基于acot架構(gòu)的恒流恒壓充電器芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于ACOT架構(gòu)的恒流恒壓充電器芯片，其通過采用導(dǎo)通時(shí)間控制電路和關(guān)斷時(shí)間控制電路分別控制開關(guān)電路中第一開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間，使該充電器在能夠?qū)崿F(xiàn)恒壓輸出(CV)的基礎(chǔ)上，還能夠在負(fù)載處于恒流模式下時(shí)，通過控制第一開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間以確保輸出電流的峰值電流不變，同時(shí)通過控制第一開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間以保證輸出電流的電流谷底值也穩(wěn)定，而負(fù)載電流就是輸出電流的平均電流，因此便使該充電器也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的、不隨輸入、輸出電壓變化的恒流輸出(CC)。
【專利說明】基于ACOT架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[OOOU 本發(fā)明設(shè)及電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于AC0T架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著手機(jī)、平板電腦等便攜式電子產(chǎn)品的發(fā)展越來越快，該些電子產(chǎn)品在現(xiàn)代人 的生活中越來越變得不可或缺，因此在車輛中加載充電器也越來越多地普及開來，W便人 們在使用車輛出行時(shí)也能夠方便地對攜帶的電子產(chǎn)品進(jìn)行充電。目前市面上流行的車載車 充巧片主要有W下幾種實(shí)現(xiàn)方式：
[0003] 1)由高壓降壓巧片直接用于車載車充，此類巧片是傳統(tǒng)的降壓巧片，優(yōu)點(diǎn)是架構(gòu) 簡單，系統(tǒng)成本較低；缺點(diǎn)是只有降壓即恒定輸出電壓（CV)功能，沒有恒流輸出（CC)功能， 為了防止巧片過流，導(dǎo)致手機(jī)充電爆炸，巧片內(nèi)部需要有過流保護(hù)功能（0CP)，該在一定程 度上降低了該巧片的適用性。巧片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
[0004] 。由傳統(tǒng)的開關(guān)充電巧片直接用于車載車充，此類巧片優(yōu)點(diǎn)是恒壓輸出（CV)和 恒流輸出（CC)精度都很高，且CV/CC是共用一個(gè)誤差放大器，保證了兩種狀態(tài)切換的唯一 性；缺點(diǎn)是巧片外圍必須接入高精密的小電阻，架構(gòu)復(fù)雜，成本較高，同時(shí)系統(tǒng)效率較低。巧 片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
[0005] 3)基于電流模的帶有CC功能的車載車充巧片，此類巧片優(yōu)點(diǎn)是外圍器件簡單，系 統(tǒng)成本較低，恒流輸出（CC)精度高；缺點(diǎn)是控制邏輯較為復(fù)雜，且CC點(diǎn)隨輸入電壓變化，CV 模式下動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差，另外其CC/CV是軟切換，在輸出大電流的情況下，穩(wěn)定性差。巧片內(nèi) 部結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。
[0006] 4)現(xiàn)有的基于AC0T(Adjust Constant-on-time)架構(gòu)的車載車充巧片，沒有恒流 (CC)功能，適用范圍較窄。巧片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明提供一種基于AC0T架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，W在包含恒壓充電功能 的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高精度的、不隨輸入、輸出電壓變化的恒流充電功能。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于AC0T架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，包括 具有第一開關(guān)管的開關(guān)電路和控制電路，所述控制電路控制所述第一開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān) 斷，所述開關(guān)電路通過所述第一開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓W驅(qū)動(dòng)負(fù) 載，所述控制電路包括：導(dǎo)通時(shí)間控制電路，其產(chǎn)生一導(dǎo)通時(shí)間控制信號給所述第一開關(guān) 管，W控制所述第一開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間；W及關(guān)斷時(shí)間控制電路，其產(chǎn)生一關(guān)斷時(shí)間控制信 號給所述第一開關(guān)管，W控制所述第一開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間。
