[发明专利]一种锂电池线性充、放电电路的控制系统

说明书

一种锂电池线性充、放电电路的控制系统，包括输入控制、充电控制和放电控制和锂电池。正常工作时外部电源VIN供电，VIN通过输入控制部分的功率管PM1为输出VOUT供电、通过充电控制部分的功率管PM2为锂电池充电，PM1和PM2的栅极分别由输入控制部分中恒流放大器和充电控制部分中的恒流放大器控制流过电流的大小。当VIN去掉或提供的能量不足以为VOUT端供电时，锂电池通过PM2反向为VOUT端提供电流，此时控制PM2的栅极是放电控制部分。通过VIN与VOUT电压的比较以及VOUT与锂电池电压的比较，判断系统处于充电还是放电状态，系统根据能量的供需平衡自动切换，达到锂电池充电和放电的动态路径控制。

技术领域

本发明涉及锂电池的充、放电控制，尤其涉及一种锂电池线性充、放电电路的控制系统，能够通过线性控制方式自动为锂电池和输出端提供充电和放电。

背景技术

在便携式电子设备(手机，平板电脑，智能手表等)中，通常需要锂电池为内部的芯片或电路供电，还需外部输入接口为锂电池充电。因此在便携式电子设备中，需要一套完整的充电，放电，甚至充放电组合系统。这种系统为便携设备中一些数据接收，处理，发送等芯片或电路(这里统称其他芯片或系统)正常供电。

然而在一些小型的便携式电子设备中，例如：智能手表，TWS耳机，这种设备的体积很小，因此电池的容量也很小，这种设备不需要的很大的充电电流为内部的锂电池充电，只需要外围很简单的线性充电管理芯片就能满足充电要求。

如图1所示，是小型便携式电子设备中常用的充放电组合系统。输入端VIN是外部USB或者适配器接口。VIN通过线性充电芯片12为锂电池15充电。锂电池通过放电芯片13为VSYS端的其他芯片或系统14供电。同时VIN也通过低压差线性稳压器11为VSYS端的其他芯片或系统14供电。

当输入端VIN的输入功率大于输出端口VSYS的输出功率时，多余的能量会为未充满锂电池15充电。当输入端VIN提供的功率不能满足输出端口VSYS所需要的功率时，电池端VBAT会作为能量的补充，为VSYS输出端口放电。但是由于小型便携式设备内部空间有限。而这种传统结构由三个芯片以及外围器件组成。会占用较多的内部空间。因此随着科技的发展，这种传统结构不适用于小型便携式设备的充放电管理。需要集成度高的系统为来替代这种传统结构。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种锂电池线性充、放电电路的控制系统，它是一种单片集成的充放电路控制系统，可为小型的便携式电子设备供电。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种锂电池线性充、放电电路的控制系统，其特征在于，包括输入控制、充电控制和放电控制三个部分和锂电池，其中：

输入控制部分包括恒流放大器104、恒压放大器105、电流源106、比较器103以及PMOS管PM1、PMOS管PM3和PMOS管PM4，恒流放大器104的正向输入端连接电源VIN，恒流放大器104的负向输入端连接基准偏置电压源201输出的基准电压IREF1，电流源106的输入端连接电源VIN，电流源106的输出连接恒流放大器104的控制端、PMOS管PM1的栅极、PMOS管PM3的源极和衬底以及PMOS管PM4的源极和衬底，PMOS管PM4的栅极连接恒流放大器104的输出端，PMOS管PM1的源极连接电源VIN，PMOS管PM1的衬底连接比较器103的输出端，比较器103的正输入端连接电源VIN；恒压放大器105的负向输入端连接基准偏置电压源输出的基准电压VREF1，恒压放大器105的输出连接PMOS管PM3的栅极，PMOS管PM3的漏极和PMOS管PM4的漏极互连并接地；