開一種使用充電/放電復(fù)制電流的直接模數(shù)轉(zhuǎn)換測(cè)量電池充電電流和放電電流的方法和裝置，其中復(fù)制電流由充電電流產(chǎn)生并且閉環(huán)回路電流吸入器(sink)工作用于吸入該復(fù)制電流。使用閉環(huán)回路電流吸入器的數(shù)字輸出作為充電電流幅度的測(cè)量。具體地，使用在得到充電電流的節(jié)點(diǎn)處表示電壓差的差值信號(hào)來迫使在這些節(jié)點(diǎn)的電位數(shù)值相等。結(jié)果，復(fù)制電流等于被預(yù)定的比例因子分成的充電電流。由于使用比例因子，流經(jīng)用于測(cè)量復(fù)制電流的測(cè)量?jī)x或檢測(cè)電阻器的電流大量減小能夠產(chǎn)生很大的歐姆值并且進(jìn)一步提供大量減小的功耗。所產(chǎn)生的較高數(shù)值的測(cè)量電壓有利于精確數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電池充電電路和充電方法，使用該電池充電電路和充電方法，在保持電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的同時(shí)能夠提高精度、減小功耗和系統(tǒng)成本。
通過權(quán)利要求1所述的充電電路和權(quán)利要求11所述的充電方法實(shí)現(xiàn)該目的。
因此，不是使用電壓值進(jìn)行處理，而是直接使用所得到的檢測(cè)電流或測(cè)量電流作進(jìn)一步的處理，即與參考電流進(jìn)行比較。因而不需要將充電電流變換為電壓值。由于電路的精度由集成電路制造中較好控制的因素決定，因此可以改善性能。此外，由于在大充電電流支路中無須使用相對(duì)較貴的低歐姆精度電阻器，因此可以減小系統(tǒng)成本。由于在大充電電流支路中缺少測(cè)量電阻器而使充電電路與電池之間所需的電壓降減小，從而導(dǎo)致功效增加。
檢測(cè)電流與參考電流之間的簡(jiǎn)單比較使得在應(yīng)用集成充電電路時(shí)在板上實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易的大電流跟蹤的電路設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單應(yīng)用。
檢測(cè)裝置可以包括第一電流鏡裝置，該第一電流鏡裝置使用電流鏡技術(shù)檢測(cè)充電電流。電流鏡技術(shù)簡(jiǎn)化了間接檢測(cè)裝置的集成，從而保持比較小的電路尺寸。
此外，預(yù)定的關(guān)系可以是預(yù)定的固定比例。由于該固定比例，檢測(cè)電流將大大低于充電電流，從而可以減小在檢測(cè)電流處理期間的功耗或功損。
該充電電路可以是集成電路，其中可以設(shè)置電流產(chǎn)生裝置以基于流經(jīng)預(yù)定電阻器的電流產(chǎn)生預(yù)定參考電流。因而，在充電路徑上不必設(shè)置限定額定電流的精密電阻器，從而可以減小功損并且可以使用較高的電阻值。例如，可以將該預(yù)定的電阻器設(shè)置為連接到集成電路的外部電阻器。這提供的優(yōu)點(diǎn)是可以保持較小尺寸的集成電路并且如果需要可以很容易地更換外部電阻器。
該電流產(chǎn)生裝置可以包括電流數(shù)模轉(zhuǎn)換器，并將參考電流提供給該電流數(shù)模轉(zhuǎn)換器作為額定參考電流。更具體地，電流產(chǎn)生裝置可以包括第二電流鏡裝置，該第二電流鏡裝置用于復(fù)制流經(jīng)預(yù)定電阻器的電流。由于設(shè)置電流數(shù)模轉(zhuǎn)換器，通過利用通過外電阻器的電流作為數(shù)模轉(zhuǎn)換器的參考可以數(shù)字化地限定實(shí)際的充電電流。比較裝置可以包括加法裝置并將參考電流和檢測(cè)電流提供給該加法裝置。因而，所得到的差值可以直接作為控制信號(hào)。更具體地，該加法裝置可以被設(shè)置為將參考電流與檢測(cè)電流之間的差值轉(zhuǎn)換為控制電壓，并且基于該控制電壓產(chǎn)生該控制信號(hào)。轉(zhuǎn)換原理是在單個(gè)元件上合并了減法功能和轉(zhuǎn)換功能，從而使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化并且緊致。