[0009] 進(jìn)一步的，所述導(dǎo)通時(shí)間控制電路包括計(jì)算導(dǎo)通時(shí)間模塊和峰值電流檢測模塊， 所述關(guān)斷時(shí)間控制電路包括負(fù)載反饋回路和最小關(guān)斷時(shí)間模塊，在負(fù)載工作在恒壓模式下 時(shí)，所述第一開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間由所述計(jì)算導(dǎo)通時(shí)間模塊控制，關(guān)斷時(shí)間由所述負(fù)載反饋 回路控制；在負(fù)載工作在恒流模式下時(shí)，所述第一開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間由所述峰值電流檢測 模塊控制，關(guān)斷時(shí)間由所述所屬最小關(guān)斷時(shí)間模塊控制。
[0010] 進(jìn)一步的，所述計(jì)算導(dǎo)通時(shí)間模塊包括輸入電壓相關(guān)電流產(chǎn)生模塊、第一電流鏡、 第一電容、低通濾波器和第一電壓比較器，所述輸入電壓相關(guān)電流產(chǎn)生模塊產(chǎn)生表征與所 述輸入電壓成比例的電壓值的電流，該電流通過所述第一電流鏡鏡像給所述第一電容充 電，所述第一電容負(fù)端接地，其正端接入所述第一電壓比較器的正相輸入端，所述第一開關(guān) 管的開關(guān)信號在降壓后接入所述低通濾波器的輸入端，所述低通濾波器的輸出端接入所述 第一電壓比較器的反相輸入端，所述第一電壓比較器在其正相輸入端接收到的信號大于等 于其反相輸入端接收到的信號時(shí)，輸出一導(dǎo)通時(shí)間控制信號給所述第一開關(guān)管，W控制所 述第一開關(guān)管導(dǎo)通。
[0011] 進(jìn)一步的，所述峰值電流檢測模塊包括緩沖器、第二電流鏡、第一電阻、開關(guān)信號 采樣模塊和第二電壓比較器，所述緩沖器產(chǎn)生一參考電流，該參考電流通過所述第二電流 鏡鏡像在所述第一電阻上產(chǎn)生一參考電壓，所述第一電阻的一端接地，其另一端接入所述 第二電壓比較器的正相輸入端，所述開關(guān)信號采樣模塊采樣所述第一開關(guān)管的開關(guān)信號， 并接入所述第二電壓比較器的反相輸入端，所述第二電壓比較器在其正相輸入端接收到的 信號大于等于其反相輸入端接收到的信號時(shí)，輸出一導(dǎo)通時(shí)間控制信號給所述第一開關(guān) 管，W控制所述第一開關(guān)管導(dǎo)通。
[0012] 進(jìn)一步的，所述負(fù)載反饋回路包括第一電壓放大器、銀齒波產(chǎn)生電路和第=電壓 比較器，所述第一電壓放大器的正相輸入端接入取自所述輸出電壓的反饋信號，其反相輸 入端接入一基準(zhǔn)電壓，所述第一電壓放大器放大所述反饋信號與基準(zhǔn)電壓之間的差值，并 通過其輸出端輸出一差值信號給所述第=電壓比較器的反相輸入端，所述銀齒波產(chǎn)生電路 產(chǎn)生一銀齒波信號給所述第=電壓比較器的正相輸入端，所述第=電壓比較器在其正相輸 入端接收到的信號大于等于其反相輸入端接收到的信號時(shí)，輸出一關(guān)斷時(shí)間控制信號給所 述第一開關(guān)管，W控制所述第一開關(guān)管關(guān)斷。
[0013] 進(jìn)一步的，所述銀齒波產(chǎn)生電路包括第一電壓源、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第=開關(guān) 和第二電容，所述第一開關(guān)的一端接入所述第一電壓源，其另一端接入所述第二電容的一 端，所述第二電容的另一端接地，所述第二開關(guān)和第=開關(guān)并聯(lián)，且其一共同端接入所述第 二電容的一端，其另一共同端接入所述第=電壓比較器的正相輸入端，所述第一開關(guān)和第 二開關(guān)通過所述關(guān)斷時(shí)間控制信號控制其通斷，所述第=開關(guān)通過所述導(dǎo)通時(shí)間控制信號 控制其通斷。
[0014] 進(jìn)一步的，所述最小關(guān)斷時(shí)間模塊包括第四電壓比較器、第五電壓比較器、第六電 壓比較器、第=電容、第四電容、第五電容、第一基準(zhǔn)電壓源、第一關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源、 第二關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源、第=電流鏡和=輸入與非口，第=電流鏡將所述表征與所述 輸入電壓成比例的電壓值的電流分別鏡像給所述第=、第四、第五電容充電，所述第=、第 四、第五電容的負(fù)端均接地，其正端分別接入所述第四、第五、第六電壓比較器的正相輸入 端，所述第四、第五、第六電壓比較器的反相輸入端分別接入所述第一基準(zhǔn)電壓源、第一關(guān) 聯(lián)輸出電壓的電壓源、第二關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源，所述第四、第五、第六電壓比較器的輸 出端分別接入所述=輸入與非口的=個(gè)輸入端，當(dāng)所述第四、第五、第六電壓比較器的正相 輸入端接收到的信號不都大于等于其反相輸入端接收到的信號時(shí)，所述=輸入與非口的輸 出端輸出一關(guān)斷時(shí)間控制信號給所述第一開關(guān)管，W控制所述第一開關(guān)管關(guān)斷。
