用于电池充电器的输入行选择器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于电池充电器的输入行选择器，选择性地连接两个输入电源线的其中一个，单独开关与每个输入电源线串联，在开关之间形成连接，从而当开关断开时，阻止电流反转。提出了一种智能的、简便的、精确操作的自动行选择器，用于控制两个开关的运行。行选择器系统的结构简洁，仅配置两个开关，分别增加一个或两个开关后就可用于线性充电器或开关充电器，是一种简单、高效、节省成本的系统。

【技术实现步骤摘要】
用于电池充电器的输入行选择器
本专利技术主要是关于输入行选择器。确切地说，本专利技术是关于双路输入充电器的输入行选择器。
技术介绍
随着笔记本电脑、手机等掌上设备越来越普及，对于这些设备电源的需求也越来越大。为了满足这种需求，这些设备都带有单独的插入式电源适配器或双路输入充电器，用于控制两种电源（通常是墙式适配器和USB接口）为电池充电。充电器通常在充电的同时，产生系统内使用的调制功率。近年来，已经研发出了多种电池充电器结构。一般来说，充电器系统是一个降压转换器，利用较高的输入源驱动电池等较低的输入负载。本领域中已知的双路输入充电器包括配有晶体管（通常是MOSFET）的负载开关集成电路（IC）。MOSFET通常包括一个内置的寄生二极管，即体二极管，形成在MOSFET的漏极和源极之间。为了接收来自两个输入源的功率，双路输入充电器利用两个负载开关IC，每个负载开关IC都在每个输入电源的接收端。每个负载开关IC都包括两个nMOSFET串联在一个源极-漏极-漏极-源极结构中。负载开关IC带有一个“可用”信号，打开所需的负载开关IC。如上所述，当负载开关IC与开关/线性充电器一起组合使用时，用于双路输入单独的输出充电器。开关/线性充电器还包括两个nMOSFET串联在一个源极-漏极-漏极-源极结构中。因此，带有单独输出的传统的双路输入充电器，至少需要六个或七个nMOSFET才能用于实际功能，这些额外的电路要以一种优化的方式驱动所连接的开关，就会增加成本，使系统变得复杂。Texas仪器公司的一种产品——BQ24160（双路输入开关充电器）利用上述结构，接收来自两个电源的输入，提供单独的输出。该系统包括一对负载开关，连接到每个输入电源上。每个负载开关还包括一对nMOSFET开关，在一个源极-漏极-漏极-源极结构中相互连接。负载开关连接到线性/开关充电器上，线性/开关充电器也配有两个串联在源极-漏极-漏极-源极结构中的nMOSFET。在一个单独的输入线性充电器中，Texas仪器公司的BQ25040产品的结构利用六个nMOSFET开关（一个充电模块中四个开关工作），在一个单独的转换线性充电器中，Texas仪器公司的BQ24150产品的结构利用七个nMOSFET开关（一个充电模块中五个开关工作），实现双路输入单独输出的功能。开关数量以及选取专用负载开关的附加控制信号的增多，都使系统变得更加复杂。此外，串联的nMOSFET数量的增多，提高了制造损耗，降低了效率，并且增加了成本。专利号US7759907B2的专利提出了另一种制备双路输入单独输出充电器的方法，其中该系统接收来自两个输入电源的功率，提供一个源极选择电路，在两个电源中逻辑选择其中一个。源极选择电路还包括两个电路，组合绝缘二极管和旁路晶体管，每个电路都与一个输入电源相连。这些旁路晶体管为p-型晶体管，与上拉电阻器和绝缘二极管一起，选择一个输入电源，并将所选的输入电源连接到输出端。上述源极选择电路本身使用了四个旁路晶体管、绝缘二极管以及上拉电阻器。当用于充电时，该电路所含的其他元件增加了传导损耗，提高了系统的成本。因此，有必要提出一种改良型充电电路结构，不仅效率高，而且更加简洁，使系统的性价比更高。
技术实现思路
