单口双向的移动电源管理芯片及移动电源制造技术

本专利公开了单口双向的移动电源管理芯片及移动电源，芯片内部包括充电控制模块、升压控制模块、时序及模式控制模块、第一信号切换模块、第二信号切换模块、功率P管、功率N管、第一衬底切换二极管及第二衬底切换二极管。该芯片有5个端口，具有单口双向移动电源充电及放电管理的功能，由此芯片构成的移动电源外观简洁，零配件少成本低，使用操作非常方便，可靠性高，可保证上万次长久稳定的充放电使用。

Single port bidirectional mobile power management chip and mobile power supply

【技术实现步骤摘要】
单口双向的移动电源管理芯片及移动电源
本专利技术涉及移动电源电路领域，具体涉及移动电源集成电路管理及转换技术。
技术介绍
多年来，各种充电管理及放电管理的控制IC(集成电路)已经得到发展和应用，以实现恒流或者恒压输出的控制，应用于各种移动电源中。现有技术中充电及放电分别采用不同端口：当输入端口接入电源时，对电池进行充电；当输出端口接负载时，电池进行放电。且输入输出端口的外观规格也不同，导致携带时需要多种规格的连接线材，而且当端口数量多时也有插错端口的风险。综上所述，目前缺少一种节能、工作稳定的移动电源管理芯片，以及现有移动电源的端口及外围元件数量多及连接线材繁琐，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种单口双向移动电源管理芯片及移动电源，用于解决现有技术中端口及外围元件数量多及连接线材繁琐的问题，并且能安全使用节约电能。本专利方案提供单口双向的移动电源管理芯片，包括：充电控制模块、升压控制模块、时序及模式控制模块、第一信号切换模块、第二信号切换模块、功率P管、功率N管、第一衬底切换二极管及第二衬底切换二极管；5个端口：IN/OUT、LED、GND、BAT及LX；所述充电控制模块，用于在得到所述时序及模式控制模块的使能信号后，进入充电控制模式，控制功率P管及功率N管的导通或截止，实现恒流恒压充电功能；所述充电控制模块未接到所述时序及模式控制模块的使能信号，则处于升压控制模式；>所述升压控制模块，用于在得到所述时序及模式控制模块的使能信号后，进入升压放电控制模式，控制所述功率P管及功率N管的导通或截止，实现升压输出或处于低功耗待机模式；所述时序及模式控制模块，用于对单端口的连接及电池电量进行判断，输出工作模式选择的指示灯显示效果；所述第一信号切换模块及第二信号切换模块，根据时序及模式控制模块的模式选择信号，变更输入信号为充电控制模块或升压控制模块的输出，所述第一信号切换模块及第二信号切换模块的输出信号控制功率P管及功率N管；所述功率P管连接于所述芯片的IN/OUT及LX端口之间，作为充电或升压放电的电流通路；所述功率N管连接于所述芯片的LX及GND端口之间，作为升压时的电流通路。进一步，所述充电控制模块包括第一电流采样运算放大器、恒流运算放大器、信号传输门、恒流运算放大器补偿模块、电池电压采样模块、第一恒压运算放大器、第一恒压运算放大器补偿模块、信号选择器、第一脉宽调制比较器、第一振荡器、第一电流过零检测模块、第一逻辑控制模块、第一输出驱动及第二输出驱动；所述第一电流采样运算放大器，正极输入端连接到所述芯片的IN/OUT端口，负极输入端连接到所述芯片的LX端口，输出信号连到所述恒流运算放大器的负极输入端；所述信号传输门的输出连接到恒流运算放大器的正极输入端；恒流运算放大器的输出连接到恒流运算放大器补偿模块及信号选择器的输入端；电池电压采样模块对所述芯片BAT端口的电压进行分压采样，输出的电压作为第一恒压运算放大器的输入信号；所述第一恒压运算放大器的另一个输入信号为基准电压，输出连接到第一恒压运算放大器补偿模块及信号选择器的一个输入端；信号选择器的输出连接到脉宽调制比较器的负极输入端；所述第一振荡器有两个输出端，其中斜坡输出端RAMP连接到第一脉宽调制比较器的正极输入端，脉冲输出端OSC连接到第一逻辑控制模块的输入端；所述第一电流过零检测模块的输入信号为所述芯片端口LX电压及端口GND电压，输出信号连接到所述第一逻辑控制模块；所述第一逻辑控制模块输出信号经第一输出驱动缓冲后输出PA信号，所述第一逻辑控制模块的另一输出信号经第二输出驱动缓冲后输出NA信号。