电池异步升压充电控制电路、芯片、系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种电池异步升压充电控制电路、芯片、系统及方法，包括：升压控制模块，控制升压电路中升压功率管；在涓流充电模式和恒流充电模式下控制输入电压升压以得到升压信号，并在恒流充电模式下控制充电电流为第一设定电流；在恒压充电模式下控制停止升压；充电模块，在涓流充电模式和恒流充电模式下基于升压信号对电池进行充电，并在涓流充电模式下控制充电电流为第二设定电流；电池均衡控制模块，基于第一、第二电池的相对电压分别调整第一、第二电池的充电电流，进而实现电压均衡。本发明专利技术采用恒定关断模式升压，控制环路简易；具有电池均衡和温度监测功能，避免电池损坏，提高电池使用寿命。电池使用寿命。电池使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
电池异步升压充电控制电路、芯片、系统及方法


[0001]本专利技术涉及电池领域，特别是涉及一种电池异步升压充电控制电路、芯片、系统及方法。

技术介绍

[0002]电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。其中，针对双节电池池的电机市场，拉杆音箱、对讲机类的音频产品在广泛应用异步升压充电管理芯片，多数与电机驱动、功率器件配套使用。
[0003]反复充放电会造成电池老化、寿命减小、电池容量减小等问题；此外，现有电池充电控制电路普遍存在电路结构复杂的问题。
[0004]因此，如何通过对电池充电的控制，减小不当充电对电池寿命的影响，同时简化充电控制电路，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

[0005]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电池异步升压充电控制电路、芯片、系统及方法，用于解决现有技术中电池易受损、寿命短、充电控制电路复杂等问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种电池异步升压充电控制电路，对串联的第一电池及第二电池进行充电，所述第一电池的负极连接所述第二电池的正极，所述电池异步升压充电控制电路至少包括：
[0007]升压控制模块，输出端连接升压电路中升压功率管的控制端；在涓流充电模式和恒流充电模式下控制输入电压升压以得到升压信号，并在恒流充电模式下调整所述升压信号以控制充电电流为第一设定电流；在恒压充电模式下控制所述升压电路停止工作；
[0008]充电模块，连接于所述升压电路的输出端，在涓流充电模式和恒流充电模式下基于所述升压信号对电池进行充电，并在涓流充电模式下控制充电电流为第二设定电流；
[0009]电池均衡控制模块，连接所述第一电池及所述第二电池的正极，基于所述第一电池与所述第二电池的相对电压分别调整所述第一电池及所述第二电池的充电电流，进而实现所述第一电池与所述第二电池的电压均衡；
[0010]其中，所述第一电池的正极电压为电池电压，所述第一设定电流大于所述第一设定电流。
[0011]可选地，所述升压控制模块包括补偿信号产生单元、电流检测单元、脉冲宽度调制单元、关断时间控制单元、逻辑单元及驱动单元；
[0012]所述补偿信号产生单元在涓流充电模式下基于所述输入电压与所述升压信号的差值产生相应的补偿信号，以使所述升压信号比所述输入电压大预设值；在恒流充电模式
下基于充电电流采样信号与第一基准的差值产生相应的补偿信号，以使所述充电电流为恒定的第一设定电流；在恒压充电模式下产生停止升压的补偿信号；
[0013]所述电流检测单元对所述升压电路中的电感电流进行采样，并转换为相应的电压信号；
[0014]所述脉冲宽度调制单元连接于所述补偿信号产生单元及所述电流检测单元的输出端，基于所述补偿信号产生单元及所述电流检测单元的输出信号产生控制所述升压功率管关断的脉冲宽度调制信号；
[0015]所述关断时间控制单元对所述升压功率管的关断时间进行计时，并在达到设定计时时间时产生控制所述升压功率管导通的控制信号；
