專利名稱：一種根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流的智能充電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流的 智能充電電路。
背景技術(shù)：
鋰電池由于其能量密度高，一直是現(xiàn)在主流手持設(shè)備的理想電池。但是鋰電池過 渡充電容易造成電池膨脹甚至爆炸。所以能夠快速、安全、高效的充電，是一個(gè)高性能充電 器所必需的。傳統(tǒng)的鋰電池充電器主要有恒壓，恒流兩部分控制電路，控制充電器充電。首先電 池恒流充電，充致一定電壓(一般為4.2 V，不同規(guī)格電池，會(huì)有不同)然后采用恒壓充電。 現(xiàn)在的電池容量不斷增加，充電電流也越來越大。如何避免在高溫環(huán)境下大電流充電時(shí)候， 芯片不會(huì)因?yàn)榘l(fā)熱而燒毀成為現(xiàn)在遇到的一些問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流的智能充電電路，采用 一種內(nèi)部集成溫度傳感器，基于芯片溫度自動(dòng)動(dòng)態(tài)控制電流的技術(shù)，滿足在充電電路在高 溫大電流情況下，仍然不會(huì)燒毀，而且繼續(xù)為電池充電，克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流的智能充電電路，包括第一 PMOS管、第二 PMOS 管、第三PMOS管、第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第三運(yùn)算放大器和溫度控制模塊，第 一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器和第三運(yùn)算放大器串聯(lián)，第一運(yùn)算放大器與電池連接，第二 運(yùn)算放大器上連接有溫度控制模塊，第三運(yùn)算放大器與電池連接，第三運(yùn)算放大器上連接 有第三PMOS管，第一 PMOS管和第二 PMOS管連接并與第三運(yùn)算放大器并聯(lián)。所述溫度控制模塊由恒定電流源、電阻和BJT器件構(gòu)成，恒定電流源、第一電阻和 BJT器件串聯(lián)連接，第一電阻與跨導(dǎo)放大器負(fù)極連接，跨導(dǎo)放大器上連接有第二電阻，跨導(dǎo) 放大器的正極與基準(zhǔn)電壓輸入線連接。所述溫度控制模塊由恒定電流源、正溫度電流源、電阻和BJT器件構(gòu)成，恒定電流 源、第一電阻和BJT器件串聯(lián)連接，第一電阻與跨導(dǎo)放大器負(fù)極連接，跨導(dǎo)放大器上連接有 第二電阻，BJT器件通過線路與第三電阻連接，第三電阻與正溫度電流源連接，第三電阻與 正溫度電流源之間的線路通過基準(zhǔn)電壓輸入線與跨導(dǎo)放大器的正極連接。 所述溫度控制模塊由恒定電流源、電阻和BJT器件構(gòu)成，恒定電流源、第一電阻和 BJT器件串聯(lián)連接，第一電阻與跨導(dǎo)放大器負(fù)極連接，跨導(dǎo)放大器上連接有第二電阻，跨導(dǎo) 放大器的正極與第二電阻連接。本發(fā)明的有益效果為充電電路除了包含傳統(tǒng)的恒流，恒壓控制電路，增加了溫度 傳感器，溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和自動(dòng)電流控制，根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流，這種技術(shù)可以減 輕溫度變化對(duì)環(huán)路特性的影響；降低設(shè)計(jì)難度，而且在高溫區(qū)域可以讓溫度與電流呈接近線性關(guān)系，保證快速安全的完成充電。


下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明所述的一種根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流的智能充電電路的電 路原理圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中所述的溫度控制模塊的電路原理圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例二中所述的溫度控制模塊的電路原理圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例三中所述的溫度控制模塊的電路原理圖。圖中
