本发明专利技术提供一种芯片系统及供电装置，芯片系统包括第一功率管、第二功率管、控制模块、功耗模块、检测模块和计数器。芯片系统通过第二状态向电池恒压充电，第三状态时关闭充电功能，电池可以在负载模块的作用下放电，如此，在电池充满电之前，芯片系统通过第二状态和第三状态的来回多次切换，使得芯片系统对电池的充电过程和负载模块对电池的放电过程交替多次进行，以对电池进行简单且高效的电池管理，芯片系统工作在第三状态时，内部的供电端由输入电源模块切换为电池，输入电源模块提供给芯片系统的电流近似为零，使得芯片系统内的电压降低，并且两个功率管均截止，可在电池放电阶段明显降低芯片系统的整体功耗，节省输入电源模块的能量消耗。块的能量消耗。块的能量消耗。
【技术实现步骤摘要】
芯片系统及供电装置
[0001]本专利技术涉及开关电源芯片
，特别涉及一种芯片系统及供电装置。
技术介绍
[0002]物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网的基础上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息数据的交换和通信。
[0003]物联网中实现信息数据交换和通信的最小数据节点通常是微型GSM调制解调器，使用微型GSM调制解调器可完成短信，拨打或接听电话等功能，并能够通过GPRS连接到Internet，其中部分GSM调制解调器支持四频GSM/GPRS网络，意味着GSM调制解调器可以在世界上任何地方进行信息数据的交换和通信工作。
[0004]微型GSM调制解调器是根据其处于的环境状态（包括但不限于地理位置、工作环境、通信基站相对距离），上述客观环境综合决定其工作中消耗的电流。例如，在传输期间，GSM调制解调器的最大电流消耗约为2A的浪涌电流，而在网络接收期间，GSM调制解调器可能只需要80mA的工作电流，对电源电流能力在不同条件下的需求矛盾突出。
[0005]现有技术中，给微型GSM调制解调器负载模块供电的电路包括输入电源模块，开关电源芯片系统以及电池，如此根据GSM调制解调器所处的环境状态和GSM调制解调器自身的工作特性，以便于在各种情况下GSM调制解调器均能维持基本的数据节点的收发任务。通常GSM调制解调器在数据发射阶段需要开关电源芯片系统提供瞬时大电流。而在其他阶段GSM调制解调器会以较低的功耗工作待机或接收数据，设计电池的作用是可以在输入电源模块停止供电后也能维持GSM调制解调器一定时间的工作，保证网络的正常连接，电池也需要为GSM调制解调器提供瞬态的大电流，以便于数据可以正常发送。
[0006]但是，现有技术中的开关电源芯片系统会一直给电池充电，无法对电池进行充放电的电池管理维护，容易造成电池过早的发生性能衰减，造成电池实际使用电量与标称容量不符，电池供电续航时间不足等缺点，会严重影响GSM调制解调器的工作状态，GSM调制解调器的信息数据交换和通信工作停滞。而常规的集成电池管理模块的开关电源芯片系统，需要嵌入相应的微控制器内核与配套的控制协议接口，不仅增加了芯片开发的成本，而且也增加了终端客户的使用成本，此外，微控制器的软件开发，对于用户系统开发系统也造成了一定的困难。
[0007]因此，对于给微型GSM调制解调器负载模块供电的电路，如何对电池进行简单且有效的电池管理、延长电池使用时间、降低终端客户开发难度以及降低开关电源芯片系统自身的功耗，是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
[0008]本专利技术提供一种芯片系统及供电装置，目的在于给微型GSM调制解调器供电的同时可以对电池进行简单且有效的电池管理、延长电池使用时间、降低终端客户开发难度以
及降低开关电源芯片系统自身的功耗。
[0009]为解决上述技术问题，基于本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种芯片系统，所述芯片系统用于向一电池充电，所述芯片系统包括：第一功率管和第二功率管，所述第一功率管的输入端外接输入电源模块，所述第一功率管的输出端与所述第二功率管的输出端连接，所述第二功率管的输入端接地；控制模块，其连接所述第一功率管的驱动端和所述第二功率管的驱动端，并能够根据一占空比可调的方波信号控制所述第一功率管和所述第二功率管交替开启与截止，以使所述芯片系统工作在恒压输出模式或恒流输出模式；检测模块和功耗模块，所述检测模块用于向所述功耗模块提供所述电池两端的电压所形成的采样电压、所述芯片系统输出给所述电池的充电电流以及所述电池的输出电流；计数器，其用于根据所述方波信号的周期个数而向所述功耗模块提供第一时间段和第二时间段；所述芯片系统被配置为能够从第一状态进入第二状态，并在所述第二状态和第三状态之间来回切换多次，直至所述充电电流小于终止电流且所述采样电压等于预设电压；当所述功耗模块检测到所述充电电流的电流变化率大于设定值且所述采样电压等于预设电压时，所述芯片系统从所述第一状态进入所述第二状态；所述第一状态表征所述芯片系统以所述恒流输出模式向所述电池充电；所述第二状态表征所述芯片系统在所述第一时间段内以所述恒压输出模式向所述电池充电；当所述第一时间段结束之后，所述芯片系统从所述第二状态进入所述第三状态；所述第三状态表征所述芯片系统以预设功耗模式工作多个所述第二时间段，直到所述功耗模块检测到所述电池的输出电流大于预设电流或所述采样电压小于第一电压时，所述芯片系统由所述第三状态进入所述第二状态；所述预设功耗模式被配置为所述功耗模块的供电端由所述输入电源模块切换为所述电池，且所述控制模块将所述第一功率管和所述第二功率管同时截止；所述预设电压大于所述第一电压，所述终止电流小于所述芯片系统工作在所述恒流输出模式所对应的充电电流。