进一步，所述升压控制模块包括第二电流采样运算放大器、IN/OUT电压采样模块、电压反馈比例调整模块、第二恒压运算放大器、第二恒压运算放大器补偿模块、第二脉宽调制比较器、第二振荡器、第二过零检测模块、第二逻辑控制模块、第三输出驱动及第四输出驱动；所述第二电流采样运算放大器的正极输入连接所述芯片的GND端口，负极输入连接到所述芯片的LX端口，输出端连接到第二脉宽调制比较器的正极输入端；IN/OUT电压采样模块连接到所述芯片的IN/OUT端口，分压后的输出信号连接到第二恒压运算放大器的负极输入端，同时该电压采样模块也受电压反馈比例调整模块的控制；第二恒压运算放大器的输出连接到第二脉宽调制比较器的负极输入端，同时也连接到第二恒压运算放大器补偿模块；第二脉宽调制比较器的输出连接到第二逻辑控制模块的输入；第二振荡器的输出连接到第二逻辑控制模块的输入；第二过零检测模块的输入连接到所述芯片的IN/OUT及LX端口，输出连接到第二逻辑控制模块的输入；第二逻辑控制模块输出信号经第三输出驱动缓冲后输出PB信号，另一输出信号经第二输出驱动缓冲后输出NB信号。进一步，所述时序及模式控制模块包括IN/OUT检测模块、电池检测模块、充满比较器和时序控制模块；所述IN/OUT检测模块的输入连接到所述芯片的IN/OUT端口，所述IN/OUT检测模块输出连接到时序控制模块的输入端；所述电池检测模块的另一输入端连接到所述芯片的BAT端口，电池检测模块的输出端UVLO连接到时序控制模块的输入端；充满比较器根据电流采样情况，输出结束信号给时序模块；时序控制模块的输出端连接所述芯片的指示灯驱动端口，另一输出端连接到升压控制模块，进一步控制电压反馈比例调整模块。进一步，所述功率P管有4个极，其源极连接到所述芯片的IN/OUT端，其漏极连接到所述芯片的LX端，其栅极连接到第一信号切换模块的输出信号PG，其衬底连接到第一衬底切换二极管及第二衬底切换二极管的阴极SUB；所述功率N管有4个极，其漏极连接到所述芯片的LX端，其栅极连接到第二信号切换模块的输出信号NG，其源极及衬底连接到所述芯片的GND端。进一步，所述第一衬底切换二极管有2个极，其阳极连接到所述芯片的IN/OUT端，其阴极连接到SUB信号；所述第二衬底切换二极管有2个极，其阳极连接到所述芯片的LX端，其阴极连接到SUB信号。具体说明上述模块，充电控制模块有4个输入信号：IN/OUT、LX、BAT及EN_CHG，其中IN/OUT、LX及BAT为所述芯片的端口，EN_CHG为时序及模式控制模块的一个输出信号；充电控制模块有3个输出信号：PROG、PA及NA，其中PROG为时序及模式控制模块的一个输入信号，PA为第一信号切换模块的一个输入信号，NA为第二信号切换模块的一个输入信号；升压控制模块有5个输入信号：IN/OUT、LX、BAT、FBL及EN_BST，其中IN/OUT、LX及BAT为所述芯片的端口，FBL及EN_BST为时序及模式控制模块的输出信号；升压控制模块有2个输出信号：PB及NB，其中PB为第一信号切换模块的一个输入信号，NB为第二信号切换模块的一个输入信号；时序及模式控制模块有3个输入信号：IN/OUT、BAT及PROG，其中IN/OUT及BAT为所述芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.单口双向的移动电源管理芯片，其特征在于，包括：/n充电控制模块、升压控制模块、时序及模式控制模块、第一信号切换模块、第二信号切换模块、功率P管、功率N管、第一衬底切换二极管及第二衬底切换二极管；5个端口：IN/OUT、LED、GND、BAT及LX；/n所述充电控制模块，用于在得到所述时序及模式控制模块的使能信号后，进入充电控制模式，控制功率P管及功率N管的导通或截止，实现恒流恒压充电功能；所述充电控制模块未接到所述时序及模式控制模块的使能信号，则处于升压控制模式；/n所述升压控制模块，用于在得到所述时序及模式控制模块的使能信号后，进入升压放电控制模式，控制所述功率P管及功率N管的导通或截止，实现升压输出或处于低功耗待机模式；/n所述时序及模式控制模块，用于对单端口的连接及电池电量进行判断，输出工作模式选择的指示灯显示效果；/n所述第一信号切换模块及第二信号切换模块，根据时序及模式控制模块的模式选择信号，变更输入信号为充电控制模块或升压控制模块的输出，所述第一信号切换模块及第二信号切换模块的输出信号控制功率P管及功率N管工作；/n所述功率P管连接于所述芯片的IN/OUT及LX端口之间，作为充电或升压放电的电流通路；/n所述功率N管连接于所述芯片的LX及GND端口之间，作为升压时的电流通路。/n...

