一种充电电路和开关充电芯片及其充电电流采样电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种充电电路和开关充电芯片及其充电电流采样电路，该充电电流采样电路中均采用两个双极结型晶体管作为运算放大器的输入对管，因双极结型晶体管的失配系数小，进而使得运算放大器的失调电压大幅降低，避免了现有技术中充电电流采样误差大的问题，提升了充电电流的采样精度。

A Charging Circuit and Switched Charging Chip and Its Charging Current Sampling Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种充电电路和开关充电芯片及其充电电流采样电路
本技术涉及电力电子
，特别涉及一种充电电路和开关充电芯片及其充电电流采样电路。
技术介绍
随着便携式电子产品的广泛应用，因能够反复充电而成为便携式电子产品供电电源的锂离子电池也受到推广，而作为主流的给锂离子电池充电的开关充电芯片，也具有很广泛的应用市场。现有技术中，不带动态路径管理的开关充电芯片，由于成本更低，广泛应用于中低端电子产品中。但是，这类芯片无法获得充电电流的信息，因此需要在其为锂离子电池进行充电的路径上面串联一个外置的采样电阻，以通过芯片内部的充电电流采样电路获取电流信息。为了降低该采样电阻上的热损耗，通常选择比较小(比如33mohm、55mohm、68mohm等规格)的采样电阻，这样当充电电流为1A时，采样电阻上面的电压差只有几十mV。但是，上述方案中的充电电流采样电路，因其运放失调电压较高，若考虑6sigma，则对于33mohm的应用，在1A充电情况下，有可能导致充电电流有±36.4％的变化(6*2mV/33mV＝0.364)，充电电流采样误差较大。
技术实现思路
本技术提供一种充电电路和开关充电芯片及其充电电流采样电路，以解决现有技术中充电电流采样误差大的问题。为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：一种开关充电芯片的充电电流采样电路，与外置的采样电阻相连；所述充电电流采样电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第一开关管及运算放大器；其中：所述第一电阻的一端，作为所述充电电流采样电路的第一输入端，与所述采样电阻用于连接所述开关充电芯片的一端相连；所述第二电阻的一端，作为所述充电电流采样电路的第二输入端，与所述采样电阻用于连接锂离子电池相连；所述第一电阻的另一端分别与所述第一开关管的源极和所述运算放大器的反相输入端相连；所述第二电阻的另一端与所述运算放大器的同相输入端相连；所述运算放大器的输出端与所述第一开关管的栅极相连；所述第一开关管的漏极与所述第三电阻的一端及所述第一电容的一端相连，连接点作为所述充电电流采样电路的输出端；所述第三电阻的另一端与所述第一电容的另一端均接地；所述第一电阻与所述第二电阻的阻值相同；所述运算放大器的输入对管为双极结型晶体管。优选的，所述第一开关管为PMOS晶体管。优选的，所述运算放大器为两级运放结构。优选的，所述双极结型晶体管为NPN结构的双极结型晶体管。一种开关充电芯片，包括：电荷泵、主控制电路、驱动电路、第二开关管、第三开关管、第四开关管以及如上述任一所述的开关充电芯片的充电电流采样电路；其中：所述电荷泵与所述第二开关管的栅极相连；所述第二开关管的漏极作为所述开关充电芯片的VBUS引脚；所述第二开关管的源极与所述第三开关管的源极相连，连接点作为所述开关充电芯片的PMID引脚；所述第三开关管的漏极与所述第四开关管的漏极相连，连接点作为所述开关充电芯片的SW引脚；所述第四开关管的源极作为所述开关充电芯片的PGND引脚；所述第三开关管的栅极与所述第四开关管的源极均与所述驱动电路的输出端相连；所述驱动电路的输入端与所述主控制电路的一端相连；所述主控制电路的另一端与所述充电电流采样电路的输出端相连；所述充电电流采样电路的第一输入端作为所述开关充电芯片的CSIN引脚；所述充电电流采样电路的第二输入端作为所述开关充电芯片的VBAT引脚。优选的，所述第三开关管为PMOS晶体管；所述第二开关管和所述第四开关管均为NMOS晶体管。一种充电电路，用于为锂离子电池充电，所述充电电路包括：如上述所述的开关充电芯片，以及，外围电路。优选的，所述外围电路包括：电感、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容及采样电阻；其中：所述第二电容连接于所述开关充电芯片的PMID引脚与地之间；所述电感的一端与所述开关充电芯片的SW引脚相连；所述电感的另一端通过所述采样电阻与所述第三电容的一端以及所述锂离子电池相连；所述第三电容的另一端与所述开关充电芯片的PGND引脚和地相连；所述第四电容连接于所述开关充电芯片的VBAT引脚与地之间；所述第五电容连接于所述开关充电芯片的CSIN引脚与地之间。