通過設(shè)置改進(jìn)的電流鏡裝置可以實(shí)現(xiàn)精確的且對(duì)變化不靈敏的第一電流鏡裝置和第二電流鏡裝置的電源電壓和充電電壓，該改進(jìn)的電流鏡裝置包括第一晶體管裝置、第二晶體管裝置以及附加的第三晶體管裝置，其中所述第一晶體管裝置和第二晶體管裝置在電流鏡構(gòu)造中連接，而該第三晶體管裝置由在所述第一晶體管與第二晶體管的各個(gè)漏極端子或集電極端子之間連接的放大器裝置驅(qū)動(dòng)。因而，通過增加輸出阻抗并且減小所述第一電流鏡裝置和第二電流鏡裝置的晶體管的漏極或集電極之間的電壓差改善了所述第一電流鏡裝置和第二電流鏡裝置的性能。


參照附圖，現(xiàn)在將基于優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明，其中圖1示出根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的充電電路的示意框圖；圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)充電電路的示意電路圖；圖3示出根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的充電電路的示意電路圖；圖4示出根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例的改進(jìn)的電流鏡電路的示意電路圖；圖5示出根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例的改進(jìn)的電流鏡電路的示意電路圖；以及圖6示出根據(jù)第四優(yōu)選實(shí)施例的充電電路的示意框圖；具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將基于集成電池充電電路描述優(yōu)選實(shí)施例，在該集成電池充電電路中基于電流鏡技術(shù)實(shí)現(xiàn)間接電流檢測(cè)。然而，應(yīng)該注意到間接電流檢測(cè)可以可選擇地通過基于例如不需要串聯(lián)測(cè)量電阻器的電磁耦合技術(shù)或其它電流檢測(cè)技術(shù)的其它間接檢測(cè)或測(cè)量技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。通常地，術(shù)語“間接檢測(cè)”應(yīng)理解為不需要充電電流直接流經(jīng)電連接的檢測(cè)器件或元件。
根據(jù)圖1，設(shè)置墻上插座式連接端子5，通過該墻上插座式連接端子5直接連接到或經(jīng)由其它充電電路元件連接到提供充電電源的插接系統(tǒng)。充電電源被提供給可以是簡(jiǎn)單導(dǎo)通器件或開關(guān)器件的充電控制電路10，用于產(chǎn)生提供給電池連接端子15的充電電流Ic，并且該電池連接端子15連接待充電的充電電池或電池40。在充電控制器件10，在上述檢測(cè)中間接測(cè)量檢測(cè)電流Im并且將該檢測(cè)電流提供給比較器件或比較元件20，而由參考電流產(chǎn)生器30產(chǎn)生的參考電流Iref也被提供給該比較器件或比較元件20。比較器件20基于檢測(cè)電流Im與參考電流Iref之間的差值產(chǎn)生控制信號(hào)Vc并且將該控制信號(hào)提供給充電控制器件10。因而，充電電流Ic可以被控制以提供參考電流Iref與充電電流Ic之間的預(yù)定關(guān)系，其中該關(guān)系可以由用于提供檢測(cè)電流Im的測(cè)量技術(shù)或耦合技術(shù)或者在比較器件20使用的比較技術(shù)來限定，或者由以上二者共同來限定。
