[發明專利]一種移動電源充電電路

有效

• 申請號: 201410476133.6
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104218646A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 甘戈;陳力
• 申請（專利權）人: 南通鈺泰電子科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本發明涉及開關電源技術領域，尤其涉及一種移動電源充電電路。

背景技術

圖1示出了現有技術中的一種典型的移動電源充電電路，其具有恒壓恒流特性。該移動電源充電電路中的恒壓環路由芯片內部電壓基準模塊101(Band?gap)、電壓誤差放大器102、PMW控制器104(PWM?Controller)、驅動電路105(Driver)、上功率MOSFET管107(可以是P型功率管，也可以是N型功率管)、下功率MOSFET管108以及電感109組成；恒流環路由輸出電流檢測電阻110、電流誤差放大器103、PMW控制器104、驅動電路105、上功率MOSFET管107、下功率MOSFET管108以及電感109組成；其中，電壓誤差放大器102的兩個輸入端口分別接收移動電源電池111的電壓VBAT以及芯片內部電壓基準模塊101提供的芯片內部基準電壓VREF；電流誤差放大器103檢測輸出電流檢測電阻110兩端的電壓，并對其進行放大。

上述電路結構的工作原理如下：正常情況下，當移動電源電池111的電壓VBAT低于正常值時(一般情況下，電壓VBAT應是芯片內部基準電壓VREF的數倍)，該電壓VBAT將低于電壓誤差放大器102的參考端電平VREF，即芯片內部基準電壓VREF，這兩個電壓的差值經過電壓誤差放大器102比較放大后得到一較高的輸出電平VCOMP。同時，電流誤差放大器103檢測輸出電流檢測電阻110上的電壓降(即，輸出電流檢測電阻110兩端的電壓)，并放大得到輸出電平VSENSE，且該輸出電平VSENSE的值小于輸出電平VCOMP的值。此時，電感電流峰值Ipk(即，通過上功率MOSFET管107的峰值電流)受到反映輸出電流平均值的輸出電平VSENSE的電壓調制，若充電電流值(即，本充電電路對移動電源電池111的充電電流，也就是流過輸出電流檢測電阻110的電流值)小于額定電流值，則輸出電平VSENSE的電壓值上升，允許的電感電流峰值Ipk也增加，從而使充電電流增加，若充電電流值大于額定電流值，則輸出電平VSENSE的電壓值下降，允許的電感電流峰值Ipk也降低，從而使充電電流降低，進而達到恒流的目的。當移動電源電池111的電壓VBAT等于或接近正常值時，輸出電平VCOMP小于輸出電平VSENSE，該充電電路表現為恒壓特性。上述移動電源充電電路不僅能給移動電源充電，也給手機或者平板電腦的電源管理系統112提供正常工作的能量。

圖2示出了現有技術中另一種典型的移動電源充電電路。在該電路中，芯片內部電壓基準模塊202(Band?gap)、電壓誤差放大器205、PMW控制器206(PWM?Controller)、驅動電路207(Driver)、上功率MOSFET管209(可以是P型功率管，也可以是N型功率管)、下功率MOSFET管210以及電感213組成一個降壓型電路，從而將外部輸入電壓VIN下降至約為VBAT+200mV(其中，VBAT表示移動電源電池214的電壓)，以提供手機或者平板電腦的電源管理系統215以及電池充電部分使用；電池充電部分則由恒壓環路、恒流環路以及動態電源路徑216(PowerPath)組成，具體來說，即，電壓放大器203、電流放大器204以及動態電源路徑216構成恒壓恒流充電電路部分。當外部輸入電壓VIN不為零，即有電時，移動電源充電電路一方面給電源管理系統215供電，另一方面給移動電源電池214充電。當外部輸入電壓VIN移除后，移動電源電池214通過動態電源路徑216給電源管理系統215供電。動態電源路徑216的襯底電壓由襯底控制模塊212(Body?Controller)控制，襯底控制模塊212選擇動態電源路徑216源端(即移動電源電池214的電壓VBAT)和漏端(即電源管理系統215的電壓VSYS)電壓中高的一個作為動態電源路徑216的襯底電壓。

然而，上述兩種現有技術中的移動電源充電電路分別存在以下問題：

圖1的移動電源充電電路通過采樣輸出電流檢測電阻110上的電壓降從而調制電感電流峰值Ipk以達到較好的恒流效果，但其需要一個高精密電阻作為電流檢測電阻。一般來說，高精密電阻比較昂貴，將增加整個系統的成本。此外，為了不受噪聲、失調電壓等的干擾，要求輸出電流檢測電阻110上的電壓降不得低于100mV，以達到較好的抗干擾能力與電流精準度，若充電電流為2A，則輸出電流檢測電阻110造成的功率損耗為0.2W，約占輸出功率的2％-4％。因此，總體來說，輸出電流檢測電阻110既增加系統成本又造成能量浪費與效率降低。