[0016]所述逻辑单元连接于所述脉冲宽度调制单元及所述关断时间控制单元的输出端，产生所述升压功率管的开关控制信号；在涓流充电模式和恒流充电模式下，控制所述升压功率管执行升压操作；在恒压充电模式下，控制所述升压功率管停止工作；
[0017]所述驱动单元连接所述逻辑单元的输出端，基于所述开关控制信号驱动所述升压功率管导通或关断。
[0018]更可选地，所述补偿信号产生单元包括第一误差放大器、第二误差放大器及补偿子单元；
[0019]所述第一误差放大器在涓流充电模式下将所述输入电压与所述升压信号的差值放大输出；在恒流充电模式下将所述电池电压与第二基准电压的差值放大输出，以检测电池处于恒压充电模式的时刻；
[0020]所述第二误差放大器将所述充电电流采样信号与所述第一基准的差值放大输出；
[0021]所述补偿子单元连接于所述第一误差放大器及所述第二误差放大器的输出端，基于所述第一误差放大器或所述第二误差放大器的输出信号产生所述补偿信号。
[0022]更可选地，所述升压控制模块还包括：工作模式检测单元及选通单元；
[0023]所述工作模式检测单元对电池电压进行检测并将检测结果提供给所述逻辑单元，以产生模式信号，当所述电池电压小于第一设定电压时判断电池处于涓流充电模式，当所述电池电压大于所述第一设定电压时判断电池进入恒流充电模式；
[0024]所述选通单元接收所述模式信号，在涓流充电模式下将所述输入电压的采样信号及所述升压信号的采样信号提供给所述第一误差放大器；在恒流充电模式下将所述电池电压的采样信号及所述第二基准电压提供给所述第一误差放大器。
[0025]更可选地，所述升压控制模块还包括充电结束检测单元，所述充电结束检测单元对所述充电电流采样信号进行检测，当所述充电电流采样信号小于第三基准电压时判定充电结束；所述逻辑单元连接于所述充电结束检测单元的输出端，当判定充电结束时控制所述驱动单元停止工作。
[0026]更可选地，所述升压控制模块还包括温度保护单元，所述温度保护单元获取温度检测信号，当电池工作环境的温度大于第一设定温度或小于第二设定温度时输出有效信号；所述逻辑单元连接于所述温度检测单元的输出端，当所述温度检测单元的输出信号有效时触发保护措施或警报；其中，所述第一设定温度大于所述第二设定温度。
[0027]更可选地，所述升压控制模块还包括指示单元，所述指示单元连接于所述逻辑单元的输出端，用于控制指示装置显示电池工作模式或发出警报。
[0028]可选地，所述充电模块包括第一高压晶体管、第二高压晶体管、功率开关管、电池电压采样单元、第一运放及第二运放；
[0029]所述第一高压晶体管的第一端连接所述升压电路的输出端，第二端经由所述电池电压采样单元接地；
[0030]所述第二高压晶体管的第一端连接所述升压电路的输出端，第二端经由所述功率开关管连接所述充电电流采样信号；
[0031]所述第一运放的输入端连接所述充电电流采样信号及第四基准电压，输出端连接所述第一高压晶体管及所述第二高压晶体管的控制端；在涓流充电模式下，控制所述第一高压晶体管及所述第二高压晶体管半导通，以使所述充电电流为第二设定电流；在恒流充电模式下，控制所述第一高压晶体管及所述第二高压晶体管完全导通；
[0032]所述第二运放的输入端分别连接所述第一高压晶体管及所述第二高压晶体管的第二端，输出端连接所述功率开关管的控制端，以使得所述第一高压晶体管及所述第二高压晶体管的第二端电压相等。
[0033]可选地，所述电池均衡控制模块包括均衡控制单元、第三高压晶体管及第四高压晶体管；
[0034]所述均衡控制单元基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池异步升压充电控制电路，对串联的第一电池及第二电池进行充电，所述第一电池的负极连接所述第二电池的正极，其特征在于，所述电池异步升压充电控制电路至少包括：升压控制模块，输出端连接升压电路中升压功率管的控制端；在涓流充电模式和恒流充电模式下控制输入电压升压以得到升压信号，并在恒流充电模式下调整所述升压信号以控制充电电流为第一设定电流；在恒压充电模式下控制所述升压电路停止工作；充电模块，连接于所述升压电路的输出端，在涓流充电模式和恒流充电模式下基于所述升压信号对电池进行充电，并在涓流充电模式下控制充电电流为第二设定电流；电池均衡控制模块，连接所述第一电池及所述第二电池的正极，基于所述第一电池与所述第二电池的相对电压分别调整所述第一电池及所述第二电池的充电电流，进而实现所述第一电池与所述第二电池的电压均衡；其中，所述第一电池的正极电压为电池电压，所述第一设定电流大于所述第一设定电流。