1、第一 PMOS管；2、第二 PMOS管；3、第三PMOS管；4、第一運(yùn)算放大器；5、第二運(yùn)算放大 器；6、第三運(yùn)算放大器；7、溫度控制模塊。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的一種根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流的智能充 電電路，包括第一 PMOS管1、第二 PMOS管2、第三PMOS管3、第一運(yùn)算放大器4、第二運(yùn)算放 大器5、第三運(yùn)算放大器6和溫度控制模塊7，第一運(yùn)算放大器4、第二運(yùn)算放大器5和第三 運(yùn)算放大器6串聯(lián)，第一運(yùn)算放大器4與電池連接，第二運(yùn)算放大器5上連接有溫度控制模 塊7，第三運(yùn)算放大器6與電池連接，第三運(yùn)算放大器6上連接有第三PMOS管3，第一 PMOS 管1和第二 PMOS管2連接并與第三運(yùn)算放大器6并聯(lián)。其中第一 PMOS管1是第二 PMOS管2的1000倍。第三運(yùn)算放大器6保證了第一 PMOS管1、第二 PMOS管2的源漏電壓相等從而保證了兩個(gè)PMOS管(是指η型襯底、P溝道 靠空穴的流動(dòng)運(yùn)送電流的MOS管)的1000倍電流鏡像關(guān)系。第二運(yùn)算放大器5是橫流環(huán)路 中的運(yùn)算放大器，根據(jù)環(huán)路特性，第二運(yùn)算放大器5輸入端電壓相等，所以i_ref2的電壓等 于ICHRG的電壓，所以橫流充電電流是1000*i_ref2/R_Chg，充電電流由兩個(gè)PMOS管鏡像 倍率，恒流模式參考電壓i_ref2，以及電阻R_chg決定。第三運(yùn)算放大器6是恒壓模式環(huán) 路中的運(yùn)算放大器。通過反饋電阻Rf4，Rf5共同決定了電池的最終充滿電壓。通 過調(diào)整橫流環(huán)路的參考電壓i_ref2可以改變充電電流。溫度控制模塊7檢測(cè) 芯片溫度自動(dòng)調(diào)整橫流環(huán)路參考電壓i_ref 2，來實(shí)現(xiàn)根據(jù)溫度改變自動(dòng)調(diào)整充電電流。實(shí)施例一
如圖2所示，所述溫度控制模塊7由恒定電流源、電阻和BJT器件構(gòu)成，恒定電流源、第 一電阻和BJT器件串聯(lián)連接，第一電阻與跨導(dǎo)放大器(PTAT)負(fù)極連接，跨導(dǎo)放大器上連接 有第二電阻，跨導(dǎo)放大器的正極與基準(zhǔn)電壓輸入線連接。在這個(gè)模塊中i_ref是橫流模式的參考電壓(一般廣1. 5V附近，可以跟V_ref是 同一個(gè)電壓)。V_ref是bandgap輸出的參考電壓(一般1.2V附近)。i_ref2時(shí)最終輸出到 橫流環(huán)路的電壓。Gm模塊是一個(gè)電壓控制電流源電路。Gm的輸出是電流，其輸出電流i_gm=Gm*(V_ ref-V_tem),其中Gm是模塊12的跨導(dǎo)，V_tem是溫度傳感器的溫度感生電壓輸出
i_ref2=i_ref-R5*i_gm電池充電電流Ichg=i_ref2/R_chg * 1000
從以上公式中可看出，當(dāng)溫度傳感器的溫度感應(yīng)電壓改變得的時(shí)候，此電路系統(tǒng)會(huì)自 動(dòng)調(diào)整i_ref2的電壓，從而自動(dòng)完成充電電流的調(diào)整，盡量保證了芯片溫度變化后對(duì)充電 電流的調(diào)整 實(shí)施例二
如圖3所示，所述溫度控制模塊7由恒定電流源、正溫度電流源、電阻和BJT器件構(gòu)成， 恒定電流源、第一電阻和BJT器件串聯(lián)連接，第一電阻與跨導(dǎo)放大器負(fù)極連接，跨導(dǎo)放大器 上連接有第二電阻，BJT器件通過線路與第三電阻連接，第三電阻與正溫度電流源連接，第 三電阻與正溫度電流源之間的線路通過基準(zhǔn)電壓輸入線與跨導(dǎo)放大器的正極連接。V_tem和V_ref 一起輸入一個(gè)跨導(dǎo)放大器(電壓控制電流源電路)Gm中。然后Gm 產(chǎn)生一個(gè)與溫度相關(guān)的電流，注入R5。從而改變i_ref2
這個(gè)部分公式和原理，都跟圖2相同 公式與圖2中相同
Gm的輸出是電流，其輸出電流i_gm=Gm* (V_ref-V_tem)，其中Gm是模塊1 2的跨導(dǎo)，V_ tem是溫度傳感器的溫度感生電壓輸出； i_ref2=i_ref-R5*i_gm 電池充電電流Ichg=i_ref2/R_chg * 1000 實(shí)施例三
如圖4所示，所述溫度控制模塊7由恒定電流源、電阻和BJT器件構(gòu)成，恒定電流源、第 一電阻和BJT器件串聯(lián)連接，第一電阻與跨導(dǎo)放大器負(fù)極連接，跨導(dǎo)放大器上連接有第二 電阻，跨導(dǎo)放大器的正極與第二電阻連接。以達(dá)到無論采用什么模式的溫度傳感器電路，只 要采用這種由溫度傳感器產(chǎn)生一個(gè)溫度相關(guān)的電壓和一個(gè)其他電壓，輸入到一個(gè)跨導(dǎo)放大 器(電壓控制電流源)然后產(chǎn)生一個(gè)電流，然后注入一個(gè)可以產(chǎn)生偏置的電阻中，調(diào)節(jié)充電 器電流環(huán)路的電壓。Gm的輸出是電流，其輸出電流i_gm=Gm* (i_ref-V_tem)，其中Gm是模塊1 2的跨 導(dǎo)，V_tem是溫度傳感器的溫度感生電壓輸出。i_ref2=i_ref-R5*i_gm
