一种反向充电保护电路制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种反向充电保护电路，从电路结构上对反向充电电路结构进行改进，大量减少高压器件的使用，减少大尺寸器件的使用，用最少的器件，最少的功耗，可靠的实现反向充电保护的功能，同时也修改了修调方案，有效扩大修调范围，从而在不影响反向充电保护电路电流阈值精度的前提下，降低比较器精度的要求，从而减小比较器的尺寸，增加比较器的反应速度从而及时阻止反向充电，增加保护电路的可靠性，减小电路的面积。减小电路的面积。减小电路的面积。

【技术实现步骤摘要】
一种反向充电保护电路


[0001]本专利技术实施例涉及保护电路
，具体涉及一种反向充电保护电路。

技术介绍

[0002]随着信息技术的发展，手机已经成为人们交换信息的核心设备。随着手机 内部硬件性能越来越强、屏幕越来越大，软件运行越来越复杂，手机的耗电也 越来越快。提升续航能力，除了加大手机电池的容量之外，提升充电功率也是 各厂家的重中之重。电荷泵快充芯片虽然能实现大电流高效率的充电，帮助手 机充电芯片突破物理限制，但是就其原理来说有一个缺点。电荷泵充电电路同 时可以正向充电也可以反向充电，反向充电会产生严重的安全隐患，所以在电 荷泵充电芯片中，需要一个反向充电保护电路，一旦检测反向充电，就立即关 掉电荷泵快充芯片，阻断充电通路，保护输入源和电池，保证充电安全。
[0003]现有技术如图1所示，反向充电的通路是供电电源VBAT经过电荷泵充电 通路到中间电源PMID，再从中间电源PMID经过保护开关Qb到输入电源VBUS。 开关Qb_sns是开关Qb的镜像管，开关Qb_sns与开关管Qb导通电阻的比例是X:1， 通过可变下拉电流源Iref流过Qb_sns的导通电阻产生电压为VBUS_sns， VBUS_sns＝PMID
‑
Iref*RQb_sns(RQb_sns是Qb_sns的导通电阻)。VBUS的电 压为PMID
‑
Iload*RQb(RQb是Qb的导通电阻)。当VBUS＝VBUS_sns时，即 Iref*RQb_sns＝Iload*RQb，可以得到Iload＝X*Iref。当Iload>X*Iref时， VBUS<VBUS_sns，Iload为输入电源的电流，高精度比较电路的正极>负极， 比较电路的输出信号RCP从低变高，指示从中间电源PMID到输入电源VBUS 的电流超过X*Iref的保护阈值，需要关掉电荷泵充电电路防止反向充电。
[0004]随着电池充电电流越来越大，为了效率的考虑，需要Qb的导通电阻越来越小 (小于6mΩ)，而反向充电电流的阈值一般都会比较小(小于0.2A左右),所以 会出现Iref*RQb_sns比较小的情况，比如0.2A*5mΩ＝1mV。反向电流保护电路 的阈值的修调一般是通过调整修调电路Iref的电流来矫正阈值的偏差，这就使 得VBUS_sns的正向修调范围最大的情况就是Iref＝0时即Iref*RQbsns＝0。阈值 的偏差最大的来源就是比较电路的输入失调电压。如果比较电路的输入失调电 压Vos是2mV，那么反向充电保护电路的电流阈值偏差就是Vos/RQb＝2mV/5m Ω＝0.4A。为了能使比较电路的输入失调电压能被修调范围覆盖，使绝大多数 芯片的阈值都能矫正回中心点，需要比较电路自身的失调电压Vos小于 Iref*RQbsns即1mV。这就需要比较电路的设计按照高精度比较电路的要求来设 计，通常要保证比较电路3σ的失调电压小于1mV即1σ小于0.33mV。这就需 要使用很多特别大尺寸的器件来保证比较电路的失配足够小，而大尺寸的器件 使用不仅会增加面积，还会引入很大的寄生电容，从而严重影响比较电路的反 应速度，当反向电流快速变化到很大的时侯，反向保护电路反应慢不能及时的 关断反向充电电路，就会引入安全风险，损坏输入源或者电池。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术实施例提供一种反向充电保护电路，以解决现有技术中反向 保护电
路反应慢不能及时的关断反向充电电路所引入的安全风险，损坏输入源 或者电池等技术问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种反向充电保护电路，包括：第一开关， 第二开关，修调电路和比较电路；
[0007]所述第一开关第一端均与输入电源和修调电路第一端连接，所述第二开关 第一端与修调电路第一端连接；
[0008]所述第一开关第二端和所述第二开关第二端均与中间电源连接；
[0009]所述第一开关第三端和第二开关第三端均与第一偏置电路连接；
[0010]所述修调电路第二端与比较电路第一端连接，所述修调电路第三端与参考 地连接；