[0015] 進(jìn)一步的，所述第一關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源包括第一自偏置電流源、第四電流鏡 和第二電阻，所述第一自偏置電流源的兩個(gè)輸入端分別接入第一基準(zhǔn)電壓和取自所述輸出 電壓的反饋信號，并輸出一第一偏置電流通過所述第四電流鏡鏡像在所述第二電阻上產(chǎn)生 所述第一關(guān)聯(lián)輸出電壓，所述第二電阻的一端接地，其另一端接入所述第五電壓比較器的 反相輸入端。
[0016] 進(jìn)一步的，所述第二關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源包括第二自偏置電流源、第五電流鏡 和第=電阻，所述第二自偏置電流源的兩個(gè)輸入端分別接入第二基準(zhǔn)電壓和取自所述輸出 電壓的反饋信號，并輸出一第二偏置電流通過所述第五電流鏡鏡像在所述第=電阻上產(chǎn)生 所述第二關(guān)聯(lián)輸出電壓，所述第=電阻的一端接地，其另一端接入所述第六電壓比較器的 反相輸入端。
[0017] 進(jìn)一步的，所述控制電路還包括RS觸發(fā)器，所述開關(guān)電路還包括第二開關(guān)管、驅(qū) 動(dòng)電路、濾波電感和濾波電容，所述導(dǎo)通時(shí)間控制電路和關(guān)斷時(shí)間控制電路分別發(fā)送所述 導(dǎo)通時(shí)間控制信號和關(guān)斷時(shí)間控制信號給所述RS觸發(fā)器的復(fù)位端和置位端，所述RS觸發(fā) 器在其置位端接收到高電平信號時(shí)持續(xù)發(fā)送一觸發(fā)信號給所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端直至其 復(fù)位，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端在收到所述觸發(fā)信號后分別發(fā)送一驅(qū)動(dòng)信號給所述第一、第 二開關(guān)管，W控制所述第一、第二開關(guān)管導(dǎo)通，所述第一、第二開關(guān)管導(dǎo)通后共同輸出的電 壓經(jīng)過所述濾波電感和濾波電容濾波后形成所述輸出電壓W驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0019] 本發(fā)明提供的基于ACOT架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片通過采用導(dǎo)通時(shí)間控制電路 和關(guān)斷時(shí)間控制電路分別控制開關(guān)電路中第一開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間，使該充電器 在能夠?qū)崿F(xiàn)恒壓輸出（CV)的基礎(chǔ)上，還能夠在負(fù)載處于恒流模式下時(shí)，通過控制第一開關(guān) 管的導(dǎo)通時(shí)間W確保輸出電流的峰值電流不變，同時(shí)通過控制第一開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間W保 證輸出電流的電流谷底值也穩(wěn)定，而負(fù)載電流就是輸出電流的平均電流，因此便使該充電 器也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的、不隨輸入、輸出電壓變化的恒流輸出（CC)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0021] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中第一種車載車充巧片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0022] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中第二種車載車充巧片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0023] 圖3為現(xiàn)有技術(shù)中第S種車載車充巧片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0024] 圖4為現(xiàn)有技術(shù)中第四種車載車充巧片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0025] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于ACOT架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖；
