单输入多输出的充电电路和可穿戴设备制造技术

本申请提出一种单输入多输出的充电电路和可穿戴设备，其中，单输入多输出的充电电路包括一个充电储能电路、多个放电电路、多个采样电路和一个恒流控制电路，恒流控制电路控制充电储能电路循环多次充电，同时，控制多个放电电路循环分时放电，从而实现对多个受电模块进行循环充电，并且，恒流控制电路根据采样到的实际充电电流和充电电压和预设电参数调整充电储能电路的占空比，实现充放电的反馈调节以及恒流充电，提高各受电模块的充电效率，同时，无需设置过多的电感结构，简化了系统结构，降低了设计成本。降低了设计成本。降低了设计成本。

【技术实现步骤摘要】
单输入多输出的充电电路和可穿戴设备


[0001]本申请属于充电
，尤其涉及一种单输入多输出的充电电路和可穿戴设备。

技术介绍

[0002]近年来可穿戴设备大面积普及和推广，对于常用的可穿戴产品，比如TWS（true
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wireless stereo）耳机，无线麦克风，智能眼镜等，可穿戴设备的产品形态有一个基本特性，即通过一个电源模块例如大电池对几个受电模块（例如电池1~电池n）充电，传统的充电方式为，电池仓将大电池通过一个升降压电路升到预设大小的电压，例如将大电池的输出电压升降压至5V，5V经过多个负载开关独立输出给电池1~电池n相应的受电模块。电池1~电池n连接有相应的充电芯片（可以是线性充电也可以是开关充电），将5V降低到电池电压进行充电。
[0003]其中，线性充电方式成本最低，但是导致的全系统，从电池仓电池端到受电设备电池端全链路充电效率比较低，基本只有50
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70%不等的能量转换率。开关充电方式效率高，但是每个受电模块都需要一个功率电感，导致可穿戴设备没法实现小型化，同时增加系统成本。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种单输入多输出的充电电路，旨在解决传统的充电方式存在的效率低和结构复杂的问题。
[0005]本申请实施例的第一方面提出了一种单输入多输出的充电电路，包括：充电储能电路，所述充电储能电路的输入端用于连接供电模块的电源端并接收供电电源，所述充电储能电路，受多个循环间隔的PWM调制信号触发循环多次的充电储能工作；多个放电电路，多个所述放电电路的输入端分别与所述充电储能电路的输出端并接，每一所述放电电路的输出端用于连接受电模块的电源端，多个所述放电电路，受多个循环间隔的开关信号触发循环间隔导通，以对所述充电储能电路的存储电能按照对应时序进行循环多次的放电工作；多个第一采样电路，多个所述第一采样电路分别连接所述充电储能电路和与多个所述放电电路一一连接，每一所述第一采样电路，用于采样每一所述放电电路的平均输出电流和输出电压，并输出第一采样信号；恒流控制电路，分别与所述充电储能电路、多个所述放电电路和多个所述第一采样电路连接，所述恒流控制电路，用于：输出多个循环间隔的PWM调制信号和开关信号；并根据第i所述放电电路的平均输出电流、所述输出电压、预设平均输出电流和预设输出电压确定下一循环周期下所述充电储能电路第i次充电时的PWM调制信号的占空比，
以对各所述受电模块进行恒流充电控制，其中，i=1,2..n，n为待放电的所述放电电路的数量。
[0006]可选地，所述充电储能电路包括第一电子开关管和电感；所述电感的第一端构成所述充电储能电路的输入端，所述电感的第二端和所述第一电子开关管的第二端连接构成所述充电储能电路的输出端，所述第一电子开关管的第二端接地。
[0007]可选地，所述充电储能电路包括第二电子开关管、第三电子开关管和电感；所述第二电子开关管的第一端构成所述充电储能电路的输入端，所述第二电子开关管的第二端、所述第三电子开关管的第一端和所述电感的第一端连接，所述第三电子开关管的第二端接地，所述电感的第二端构成所述充电储能电路的输出端。
