[发明专利]充电芯片中的充电控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池充电控制技术领域，特别涉及一种充电芯片中的充电控制系统。

背景技术

充电电池是充电次数有限的可充电的电池，具有经济和环保等优点。影响充电电池循环寿命的主要因素是充电电池的充电方式与充电效率。因此，在便携式电子产品向更高层次集成度发展的同时，如何为充电电池提供高效安全的充电方案越来越受到设计者的关注。针对充电电池的充电特性，通常采用恒流-恒压模式充电。

图1是采用恒流-恒压模式给充电电池充电的电池电压和充电电流的波形示意图。参考图1，横轴表示时间，纵轴表示电压/电流，虚曲线L11表示电池电压，实曲线L12表示充电电流。在0～t1时刻期间，充电电流保持不变，电池电压不断升高，采用恒流模式给电池充电；在t1时刻后，充电电流逐渐减小，电池电压保持不变，采用恒压模式给电池充电。

图2是常见的一种实现恒流-恒压模式充电的充电芯片的部分结构示意图。参考图2，所述充电芯片包括充电控制系统21和控制信号产生电路22，所述充电控制系统21包括恒压控制环路211和恒流控制环路212。

通常，所述恒压控制环路211和恒流控制环路212为误差放大器。所述恒压控制环路211适于对第一采样电压V_FB和第一基准电压V_REF1进行误差放大处理以产生第一控制电压EA1，所述第一采样电压V_FB为对电池电压进行采样获得。所述恒流控制环路212适于对第二采样电压V_CS和第二基准电压V_REF2进行误差放大处理以产生第二控制电压EA2，所述第二采样电压V_CS为对充电电流进行采样获得。

所述控制信号产生电路22适于接收所述第一控制电压EA1或者所述第二控制电压EA2，并基于所述第一控制电压EA1或者所述第二控制电压EA2产生占空比可调的栅极控制信号Vg。所述栅极控制信号Vg适于输入充电功率管的栅极，控制充电功率管的导通与截止。

在恒流充电模式时，所述恒压控制环路211输出高阻态，所述控制信号产生电路23由所述第二控制信号EA2控制。具体地，当充电电流大于预先设置的恒定电流时，所述控制信号产生电路22在所述第二控制电压EA2的控制下，产生的栅极控制信号Vg的占空比减小，使充电功率管的导通时间缩短，减小充电电流；当充电电流小于预先设置的恒定电流时，所述控制信号产生电路22在所述第二控制电压EA2的控制下，产生的栅极控制信号Vg的占空比增大，使充电功率管的导通时间增长，增大充电电流，以实现恒流控制。

在恒压充电模式时，所述恒流控制环路212输出高阻态，所述控制信号产生电路23由所述第一控制信号EA1控制。具体地，当电池电压大于预先设置的恒定电压时，所述控制信号产生电路22在所述第一控制电压EA1的控制下，产生的栅极控制信号Vg的占空比减小，使充电功率管的导通时间缩短，减小所述充电芯片的输出电压；当电池电压小于预先设置的恒定电压时，所述控制信号产生电路22在所述第一控制电压EA1的控制下，产生的栅极控制信号Vg的占空比增大，使充电功率管的导通时间增长，增大所述充电芯片的输出电压，以实现恒压控制。

然而，在由恒流充电模式切换至恒压充电模式时，所述恒流控制环路212不能自动切换至所述恒压控制环路211。当电池电压升高至预先设定的恒定电压时，需要先使所述恒流控制环路212停止工作，再开启所述恒压控制环路211。在切换过冲中，导致充电电流和电池电压不稳定。

发明内容

本发明解决的是恒流充电模式和恒压充电模式不能平滑切换而导致充电电流和电池电压不稳定的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种充电芯片中的充电控制系统，包括恒压控制环路、恒流控制环路、输出电路以及偏置电路；

所述恒压控制环路适于对第一采样电压和第一基准电压进行误差放大处理以产生第一下拉电流，所述第一采样电压与电池电压相关，所述第一下拉电流在所述电池电压小于第一阈值电压时为零；

所述恒流控制环路适于对第二采样电压和第二基准电压进行误差放大处理以产生第二下拉电流，所述第二采样电压与充电电流相关，所述第二下拉电流在所述电池电压大于第二阈值电压时为零，所述第二阈值电压大于所述第一阈值电压；

所述输出电路适于根据输入电流输出控制电压，所述控制电压的电压值随所述输入电流的增大而减小，所述输入电流包括所述第一下拉电流和所述第二下拉电流；

所述偏置电路适于向所述恒压控制环路、所述恒流控制环路以及所述输出电路提供偏置电压。