[0026] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的導(dǎo)通時(shí)間控制電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0027] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的關(guān)斷時(shí)間控制電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[002引圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的計(jì)算導(dǎo)通時(shí)間模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0029] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的負(fù)載反饋回路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0030] 圖10為傳統(tǒng)ACOT架構(gòu)使用的紋波接收網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的銀齒波產(chǎn)生電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0032] 圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一開關(guān)管W及電感電流的波形圖；
[0033] 圖13為本發(fā)明實(shí)施例提供的峰值電流檢測模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0034] 圖14為本發(fā)明實(shí)施例提供的最小關(guān)斷時(shí)間模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0035] 圖15為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0036] 圖16為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0037] 圖17為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于ACOT架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片的恒壓恒流曲 線圖。
[0038] 在圖1至17中，
[0039] VIN ;輸入電壓；VOUT ;輸出電壓；Driver ;驅(qū)動(dòng)電路；Q1 ;第一開關(guān)管；Q2 ;第二 開關(guān)管；L ;濾波電感；C ;濾波電容；Ton (Ton、CS);導(dǎo)通時(shí)間控制信號；Toff (EA_COMP、 Minoff);關(guān)斷時(shí)間控制信號；SW ;開關(guān)信號；FB ;反饋信號；EA_0UT ;差值信號；化amp ;銀齒 波信號；化ef ;基準(zhǔn)電壓；VR ;第一電壓源；化efa ;第一基準(zhǔn)電壓源；Va ;第一關(guān)聯(lián)輸出電壓 的電壓源；Vb ;第二關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源；化efA ;第一基準(zhǔn)電壓；化e巧：第二基準(zhǔn)電壓； Iref ;參考電流；IL ;電感電流；I_Vin、I_Vin2 ;表征與輸入電壓成比例的電壓值的電流； Ra、化、Rc、Rd、Re ;分壓電阻；Rin ;固定電阻；R1 ;第一電阻；R3 ;第二電阻；R4 :第立電阻； Rext、R2、RAl、RBl ;電阻；Qa、卵、MS、MPo ;M0S 管；Qc ;采樣管；Ml ;第一電流鏡；M2 ;第二電 流鏡；M3 ;第S電流鏡；M4 ;第四電流鏡；M5 ;第五電流鏡；C1 ;第一電容；C2 ;第二電容；C3 ; 第S電容；C4 ;第四電容；C5 ;第五電容；LPF ;低通濾波器；AMP1 ;第一電壓放大器；AMP2 ; 電壓比較器；A1 ;第一電壓比較器；A2 ;第二電壓比較器；A3 ;第S電壓比較器；A4 ;第四電 壓比較器；A5 ;第五電壓比較器；A6 ;第六電壓比較器巧uffer ;緩沖器；K1 ;第一開關(guān)；K2 ; 第二開關(guān)；K3 ;第S開關(guān)；Aa ;第一自偏置電流源；Ab ;第二自偏置電流源；Ac ;第S自偏置 電流源。
【具體實(shí)施方式】
