充电电路制造技术

本发明专利技术揭露一种充电电路，可整合于一芯片上。充电电路包含一充电单元、一开关单元、一偏压单元、一分压单元及一比较单元。充电单元连接于电源输入端与负载之间，由电源输入端所提供的固定偏压，以定电流的方式对负载充电。开关单元连接于电流控制单元与电源输入端之间，使充电单元导通或截止。分压电路通过负载的电压产生一第一讯号输入比较单元。偏压单元输入固定电压值的第二讯号至比较单元。比较单元比较第一讯号及第二讯号后，控制开关单元导通或截止，并由此导通或截止的状态控制充电单元对负载充电或停止充电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种充电电路，特别是关于一种快速充电及保护电池不过充的低功 率充电电路。
技术介绍
目前，对于可重复充放电的电池的充电方法通常采用以下四种方法。此四种方法 为定电流(Constant Current,CC)模式、定电压(Constant Voltage,CV)模式、脉冲充电模 式及定电流/定电压模式。采用定电流的充电方式可于短时间内将电池充饱，但于电池快要接近充饱时，充 电效率会降低，且必须要设置过充保护机制保护电池，因此采用定电流模式的充电电路成 本较高。使用定电压模式的充电电路则为根据电池的电压与预设充电电压的差值调整充 电电流的大小，因此充电电流会随着电压差值变小而逐渐变小，不需要针对电池过充的问 题设置保护机制，但于充电初期的较大电压差值，可能会导致电池进入过度充电的情况，而 造成电池的损坏。而脉冲充电模式是将脉冲电流以周期性的方式对电池充电，在充电过程中提供充 电休息时间，让电池内部的电解液利用休息时间获得化学反应的中和缓冲的时间，以使不 同浓度的电解液进行平衡漂移，增进电解液反应的均勻性，进而改进电池使用寿命，但如何 决定最佳脉冲充电频率，在目前仍无定论。定电流/定电压模式为在充电初期，以定电流对电池充电，等到电池的电压达到 设定电压后，在以定电压的方式对电池充电，且充电电流随着电池电压的增大而降低，等到 充电电流减少至零的时候，则视为电池已经100%满充。然而，此方式会因为充电末期必须 等到充电电流为零，因此会拖长充电时间。
技术实现思路
有鉴于上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种充电电路，以解决不 能同时兼顾快速充电及保护电池的问题。根据本专利技术的目的，提出一种充电电路，可整合于一芯片上，充电电路包含一充电 单元、一开关单元、一偏压单元、一分压单元及一比较单元。充电单元连接于一电源输入端 与一负载之间，并由电源输入端所提供的定电压的电源输入以输出一定电流对负载充电。 开关单元连接于电流控制单元与电源输入端之间，使充电单元导通或截止。偏压单元连接 充电单元及开关单元，以提供一第一偏压至充电单元。分压单元的一端其一端连接负载及 充电单元，并根据负载的电压产生一第一讯号。比较单元连接至开关单元、偏压单元及分压 单元，并接收偏压单元所提供的一第二讯号及第一讯号，以比较第一讯号及第二讯号，并根 据比较结果输出一第二偏压至开关单元使开关单元导通或关闭，以使充电单元对负载充电 或停止充电。3其中，充电单元为一第一 P型晶体管，开关单元为一第二 P型晶体管，第二 P型晶 体管的汲极连接第一 P型晶体管的闸极。其中，当第一讯号小于第二讯号，比较单元输出高电位的第二偏压至第二 P型晶 体管的闸极，使第二 P型晶体管截止而第一 P型晶体管导通，当第一讯号大于第二讯号，比 较单元输出低电位的第二偏压，使第二 P型晶体管导通而第一 P型晶体管截止。其中，偏压单元包含一起始部、一参考部及一串接部，参考部连接于起始部与串接 部之间，起始部驱动参考部产生一第三讯号至第三输入端及串接部，以驱动串接部，串接部 分别提供第一偏压及第二讯号至充电单元及比较单元。其中，比较单元包含一差动部、一滞留部及一输出部，滞留部连接于差动部与输出 部之间，差动部比较第一讯号及第二讯号，滞留部启动输出部输出第二偏压。其中，差动部包含一电流镜、一差动对及一 N型晶体管，差动对连接于电流镜与N 型晶体管之间，差动对接收第一讯号及第二讯号，并将第一讯号及第二讯号的电压差值传 送至滞留部。其中，滞留部根据第一讯号及第二讯号的一电压差值控制输出部输出第二偏压。其中，停止充电所对应的所述第二讯号电压值大于充电完成后再次充电的所述第 二讯号电压值。其中，分压单元仅包含串接的多个P型晶体管及一 N型晶体管，且各P型晶体管的 汲极与闸极相互连接，由其中的一个P型晶体管的汲极输出第一讯号。