本专利技术中所用的术语“电流”是指从两个输入电源中的任意一个流向输出端的电流。本专利技术中所用的术语“节点”是指但不局限于至少电路交汇处的两个元件的连接点或重新分配点。本专利技术中所用的术语“开关”是指但不局限于具有至少三个端的晶体管。本专利技术中所用的术语“负载”是指系统中所连接的电池和/或其他所连接的元件。当以下术语“第一/第四/第七/第十/第十三端”、“第二/第五/第八/第十一/第十四端”以及“第三/第六/第九/第十二/第十五端”与NPN双极结型晶体管（BJT）一起使用时，分别指发射极、集电极和基极。当以下术语“第一/第四/第七/第十/第十三端”、“第二/第五/第八/第十一/第十四端”以及“第三/第六/第九/第十二/第十五端”与PNP双极结型晶体管（BJT）一起使用时，分别指集电极、发射极和基极。当以下术语“第一/第四/第七/第十/第十三端”、“第二/第五/第八/第十一/第十四端”以及“第三/第六/第九/第十二/第十五端”与N型金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）一起使用时，分别指源极、漏极和栅极。当以下术语“第一/第四/第七/第十/第十三端”、“第二/第五/第八/第十一/第十四端”以及“第三/第六/第九/第十二/第十五端”与P型金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）一起使用时，分别指源极、漏极和栅极。本专利技术书中所用的术语“低电压闭锁能级”是指但不局限于预设的一个工作电压能级。本专利技术中所用的术语“源极-漏极-漏极-源极”是指两个相互串联的nMOSFET，使第一个nMOSFET的漏极连接到第二个nMOSFET的漏极上。以上定义附加于本领域中的其他专利技术。本专利技术的目的是在改善原有技术的一个或多个问题，或者至少提供以下有效的可选方案：本专利技术的一个目的是提供一种与双路输入电池充电器有关的高效的输入行选择器。本专利技术的另一目的是简便控制输入行选择器中与双路输入电池充电器有关的元件。本专利技术的另一目的是提供一种自动的行选择器，无需外部信号控制组成选择器的开关，就能工作。本专利技术的另一目的是提供一种与双路输入电池充电器有关的输入行选择器，其结构中所含的元件数量相对较少。本专利技术的另一目的是降低双路输入电池充电器的传导损耗。本专利技术的另一目的是提供一种节省成本的双路输入电池充电器。本专利技术的另一目的是提供一种小巧的双路输入电池充电器。阅读以下专利技术，并参照附图后，本专利技术的其他目标与优势将显而易见，以下专利技术及附图并不用于局限本专利技术的范围。依据本专利技术，提出了一种输入行选择器系统，用于选取第一输入电源线和第二输入电源线中的其中一个连接到公共节点上，其特征在于该系统包括：第一开关用于选取电流从第一输入电源线流至节点；第二开关用于选取电流从第二输入电源线流至节点；自动行选择器连接到第一开关和第二开关，自动行选择器基于预设的选择逻辑，使第一开关或第二开关在工作结构和非工作结构之间切换，这取决于第一输入电源线和第二输入电源线中的至少一个的电压能级，大于低电压闭锁能级的预设值。一般来说，依据本专利技术，第一开关和第二开关为从金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和双极结型晶体管（BJT）构成的组中选取的晶体管。我们希望，第一开关至少包括第一端、第二端和第三端，第一端连接到第一输入电源线；第二开关至少包括第四端、第五端和第六端，第四端连接到第二输入电源线，第二端和第五端连接到节点。依据本专利技术，当第一开关和第二开关为NPN双极结型晶体管（BJT）时，第一端和第四端为晶体管的发射极，第二端和第五端为集电极，第三端和第六端为基极，构成所述的第一开关和所述的第二开关。依据本专利技术，当第一开关和第二开关为PNP双极结型晶体管（BJT）时，第一端和第四端为晶体管的集电极，第二端和第五端为发射极，第三端和第六端为基极，构成所述的第一开关和所述的第二开关。