[0040] W下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的基于AC0T架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧 片作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說 明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用W方便、明晰地輔助說明 本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0041] 本發(fā)明的核屯、思想在于，提供一種基于AC0T架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，其通過 采用導(dǎo)通時(shí)間控制電路和關(guān)斷時(shí)間控制電路分別控制開關(guān)電路中第一開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間 和關(guān)斷時(shí)間，使該充電器在能夠?qū)崿F(xiàn)恒壓輸出（CV)的基礎(chǔ)上，還能夠在負(fù)載處于恒流模式 下時(shí)，通過控制第一開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間W確保輸出電流的峰值電流不變，同時(shí)通過控制第 一開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間W保證輸出電流的電流谷底值也穩(wěn)定，而負(fù)載電流就是輸出電流的 平均電流，因此便使該充電器也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的、不隨輸入、輸出電壓變化的恒流輸出 肋)。
[0042] 請參考圖5至17,圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于AC0T架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧 片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的導(dǎo)通時(shí)間控制電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖7為本 發(fā)明實(shí)施例提供的關(guān)斷時(shí)間控制電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的計(jì)算導(dǎo)通 時(shí)間模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的負(fù)載反饋回路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖10為 傳統(tǒng)ACOT架構(gòu)使用的紋波接收網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的銀齒波產(chǎn) 生電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一開關(guān)管W及電感電流的波形圖；圖 13為本發(fā)明實(shí)施例提供的峰值電流檢測模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖14為本發(fā)明實(shí)施例提供的 最小關(guān)斷時(shí)間模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖15為本發(fā)明實(shí)施例提供的第一關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓 源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖16為本發(fā)明實(shí)施例提供的第二關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖； 圖17為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于AC0T架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片的恒壓恒流曲線圖。
[00創(chuàng)如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于AC0T架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，包括 具有第一開關(guān)管Q1的開關(guān)電路和控制電路，所述控制電路控制所述第一開關(guān)管Q1的導(dǎo)通 與關(guān)斷，所述開關(guān)電路通過所述第一開關(guān)管Q1的導(dǎo)通與關(guān)斷將輸入電壓VIN轉(zhuǎn)換為輸出電 壓V0UT W驅(qū)動(dòng)負(fù)載，所述控制電路包括：
[0044] 導(dǎo)通時(shí)間控制電路，其產(chǎn)生一導(dǎo)通時(shí)間控制信號Ton給所述第一開關(guān)管Q1，W控 制所述第一開關(guān)管Q1的導(dǎo)通時(shí)間；W及
[0045] 關(guān)斷時(shí)間控制電路，其產(chǎn)生一關(guān)斷時(shí)間控制信號Toff給所述第一開關(guān)管Q1，W控 制所述第一開關(guān)管Q1的關(guān)斷時(shí)間。