2.根据权利要求1所述的电池异步升压充电控制电路，其特征在于：所述升压控制模块包括补偿信号产生单元、电流检测单元、脉冲宽度调制单元、关断时间控制单元、逻辑单元及驱动单元；所述补偿信号产生单元在涓流充电模式下基于所述输入电压与所述升压信号的差值产生相应的补偿信号，以使所述升压信号比所述输入电压大预设值；在恒流充电模式下基于充电电流采样信号与第一基准的差值产生相应的补偿信号，以使所述充电电流为恒定的第一设定电流；在恒压充电模式下产生停止升压的补偿信号；所述电流检测单元对所述升压电路中的电感电流进行采样，并转换为相应的电压信号；所述脉冲宽度调制单元连接于所述补偿信号产生单元及所述电流检测单元的输出端，基于所述补偿信号产生单元及所述电流检测单元的输出信号产生控制所述升压功率管关断的脉冲宽度调制信号；所述关断时间控制单元对所述升压功率管的关断时间进行计时，并在达到设定计时时间时产生控制所述升压功率管导通的控制信号；所述逻辑单元连接于所述脉冲宽度调制单元及所述关断时间控制单元的输出端，产生所述升压功率管的开关控制信号；在涓流充电模式和恒流充电模式下，控制所述升压功率管执行升压操作；在恒压充电模式下，控制所述升压功率管停止工作；所述驱动单元连接所述逻辑单元的输出端，基于所述开关控制信号驱动所述升压功率管导通或关断。3.根据权利要求2所述的电池异步升压充电控制电路，其特征在于：所述补偿信号产生单元包括第一误差放大器、第二误差放大器及补偿子单元；所述第一误差放大器在涓流充电模式下将所述输入电压与所述升压信号的差值放大输出；在恒流充电模式下将所述电池电压与第二基准电压的差值放大输出，以检测电池处于恒压充电模式的时刻；所述第二误差放大器将所述充电电流采样信号与所述第一基准的差值放大输出；所述补偿子单元连接于所述第一误差放大器及所述第二误差放大器的输出端，基于所
述第一误差放大器或所述第二误差放大器的输出信号产生所述补偿信号。4.根据权利要求3所述的电池异步升压充电控制电路，其特征在于：所述升压控制模块还包括：工作模式检测单元及选通单元；所述工作模式检测单元对电池电压进行检测并将检测结果提供给所述逻辑单元，以产生模式信号，当所述电池电压小于第一设定电压时判断电池处于涓流充电模式，当所述电池电压大于所述第一设定电压时判断电池进入恒流充电模式；所述选通单元接收所述模式信号，在涓流充电模式下将所述输入电压的采样信号及所述升压信号的采样信号提供给所述第一误差放大器；在恒流充电模式下将所述电池电压的采样信号及所述第二基准电压提供给所述第一误差放大器。5.根据权利要求2所述的电池异步升压充电控制电路，其特征在于：所述升压控制模块还包括充电结束检测单元，所述充电结束检测单元对所述充电电流采样信号进行检测，当所述充电电流采样信号小于第三基准电压时判定充电结束；所述逻辑单元连接于所述充电结束检测单元的输出端，当判定充电结束时控制所述驱动单元停止工作。6.根据权利要求2所述的电池异步升压充电控制电路，其特征在于：所述升压控制模块还包括温度保护单元，所述温度保护单元获取温度检测信号，当电池工作环境的温度大于第一设定温度或小于第二设定温度时输出有效信号；所述逻辑单元连接于所述温度检测单元的输出端，当所述温度检测单元的输出信号有效时触发保护措施或警报；其中，所述第一设定温度大于所述第二设定温度。7.根据权利要求2所述的电池异步升压充电控制电路，其特征在于：所述升压控制模块还包括指示单元，所述指示单元连接于所述逻辑单元的输出端，用于控制指示装置显示电池工作模式或发出警报。8.根据权利要求1所述的电池异步升压充电控制电路，其特征在于：所述充电模块包括第一高压晶体管、第二高压晶体管、功率开关管、电池电压采样单元、第一运放及第二运放；所述第一高压晶体管的第一端连接所述升压电路的输出端，第二端经由所述电池电压采样单元接地；所述第二高压晶体管的第一端连接所述升压电路的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：金楠，刘桂芝，赵寿全，霍晓强，
申请(专利权)人：上海南麟电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：