[發(fā)明專利]一種鋰電池充電器和直流穩(wěn)壓電源集成電路系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010256744.1
• 申請日: 2010-08-19
• 公開（公告）號: CN101950993A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設計）人: 張洪;楊清;范仁永
• 申請（專利權(quán)）人: 美凌微電子(上海)有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M3/07
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周榮芳;朱九皋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導體集成電路的電源系統(tǒng)，特別涉及一種鋰電池充電器和直流穩(wěn)壓電源集成電路系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著手機、MP3和MP4等以電池為電源的器件的廣泛使用，對于該些手提裝置的電源管理變得越來越重要。目前這類手提裝置多由鋰電池作為電源，其輸出電壓一般在2.7V到4.2V；而手提裝置的數(shù)據(jù)傳輸和信號控制通常要求高于該鋰電池輸出電壓的、穩(wěn)定的電源電壓。因此，許多生產(chǎn)商往往獨立設置有一個電池充電器、一個電壓轉(zhuǎn)換和穩(wěn)壓器，分別實現(xiàn)為手提裝置的鋰電池充電，和提供高于電池電壓的穩(wěn)壓電源功能。

如圖1所示，是現(xiàn)有一種為鋰電池充電的線性充電器，其輸入端VIN外接工作電源，并分別連接至線性控制模塊11及晶體管M1。鋰電池12正極在電池端VBAT與晶體管M1連接，并輸出電壓反饋至線性控制模塊11。線性控制模塊11由該鋰電池12的電壓反饋來控制晶體管M1導通，并對晶體管M1進行電流檢測，以此實現(xiàn)對鋰電池12的充電。此時，鋰電池12可直接為連接的負載提供電功率，或是通過轉(zhuǎn)換器為負載提供高于或低于電池電壓的電功率。

如圖2所示，是現(xiàn)有一種電荷泵穩(wěn)壓電源裝置，其可與圖1中線性充電器連接作為直流電壓轉(zhuǎn)換和穩(wěn)壓器。在電池端VBAT連接鋰電池12正極，由電荷泵控制模塊22檢測的電池端VBAT電壓，和接收的分壓電阻R1、R2上電壓反饋的控制，在輸出端VOUT獲得高于電池端VBAT電池電壓的輸出電壓。該輸出端VOUT還與一線性控制模塊23連接，使線性控制模塊23由上述電荷泵控制模塊22的輸出電壓和分壓電阻R1、R2上電壓反饋控制，驅(qū)動晶體管M1調(diào)整壓降，因而能在電容和負載RL上獲得高于電池端VBAT電池電壓的直流穩(wěn)壓源。

上述電荷泵穩(wěn)壓電源裝置中，線性控制模塊23和晶體管M1可以由低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)實現(xiàn)。另外，由電荷泵控制模塊22切換，可以在輸出端VOUT獲得高于電池電壓1.5倍或2倍的輸出電壓，因而被廣泛應用于手機白光驅(qū)動器中。

然而，上述通過電池充電器與電壓轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓器連接，分別為電池充電及提供高于電池電壓的穩(wěn)壓電源的系統(tǒng)設計，需要設置較多的附加電路和分立元件，電路結(jié)構(gòu)復雜，同時增加了系統(tǒng)成本和體積，因而不能很好地適用于手提裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋰電池充電器和直流穩(wěn)壓電源集成電路系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電池充電和電壓升降壓的轉(zhuǎn)換，減少附加電路和分立元件，從而簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少系統(tǒng)成本和體積。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種鋰電池充電器和直流穩(wěn)壓電源集成電路系統(tǒng)，包含反饋控制模塊，以及分別與反饋控制模塊連接的邏輯控制模塊、電荷泵控制模塊和線性控制模塊；由所述邏輯控制模塊檢測的充電/電壓轉(zhuǎn)換信號控制，使所述反饋控制模塊、電荷泵控制模塊和線性控制模塊工作于充電或電壓轉(zhuǎn)換狀態(tài)。

所述的鋰電池充電器和直流穩(wěn)壓電源集成電路系統(tǒng)，還設置有第一引腳端VIO和第二引腳端VBAT；所述第一引腳端VIO，在充電或電壓轉(zhuǎn)換狀態(tài)下，分別與外部電源或負載連接；所述第二引腳端VBAT分別與所述電荷泵控制模塊、所述反饋控制模塊和外部的鋰電池連接。

所述的鋰電池充電器和直流穩(wěn)壓電源集成電路系統(tǒng)，還包含晶體管，其設置在所述第一引腳端VIO與電荷泵控制模塊之間，其控制端還與線性控制模塊連接。

所述線性控制模塊還設有連接引線與所述晶體管連接，從所述晶體管獲取電流檢測的數(shù)據(jù)。

所述的鋰電池充電器和直流穩(wěn)壓電源集成電路系統(tǒng)，還包含串聯(lián)的分壓電阻R1、R2；所述分壓電阻R1還與第一引腳端VIO連接，并在與分壓電阻R2的串聯(lián)節(jié)點與線性控制模塊連接；所述分壓電阻R2還與地連接。

所述電荷泵控制模塊是開關(guān)倍數(shù)可調(diào)的；通過調(diào)整該開關(guān)倍數(shù)，使所述電荷泵控制模塊的輸出電壓等于、高于或低于其輸入電壓，并為該輸入電壓的相應倍數(shù)，以使所述電荷泵控制模塊分別工作在充電、升壓或降壓轉(zhuǎn)換的不同狀態(tài)。

當所述邏輯控制模塊檢測到充電信號時，調(diào)整開關(guān)倍數(shù)使所述電荷泵控制模塊工作在充電狀態(tài)；所述反饋控制模塊選擇將所述第二引腳端VBAT上電壓反饋輸出至線性控制模塊，由所述線性控制模塊控制晶體管導通程度，將電功率從第一引腳端VIO連接的外部電源，輸出至第二引腳端VBAT上鋰電池進行線性充電。

當所述邏輯控制模塊檢測到電壓轉(zhuǎn)換信號時，所述反饋控制模塊選擇將第一引腳端VIO上外部負載的電壓反饋輸出至線性控制模塊、電荷泵控制模塊；調(diào)整開關(guān)倍數(shù)使在所述電荷泵控制模塊獲得第二引腳端VBAT上電池電壓相應倍數(shù)的、升壓或降壓的輸出電壓。