[0046] 具體的，所述控制電路還包括RS觸發(fā)器，所述開關(guān)電路還包括第二開關(guān)管Q2、驅(qū) 動(dòng)電路化iver、濾波電感L和濾波電容C，所述導(dǎo)通時(shí)間控制電路和關(guān)斷時(shí)間控制電路分別 發(fā)送所述導(dǎo)通時(shí)間控制信號Ton和關(guān)斷時(shí)間控制信號Toff給所述RS觸發(fā)器的復(fù)位端和置 位端，所述RS觸發(fā)器在其置位端接收到高電平信號時(shí)持續(xù)發(fā)送一觸發(fā)信號給所述驅(qū)動(dòng)電 路化iver的輸入端直至其復(fù)位，所述驅(qū)動(dòng)電路化iver的輸入端在收到所述觸發(fā)信號后分 別發(fā)送一驅(qū)動(dòng)信號給所述第一、第二開關(guān)管Q1、Q2, W控制所述第一、第二開關(guān)管Q1、Q2導(dǎo) 通，所述第一、第二開關(guān)管Q1、Q2導(dǎo)通后共同輸出的電壓經(jīng)過所述濾波電感L和濾波電容C 濾波后形成所述輸出電壓V0UT W驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
[0047] 進(jìn)一步的，如圖6和圖7所示，所述導(dǎo)通時(shí)間控制電路包括計(jì)算導(dǎo)通時(shí)間模塊和峰 值電流檢測模塊，所述關(guān)斷時(shí)間控制電路包括負(fù)載反饋回路和最小關(guān)斷時(shí)間模塊，在負(fù)載 工作在恒壓模式下時(shí)，所述第一開關(guān)管Q1的導(dǎo)通時(shí)間由所述計(jì)算導(dǎo)通時(shí)間模塊控制，關(guān)斷 時(shí)間由所述負(fù)載反饋回路控制；在負(fù)載工作在恒流模式下時(shí)，所述第一開關(guān)管Q1的導(dǎo)通時(shí) 間由所述峰值電流檢測模塊控制，關(guān)斷時(shí)間由所述所屬最小關(guān)斷時(shí)間模塊控制。
[0048] 具體的，所述導(dǎo)通時(shí)間控制電路還包括一或口，所述計(jì)算導(dǎo)通時(shí)間模塊和峰值電 流檢測模塊分別輸出其導(dǎo)通時(shí)間控制信號Ton和CS給所述或口的兩個(gè)輸入端，所述或口的 輸出端接入所述RS觸發(fā)器的復(fù)位端。
[0049] 具體的，所述關(guān)斷時(shí)間控制電路還包括一與非口，所述負(fù)載反饋回路和最小關(guān)斷 時(shí)間模塊分別輸出其關(guān)斷時(shí)間控制信號EA_C0MP和Minoff給所述與非口的兩個(gè)輸入端，所 述與非口的輸出端接入所述RS觸發(fā)器的置位端。
[0化日]在恒壓模式（CV)下：
[0化1 ] 該充電器就是自適應(yīng)恒定導(dǎo)通時(shí)間的異步降壓電壓轉(zhuǎn)換器。
[0052] 如圖8所示，所述計(jì)算導(dǎo)通時(shí)間模塊包括輸入電壓相關(guān)電流產(chǎn)生模塊、第一電流 鏡Ml、第一電容C1、低通濾波器LPF和第一電壓比較器A1，所述輸入電壓相關(guān)電流產(chǎn)生模塊 產(chǎn)生表征與所述輸入電壓成比例的電壓值的電流，該電流通過所述第一電流鏡Ml鏡像給 所述第一電容C1充電，所述第一電容C1負(fù)端接地，其正端接入所述第一電壓比較器A1的 正相輸入端，所述第一開關(guān)管Q1的開關(guān)信號SW在降壓后接入所述低通濾波器LPF的輸入 端，所述低通濾波器LPF的輸出端接入所述第一電壓比較器A1的反相輸入端，所述第一電 壓比較器A1在其正相輸入端接收到的信號大于等于其反相輸入端接收到的信號時(shí)，輸出 一導(dǎo)通時(shí)間控制信號Ton給所述第一開關(guān)管Q1，W控制所述第一開關(guān)管Q1導(dǎo)通，同時(shí)表征 與輸入電壓成比例的電壓值的電流I_Vin還經(jīng)過第一電流鏡Ml生成電流I_VIN2，該電流作 為反饋提供給最小關(guān)掉時(shí)間模塊（見圖14)。
[0化3] 在本實(shí)施例中，所述輸入電壓相關(guān)電流產(chǎn)生模塊由分壓電阻Ra、肺、Rc、M0S管化、 卵和第S自偏置電流源Ac組成，所述分壓電阻Ra、化、Rc用于將輸入電壓VIN進(jìn)行與其成 比例的分壓，再從中提取兩個(gè)不同電壓分別通過M0S管Qa、卵形成兩個(gè)表征與所述輸入電 壓成比例的電壓值的電流，并輸入到所述第S自偏置電流源Ac (共柵放大器）的兩個(gè)輸入 端，其支路電流為其兩個(gè)輸入端的電壓差值除W固定電阻化n，第一電流鏡Ml在接收到該 支路電流后將便會(huì)其鏡像給第一電容C1充電。在本發(fā)明提及的充電器巧片中，自偏置電流 源和電流鏡的概念及結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有技術(shù)，故在此便不再寶述。
[0054] 在本實(shí)施例中，所述開關(guān)信號SW通過分壓電阻化I、Re進(jìn)行降壓后，接入所述低通 濾波器LPF，所屬低通濾波器LPF為一 LC濾波電路，其由兩個(gè)電容和一個(gè)電感構(gòu)成，W對降 壓后的開光信號SW進(jìn)行低通濾波。
[0055] 所述計(jì)算導(dǎo)通時(shí)間模塊具體的推導(dǎo)過程如下
【權(quán)利要求】