圖3示出第一優(yōu)選實(shí)施例的更具體的電路框圖，其中使用電流鏡技術(shù)間接測(cè)量充電電流Ic。由圖3可見，充電控制器件10包括充電控制晶體管TP22，該充電控制晶體管TP22基于運(yùn)算放大器OA2產(chǎn)生的控制電壓控制充電電流Ic。由附加的第二晶體管TP21建立的電流鏡構(gòu)造測(cè)量或復(fù)制充電電流Ic，其中該第二晶體管TP21的柵極連接到充電控制晶體管TP22的柵極并且該該第二晶體管TP21的源極連接到充電控制晶體管TP22的源極以實(shí)現(xiàn)電流鏡構(gòu)造。因此，流經(jīng)第二晶體管TP21的測(cè)量電流或檢測(cè)電流Im與充電電流Ic具有固定的關(guān)系。該檢測(cè)電流Im被提供給設(shè)置為加法節(jié)點(diǎn)的比較器件20，其中檢測(cè)電流Im和電流數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)32產(chǎn)生的參考電流Iref經(jīng)過或通過該比較器件20。
基于可以是二進(jìn)制n位控制字的電流設(shè)置CS該DAC 32工作。額定參考電流Irefn被提供給DAC 32作為額定值，基于該額定值產(chǎn)生參考電流Iref。在包含運(yùn)算放大器OA1的電流產(chǎn)生電路中通過復(fù)制流經(jīng)參考電阻器Rref的電阻器電流Ir得到額定參考電流Irefn，以及將參考電壓Vref1提供給該運(yùn)算放大器OA1并且該運(yùn)算放大器OA1控制電流源晶體管TP12，而該電流源晶體管TP12被設(shè)置在具有第二晶體管TP11的第二電流鏡構(gòu)造中，并且該第二晶體管TP11以預(yù)定比例產(chǎn)生的額定參考電流Irefn作為電阻器電流Ir的復(fù)制。
根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例提出該電路設(shè)計(jì)，利用電流鏡技術(shù)在控制器件10中檢測(cè)充電電流Ic，其中該控制器件10包括充電控制晶體管TP22和第二晶體管或鏡像晶體管TP21。因而所得到的檢測(cè)電流Im是實(shí)際充電電流Ic良好定義的固定比例。不是將充電電流Ic轉(zhuǎn)換為電壓，而是將所得到的檢測(cè)電流Im在例如加法節(jié)點(diǎn)的比較器件20直接用于進(jìn)一步的處理。
額定的或期望的充電電流可以通過參考電阻器Rref設(shè)置，該參考電阻器Rref可以是芯片外的精度電阻器。使用通過參考電阻器Rref的電阻器電流Ir作為DAC 32的參考電流，實(shí)際充電電流由電流設(shè)置CS數(shù)字化限定，通過使電流鏡電路和DAC 32的支路連接到加法節(jié)點(diǎn)在比較器件20的加法節(jié)點(diǎn)從檢測(cè)電流Im中減去DAC 32的輸出電流。該加法節(jié)點(diǎn)的阻抗將檢測(cè)電流Im與參考電流Iref之間的差值轉(zhuǎn)換為饋送到運(yùn)算放大器OA2的電壓，其中該加法節(jié)點(diǎn)可以由半導(dǎo)體元件或簡(jiǎn)單的連接節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。在運(yùn)算放大器OA2的其它輸入端子，提供第二參考電壓Vref2以調(diào)節(jié)在充電控制晶體管TP22的控制端子上施加的輸出控制信號(hào)。
以下，基于各個(gè)等式得到充電電流Ic與充電電路的參數(shù)之間的關(guān)系。
電池40的充電電流Ic流經(jīng)充電控制晶體TP22。充電控制晶體管TP22的柵極端子由運(yùn)算放大器OA2的輸出電壓控制。運(yùn)算放大器OA2的輸出信號(hào)也驅(qū)動(dòng)鏡像晶體管TP21的柵極電壓。由于晶體管TP22和TP21二者的柵極、源極連接，因此電流將與晶體管尺寸的比率Ai成正例。因此流經(jīng)鏡像晶體管TP21的檢測(cè)電流Im可以認(rèn)為是充電電流Ic的映像，該充電電流Ic可以用以下等式表示Ic＝Ai·Im(1)通過連接各個(gè)電流支路對(duì)檢測(cè)電流Im和參考電流Iref進(jìn)行相加。比較器件20的加法節(jié)點(diǎn)連接到運(yùn)算放大器OA2的輸入。在該平衡的閉環(huán)回路，檢測(cè)電流Im將由運(yùn)算放大器OA2和鏡像晶體管TP21以Im+Iref＝0的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而Im＝-Iref。因此基于等式(1)，可以得到以下等式Ic＝-Ai·Iref(2)參考電流Iref由額定參考電流Irefn和n位電流設(shè)置CS確定。