一种高性能的备用电池充电电路制造技术

本发明专利技术公开了一种高性能的备用电池充电电路，涉及电源技术领域，主电源利用本申请的备用电池充电电路对备用电池充电时，位于充电通道上的导通晶体管和防倒灌电路中的晶体管全部导通，可以充电直至备用电池的电压达到主电源的电压，当主电源降低时，充电通道上晶体管的沟道全部关断，因此备用电池不会从晶体管的沟道对主电源反灌，同时由于防倒灌电路中的晶体管的寄生PN结等效形成至少两个负极相连的二极管，备用电池也不会从晶体管的寄生PN结对主电源反灌，因此备用电池的电压可以在主电源的电压降低时保持不变，从而使得备用电池有较好的供电能力，在切换至备用电池供电时能够维持用电组件正常工作，同时延长用电组件工作的时间。的时间。的时间。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能的备用电池充电电路


[0001]本专利技术涉及电源
，尤其是一种高性能的备用电池充电电路。

技术介绍

[0002]电子产品的工作过程中经常会遇到电源掉电或工作不正常的情况，为了保证运行可靠性，通常会设置一个备份电源，一般备份电源由一个备用电池充当，当主电源正常工作时，需要对备用电池进行充电，直到备用电池的电压达到预定值，则充电结束，充电通道断开。在运行过程中若主电源出现异常，则可以切换到备份电源来提供电量，从而保证电路的核心模块正常工作。
[0003]常见的备用电池充电电路如图1所示，该电路包含主电源VDD、PMOS管PM1、二极管D1以及备用电池VBU。PMOS管PM1的源极与衬底相连至主电源VDD上，栅极连接到控制信号BU_EN上，漏极连接到二极管D1的正极相连，二极管D1的负极连接到备用电池VBU上。当充电电路开始工作时，控制信号BU_EN为低电平，则PMOS管PM1导通，由于此时备用电池VBU上还没有充电，VBU的电压较低，则二极管D1的正极电压大于负极电压，二极管D1正向导通。主电源VDD经过PMOS管PM1和二极管D1开始对备用电池VBU充电。随着充电时间的推移，备用电池VBU上的电压开始升高，直至VBU＝VDD
‑
VD1，VD1为二极管D1的正向导通电压，此时充电结束，VBU_EN变为高电平，PMOS管PM1关闭。
[0004]在上述充电电路中，若充电通道上不使用二极管D1，那么VBU最终的电压与主电源VDD一样，但当主电源VDD降低时，即使此时VBU_EN为高电平，PMOS管PM1的沟道不导通，然而由于PM1的漏极与衬底之间存在寄生的PN结，衬底与源极一起接到主电源VDD上，即主电源VDD接在寄生PN结的负极，备用电池VBU接在寄生PN结的正极，当主电源VDD降低时，PN结正向导通，备用电池VBU上的电压随着主电源VDD一起降低，那么当主电源VDD降低到触发备用电池VBU供电时，备用电池VBU的电压也基本上会低到不足以维持电路的正常工作或只能维持一小段时间。二极管D1在充电通道上的作用是，当主电源VDD降低时，即使PMOS管PM1中存在寄生PN结，由于二极管D1处于反偏状态，不导通，备用电池VBU也不会随着主电源VDD降低，这样当触发备用电池VBU供电时，VBU的电压依然为充电后的电压，可以维持电路的正常工作。虽然该结构可以解决备用电池反灌的问题，但同时备用电池VBU的最大电压也被限制到了VDD
‑
VD1，如果充电时主电源VDD的电压就已经较低时，那么备用电池VBU的电压就会更低，有可能低于电路正常工作电压，即使切换到备用电池供电，也无法维持电路的正常工作状态。

