[发明专利]基于ACOT架构的恒流恒压充电器芯片

说明书

技术领域

本发明涉及电路设计领域，尤其涉及一种基于ACOT架构的恒流恒压充电器芯片。

背景技术

随着手机、平板电脑等便携式电子产品的发展越来越快，这些电子产品在现代人的生活中越来越变得不可或缺，因此在车辆中加载充电器也越来越多地普及开来，以便人们在使用车辆出行时也能够方便地对携带的电子产品进行充电。目前市面上流行的车载车充芯片主要有以下几种实现方式：

1)由高压降压芯片直接用于车载车充，此类芯片是传统的降压芯片，优点是架构简单，系统成本较低；缺点是只有降压即恒定输出电压(CV)功能，没有恒流输出(CC)功能，为了防止芯片过流，导致手机充电爆炸，芯片内部需要有过流保护功能(OCP)，这在一定程度上降低了该芯片的适用性。芯片内部结构图如图1所示。

2)由传统的开关充电芯片直接用于车载车充，此类芯片优点是恒压输出(CV)和恒流输出(CC)精度都很高，且CV/CC是共用一个误差放大器，保证了两种状态切换的唯一性；缺点是芯片外围必须接入高精密的小电阻，架构复杂，成本较高，同时系统效率较低。芯片内部结构图如图2所示。

3)基于电流模的带有CC功能的车载车充芯片，此类芯片优点是外围器件简单，系统成本较低，恒流输出(CC)精度高；缺点是控制逻辑较为复杂，且CC点随输入电压变化，CV模式下动态响应较差，另外其CC/CV是软切换，在输出大电流的情况下，稳定性差。芯片内部结构图如图3所示。

4)现有的基于ACOT(Adjust Constant-on-time)架构的车载车充芯片，没有恒流(CC)功能，适用范围较窄。芯片内部结构图如图4所示。

发明内容

本发明提供一种基于ACOT架构的恒流恒压充电器芯片，以在包含恒压充电功能的基础上实现高精度的、不随输入、输出电压变化的恒流充电功能。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于ACOT架构的恒流恒压充电器芯片，包括具有第一开关管的开关电路和控制电路，所述控制电路控制所述第一开关管的导通与关断，所述开关电路通过所述第一开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压以驱动负载，所述控制电路包括：导通时间控制电路，其产生一导通时间控制信号给所述第一开关管，以控制所述第一开关管的导通时间；以及关断时间控制电路，其产生一关断时间控制信号给所述第一开关管，以控制所述第一开关管的关断时间。

进一步的，所述导通时间控制电路包括计算导通时间模块和峰值电流检测模块，所述关断时间控制电路包括负载反馈回路和最小关断时间模块，在负载工作在恒压模式下时，所述第一开关管的导通时间由所述计算导通时间模块控制，关断时间由所述负载反馈回路控制；在负载工作在恒流模式下时，所述第一开关管的导通时间由所述峰值电流检测模块控制，关断时间由所述所属最小关断时间模块控制。

进一步的，所述计算导通时间模块包括输入电压相关电流产生模块、第一电流镜、第一电容、低通滤波器和第一电压比较器，所述输入电压相关电流产生模块产生表征与所述输入电压成比例的电压值的电流，该电流通过所述第一电流镜镜像给所述第一电容充电，所述第一电容负端接地，其正端接入所述第一电压比较器的正相输入端，所述第一开关管的开关信号在降压后接入所述低通滤波器的输入端，所述低通滤波器的输出端接入所述第一电压比较器的反相输入端，所述第一电压比较器在其正相输入端接收到的信号大于等于其反相输入端接收到的信号时，输出一导通时间控制信号给所述第一开关管，以控制所述第一开关管导通。

进一步的，所述峰值电流检测模块包括缓冲器、第二电流镜、第一电阻、开关信号采样模块和第二电压比较器，所述缓冲器产生一参考电流，该参考电流通过所述第二电流镜镜像在所述第一电阻上产生一参考电压，所述第一电阻的一端接地，其另一端接入所述第二电压比较器的正相输入端，所述开关信号采样模块采样所述第一开关管的开关信号，并接入所述第二电压比较器的反相输入端，所述第二电压比较器在其正相输入端接收到的信号大于等于其反相输入端接收到的信号时，输出一导通时间控制信号给所述第一开关管，以控制所述第一开关管导通。