該DAC32可以由具有n位二進(jìn)制權(quán)重的輸出信道以及n個(gè)開關(guān)的傳統(tǒng)電流鏡來實(shí)現(xiàn)，其中電流設(shè)置CS的二進(jìn)制值定義開關(guān)狀態(tài)。因而，參考電流Iref可以表達(dá)為Iref＝CS·Irefn(3)額定參考電流Irefn從另一鏡像晶體管TP12的漏極電流中得到。根據(jù)晶體管TP12和TP11的尺寸比率，另一鏡像晶體管TP12的漏極電流與電流產(chǎn)生晶體管TP11的漏極電流成比例，即電阻器電流Ir。以下這可以表示為Irefn＝Ar·Ir(4)其中參數(shù)Ar表示晶體管TP11與TP12的尺寸比率。
運(yùn)算放大器OA1和電流產(chǎn)生器晶體管TP11的反饋回路確保參考電阻器Rref兩端的電壓等于參考電壓Vref與運(yùn)算放大器OA1的偏置電壓Voa1相加，因此Ir＝Vref/Rref(5)等式(2)，(3)，(4)以及(5)合并得到以下表達(dá)式用于限定充電電流Ic的值Ic＝-Ai·CS·Ar·(Vref1+Voa1)/Rref(6)基于上述等式(6)，可以看到所提出的根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的充電電路或系統(tǒng)的精度由參考電壓Vref1的精度確定，其中在內(nèi)部帶隙基準(zhǔn)電壓的情況下，可以得到例如+/-2％的電壓基準(zhǔn)，甚至可以通過校準(zhǔn)來提高該精度。此外，相對(duì)于參考電壓Vref1，精度由運(yùn)算放大器OA1的偏置電壓Voa1確定。對(duì)于優(yōu)于1％的精度，小于12mV的偏置電壓能夠滿足。此外，充電電路的精度取決于參考電流產(chǎn)生電路的電流鏡的精度，該參考電流產(chǎn)生電路包括晶體管TP11和TP12。而且，DAC32的精度由例如所構(gòu)造的電流鏡來確定。此外，充電電流的精度由另一電流鏡電路以及參考電阻器Rref確定以得到所需的精度，其中另一電流鏡電路包括充電控制晶體管TP22和鏡像晶體管TP21，而基于應(yīng)用該參考電阻器Rref可以被放置在外部并且可以被選擇。
總而言之，在集成電路制造中充電電路的總體精度可以由控制良好的因子確定。
圖4示出根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例的電流鏡電路的示意電路圖，并且該電流鏡電路是對(duì)充電電路的參考電流產(chǎn)生器部分包括晶體管TP11和TP12的電流鏡電路的改進(jìn)。使用該改進(jìn)的電流鏡電路，可以得到鏡像比率小于1％的精度。因而通過使用該改進(jìn)的電流鏡電路可以得到所需精確的和對(duì)變化不靈敏的電源電壓以及充電電壓。具體地，通過增加電流鏡電路的輸出阻抗并且減小晶體管TP11與TP12的漏極之間的電壓差提高了電流鏡的性能。為此，附加的第三晶體管TP11被插入在晶體管TP11的漏極并且由附加的運(yùn)算放大器OA11驅(qū)動(dòng)，并且該運(yùn)算放大器OA11被插入并且使其輸入端分別連接到晶體管TP12和TP11的漏極。
圖5示出根據(jù)第三優(yōu)選實(shí)施例的電流鏡電路的示意電路圖，該電流鏡電路是充電電路的充電電流控制部分的電流鏡的改進(jìn)。在此，通過在鏡像晶體管TP21的漏極增加附加的第三晶體管TP211使包括晶體管TP21和TP22的電流鏡改進(jìn)，其中該附加的第三晶體管TP211由附加的運(yùn)算放大器OA22驅(qū)動(dòng)，其中該運(yùn)算放大器OA22的輸入端分別連接在晶體管TP21與TP22的漏極之間。因而，鏡像晶體管TP21的輸出阻抗增加，從而校準(zhǔn)晶體管TP21與晶體管TP22的漏極電壓。
根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施例和第三優(yōu)選實(shí)施例的電流鏡電路的上述修改可以在充電電路中分別實(shí)現(xiàn)或者合并實(shí)現(xiàn)，從而改善各個(gè)電流鏡電路的性能。
