[發明專利]一種恒流充電器電路

有效

• 申請號: 201710739758.0
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107482722B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 來新泉;姚裕;葉強;趙競翔;王梓懿;王峰
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;侯瓊

1.一種恒流充電器電路，其中包括：充電單元(1)、采樣單元(2)、信號轉換單元(5)、充電電流調節單元(6)、數字控制單元(7)，其特征在于包括：開關電容電路單元(3)、電壓補償單元(4)；

所述充電單元(1)，用于給鋰電池進行恒流充電；其設有兩路輸入，第一輸入端連接至前級DC-DC(直流-直流)轉換器的輸出電壓SYS，第二輸入端連接至充電電流調節單元(6)的輸出；輸出端連接至待充電的鋰電池的陽極BAT；

所述采樣單元(2)，其設有兩路輸入，用于對充電電流進行比例采樣；第一輸入端連接至DC-DC(直流-直流)轉換器輸出電壓SYS，第二輸入端連接至充電單元(1)的輸入端；輸出端BFETH輸出采樣電流信號I_BFETH；

所述開關電容電路單元(3)，其設有四路輸入，第一輸入端連接至待充電的鋰電池的陽極BAT，第二輸入端連接采樣單元(2)的輸出端BFETH，第三輸入端連接至數字控制單元(7)的輸出的控制信號P1，第四輸入端連接至數字控制單元(7)的輸出的控制信號P1X；其輸出端連接至電壓補償單元(4)的輸入端；該開關電容電路單元(3)包括第一運算放大器A1、第二運算放大器A2、第一電容C1、第二電容C2和12個聯動開關S1～S12；其中第一聯動開關S1連接采樣單元(2)的輸出端BFETH和第一電容C1的上極板，第一電容C1的下極板與第一運算放大器A1的反向輸入端相連；第二聯動開關S2連接鋰電池的陽極BAT和第一運算放大器A1的正向輸入端；第三聯動開關S3連接第一運算放大器A1的輸出端和電壓補償單元(4)的輸入端A；第四聯動開關S4跨接第二運算放大器A2的反向輸入端和輸出端；第五聯動開關S5連接第二電容C2的上極板和第二運算放大器A2的正向輸入端；第六聯動開關S6連接第二運算放大器A2的正向輸入端和電壓補償單元(4)的輸入端A；第七聯動開關S7跨接第一運算放大器A1的反向輸入端和輸出端；第八聯動開關S8連接第一電容C1的上極板和第一運算放大器A1的正向輸入端；第九聯動開關S9連接第一運算放大器A1的正向輸入端和電壓補償單元(4)的輸入端A；第十聯動開關S10連接采樣單元(2)的輸出端BFETH和第二電容C2的上極板，第二電容C2的下極板與第二運算放大器A2的反向輸入端相連；第十一聯動開關S11連接鋰電池的陽極BAT和第二運算放大器A2的正向輸入端；第十二聯動開關S12連接第二運算放大器A2的輸出端和電壓補償單元(4)的輸入端A；

所述電壓補償單元(4)，其輸出端連接至信號轉換單元(5)的第一輸入端，用于補償開關電容電路單元(3)的輸出電壓，減小采樣精度誤差；

所述信號轉換單元(5)，其設有兩路輸入，其第二輸入端連接采樣電流信號I_BFETH；開關電容電路單元(3)、電壓補償單元(4)和信號轉換單元(5)構成反饋環路，用以保證采樣單元(2)能夠精準的按比例采樣充電電流；輸出端連接至充電電流調節單元(6)的第一輸入端；

所述充電電流調節單元(6)，其設有兩路輸入，第二輸入端連接基準電壓REF，其輸出端連接至信號采樣單元(2)的輸入端和充電單元(1)的輸入端，用以調節充電電流，保證充電電流恒定不變；

所述數字控制單元(7)，用于產生兩個邏輯控制信號P1和P1X，其中第一邏輯控制信號P1控制開關電容電路單元(3)中的聯動開關S1～S6，第二邏輯控制信號P1X控制開關電容電路單元(3)中的聯動開關S7～S12。

2.根據權利要求1所述的一種恒流充電器電路，其特征在于：所述充電單元(1)，由第一晶體管MN1構成，此晶體管由N(N1)個完全相同的NMOS管并聯而成；第一晶體管MN1的柵端連接至充電電流調節單元(6)的輸出端，源端連接至鋰電池的陽極BAT，該陽極電壓為VBAT，漏端連接至前級DC-DC(直流-直流)轉換器的輸出電壓SYS，且SYS＝VBAT+△V1，△V10V。

3.根據權利要求2所述的一種恒流充電器電路，其特征在于：所述采樣單元(2)由第二晶體管MN2構成，其尺寸與構成第一晶體管MN1的NMOS管的尺寸完全相同，個數比為1:N；所述第二晶體管MN2的漏端和第一晶體管MN1的漏端相連，所述第二晶體管MN2的柵端和第一晶體管MN1的柵端相連，第二晶體管MN2的源端作為采樣單元(2)的輸出端BFETH，輸出采樣電流信號I_BFETH。