电池充电电路及其控制电路和控制方法技术

公开了电池充电电路及其控制电路和控制方法。该电池充电电路包括具有至少一个开关管的开关电路，该开关电路为负载提供系统电压，并为一电池充电，该控制方法包括：基于充电电流反馈信号和充电电流参考信号之间的差值，产生第一差值信号；基于电池电压反馈信号和电池电压参考信号之间的差值，产生第二差值信号；基于电池电压选择第一差值信号、第二差值信号与零信号中的一个作为差值信号；对差值信号进行比例积分，产生偏置信号；以及根据偏置信号调整开关电路中至少一个开关管的控制信号，以将电池充电电路的输出信号调节至期望值。

【技术实现步骤摘要】
电池充电电路及其控制电路和控制方法
本专利技术的实施例涉及一种电子电路，更具体地说，尤其涉及一种电池充电电路及其控制电路和控制方法。
技术介绍
随着电子技术的发展，计算机系统在人们的日常生活中得到了的越来越广泛的应用，小至手持电子设备，如智能手机、平板电脑、电子书、数码相机，大至用于特定场合的电子设备，例如服务器、基站，以及其它消费类电子，如笔记本电脑、台式电脑、上网本等，均需要计算机系统。在计算机系统中，中央处理器(CPU)用于解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据，电压调节器(VR)用来给中央处理器提供供电电压。在没有外部电源供电时，需要电池提供电能，从而电池充电电路也广泛的应用于计算机系统中。由于供电电源和电池类型的多样化，电池充电电路需要对系统电压、充电电流及电池电压等多个变量进行控制。然而，不同变量的控制环路之间的切换不平滑会引起系统不稳定的问题。因此需要合理的设计电池充电电路以满足计算机系统的稳定性要求。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种电池充电电路及其控制电路和控制方法。根据本专利技术的实施例，提出了一种电池充电电路的控制电路，该电池充电电路包括具有至少一个开关管的开关电路，该开关电路为负载提供系统电压，并为一电池充电，该控制电路包括：第一差值电路，接收充电电流反馈信号和充电电流参考信号，在输出端产生第一差值信号；第二差值电路，接收电池电压反馈信号和电池电压参考信号，在输出端产生第二差值信号；选择电路，其第一输入端接收第一差值信号，其第二输入端接收第二差值信号，选择电路基于电池电压，将第一差值信号、第二差值信号以及零信号中的一个作为差值信号提供至输出端；偏置电路，耦接至选择电路的输出端以接收差值信号，对差值信号进行比例积分，在输出端输出偏置信号；比较电路，其第一输入端接收偏置信号和系统电压参考信号的叠加信号，其第二输入端接收系统电压反馈信号和斜坡信号的叠加信号，在输出端输出比较信号，其中偏置信号与系统电压参考信号的叠加信号为偏置参考信号；固定时长电路，输出固定时长控制信号；以及逻辑电路，接收比较信号和固定时长控制信号，在输出端输出控制信号，以控制开关电路中的至少一个开关管。根据本专利技术的实施例，还提出了一种电池充电电路，包括：开关电路，具有至少一个开关管和与至少一个开关管耦接的电感，该开关电路为系统负载提供系统电压，并为一电池充电；以及如上所述的控制电路。根据本专利技术的实施例，还提出了一种电池充电电路的控制方法，该电池充电电路包括具有至少一个开关管和与至少一个开关管耦接的电感的开关电路，该开关电路为负载提供系统电压，并为一电池充电，该控制方法包括：根据充电电流反馈信号和充电电流参考信号之间的差值，产生第一差值信号；根据电池电压反馈信号和电池电压参考信号之间的差值，产生第二差值信号；基于电池电压选择第一差值信号、第二差值信号以及零信号中的一个作为差值信号；对差值信号进行比例积分，产生偏置信号；将偏置信号与系统电压参考信号相叠加，产生偏置参考信号；将系统电压反馈信号与斜坡信号的叠加信号同偏置参考信号相比较，产生比较信号；产生固定时长控制信号；以及根据比较信号和固定时长控制信号，产生控制信号。根据本专利技术实施例，在对电池充电的不同的阶段，对不同的差值信号进行比例积分，并根据偏置信号调整开关电路中至少一个开关管的控制信号，以将电池充电电路的输出信号(例如系统电压、充电电流或电池电压)调节至期望值。采用本专利技术的实施例，不同充电阶段的控制切换平滑，不仅改善了系统稳定性，还可以提高瞬态响应性能。附图说明为了更好的理解本专利技术，将根据以下附图对本专利技术进行详细描述：图1示出了现有的电子设备10的电路框图；图2示出了电池充电过程中的电压电流关系图；图3示出了根据本专利技术一实施例的电子设备100的电路框图；图4a～4c示出了根据本专利技术实施例的开关电路101a～101c的电路图；图5示出了根据本专利技术一实施例的控制电路104a的电路图；图6示出了根据本专利技术又一实施例的控制电路104b的电路图；图7示出了根据本专利技术一实施例的控制电路的部分电路图；图8示出了根据本专利技术又一实施例的控制电路的部分电路图；图9示出了根据本专利技术再一实施例的控制电路104c的电路图；图10示出了根据本专利技术一实施例的电池充电电路的控制方法800的流程图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。图1示出了现有的电子设备10的电路框图。电子设备10包括由具有至少一个开关管的开关电路11、开关管16、及控制电路14组成的电池充电电路。电池充电电路和/或电池15为系统负载提供系统电压VSYS。开关电路11具有接收输入电压VIN的输入端和提供系统电压VSYS的输出端。当开关电路11与外部电源断开时，输入电压VIN为零，电池15通过开关管16提供系统电压VSYS；当开关电路11连接外部电源时，例如通过适配器耦接外部交流电压源或外部直流电压源，外部电源通过开关电路11提供系统电压VSYS，并通过开关16以充电电流IBATT对电池15充电。图2示出了电池充电过程中的电压电流关系图。如图2所示，根据电池电压VBATT将充电过程分为四个阶段。阶段一为预充电，先用小电流IPRE对电池进行预充电，同时维持系统电压VSYS稳定在最小系统电压VSYS_REG_MIN。当电池电压VBATT大于第一阈值VBAT_PRE时转到下一阶段。阶段二为恒流充电，保持充电电流IBATT恒为电流参考ICC，对电池15快速充电，当电池电压VBATT达到第二阈值VBAT_REG时转到下一阶段。阶段三为恒压充电，逐渐减小充电电流IBATT，保池电池电压VBATT恒等于VBATT_REG。当充电电流IBATT降到ITERM时转到下一阶段。阶段四为充电终止，恒压充电结束，电池已基本充满，到此电池的充电过程结束。继续如图1所示，电池充电电路的控制电路14包括系统电压VSYS、电池电压VBATT以及充电电流IBATT三个变量的控制环路。在为电池15充电的过程中，控制电路14通过三个控制环路切换来控制开关电路11的控制信号PWM，以调节电池充电电路的输出信号(例如系统电压VSYS、充电电流IBATT或电池电压VBATT)达到期望值。其中，每个变量的控制环路均需要误本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池充电电路的控制电路，该电池充电电路包括具有至少一个开关管的开关电路，该开关电路为负载提供系统电压，并为一电池充电，该控制电路包括：第一差值电路，接收充电电流反馈信号和充电电流参考信号，在输出端产生第一差值信号；第二差值电路，接收电池电压反馈信号和电池电压参考信号，在输出端产生第二差值信号；选择电路，其第一输入端接收第一差值信号，其第二输入端接收第二差值信号，选择电路基于电池电压，将第一差值信号、第二差值信号与零信号中的一个作为差值信号提供至输出端；偏置电路，耦接至选择电路的输出端以接收差值信号，对差值信号进行比例积分，在输出端输出偏置信号；比较电路，其第一输入端接收偏置信号和系统电压参考信号的叠加信号，其第二输入端接收系统电压反馈信号和斜坡信号的叠加信号，在输出端输出比较信号，其中偏置信号与系统电压参考信号的叠加信号为偏置参考信号；固定时长电路，输出固定时长控制信号；以及逻辑电路，接收比较信号和固定时长控制信号，在输出端输出控制信号，以控制开关电路中的至少一个开关管。