1. 一種基于ACOT架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，包括具有第一開關(guān)管的開關(guān)電路和控 制電路，所述控制電路控制所述第一開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，所述開關(guān)電路通過所述第一開 關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓W驅(qū)動(dòng)負(fù)載，其特征在于，所述控制電路包 括： 導(dǎo)通時(shí)間控制電路，其產(chǎn)生一導(dǎo)通時(shí)間控制信號給所述第一開關(guān)管，W控制所述第一 開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間；W及 關(guān)斷時(shí)間控制電路，其產(chǎn)生一關(guān)斷時(shí)間控制信號給所述第一開關(guān)管，W控制所述第一 開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AC0T架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，其特征在于，所述導(dǎo) 通時(shí)間控制電路包括計(jì)算導(dǎo)通時(shí)間模塊和峰值電流檢測模塊，所述關(guān)斷時(shí)間控制電路包括 負(fù)載反饋回路和最小關(guān)斷時(shí)間模塊，在負(fù)載工作在恒壓模式下時(shí)，所述第一開關(guān)管的導(dǎo)通 時(shí)間由所述計(jì)算導(dǎo)通時(shí)間模塊控制，關(guān)斷時(shí)間由所述負(fù)載反饋回路控制；在負(fù)載工作在恒 流模式下時(shí)，所述第一開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間由所述峰值電流檢測模塊控制，關(guān)斷時(shí)間由所述 所屬最小關(guān)斷時(shí)間模塊控制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于AC0T架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，其特征在于，所述 計(jì)算導(dǎo)通時(shí)間模塊包括輸入電壓相關(guān)電流產(chǎn)生模塊、第一電流鏡、第一電容、低通濾波器和 第一電壓比較器，所述輸入電壓相關(guān)電流產(chǎn)生模塊產(chǎn)生表征與所述輸入電壓成比例的電壓 值的電流，該電流通過所述第一電流鏡鏡像給所述第一電容充電，所述第一電容負(fù)端接地， 其正端接入所述第一電壓比較器的正相輸入端，所述第一開關(guān)管的開關(guān)信號在降壓后接入 所述低通濾波器的輸入端，所述低通濾波器的輸出端接入所述第一電壓比較器的反相輸入 端，所述第一電壓比較器在其正相輸入端接收到的信號大于等于其反相輸入端接收到的信 號時(shí)，輸出一導(dǎo)通時(shí)間控制信號給所述第一開關(guān)管，W控制所述第一開關(guān)管導(dǎo)通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于AC0T架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，其特征在于，所述 峰值電流檢測模塊包括緩沖器、第二電流鏡、第一電阻、開關(guān)信號采樣模塊和第二電壓比較 器，所述緩沖器產(chǎn)生一參考電流，該參考電流通過所述第二電流鏡鏡像在所述第一電阻上 產(chǎn)生一參考電壓，所述第一電阻的一端接地，其另一端接入所述第二電壓比較器的正相輸 入端，所述開關(guān)信號采樣模塊采樣所述第一開關(guān)管的開關(guān)信號，并接入所述第二電壓比較 器的反相輸入端，所述第二電壓比較器在其正相輸入端接收到的信號大于等于其反相輸入 端接收到的信號時(shí)，輸出一導(dǎo)通時(shí)間控制信號給所述第一開關(guān)管，W控制所述第一開關(guān)管 導(dǎo)通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于AC0T架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，其特征在于，所述負(fù) 載反饋回路包括第一電壓放大器、銀齒波產(chǎn)生電路和第=電壓比較器，所述第一電壓放大 器的正相輸入端接入取自所述輸出電壓的反饋信號，其反相輸入端接入一基準(zhǔn)電壓，所述 第一電壓放大器放大所述反饋信號與基準(zhǔn)電壓之間的差值，并通過其輸出端輸出一差值信 號給所述第=電壓比較器的反相輸入端，所述銀齒波產(chǎn)生電路產(chǎn)生一銀齒波信號給所述第 =電壓比較器的正相輸入端，所述第=電壓比較器在其正相輸入端接收到的信號大于等于 其反相輸入端接收到的信號時(shí)，輸出一關(guān)斷時(shí)間控制信號給所述第一開關(guān)管，W控制所述 第一開關(guān)管關(guān)斷。