[0008]可选地，所述充电储能电路包括第一电子开关管、第二电子开关管、第三电子开关管和电感；所述第二电子开关管的第一端构成所述充电储能电路的输入端，所述第二电子开关管的第二端、所述第三电子开关管的第一端和所述电感的第一端连接，所述第三电子开关管的第二端接地，所述电感的第二端和所述第一电子开关管的第一端连接构成所述充电储能电路的输出端，所述第一电子开关管的第二端接地。
[0009]可选地，所述放电电路包括放电开关和电容；所述放电开关的第一端构成所述放电电路的输入端，所述放电开关的第二端和所述电容的第一端连接构成所述放电电路的输出端，所述电容的第二端接地，所述放电开关的控制端构成所述放电电路的控制端；其中，相邻支路的两个所述放电开关中至少一个处于关断状态。
[0010]可选地，所述放电开关包括第一PMOS管和第二PMOS管；所述第一PMOS管的漏极构成所述放电开关的第一端，所述第一PMOS管的源极与所述第二PMOS管的源极连接，所述第二PMOS管的漏极构成所述放电开关的第二端，所述第一PMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极分别与所述恒流控制电路的信号端连接；其中，在待导通的第i所述放电开关导通前的死区时间，第i所述放电开关的第二PMOS管触发导通，以对所述电感的残余电荷进行续流泄放。
[0011]可选地，所述放电开关包括采用切换衬底接法的晶体管、第一二极管、第一开关、第二二极管和第二开关；所述第一二极管的阳极、所述第二开关的第一端和所述晶体管的第二端连接构成所述放电开关的第二端，所述第二二极管的阳极、所述第一开关的第一端和所述晶体管的第一端连接构成所述放电开关的第一端，所述第一二极管的阴极与所述第一开关的第二端连接，所述第二二极管的阴极与所述第二开关的第二端连接；其中，所述晶体管的栅极接收到低电平时，所述第二开关触发导通，所述第一开关触发关断；以及所述晶体管的栅极接收到高电平时，当所述晶体管的输出端电压大于输入端电压时，所述第二开关触发导通，以及当所述晶体管的输出端电压小于或者等于所述输入端电压时，所述第一开关触发导通。
[0012]可选地，所述单输入多输出的充电电路还包括：
第二采样电路，所述第二采样电路分别与所述充电储能电路和所述恒流控制电路连接，所述第二采样电路用于采样所述充电储能电路的充电电流，并输出第二采样信号至所述恒流控制电路；所述恒流控制电路包括：多个比较触发电路，每一比较触发电路分别与一所述第一采样电路和所述第二采样电路连接，所述比较触发电路还接收一对应相位的时钟信号，所述比较触发电路用于根据第i所述放电电路的平均输出电流、所述输出电压、预设平均输出电流、预设输出电压和所述充电电流确定下一循环周期下所述充电储能电路第i次充电时的PWM调制信号的占空比，以及根据所述时钟信号的高电平脉冲确定所述PWM调制信号的输出时刻；逻辑控制电路，所述逻辑控制电路分别与各所述比较触发电路、所述充电储能电路和各所述放电电路连接，所述逻辑控制电路，用于接收多个所述PWM调制信号，并按照对应时序输出各所述PWM调制信号和各所述开关信号，以对各所述受电模块进行恒流充电控制；其中，各所述比较触发电路接收到的多个时钟信号分别相差预设相位。
[0013]可选地，所述比较触发电路包括电压误差放大器、电流误差放大器、补偿电路、第一比较器和触发器；所述电压误差放大器的正相输入端用于输入所述预设输出电压，所述电压误差放大器的反相输入端用于输入所述输出电压的采样值，所述电流误差放大器的正相输入端用于输入所述预设平均输出电流，所述电流误差放大器的反相输入端用于输入所述平均输出电流的采样值，所述电压误差放大器的输出端、所述电流误差放大器的输出端、所述补偿电路的输出端和所述第一比较器的正相输入端连接，所述第一比较器的反相输入端用于输入所述充电电流的采样值，所述第一比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单输入多输出的充电电路，其特征在于，包括：充电储能电路，所述充电储能电路的输入端用于连接供电模块的电源端并接收供电电源，所述充电储能电路，受多个循环间隔的PWM调制信号触发循环多次的充电储能工作；多个放电电路，多个所述放电电路的输入端分别与所述充电储能电路的输出端并