技术实现思路

[0005]本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种高性能的备用电池充电电路，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种高性能的备用电池充电电路，该备用电池充电电路包括主电源、导通晶体管、防倒灌电路和备用电池，主电源依次通过导通晶体管和防倒灌电路连接备用电池；导通晶
体管受控于充电控制信号，并在充电过程中导通、在充电过程结束后截止；
[0007]防倒灌电路基于晶体管构建，防倒灌电路中的晶体管的寄生PN结等效形成至少两个负极相连的二极管，防倒灌电路受控于主电源和备用电池的电压，当备用电池的电压低于主电源的电压时，防倒灌电路导通，当备用电池的电压大于等于主电源的电压时，防倒灌电路截止。
[0008]其进一步的技术方案为，备用电池的最大电压为主电源的电压，且备用电池的电压在主电源的电压降低时保持不变。
[0009]其进一步的技术方案为，防倒灌电路包括第二PMOS管和第三PMOS管，第二PMOS管的源极与衬底相连并连接至第三PMOS管的源极和衬底，第二PMOS管的栅极和第三PMOS管的栅极相连并受控于主电源和备用电池的电压，第二PMOS管的漏极连接至导通晶体管，第三PMOS管的漏极连接至备用电池。
[0010]其进一步的技术方案为，备用电池充电电路还包括比较器，比较器的同相输入端连接备用电池的电压、反相输入端连接主电源的电压、输出端连接第二PMOS管和第三PMOS管的栅极。
[0011]其进一步的技术方案为，备用电池充电电路还包括可调电阻，可调电阻连接在主电源至备用电池的充电通道上，可调电阻用于调节充电电流。
[0012]本专利技术的有益技术效果是：
[0013]本申请公开了一种高性能的备用电池充电电路，在充电过程中，导通晶体管和防倒灌电路中的晶体管全部导通，主电源经过导通晶体管和防倒灌电路对备用电池充电，直至备用电池的电压升高至主电源。当主电源降低时，由于导通晶体管以及防倒灌电路中晶体管都截止，沟道全部关断，因此备用电池不会从晶体管的沟道对主电源反灌，同时由于防倒灌电路中的晶体管的寄生PN结等效形成至少两个负极相连的二极管，因此存在至少一个晶体管中的寄生PN结反向截止，所以备用电池也不会从晶体管的寄生PN结对主电源反灌。因此主电源利用本申请的备用电池充电电路对备用电池充电时，备用电池可达到的最大电压为主电源的电压，且可以在主电源的电压降低时保持不变，从而使得备用电池有较好的供电能力，在切换至备用电池供电时能够维持用电组件正常工作，同时延长用电组件工作的时间。
附图说明
[0014]图1是现有的备用电池充电电路的电路图。
[0015]图2是本申请的备用电池充电电路的电路图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。
[0017]本申请公开了一种高性能的备用电池充电电路，请参考图2，该备用电池充电电路包括主电源VDD、导通晶体管、防倒灌电路和备用电池VBU，主电源VDD依次通过导通晶体管和防倒灌电路连接备用电池VBU。导通晶体管受控于充电控制信号BU_EN，并在充电过程中导通、在充电过程结束后截止。具体的，导通晶体管由第一PMOS管PM1实现，PM1的源极和衬底相连并连接主电源VDD，PM1的漏极连接至防倒灌电路，PM1的栅极受控于充电控制信号
BU_EN，充电过程中充电控制信号BU_EN为低电平，充电过程结束后充电控制信号BU_EN变为高电平。
[0018]防倒灌电路基于晶体管构建，防倒灌电路中的晶体管的寄生PN结等效形成至少两个负极相连的二极管，防倒灌电路受控于主电源VDD和备用电池VBU的电压。当备用电池VBU的电压低于主电源VDD的电压时，防倒灌电路导通，当备用电池VBU的电压大于等于主电源VDD的电压时，防倒灌电路截止。
[0019]基于该备用电池充电电路，当充电过程开始时，BU_EN为低电平，PM1导通，由于此时备用电池VBU上还没有充电，因此备用电池VBU的电压低于主电源VDD，防倒灌电路导通，VDD经过导通晶体管和防倒灌电路中的晶体管对VBU充电。随着充电时间的推移，VBU上的电压开始升高，直至VBU＝VDD时防倒灌电路截止，充电结束，BU_EN变为高电平，PM1关闭。因此当主电源VDD利用本申请的备用电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能的备用电池充电电路，其特征在于，所述备用电池充电电路包括主电源、导通晶体管、防倒灌电路和备用电池，所述主电源依次通过导通晶体管和防倒灌电路连接所述备用电池；所述导通晶体管受控于充电控制信号，并在充电过程中导通、在充电过程结束后截止；所述防倒灌电路基于晶体管构建，所述防倒灌电路中的晶体管的寄生PN结等效形成至少两个负极相连的二极管，所述防倒灌电路受控于主电源和备用电池的电压，当所述备用电池的电压低于所述主电源的电压时，所述防倒灌电路导通，当所述备用电池的电压大于等于所述主电源的电压时，所述防倒灌电路截止。2.根据权利要求1所述的备用电池充电电路，其特征在于，所述备用电池的最大电压为所述主电源的电压，且所述备用电池的电压在所述主电源的电压降低时保持不变。3.根据权利要求1所述的备用电池充电电路，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄志伟，张军，费俊驰，竺际隆，庄健，
申请(专利权)人：无锡英迪芯微电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：