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于AC0T架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，其特征在于，所述銀 齒波產(chǎn)生電路包括第一電壓源、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第=開關(guān)和第二電容，所述第一開關(guān) 的一端接入所述第一電壓源，其另一端接入所述第二電容的一端，所述第二電容的另一端 接地，所述第二開關(guān)和第=開關(guān)并聯(lián)，且其一共同端接入所述第二電容的一端，其另一共同 端接入所述第=電壓比較器的正相輸入端，所述第一開關(guān)和第二開關(guān)通過所述關(guān)斷時(shí)間控 制信號控制其通斷，所述第S開關(guān)通過所述導(dǎo)通時(shí)間控制信號控制其通斷。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于ACOT架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，其特征在于，所述 最小關(guān)斷時(shí)間模塊包括第四電壓比較器、第五電壓比較器、第六電壓比較器、第=電容、第 四電容、第五電容、第一基準(zhǔn)電壓源、第一關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源、第二關(guān)聯(lián)輸出電壓的電 壓源、第=電流鏡和=輸入與非口，第=電流鏡將所述表征與所述輸入電壓成比例的電壓 值的電流分別鏡像給所述第=、第四、第五電容充電，所述第=、第四、第五電容的負(fù)端均接 地，其正端分別接入所述第四、第五、第六電壓比較器的正相輸入端，所述第四、第五、第六 電壓比較器的反相輸入端分別接入所述第一基準(zhǔn)電壓源、第一關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源、第 二關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源，所述第四、第五、第六電壓比較器的輸出端分別接入所述=輸入 與非口的=個(gè)輸入端，所述=輸入與非口的輸出端輸出一關(guān)斷時(shí)間控制信號給所述第一開 關(guān)管，W控制所述第一開關(guān)管關(guān)斷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于ACOT架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，其特征在于，所述第 一關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源包括第一自偏置電流源、第四電流鏡和第二電阻，所述第一自偏 置電流源的兩個(gè)輸入端分別接入第一基準(zhǔn)電壓和取自所述輸出電壓的反饋信號，并輸出一 第一偏置電流通過所述第四電流鏡鏡像在所述第二電阻上產(chǎn)生所述第一關(guān)聯(lián)輸出電壓，所 述第二電阻的一端接地，其另一端接入所述第五電壓比較器的反相輸入端。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于ACOT架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，其特征在于，所述第 二關(guān)聯(lián)輸出電壓的電壓源包括第二自偏置電流源、第五電流鏡和第=電阻，所述第二自偏 置電流源的兩個(gè)輸入端分別接入第二基準(zhǔn)電壓和取自所述輸出電壓的反饋信號，并輸出一 第二偏置電流通過所述第五電流鏡鏡像在所述第=電阻上產(chǎn)生所述第二關(guān)聯(lián)輸出電壓，所 述第=電阻的一端接地，其另一端接入所述第六電壓比較器的反相輸入端。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的基于ACOT架構(gòu)的恒流恒壓充電器巧片，其特征 在于，所述控制電路還包括RS觸發(fā)器，所述開關(guān)電路還包括第二開關(guān)管、驅(qū)動(dòng)電路、濾波電 感和濾波電容，所述導(dǎo)通時(shí)間控制電路和關(guān)斷時(shí)間控制電路分別發(fā)送所述導(dǎo)通時(shí)間控制信 號和關(guān)斷時(shí)間控制信號給所述RS觸發(fā)器的復(fù)位端和置位端，所述RS觸發(fā)器在其置位端接 收到高電平信號時(shí)持續(xù)發(fā)送一觸發(fā)信號給所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端直至其復(fù)位，所述驅(qū)動(dòng)電 路的輸入端在收到所述觸發(fā)信號后分別發(fā)送一驅(qū)動(dòng)信號給所述第一、第二開關(guān)管，W控制 所述第一、第二開關(guān)管導(dǎo)通，所述第一、第二開關(guān)管導(dǎo)通后共同輸出的電壓經(jīng)過所述濾波電 感和濾波電容濾波后形成所述輸出電壓W驅(qū)動(dòng)負(fù)載。
【文檔編號】H02J7/00GK104467095SQ201410748268
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】黃浩峰, 包虹 申請人:芯榮半導(dǎo)體有限公司