本技术提供的开关充电芯片的充电电流采样电路，采用两个双极结型晶体管作为运算放大器的输入对管，因双极结型晶体管的失配系数小，进而使得运算放大器的失调电压大幅降低，避免了现有技术中充电电流采样误差大的问题，提升了充电电流的采样精度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的充电电流采样电路的电路图；图2是本技术实施例提供的一种两级结构的运算放大器的电路图；图3是本技术另一实施例提供的NMOS晶体管阈值失配系数的示意图；图4是本技术另一实施例提供的NPN结构的双极结型晶体管阈值失配系数的示意图；图5是本技术另一实施例提供的充电电路的电路图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本技术提供一种开关充电芯片的充电电流采样电路，以解决现有技术中充电电流采样误差大的问题。开关充电芯片的充电电流采样电路，与外置的采样电阻Rcs相连；具体的，请参见图1，该充电电流采样电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第一开关管Mp1及运算放大器I1；其中：第一电阻R1的一端，作为充电电流采样电路的第一输入端，也作为该开关充电芯片的CSIN引脚，与采样电阻Rcs用于连接开关充电芯片的一端相连；第二电阻R2的一端，作为充电电流采样电路的第二输入端，也作为该开关充电芯片的VBAT引脚，与采样电阻Rcs用于连接锂离子电池Battery相连；第一电阻R1的另一端分别与第一开关管Mp1的源极和运算放大器I1的反相输入端相连；第二电阻R2的另一端与运算放大器I1的同相输入端相连；运算放大器I1的输出端与第一开关管Mp1的栅极相连；第一开关管Mp1的漏极与第三电阻R3的一端及第一电容C1的一端相连，连接点作为充电电流采样电路的输出端，生成输出电压Vsense；第三电阻R3的另一端与第一电容C1的另一端均接地；第一电阻R1与第二电阻R2的阻值相同，均为Rsense；运算放大器I1的输入对管为双极结型晶体管。优选的，第一开关管Mp1为PMOS晶体管。优选的，运算放大器I1为图2所示的两级运放结构，其中，VDD表示运算放大器I1的电源端，GND表示运算放大器I1的接地端，INN表示运算放大器I1的同相输入端，INP表示运算放大器I1的反相输入端，OUT表示运算放大器I1的输出端；Q1和Q2为该运算放大器I1的输入对管。更为优选的，双极结型晶体管为NPN结构的双极结型晶体管。具体的工作原理为：运算放大器I1钳位两个输入端电压相等，同时，假设锂离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关充电芯片的充电电流采样电路，其特征在于，与外置的采样电阻相连；所述充电电流采样电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第一开关管及运算放大器；其中：所述第一电阻的一端，作为所述充电电流采样电路的第一输入端，与所述采样电阻用于连接所述开关充电芯片的一端相连；所述第二电阻的一端，作为所述充电电流采样电路的第二输入端，与所述采样电阻用于连接锂离子电池相连；所述第一电阻的另一端分别与所述第一开关管的源极和所述运算放大器的反相输入端相连；所述第二电阻的另一端与所述运算放大器的同相输入端相连；所述运算放大器的输出端与所述第一开关管的栅极相连；所述第一开关管的漏极与所述第三电阻的一端及所述第一电容的一端相连，连接点作为所述充电电流采样电路的输出端；所述第三电阻的另一端与所述第一电容的另一端均接地；所述第一电阻与所述第二电阻的阻值相同；所述运算放大器的输入对管为双极结型晶体管。

【技术特征摘要】
1.一种开关充电芯片的充电电流采样电路，其特征在于，与外置的采样电阻相连；所述充电电流采样电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第一开关管及运算放大器；其中：所述第一电阻的一端，作为所述充电电流采样电路的第一输入端，与所述采样电阻用于连接所述开关充电芯片的一端相连；所述第二电阻的一端，作为所述充电电流采样电路的第二输入端，与所述采样电阻用于连接锂离子电池相连；所述第一电阻的另一端分别与所述第一开关管的源极和所述运算放大器的反相输入端相连；所述第二电阻的另一端与所述运算放大器的同相输入端相连；所述运算放大器的输出端与所述第一开关管的栅极相连；所述第一开关管的漏极与所述第三电阻的一端及所述第一电容的一端相连，连接点作为所述充电电流采样电路的输出端；所述第三电阻的另一端与所述第一电容的另一端均接地；所述第一电阻与所述第二电阻的阻值相同；所述运算放大器的输入对管为双极结型晶体管。2.根据权利要求1所述的开关充电芯片的充电电流采样电路，其特征在于，所述第一开关管为PMOS晶体管。3.根据权利要求1或2所述的开关充电芯片的充电电流采样电路，其特征在于，所述运算放大器为两级运放结构。4.根据权利要求3所述的开关充电芯片的充电电流采样电路，其特征在于，所述双极结型晶体管为NPN结构的双极结型晶体管。5.一种开关充电芯片，其特征在于，包括：电荷泵、主控制电路、驱动电路、第二开关管、第三开关管、第四开关管以及如权利要求1至4任一所述的开关充电芯片的充电电流采样电路；其中：所述电荷泵与所述第二开关管的栅极相连；所述第二开...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建刚，王云松，吴传奎，董渊，程剑涛，
申请(专利权)人：上海艾为电子技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31