圖6示出根據(jù)第四優(yōu)選實(shí)施例的充電電路的可選擇實(shí)現(xiàn)，其中在充電控制部分使用極性相反的晶體管例如NMOS晶體管代替PMOS晶體管。未使用圖2至圖5所示的PMOS晶體管，而使用圖6所示的NMOS晶體管所提出的電路可以被轉(zhuǎn)變?yōu)榈刃щ娐?。此外，與圖2的電路相反，充電電路的參考電流產(chǎn)生器部分電流鏡電路的一部分被設(shè)置在DAC 32內(nèi)部，從而將參考電流產(chǎn)生器晶體管TP12的柵極電壓直接提供給DAC 32的電流鏡電路作為柵極偏置電壓。在該可選擇的實(shí)現(xiàn)中，經(jīng)由墻上插座式連接端子5充電控制晶體管TN22和鏡像晶體管TN21的源極此時(shí)連接到電源電壓的負(fù)端，而在圖3中，墻上插座式連接端子5連接到電源電壓的正極。結(jié)果，這時(shí)DAC 32連接到電源電壓Vo的正極端子，而在圖3中DAC 32連接到基準(zhǔn)電勢(shì)(例如地電位)。
因?yàn)楦鶕?jù)第四優(yōu)選實(shí)施例的電路工作等效于根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施例的電路，所以關(guān)于圖6所示的可選性電路的工作參照第一優(yōu)選實(shí)施例的上述描述。
除了通過基于在集成電路制造中良好控制的因素精確確定的精度產(chǎn)生的上述提及的性能改善之外，由于在圖2的大電流支路中不再需要價(jià)格昂貴的低歐姆精度電阻器，因此所提出的電路設(shè)計(jì)提供了減小系統(tǒng)成本的優(yōu)點(diǎn)。此外，由于在大電流支路中缺少電阻器導(dǎo)致電源端子5與電池連接端子15之間的電壓降減小的事實(shí)，因此增加了功效。此外，在實(shí)現(xiàn)該集成電路時(shí)，在電路板中可以提供相對(duì)容易或簡(jiǎn)單的大電流跟蹤設(shè)計(jì)。
總之，所提出電池充電電路使用間接電流檢測(cè)并且包括電流鏡，其中該電流鏡用于得到與充電電流成比例的測(cè)量電流?？刂苹芈放cDAC共同設(shè)置，其中該控制回路包括電流鏡和運(yùn)算放大器作為誤差放大器。然后充電電流與DAC提供的參考電流成比例。當(dāng)數(shù)字控制字作為輸入施加到DAC時(shí)，該參考電流可以由通過附加電流鏡的參考電壓來確定。
應(yīng)該注意到本發(fā)明不限于上述優(yōu)選實(shí)施例的特定元件。具體地，比較器件20可以基于其它適合的元件，所述元件可以用于對(duì)檢測(cè)電流Im和參考電流Iref進(jìn)行加法或減法例如加法放大器或差分放大器或其它放大器或晶體管電路。同樣適用于運(yùn)算放大器OA1和OA2，所述運(yùn)算放大器OA1和OA2可以由具有分離元件的相應(yīng)的運(yùn)算放大器電路替代。晶體管TP11，TP12，TP111，TP21，TP211，TP22，TN21以及TN22可以由雙極或單極型的晶體管來實(shí)現(xiàn)。DAC 32可以是可由額定參考值控制的任何DAC，其中額定參考值Irefn甚至可以轉(zhuǎn)換為數(shù)字值或電壓值。因而所述優(yōu)選的實(shí)施例可以在所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)變化。
此外，所描述的附圖僅僅是示意性的而并非限制性的。在附圖中，為說明的目的部分元件的尺寸可能被夸大并且未按照比例繪制。在本發(fā)明說明書和權(quán)利要求書中使用術(shù)語“包括”，但并不排除其它元件或步驟。當(dāng)提到單數(shù)名詞時(shí)使用例如“a”、“an”或者“the”的不定冠詞或者定冠詞，除非具體說明的其它情況也包括復(fù)數(shù)名詞的情況。在說明書和權(quán)利要求書中使用術(shù)語第一、第二、第三等用于區(qū)分相同的元件并且不必順序或連續(xù)描述。應(yīng)該理解在此描述的本發(fā)明的實(shí)施例除了以在此描述或說明的順序工作還能夠以其它順序工作。此外，雖然是優(yōu)選實(shí)施例，但是在不脫離所附權(quán)利要求書的保護(hù)范圍的情況下可以在形式和細(xì)節(jié)上作出各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種充電電路，用于產(chǎn)生提供給輸出端子(15)的充電電流，所述充電電路包括檢測(cè)裝置(10)，用于直接檢測(cè)所述充電電流并且產(chǎn)生與所述充電電流具有預(yù)定關(guān)系的檢測(cè)電流；電流產(chǎn)生裝置(30)，用于產(chǎn)生預(yù)定的參考電流；電流比較裝置(20)，用于比較該檢測(cè)電流與所述參考電流以產(chǎn)生控制信號(hào)；以及控制裝置(10)，用于響應(yīng)所述控制信號(hào)來控制所述充電電流。