電池充電電流Ichg=i_ref2/R_chg * 1000
本發(fā)明所述的充電電路除了包含傳統(tǒng)的恒流，恒壓控制電路，增加了溫度傳感器，溫度 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和自動(dòng)電流控制，根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流，這種技術(shù)可以減輕溫度變化 對(duì)環(huán)路特性的影響；降低設(shè)計(jì)難度，而且在高溫區(qū)域可以讓溫度與電流呈接近線性關(guān)系，保 證快速安全的完成充電。
權(quán)利要求
1.一種根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流的智能充電電路，包括第一 PMOS管(1)、第二 PMOS管(2)、第三PMOS管(3)、第一運(yùn)算放大器(4)、第二運(yùn)算放大器(5)、第三運(yùn)算放大器 (6 )和溫度控制模塊(7 )，第一運(yùn)算放大器(4 )、第二運(yùn)算放大器(5 )和第三運(yùn)算放大器(6 ) 串聯(lián)，第一運(yùn)算放大器(4)與電池連接，第二運(yùn)算放大器(5)上連接有溫度控制模塊(7)，第 三運(yùn)算放大器(6 )與電池連接，第三運(yùn)算放大器(6 )上連接有第三PMOS管(3 )，第一 PMOS管 (1)和第二 PMOS管(2)連接并與第三運(yùn)算放大器(6)并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流的智能充電電路，其特征在 于所述溫度控制模塊(7)由恒定電流源、電阻和BJT器件構(gòu)成，其中恒定電流源、第一電阻 和BJT器件串聯(lián)連接且第一電阻與跨導(dǎo)放大器負(fù)極連接，跨導(dǎo)放大器上連接有第二電阻， 跨導(dǎo)放大器的正極與基準(zhǔn)電壓輸入線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流的智能充電電路，其特征在 于所述溫度控制模塊(7 )由恒定電流源、正溫度電流源、電阻和BJT器件構(gòu)成，其中恒定電 流源、第一電阻和BJT器件串聯(lián)連接且第一電阻與跨導(dǎo)放大器負(fù)極連接，跨導(dǎo)放大器上連 接有第二電阻，BJT器件通過線路與第三電阻連接，第三電阻與正溫度電流源連接，第三電 阻與正溫度電流源之間的線路通過基準(zhǔn)電壓輸入線與跨導(dǎo)放大器的正極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流的智能充電電路，其特 征在于所述溫度控制模塊(7)由恒定電流源、電阻和BJT器件構(gòu)成，其中恒定電流源、第一 電阻和BJT器件串聯(lián)連接且第一電阻與跨導(dǎo)放大器負(fù)極連接，跨導(dǎo)放大器上連接有第二電 阻，跨導(dǎo)放大器的正極與第二電阻連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流的智能充電電路，包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第三運(yùn)算放大器和溫度控制模塊，第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器和第三運(yùn)算放大器串聯(lián)，第二運(yùn)算放大器上連接有溫度控制模塊，第三運(yùn)算放大器上連接有第三PMOS管，第一PMOS管和第二PMOS管連接并與第三運(yùn)算放大器并聯(lián)。本發(fā)明有益效果增加了溫度傳感器，溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和自動(dòng)電流控制，根據(jù)芯片溫度自動(dòng)調(diào)整充電電流，這種技術(shù)可以減輕溫度變化對(duì)環(huán)路特性的影響；降低設(shè)計(jì)難度，而且在高溫區(qū)域可以讓溫度與電流呈接近線性關(guān)系，保證快速安全的完成充電。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102148520SQ201110086500
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者葉兆屏, 趙利杰, 顧淵 申請(qǐng)人:昆山明普信息科技有限公司