【技术特征摘要】
1.一种电池充电电路的控制电路，该电池充电电路包括具有至少一个开关管的开关电路，该开关电路为负载提供系统电压，并为一电池充电，该控制电路包括：第一差值电路，接收充电电流反馈信号和充电电流参考信号，在输出端产生第一差值信号；第二差值电路，接收电池电压反馈信号和电池电压参考信号，在输出端产生第二差值信号；选择电路，其第一输入端接收第一差值信号，其第二输入端接收第二差值信号，选择电路基于电池电压，将第一差值信号、第二差值信号与零信号中的一个作为差值信号提供至输出端；偏置电路，耦接至选择电路的输出端以接收差值信号，对差值信号进行比例积分，在输出端输出偏置信号；比较电路，其第一输入端接收偏置信号和系统电压参考信号的叠加信号，其第二输入端接收系统电压反馈信号和斜坡信号的叠加信号，在输出端输出比较信号，其中偏置信号与系统电压参考信号的叠加信号为偏置参考信号；固定时长电路，输出固定时长控制信号；以及逻辑电路，接收比较信号和固定时长控制信号，在输出端输出控制信号，以控制开关电路中的至少一个开关管。2.如权利要求1所述的控制电路，还包括误差校正电路，其第一输入端接收系统电压反馈信号，其第二输入端接收偏置参考信号，误差校正电路基于系统电压反馈信号与偏置参考信号之间的误差，在输出端产生误差校正信号；以及其中比较电路的第一输入端接收系统电压反馈信号与斜坡信号的叠加信号，比较电路的第二输入端接收偏置参考信号与误差校正信号的叠加信号，在输出端输出比较信号。3.如权利要求1所述的控制电路，其中若电池电压小于第一阈值，则选择零信号作为差值信号；若电池电压大于第一阈值且小于第二阈值，则选择第一差值信号作为差值信号；以及若电池电压达到第二阈值，则选择第二差值信号作为差值信号。4.如权利要求1所述的控制电路，其中逻辑电路包括：RS触发器，具有置位输入端、复位输入端和输出端，其中置位输入端耦接至比较电路以接收比较信号，复位输入端耦接至固定时长电路以接收固定时长控制信号，基于固定时长控制信号和比较信号，在输出端输出控制信号。5.如权利要求1所述的控制电路，其中逻辑电路包括：RS触发器，具有置位输入端、复位输入端和输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗苏华，马朋朋，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51