[0011]所述比较电路包括第一比较电路支路，第二比较电路支路，电平转换电路 和驱动电路，所述第一比较电路支路和第二比较电路支路并联设置，所述第一 比较电路支路第一端和第二比较电路支路第一端与修调电路第二端连接，所述 第一比较电路支路第二端和所述第二比较电路支路第二端与参考地连接，所述 第二比较电路支路第三端与所述电平转换电路第一端连接，所述电平转换电路 第二端与驱动电路第一端连接，所述驱动电路第二端与所述第一开关和所述第 二开关第一端连接，通过所述驱动电路的控制信号关闭第一开关以防止反向充 电。
[0012]作为本申请一优选实施例，所述电路还包括迟滞产生电路；
[0013]所述驱动电路第二端与所述迟滞产生电路第一端连接，所述迟滞产生电路 第二端与所述第二开关第一端连接，所述迟滞产生电路第三端与参考地连接， 所述迟滞产生电路用于避免比较电路的两个输入端的电压相近时比较电路输 出逻辑电平不稳定。
[0014]作为本申请一优选实施例，所述修调电路包括：修调支路和第一电流源；
[0015]所述修调支路第一端分别与所述第一开关第一端和所述第二开关第一端 连接；
[0016]所述第一电流源第一端与修调支路第二端连接，所述第一电流源第二端与 参考地连接。
[0017]作为本申请一优选实施例，所述修调支路包括第一电阻和第二电阻；
[0018]所述第一电阻第一端与第一开关第一端连接，第二电阻第一端与第二开关 第一端连接，所述第一电阻第二端分别与第一比较电路支路第一端和第一电流 源第一端连接，所述第二电阻第二端与第二比较电路支路第一端和第一电流源 第一端连接。
[0019]作为本申请一优选实施例，所述修调电路包括：所述第一电阻第二端和第 二电阻第二端之间设置有第一电容。
[0020]作为本申请一优选实施例，所述第一比较电路支路包括相互串联的第一 PMOS管和第二电流源，所述第二比较电路支路包括相互串联的第二PMOS 管和第二电流源；
[0021]所述第一PMOS管的栅极和漏极连接，且所述第一PMOS管的栅极与第 二PMOS管的栅极连接，所述第一PMOS管的源极与第一电阻第二端连接， 所述第一PMOS管的漏极与第二电流源第一端连接，所述第二电流源第二端 与参考地连接；
[0022]所述第二PMOS管的源极与第二电阻第二端连接，所述第二PMOS管的 漏极与第三电流源第一端连接，所述第三电流源第二端与参考地连接。
[0023]作为本申请一优选实施例，所述第一比较电路支路上还设置有第一NMOS 管，所述
第一NMOS管的漏极与所述第一PMOS管的漏极连接，所述第一 NMOS管的栅极与第二偏置电路连接，所述第一NMOS管的源极与所述第二 电流源第一端连接；
[0024]所述第一比较电路支路上还设置有第三PMOS管，所述第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反向充电保护电路，其特征在于，包括：第一开关，第二开关，修调电路和比较电路；所述第一开关第一端均与输入电源和修调电路第一端连接，所述第二开关第一端与修调电路第一端连接；所述第一开关第二端和所述第二开关第二端均与中间电源连接；所述第一开关第三端和第二开关第三端均与第一偏置电路连接；所述修调电路第二端与比较电路第一端连接，所述修调电路第三端与参考地连接；所述比较电路包括第一比较电路支路，第二比较电路支路，电平转换电路和驱动电路，所述第一比较电路支路和第二比较电路支路并联设置，所述第一比较电路支路第一端和第二比较电路支路第一端与修调电路第二端连接，所述第一比较电路支路第二端和所述第二比较电路支路第二端与参考地连接，所述第二比较电路支路第三端与所述电平转换电路第一端连接，所述电平转换电路第二端与驱动电路第一端连接，所述驱动电路第二端与所述第一开关和所述第二开关第一端连接，通过所述驱动电路的控制信号关闭第一开关以防止反向充电。2.如权利要求1所述的一种反向充电保护电路，其特征在于，所述电路还包括迟滞产生电路；所述驱动电路第二端与所述迟滞产生电路第一端连接，所述迟滞产生电路第二端与所述第二开关第一端连接，所述迟滞产生电路第三端与参考地连接，所述迟滞产生电路用于避免比较电路的两个输入端的电压相近时比较电路输出逻辑电平不稳定。3.如权利要求1所述的一种反向充电保护电路，其特征在于，所述修调电路包括：修调支路和第一电流源；所述修调支路第一端分别与所述第一开关第一端和所述第二开关第一端连接；所述第一电流源第一端与修调支路第二端连接，所述第一电流源第二端与参考地连接。4.如权利要求3所述的一种反向充电保护电路，其特征在于，所述修调电路包括：所述修调支路包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻第一端与第一开关第一端连接，第二电阻第一端与第二开关第一端连接，所述第一电阻第二端分别与第一比较电路支路第一端和第一电流源第一端连接，所述第二电阻第二端与第二比较电路支路第一端和第一电流源第一端连接。5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑轩，巩喆，刘培研，吕洪涛，
申请(专利权)人：芯合电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：