其中，负载为一锂电池。承上所述，依本专利技术的充电电路，其可具有一或多个下述优点(1)此充电电路可通过比较单元控制充电电路是否继续充电，这样可提高负载的 使用寿命。(2)此充电电路可通过第一 P型晶体管以定电流的方式充电，这样可加快充电速度。附图说明 图1为本专利技术的充电电路的方块图； 图2为本专利技术的充电电路的较佳实施例的电路图； 图3为本专利技术的充电电路的较佳实施例的偏压单元的电路图 图4为本专利技术的充电电路的较佳实施例的比较单元的电路图 图5为本专利技术的充电电路的较佳实施例的分压单元的电路图 图6为本专利技术的充电电路的仿真示意图； 图7为本专利技术的负载电压值与第二偏压的模拟示意图。主要组件符号说明10 偏压单元； 12 参考部； 20 分压单元； 31 差动部； 33 输出部；I充电电路；II起始部； 13:串接部； 30 比较单元； 32 滞留部；40:充电单元；60 负载；50 开关单元； VDD 电源输入端； V2 第二讯号； V_biasl 第一偏压； MPlOl 第一 P型晶体管；Vl 第一讯号；V3 第三讯号； V_bias2 第二偏压；MP102 第二 P型晶体管；MP201 MP203、MP206 MP207、MP209 MP210、MP212 MP213、MP215 MP216 P型晶体管；MP301 MP303、MP306、MP309、MP312、MP314 :P 型晶体管；MP401 MP404 :P 型晶体管；MN204 MN205、MN208、MN211、MN214、MN217 MN218 :N 型晶体管；MN302、MN304 MN305、MN307 MN308、MN310 MN311、MN313、MN315 MN316 N型晶体管；MN405 =N型晶体管；Inl 第一输入端；In2 第二输入端；In3 第三输入端；Out 输出端；I。 I3 电流；R:电阻。具体实施例方式请参阅图1，其为本专利技术的充电电路的方块图。该图中，充电电路1包含充电单元 40、开关单元50、偏压单元10、分压单元20及比较单元30。充电单元40连接于电源输入 端VDD与负载60之间，并由电源输入端VDD提供的定电压对负载60以定电流的方式充电。 开关单元50连接于充电单元40与电源输入端VD之间，使充电单元40导通或截止。此充 电单元40与开关单元50较佳为P型晶体管。偏压单元10连接充电单元40与开关单元50，以提供第一偏压V_biasl至充电单 元40。分压单元20的一端连接负载60及充电单元40，并根据负载60的电压产生第一讯 号Vl。比较单元30连接至开关单元50、偏压单元10及分压单元20，并接收偏压单元10所 提供的第二讯号V2及第一讯号VI，以比较第一讯号Vl的电压值与第二讯号V2的电压值， 并根据比较结果输出第二偏压V_bias2至开关单元50，使开关单元50导通或截止以使充电 单元40对负载60充电或停止充电。 请参阅图2，其为本专利技术的充电电路的较佳实施例的电路图。该图中，充电电路1 包含一第一 P型晶体管MP101、一第二 P型晶体管MP102、一偏压单元10、一分压单元20及 一比较单元30。第一 P型晶体管MPlOl的源极连接一电源输入端VDD，以接收固定电压的电源输 入，此固定电压较佳为5伏特(Vol本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电电路，整合于一芯片上，所述充电电路包含一充电单元、一开关单元、一偏压单元及一分压单元，其特征在于：所述充电单元连接于一电源输入端与一负载之间，根据所述电源输入端所提供的定电压的电源输入以输出一定电流对所述负载充电；所述开关单元连接于所述电流控制单元与电源输入端之间，使所述充电单元导通或截止；所述偏压单元连接所述充电单元及开关单元，以提供一第一偏压至所述充电单元；所述分压单元的一端连接所述负载及充电单元，并根据所述负载的电压产生一第一讯号；所述充电电路还包含一比较单元，所述比较单元连接至所述开关单元、偏压单元及分压单元，并接收所述偏压单元所提供的一第二讯号及所述第一讯号，以比较所述第一讯号及第二讯号，并根据比较结果输出一第二偏压至所述开关单元使所述开关单元导通或关闭，以使充电单元对所述负载充电或停止充电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝钦，颜韶甫，谢志尚，
申请(专利权)人：宏碁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]