接，每一所述放电电路的输出端用于连接受电模块的电源端，多个所述放电电路，受多个循环间隔的开关信号触发循环间隔导通，以对所述充电储能电路的存储电能按照对应时序进行循环多次的放电工作；多个第一采样电路，多个所述第一采样电路分别连接所述充电储能电路和与多个所述放电电路一一连接，每一所述第一采样电路，用于采样每一所述放电电路的平均输出电流和输出电压，并输出第一采样信号；恒流控制电路，分别与所述充电储能电路、多个所述放电电路和多个所述第一采样电路连接，所述恒流控制电路，用于：输出多个循环间隔的PWM调制信号和开关信号；并根据第i所述放电电路的平均输出电流、所述输出电压、预设平均输出电流和预设输出电压确定下一循环周期下所述充电储能电路第i次充电时的PWM调制信号的占空比，以对各所述受电模块进行恒流充电控制，其中，i=1,2..n，n为待放电的所述放电电路的数量。2.如权利要求1所述的单输入多输出的充电电路，其特征在于，所述充电储能电路包括第一电子开关管和电感；所述电感的第一端构成所述充电储能电路的输入端，所述电感的第二端和所述第一电子开关管的第二端连接构成所述充电储能电路的输出端，所述第一电子开关管的第二端接地。3.如权利要求1所述的单输入多输出的充电电路，其特征在于，所述充电储能电路包括第二电子开关管、第三电子开关管和电感；所述第二电子开关管的第一端构成所述充电储能电路的输入端，所述第二电子开关管的第二端、所述第三电子开关管的第一端和所述电感的第一端连接，所述第三电子开关管的第二端接地，所述电感的第二端构成所述充电储能电路的输出端。4.如权利要求1所述的单输入多输出的充电电路，其特征在于，所述充电储能电路包括第一电子开关管、第二电子开关管、第三电子开关管和电感；所述第二电子开关管的第一端构成所述充电储能电路的输入端，所述第二电子开关管的第二端、所述第三电子开关管的第一端和所述电感的第一端连接，所述第三电子开关管的第二端接地，所述电感的第二端和所述第一电子开关管的第一端连接构成所述充电储能电路的输出端，所述第一电子开关管的第二端接地。5.如权利要求2至4任一项所述的单输入多输出的充电电路，其特征在于，所述放电电路包括放电开关和电容；所述放电开关的第一端构成所述放电电路的输入端，所述放电开关的第二端和所述电容的第一端连接构成所述放电电路的输出端，所述电容的第二端接地，所述放电开关的控制端构成所述放电电路的控制端；其中，相邻支路的两个所述放电开关中至少一个处于关断状态。6.如权利要求5所述的单输入多输出的充电电路，其特征在于，所述放电开关包括第一
PMOS管和第二PMOS管；所述第一PMOS管的漏极构成所述放电开关的第一端，所述第一PMOS管的源极与所述第二PMOS管的源极连接，所述第二PMOS管的漏极构成所述放电开关的第二端，所述第一PMOS管的栅极和所述第二PMOS管的栅极分别与所述恒流控制电路的信号端连接；其中，在待导通的第i所述放电开关导通前的死区时间，第i所述放电开关的第二PMOS管触发导通，以对所述电感的残余电荷进行续流泄放。7.如权利要求5所述的单输入多输出的充电电路，其特征在于，所述放电开关包括采用切换衬底接法的晶体管、第一二极管、第一开关、第二二极管和第二开关；所述第一二极管的阳极、所述第二开关的第一端和所述晶体管的第二端连接构成所述放电开关的第二端，所述第二二极管的阳极、所述第一开关的第一端和所述晶体管的第一端连接构成所述放电开关的第一端，所述第一二极管的阴极与所述第一开关的第二端连接，所述第二二极管的阴极与所述第二开关的第二端连接；其中，所述晶体管的栅极接收到低电平时，所述第二开关触发导通，所述第一开关触发关断；以及所述晶体管的栅极接收到高电平时，当所述晶体管的输出端电压大于输入端电压时，所述第二开关触发导通，以及当所述晶体管的输出端电压小于或者等于所述输入端电压时，所述第一开关触发导通。8.如权利要求1所述的单输入多输出的充电电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉麟，
申请(专利权)人：深圳市微源半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：