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其中所述檢測(cè)裝置(10)包括第一電流鏡裝置(TP21，TP22)，該第一電流鏡裝置利用電流鏡技術(shù)檢測(cè)所述充電電流。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電路，其中所述預(yù)定的關(guān)系是預(yù)定的固定比例。
4.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電路，其中所述充電電路是集成電路，并且設(shè)置所述電流產(chǎn)生裝置(30)以產(chǎn)生基于流經(jīng)預(yù)定電阻器(Rref)的電流的預(yù)定參考電流。
5.如權(quán)利要求4所述的電路，其中所述預(yù)定電阻器是連接到所述集成電路的外部電阻器。
6.如權(quán)利要求4或5所述的電路，其中所述電流產(chǎn)生裝置(30)包括電流數(shù)模轉(zhuǎn)換器，以及將所述參考電流作為額定參考電流提供給該電流數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
7.如權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的電路，其中所述電流產(chǎn)生裝置(30)包括第二電流鏡裝置(TP11，TP12)，該第二電流鏡裝置用于復(fù)制流經(jīng)所述預(yù)定電阻器(Rref)的所述電流。
8.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電路，其中所述比較裝置包括加法裝置(20)，以及將所述參考電流和所述檢測(cè)電流提供給該加法裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的電路，其中設(shè)置所述加法裝置(20)以將所述參考電流與所述檢測(cè)電流之間的差值轉(zhuǎn)換為控制電壓，基于該控制電壓產(chǎn)生所述控制信號(hào)。
10.如權(quán)利要求2或7所述的電路，其中所述電流鏡裝置包括的第一晶體管裝置和第二晶體管裝置(TP11，TP12，TP21，TP22)以及第三晶體管裝置(TP111；TP211)，其中所述第一晶體管裝置和第二晶體管裝置在電流鏡構(gòu)造中連接，而第三電流鏡裝置由在所述第一晶體管裝置與第二晶體管裝置的各個(gè)漏極端子或集電極端子之間連接的放大器裝置(OA11；OA22)驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生充電電流的充電電路和充電方法，該充電電流提供給與待充電的電池(40)連接的輸出端子(15)。充電電流被間接檢測(cè)以產(chǎn)生與充電電流具有預(yù)定關(guān)系的檢測(cè)電流。然后，該檢測(cè)電流與所產(chǎn)生的預(yù)定參考電流進(jìn)行比較，其中響應(yīng)該比較結(jié)果控制充電電流。因而，由于在該電路的充電電流支路中不再需要低歐姆精度電阻器，因此系統(tǒng)成本和功效增加。此外，所提出的方案能夠使電路簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)為集成電路。
文檔編號(hào)G01R31/36GK101052888SQ200580032702
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2005年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者羅蘭·A·B·安思尼斯, 因撒·范·盧, 羅伯特·G·霍斯弗 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司