[0010]可选的，所述计数器还用于根据所述方波信号的周期个数向所述功耗模块提供第三时间段；当所述功耗模块检测到所述充电电流小于所述终止电流且所述采样电压等于所述预设电压时，所述芯片系统由所述第三状态进入第四状态，所述第四状态表征所述芯片系统以所述预设功耗模式工作多个所述第三时间段。
[0011]可选的，当所述功耗模块检测到所述采样电压小于第二电压时，所述芯片系统由所述第四状态进入所述第二状态；当所述功耗模块检测到所述采样电压小于第三电压时，所述芯片系统由所述第四状态进入所述第一状态；其中，所述第一电压大于或等于所述第二电压，所述第二电压大于所述第三电压。
[0012]可选的，所述芯片系统还包括反馈模块和振荡器，所述反馈模块用于向所述控制模块提供所述芯片系统输出给所述电池的充电电压，所述振荡器用于向所述控制模块提供锯齿波信号；所述控制模块根据所述电池的充电电压和所述锯齿波信号输出用于驱使所述芯片系统工作在恒压输出模式的方波信号；所述控制模块用于获取所述检测模块提供的所述芯片系统输出给所述电池的充
电电流，并根据所述充电电流转换的电压格式信号以及所述锯齿波信号输出用于驱使所述芯片系统工作在恒流输出模式的方波信号。
[0013]可选的，所述功耗模块包括功耗比较单元以及与所述功耗比较单元连接的功耗配置单元，所述功耗比较单元与所述检测模块连接，所述功耗配置单元与所述控制模块连接，且所述功耗配置单元内置滞回电路。
[0014]可选的，所述芯片系统还包括启动配置模块，所述功耗模块和所述控制模块通过所述启动配置模块与所述输入电源模块连接。
[0015]可选的，所述第一功率管和所述第二功率管均为NMOS管；所述第一功率管的输入端为漏极，所述第一功率管的输出端为源极，所述第一功率管的驱动端为栅极；所述第二功率管的输入端为源极，所述第二功率管的输出端为漏极，所述第二功率管的驱动端为栅极。
[0016]可选的，所述功耗模块与第五电阻连接，用于根据所述第五电阻配置所述预设电压的值。
[0017]可选的，所述芯片系统还包括钳位电容，所述控制模块连接有外部电容端引脚，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种芯片系统，用于向一电池充电，其特征在于，包括：第一功率管和第二功率管，所述第一功率管的输入端外接输入电源模块，所述第一功率管的输出端与所述第二功率管的输出端连接，所述第二功率管的输入端接地；控制模块，其连接所述第一功率管的驱动端和所述第二功率管的驱动端，并能够根据一占空比可调的方波信号控制所述第一功率管和所述第二功率管交替开启与截止，以使所述芯片系统工作在恒压输出模式或恒流输出模式；检测模块和功耗模块，所述检测模块用于向所述功耗模块提供所述电池两端的电压所形成的采样电压、所述芯片系统输出给所述电池的充电电流以及所述电池的输出电流；计数器，其用于根据所述方波信号的周期个数而向所述功耗模块提供第一时间段和第二时间段；所述芯片系统被配置为能够从第一状态进入第二状态，并在所述第二状态和第三状态之间来回切换多次，直至所述充电电流小于终止电流且所述采样电压等于预设电压；当所述功耗模块检测到所述充电电流的电流变化率大于设定值且所述采样电压等于预设电压时，所述芯片系统从所述第一状态进入所述第二状态；所述第一状态表征所述芯片系统以所述恒流输出模式向所述电池充电；所述第二状态表征所述芯片系统在所述第一时间段内以所述恒压输出模式向所述电池充电；当所述第一时间段结束之后，所述芯片系统从所述第二状态进入所述第三状态；所述第三状态表征所述芯片系统以预设功耗模式工作多个所述第二时间段，直到所述功耗模块检测到所述电池的输出电流大于预设电流或所述采样电压小于第一电压时，所述芯片系统由所述第三状态进入所述第二状态；所述预设功耗模式被配置为所述功耗模块的供电端由所述输入电源模块切换为所述电池，且所述控制模块将所述第一功率管和所述第二功率管同时截止；所述预设电压大于所述第一电压，所述终止电流小于所述芯片系统工作在所述恒流输出模式所对应的充电电流。2.根据权利要求1所述的芯片系统，其特征在于，所述计数器还用于根据所述方波信号的周期个数向所述功耗模块提供第三时间段；当所述功耗模块检测到所述充电电流小于所述终止电流且所述采样电压等于所述预设电压时，所述芯片系统由所述第三状态进入第四状态，所述第四状态表征所述芯片系统以所述预设功耗模式工作多个所述第三时间段。3.根据权利要求2所述的芯片系统，其特征在于，当所述功耗模块检测到所述采样电压小于第二电压时，所述芯片系统由所述第四状态进入所述第二状态；当所述功耗模块检测到所述采样电压小于第三电压时，所述芯片系统由所述第四状态进入所述第一状态；其中，所述第一电压大于或等于所述第二电压，所述第二电压大于所述第三电压。4.根据权利要求1所述的芯片系统，其特征在于，所述芯片系统还包括反馈模块和振荡器，所述反馈模块用于向所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈博，刘彬，李瑞平，
申请(专利权)人：上海芯龙半导体技术股份有限公司南京分公司，
类型：发明
国别省市：
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