【技术特征摘要】
1.单口双向的移动电源管理芯片，其特征在于，包括：
充电控制模块、升压控制模块、时序及模式控制模块、第一信号切换模块、第二信号切换模块、功率P管、功率N管、第一衬底切换二极管及第二衬底切换二极管；5个端口：IN/OUT、LED、GND、BAT及LX；
所述充电控制模块，用于在得到所述时序及模式控制模块的使能信号后，进入充电控制模式，控制功率P管及功率N管的导通或截止，实现恒流恒压充电功能；所述充电控制模块未接到所述时序及模式控制模块的使能信号，则处于升压控制模式；
所述升压控制模块，用于在得到所述时序及模式控制模块的使能信号后，进入升压放电控制模式，控制所述功率P管及功率N管的导通或截止，实现升压输出或处于低功耗待机模式；
所述时序及模式控制模块，用于对单端口的连接及电池电量进行判断，输出工作模式选择的指示灯显示效果；
所述第一信号切换模块及第二信号切换模块，根据时序及模式控制模块的模式选择信号，变更输入信号为充电控制模块或升压控制模块的输出，所述第一信号切换模块及第二信号切换模块的输出信号控制功率P管及功率N管工作；
所述功率P管连接于所述芯片的IN/OUT及LX端口之间，作为充电或升压放电的电流通路；
所述功率N管连接于所述芯片的LX及GND端口之间，作为升压时的电流通路。


2.根据权利要求1所述单口双向的移动电源管理芯片，其特征在于，
所述充电控制模块包括第一电流采样运算放大器、恒流运算放大器、信号传输门、恒流运算放大器补偿模块、电池电压采样模块、第一恒压运算放大器、第一恒压运算放大器补偿模块、信号选择器、第一脉宽调制比较器、第一振荡器、第一电流过零检测模块、第一逻辑控制模块、第一输出驱动及第二输出驱动；所述第一电流采样运算放大器的正极输入端连接到所述芯片的IN/OUT端口，负极输入端连接到所述芯片的LX端口，输出信号连到所述恒流运算放大器的负极输入端；所述信号传输门的输出连接到恒流运算放大器的正极输入端；恒流运算放大器的输出连接到恒流运算放大器补偿模块及信号选择器的输入端；电池电压采样模块对所述芯片BAT端口的电压进行分压采样，输出的电压作为第一恒压运算放大器的输入信号；所述第一恒压运算放大器的另一个输入信号为基准电压，输出连接到第一恒压运算放大器补偿模块及信号选择器的一个输入端；信号选择器的输出连接到脉宽调制比较器的负极输入端；所述第一振荡器有两个输出端，其中斜坡输出端RAMP连接到第一脉宽调制比较器的正极输入端，脉冲输出端OSC连接到第一逻辑控制模块的输入端；所述第一电流过零检测模块的输入信号为所述芯片端口LX电压及端口GND电压，输出信号连接到所述第一逻辑控制模块；所述第一逻辑控制模块输出信号经第一输出驱动缓冲后输出PA信号，所述第一逻辑控制模块的另一输出信号经第二输出驱动缓冲后输出NA信号。


3.根据权利要求1所述单口双向的移动电源管理芯片，其特征在于，
所述升压控制模块包括第二电流采样运算放大器、IN/OUT电压采样模块、电压反馈比例调整模块、第二恒压运算放大器、第二恒压运算放大器补偿模块、第二脉宽调制比较器、第二振荡器、第二过零检测模块、第二逻辑控制模块、第三输出驱动及第四输出驱动；所述第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：班福奎，
申请(专利权)人：广州裕芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44