依据本专利技术，当第一开关和第二开关为N型金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）时，第一端和第四端为晶体管的源极，第二端和第五端为漏极，第三端和第六端为栅极，构成所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输入行选择器系统，用于将第一输入电源线和第二输入电源线中的其中一个，选择性地连接到公共节点，其特征在于，所述的系统包括：第一开关用于选取电流从所述的第一输入电源线流至所述的节点；第二开关用于选取电流从所述的第二输入电源线流至所述的节点；自动行选择器连接到所述的第一开关和所述的第二开关，所述的自动行选择器基于预设的选择逻辑，使所述的第一开关或所述的第二开关在工作结构和非工作结构之间切换，这取决于所述的第一输入电源线和所述的第二输入电源线中的至少一个的电压能级，大于低电压闭锁能级的预设值。

【技术特征摘要】
1.一种输入行选择器系统，用于将第一输入电源线和第二输入电源线中的其中一个，选择性地连接到公共节点，其特征在于，所述的系统包括：第一开关用于选取电流从所述的第一输入电源线流至所述的节点；所述的第一开关至少包括第一端、第二端和第三端，所述的第一端连接到所述的第一输入电源线；第二开关用于选取电流从所述的第二输入电源线流至所述的节点；所述的第二开关至少包括第四端、第五端和第六端，第四端连接到所述的第二输入电源线，所述的第二端和所述的第五端连接到所述的节点;自动行选择器连接到所述的第一开关和所述的第二开关，所述的自动行选择器基于预设的选择逻辑，使所述的第一开关或所述的第二开关在工作结构和非工作结构之间切换，这取决于所述的第一输入电源线和所述的第二输入电源线中的至少一个的电压能级，大于低电压闭锁能级的预设值；其中,所述的自动行选择器包括:第一分压器包括第一对电阻器，用于连接到所述的第一输入电源线，产生第一传感电压；第二分压器包括第二对电阻器，用于连接到所述的第二输入电源线，产生第二传感电压；比较器用于接收所述的第一传感电压和所述的第二传感电压，并产生输出信号；驱动器，用于接收所述的输出信号，并为所述的第三端或所述的第六端提供预定义电压；以及与第二对电阻器串联的一个偏置电压Voff，当所述的第一输入电源线和所述的第二输入电源具有相同的传感电压能级时，使所述的第一输入电源线成为优先线;所述的自动行选择器包括：与第二对电阻器串联的第三电阻及与第三电阻并联的一个开关,提供所述的比较器一个滞后电压，用于稳定工作，并且阻止两个输入电源线之间的噪声在输出信号中引起的闪动以及不必要的快速切换。2.如权利要求1所述的输入行选择器系统，其特征在于，所述的第一开关和所述的第二开关为从金属氧化物半导体场效应晶体管和双极结型晶体管构成的组中选取的晶体管。3.如权利要求1所述的输入行选择器系统，其特征在于，所述的第一开关和所述的第二开关为NPN双极结型晶体管时，所述的第一端和所述的第四端为晶体管的发射极，所述的第二端和所述的第五端为集电极，所述的第三端和所述的第六端为基极，构成所述的第一开关和所述的第二开关。4.如权利要求1所述的输入行选择器系统，其特征在于，所述的第一开关和所述的第二开关为PNP双极结型晶体管时，所述的第一端和所述的第四端为晶体管的集电极，所述的第二端和所述的第五端为发射极，所述的第三端和所述的第六端为基极，构成所述的第一开关和所述的第二开关。5.如权利要求1所述的输入行选择器系统，其特征在于，所述的第一开关和所述的第二开关为N型金属氧化物半导体场效应晶体管时，所述的第一端和所述的第四端为晶体管的源极，所述的第二端和所述的第五端为漏极，所述的第三端和所述的第六端为栅极，构成所述的第一开关和所述的第二开关。6.如权利要求1所述的输入行选择器系统，其特征在于，所述的第一开关和所述的第二开关为P型金属氧化物半导体场效应晶体管时，所述的第一端和所述的第四端为晶体管的漏极，所述的第二端和所述的第五端为源极，所述的第三端和所述的第六端为栅极，构成所述的第一开关和所述的第二开关。7.如权利要求1所述的输入行选择器系统，其特征在于，所述的系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承柱，
申请(专利权)人：万国半导体开曼股份有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY