CN101702528B - 电池充电控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池充电控制装置。本发明利用电流镜像电路将参考电流沉产生电路产生的参考电流镜像至电池正极、并利用充电间歇采集的电池实际电压与充满电压之差自适应调节参考电流，以实现脉冲充电的电流值自适应调整、防止电池过充。如此一来，通过自适应调整电流值来实现脉冲充电，无需缩短脉冲有效充电周期即可防止过充，因而能够在不降低充电速度的情况下保证了电池充电的可靠性。

Description

电池充电控制装置
技术领域
本发明涉及电池充电技术，特别涉及可自适应调整脉冲充电电流的电池充电控制装置。
背景技术
锂电池的充电通常包括预充电、恒流充电、以及恒压充电三个过程。其中，恒流充电通常都是以较大电流对锂电池进行充电，但较大电流会在锂电池的内阻产生很大的电压降，由此就易导致在恒流充电过程中测得锂电池的电压已达到充满电压，然而锂电池的实际电压却远未达到充满电压。针对这种情况，通过恒流充电使锂电池实际电压达到一定高度之后，再采用恒压充电就显得十分重要。
在恒压充电过程中，可以随着锂电池实际电压的逐渐升高而随之减小充电电流、直至锂电池的实际电压达到充满电压为止。然而，传统恒压充电都采用持续充电的方式，因而无法在恒压充电过程中测得锂电池的实际电压、即锂电池内阻不存在电压降时的电压，从而为了避免锂电池过充，就需要恒压充电所采用的充电电流平均值非常小，进而也就会导致恒压充电的过程极其漫长。
为了缩短恒压充电所需的时间，现有技术中提出了一种脉冲充电的方式用来替代恒压充电，即周期性地实现对锂电池的充电，并在充电间歇检测锂电池的实际电压，由于锂电池内阻在充电间歇不存在电压降，因而能够准确的测得锂电池的实际电压，并在锂电池实际电压达到充满电压后停止充电。
然而，脉冲充电的方式由于电流值和脉冲单位时间是恒定的，因而会存在如下问题：
假设电流值为IP、脉冲单位时间为TP、在充电间歇检测到锂电池的实际电压为ΔV，则单位时间内充得的电压为(IP×TP)/C、C为等效的锂电池电容，那么，只要ΔV小于(IP×TP)/C就会造成锂电池过充，而且，对于ΔV很小可忽略的情形，过充电压正比于(IP×TP)。虽然为了避免太大的过充，可以把IP和TP设计的较小，但是这样又会降低充电速度。
可见，现有技术中无法同时兼顾锂电池充电的速度和可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电池充电控制装置，能够在保证电池充电速度的情况下提高电池充电的可靠性。
本发明提供的一种电池充电控制装置，包括：
电流镜像电路，具有镜像输入、向电池正极提供正比于镜像输入的同方向电流的镜像输出、以及连接充电器正极的电源端；
参考电压源产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、以及产生参考充满电压的电压输出；
参考电流沉产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、接收参考充满电压的第一电压输入、可在第三开关闭合时采集电池正极电压的第二电压输入、可在第二开关闭合时使镜像输入产生参考电流的电流沉输出，参考电流正比于第一与第二电压输入之间的电压差；
第二和第三开关为常开开关，第二开关周期性闭合、第三开关周期性地在第二开关断开时闭合。
本发明提供的另一种电池充电控制装置，包括：
电流镜像电路，具有镜像输入、向电池正极提供正比于镜像输入的同方向电流的镜像输出、以及连接充电器正极的电源端；
第一恒流源，具有接地的负极、可在第一开关和第二开关均闭合时使前述镜像输入产生恒流参考电流的正极；
参考电压源产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、产生参考充满电压的第一电压输出、以及产生充电阈值电压的第二电压输出；
参考电流沉产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、接收参考充满电压的第一电压输入、可在第三开关闭合时采集电池正极电压的第二电压输入、可在第四开关和第二开关均闭合时使镜像输入产生参考电流的电流沉输出，参考电流正比于第一与第二电压输入之间的电压差；
第一比较器，在充电阈值电压大于等于其实时采集的电池正极电压时产生第一电平信号、在充电阈值电压小于其实时采集的电池正极电压时产生第二电平信号，且产生的第二电平信号可被一锁存器锁存；
第一至四开关为常开开关，第一开关在第一比较器产生第一电平信号时常闭；第二开关在第一比较器产生第一电平信号时常闭、在锁存器锁存有第二电平信号时周期性闭合；第三开关周期性地在第二开关断开时闭合；第四开关在锁存器存有第二电平信号时常闭。
本发明提供的又一种电池充电控制装置，包括：
电流镜像电路，具有镜像输入、向电池正极提供正比于镜像输入的同方向电流的镜像输出、以及连接充电器正极的电源端；
第一恒流源，具有接地的负极、可在第一开关和第二开关均闭合时使前述镜像输入产生恒流参考电流的正极；
第二恒流源，具有连接充电器正极的正极、连接至电流竞争节点的负极；
参考电压源产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、产生参考充满电压的第一电压输出、以及产生充电阈值电压的第二电压输出；
参考电流沉产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、接收参考充满电压的第一电压输入、可在第三开关闭合时采集电池正极电压的第二电压输入、可在第四开关和第二开关均闭合时使镜像输入产生第一参考电流的第一电流沉输出、可使电流竞争节点产生第二参考电流的第二电流沉输出，第一和第二参考电流正比于第一与第二电压输入之间的电压差；
竞争节点，在第二参考电流大于等于第二恒流源负极输出时保持高电平、在第二参考电流小于第二恒流源负极输出时保持低电平；
第一比较器，在充电阈值电压大于等于其实时采集的电池正极电压时产生第一电平信号、在充电阈值电压小于其实时采集的电池正极电压时产生第二电平信号，且产生的第二电平信号可被一锁存器锁存；
第一至四开关为常开开关，第一开关在第一比较器产生第一电平信号时、以及锁存器存有第二电平信号且竞争节点保持低电平时常闭；第二开关在第一比较器产生第一电平信号时常闭、在锁存器锁存有第二电平信号时周期性闭合；第三开关周期性地在第二开关断开时闭合；第四开关在锁存器存有第二电平信号且竞争节点保持高电平时常闭。
由上述技术方案可见，本发明利用电流镜像电路将参考电流沉产生电路产生的参考电流镜像至电池正极、并利用充电间歇采集的电池实际电压与充满电压之差自适应调节参考电流，以实现脉冲充电的电流值自适应调整、防止电池过充。如此一来，通过自适应调整电流值来实现脉冲充电，无需缩短脉冲有效充电周期即可防止过充，因而能够在不降低充电速度的情况下保证了电池充电的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例一中电池充电控制装置的结构示意图；
图2a～图2e为如图1所示电池充电控制装置在各充电阶段的示意图；
图3为如图1所示电池充电控制装置中的一种电流镜像电路的结构示意图；
图4为如图1所示电池充电控制装置中的另一种电流镜像电路的结构示意图；
图5为如图1所示电池充电控制装置中的一种参考电流沉产生电路的结构示意图；
图6为如图1所示电池充电控制装置中的另一种参考电流沉产生电路的结构示意图；
图7为如图1所示电池充电控制装置中的又一种参考电流沉产生电路的结构示意图；
图8为本发明实施例二中电池充电控制装置的结构示意图；
图9为本发明实施例三中电池充电控制装置的结构示意图；
图10a～图10c为如图9所示电池充电控制装置在各充电阶段的示意图；
图11为本发明实施例四中电池充电控制装置的结构示意图；
图12为本发明实施例五中电池充电控制装置的结构示意图；
图13a～图13b为如图12所示电池充电控制装置交替采集和充电的示意图；
图14为如图12所示电池充电控制装置中的一种参考电流沉产生电路的结构示意图；
图15为如图12所示电池充电控制装置中的另一种参考电流沉产生电路的结构示意图；
图16为如图12所示电池充电控制装置中的又一种参考电流沉产生电路的结构示意图；
图17为本发明实施例六中电池充电控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
实施例一
本实施例中不涉及预充电、而仅考虑恒流充电和脉冲充电两个过程。
具体说，本实施例在实时测得的电池电压小于等于表示接近充满状态的充电阈值电压时，控制电流镜像电路将第一恒流源的恒流电流镜像至电池正极、以实现速度较快的恒流充电；在实时测得的电池电压大于表示接近充满状态的电阈值电压时，由于该电池电压可能包含有内阻电压降，因而先判断脉冲充电所需的参考电流值是否过大，如果过大则利用较大的恒流电流进行脉冲充电、以实现脉冲充电的高速且稳定的充电，否则，再利用电流镜像电路将参考电流沉产生电路产生的参考电流镜像至电池正极、并在开始脉冲充电后利用充电间歇采集的电池实际电压与充满电压之差自适应调节参考电流，以实现脉冲充电的电流值自适应调整、防止电池过充。由此一来，既能够通过前期的恒流充电加快了电池充电速度，又能够通过后期自适应调整的脉冲充电保证了电池充电的可靠性。
图1为本发明实施例一中电池充电控制装置的结构示意图。如图1所示，本实施例中的电池充电控制装置包括：电流镜像电路10、第一恒流源20、第一恒流源30、参考电压源产生电路40、参考电流沉产生电路50、比较器60、锁存器70、振荡器80。
电流镜像电路10，具有镜像输入11、可向电池200正极(图1中示出了电池芯片20及其内阻R0)提供正比于镜像输入11的同方向电流的镜像输出12、以及连接充电器100(图1中为了便于表述而示出了充电器100、但该充电器100并不属于本实施例中电池充电控制装置的范畴)正极并从充电器100正极获取电流源的电源端13。
第一恒流源20，其负极接地(GND)，其正极可在第一开关S1和第二开关S2均闭合时使镜像输入11产生流向GND的恒流参考电流I1，进而使镜像输出12产生流向电池正极、且正比于该恒流参考电流I1的恒流充电电流I1’，其中，正比系数为1时，恒流充电电流I1’与恒流参考电流I1相等。
第二恒流源30，其正极连接充电器100正极、负极连接至电流竞争节点D。
参考电压源产生电路40，具有连接GND的接地端、连接充电器100正极并从充电器100正极获取电压源VDD的电源端、产生预设的例如4.2V等表征电池200已充满的参考充满电压V1的第一电压输出、以及产生预设的例如3.6V等表征电池200已接近充满状态的充电阈值电压VR2的第二电压输出。
参考电流沉产生电路50，具有连接GND的接地端、连接充电器100正极的电源端、接收前述参考充满电压V1的第一电压输入、可在第三开关S3闭合时采集电池200正极电压V2的第二电压输入(第二电压输入可通过一电容C1接GND以保证采集电压的持续性)、可在第四开关S4和第二开关S2均闭合时使镜像输入11产生流向GND的第一参考电流Isk1的第一电流沉输出、以及可使电流竞争节点D产生流向GND的第二参考电流Isk2的第二电流沉输出。
其中，第一参考电流Isk1能够使镜像输出12产生流向电池正极、且正比于第一参考电流Isk1的脉冲充电电流Isk1’，正比系数为1时，恒流充电电流Isk1’与第一参考电流Isk1；第二参考电流Isk2用于与第二恒流源负极输出I2在竞争节点D进行电流竞争，以体现用于脉冲充电的第一参考电流Isk1与用于恒流充电的恒流参考电流I1之间的竞争关系；第一参考电流Isk1和第二参考电流Isk2均正比于第一与第二电压输入之间的电压差，且第一参考电流Isk1与第二参考电流Isk2可以相等、也可以不等。
竞争节点D，在第二参考电流Isk2大于等于第二恒流源负极输出I2时保持表示脉冲充电所需参考电流过大的高电平、在第二参考电流Isk2小于第二恒流源负极输出I2时保持表示脉冲充电所需参考电流较小的低电平。
较佳地，如果第一参考电流Isk1与第二参考电流Isk2相等，则第一恒流源使镜像输入11产生的恒流参考电流I1与第二恒流源负极输出I2也相等，如果第一参考电流Isk1与第二参考电流Isk2不等，则第一恒流源使镜像输入11产生的恒流参考电流I1与第二恒流源负极输出I2之比等于第一参考电流Isk1与第二参考电流Isk2之比，这样，第二参考电流Isk2与第二恒流源负极输出I2在竞争节点D的电流竞争，就能够更准确地体现用于脉冲充电的第一参考电流Isk1与用于恒流充电的恒流参考电流I1之间的竞争关系。
比较器60，正输入端实时采集的电池200正极电压V2’、负输入端获取前述充电阈值电压VR2，比较器60的输出端在充电阈值电压VR2大于等于其实时采集的电池正极电压时产生低电平信号、表示电池200仍未接近充满状态，在充电阈值电压VR2小于其实时采集的电池正极电压时产生高电平信号、表示电池200已接近充满状态。
锁存器70，在比较器60的输出端产生的电平信号由低电平变为高电平之后，锁存表示电池200已接近充满状态的高电平信号。
实际应用中，锁存器70可以为双或非门RS触发器、并为RS触发器额外再配备一个附加比较器(图1中未示出)，该附加比较器的正输入端连接电池200正极、负输入端连接充电器100正极，RS触发器的R端连接附加比较器的输出端、S端连接比较器输出、Q端作为锁存器输出。
这样，当充电器100正负极刚刚与电池200正负极相连时，充电器100正电压高于电池200的电压、电池200电压低于VR2，则RS触发器由于R端和S端均为低电平，因而Q端输出维持为零、直到电池200电压高于VR2时，比较器60输出变为表示电池200已接近充满状态的高电平信号；如果此时充电器100正负极已与电池200正负极相连一段时间，充电器100正电压仍高于电池200的电压、但电池200电压高于VR2，则RS触发器S端变为高，且R端仍为低电平，因而Q端输出被置位为高电平，且只要充电器100正负极一直与电池200正负极相连，则RS触发器的R端一直为低电平，从而将Q端输出锁定为高电平；而充电器100正负极与电池200断开后，RS触发器的R端变为高电平，从而实现对RS触发器、即锁村器70的复位。
当然，对于熟知各类触发器原理的本领域技术人员，还可选用其他可锁存高电平的触发器，在此不再一一列举。
需要说明的是，比较器60所依据的电池200正极电压V2’是实时采集到的，对于恒流充电阶段，实时采集到的电池200正极电压V2’一定包含有内阻R0上的电压降，而一旦开始脉冲充电，则实时采集到的电池200正极电压V2’，在脉冲充电间歇可能会降低至表征电池200已接近充满状态的充电阈值电压VR2、并在脉冲充电时又升至充电阈值电压VR2之上，从而影响依据比较器60输出端电平信号执行操作的其他元器件，进而造成电路振荡，因此，需要锁存器70对表示电池200已接近充满状态的高电平进行锁存。其中，本文所述的高电平是指电压等于电压源VDD的信号、低电平是指电压等于接地0的信号，后续不再予以赘述。
在图1中，参考电流沉产生电路50和振荡器80还具有可被高电平使能的使能端EN、并由锁存器70输出的予以控制。
且，锁存器70输出接至与非门NAND1的一路输入、竞争节点D通过两个(实际应用中可以是0个、也可以是任意的偶数个)非门INV1和INV2连接至与非门NAND1的另一路输入，与非门NAND1的输出连接至第一开关S1控制端、并通过一个(实际应用中可以是任意的奇数个)非门INV3连接至第四开关S4的控制端；锁存器70输出还连接至与非门NAND2的一路输入、振荡器80的输出通过一个(实际应用中可以是0个、也可以是任意的奇数个或偶数个)非门INV4连接与非门NAND2的另一路输入，与非门NAND2的输出连接至第二开关S2的控制端。
振荡器80的输出还通过一个非门INV4连接至第三开关S3的控制端(实际中，振荡器80输出与第三开关S3之间、以及振荡器80输出与与非门NAND2的另一路输入之间还可分别串联有相同数量的非门)。
基于上述各类逻辑门的连接：
参见图1并结合图2a，常开的第一开关S1和第二开关S2在比较器60输出端产生低电平信号时常闭，使镜像输入11能够产生流向GND的恒流参考电流I1，进而使镜像输出12产生流向电池正极、且正比于该恒流参考电流I1的恒流充电电流I1’；
参见图1并结合图2b和图2c，常开的第一开关S1在锁存器70存有表示电池200已接近充满状态的高电平信号、但竞争节点D保持表示脉冲充电所需参考电流过大的低电平时常闭；而常开的第二开关S2则在锁存器70存有表示电池200已接近充满状态的高电平信号时，依据振荡器80产生的脉冲信号经各逻辑门逻辑运算后的周期性高低电平信号周期性地开启关闭，以使镜像输入11周期性地产生流向GND的恒流参考电流I1，进而使镜像输出12周期性地产生流向电池正极、且正比于该恒流参考电流I1的恒流充电电流I1’，即以电流值稳定的恒流充电电流I1’实现脉冲充电的快速稳定充电；常开的第三开关S3依据振荡器80产生的脉冲信号经各逻辑门逻辑运算后的周期性高低电平信号，周期性地在第二开关S2断开时闭合，以使参考电流沉产生电路50的第二电压输入可在第三开关S3闭合、但第二开关S2断开的脉冲充电间隙采集电池200正极未包含内阻R0电压降的真实电压；
参见图1并结合图2d和图2e，常开的第四开关S4则在锁存器702存有表示电池200已接近充满状态的高电平信号、且竞争节点保持表示脉冲充电所需参考电流较小的高电平时常闭，此时，第一开关S1就会变回常开状态，而第二开关S2仍保持其周期性闭合断开状态，从而使得镜像输入11周期性地产生流向GND的第一参考电流Isk1，进而使镜像输出12周期性地产生流向电池正极、且正比于第一参考电流Isk1的脉冲充电电流Isk1’，即以自适应的脉冲充电电流Isk1’实现脉冲充电的自适应电流值自适应调整；常开的第三开关S3依据振荡器80产生的脉冲信号经各逻辑门逻辑运算后的周期性高低电平信号，周期性地在第二开关S2断开时闭合，以使参考电流沉产生电路50的第二电压输入可在第三开关S3闭合、但第二开关S2断开的脉冲充电间隙采集电池200正极未包含内阻R0电压降的真实电压，从而使参考电流沉产生电路50第一电流沉输出产生的第一参考电流Isk1更准确。
可见，基于上述各开关的控制方式，图1所示的结构可先后执行利用恒流充电电流I1’的恒流充电、利用恒流充电电流I1’的电流值恒定脉冲充电、以及利用脉冲充电电流Isk1’的电流值自适应脉冲充电。相比于现有脉冲充电，由于在初始阶段可以利用恒流充电，因而使充电速度较快，而在后续阶段可以随电池200电压的逐渐升高而自适应调低脉冲充电的电流值，无需为了避免过冲而缩短脉冲有效充电周期，因而能够在降低过冲概率的情况下提高充电速度，从而提高电池充电的速度和可靠性。
本实施例中，实现各开关闭合与断开控制的各逻辑门组合并不限于图1中所示出的方式，只需满足各开关间的闭合断开关系，还可利用其他的逻辑门组合方式予以实现，在此不再一一列举。
此外，本实施例中上述如图1所示的结构，仅仅是以比较器60输出端产生低电平信号表示电池200仍未接近充满状态、产生高电平信号表示电池200已接近充满状态，以及脉冲信号高电平充电、低电平采集电池200电压为例，当然，如果对调比较器60正端输入和负端输入的连接关系，比较器60的输出端也可以产生高电平信号表示电池200仍未接近充满状态、产生低电平信号表示电池200已接近充满状态，脉冲信号的高低电平的物理含义也可以相应调换。相应地，参考电流沉产生电路50和振荡器80的使能端EN的使能条件、以及实现各开关闭合与断开控制的各逻辑门组合也需要略作调整，且，基于如图1所示的结构，本领域技术人员可以扩展出针对比较器60正端输入和负端输入的连接关系对调后所适用的多种逻辑门组合，在此就不再一一列举。
而且，本实施例中的电流镜像电路10、以及参考电流沉产生电路50也可以分别由多种方式来实现，下面，仅举部分实例予以说明。
图3为如图1所示电池充电控制装置中的一种电流镜像电路的结构示意图。如图3所示，图1中示出的电流镜像电路10可以由如下结构来实现：
PMOS1，其源极连接电源端13、漏极连接镜像输入11、栅极连接漏极；
PMOS2，其源极连接电源端13、漏极连接镜像输出12、栅极连接PMOS1的栅极。
其中，PMOS1和PMOS2的沟道宽长比可以相同，则当PMOS1的漏极产生恒流参考电流I1或第一参考电流Isk1时，由于PMOS2与PMOS1的源、栅极间电压差相同，因而PMOS2的漏极会产生与恒流参考电流I1相等的恒流充电电流I1’、或与第一参考电流Isk1相等的脉冲充电电流Isk1’，即镜像输出12与镜像输入11之间的镜像比例系数N为1。
图4为如图1所示电池充电控制装置中的另一种电流镜像电路的结构示意图。如图4所示，图1中示出的电流镜像电路10还可以由如下结构来实现：
PMOS3，其源极连接电源端13、漏极连接镜像输入11和运算放大器101正端输入、栅极连接运算放大器101输出；
PMOS4，源极连接电源端13、漏极连接镜像输出12、栅极连接运算放大器101负端输入。
其中，PMOS3和PMOS4的沟道宽长比相同时，则当PMOS3的漏极产生恒流参考电流I1或第一参考电流Isk1时，由于PMOS4与PMOS3的源、栅极间电压差相同，因而PMOS4的漏极会产生与恒流参考电流I1相等的恒流充电电流I1’、或与第一参考电流Isk1相等的脉冲充电电流Isk1’，即镜像输出12与镜像输入11之间的镜像比例系数N为1。
而且，由于运算放大器101会将其正负端输入校正为相互一致，因而PMOS4的漏极会产生更为精确的与恒流参考电流I1相等的恒流充电电流I1’、或更为精确的与第一参考电流Isk1成比例的脉冲充电电流Isk1’。
当然，图1中示出的电流镜像电路10的实现方式并不限于上述如图3和图4所示的两种，其余实现方式在此不再一一列举。
图5为如图1所示电池充电控制装置中的一种参考电流沉产生电路的结构示意图。如图5所示，图1中示出的参考电流沉产生电路50可以由如下方式实现：
PMOS5用作使能开关，其栅极连接至使能端EN、源极连接电源端；
PMOS6用作使能开关，其栅极与EN使能端之间串接有非门INV5、源极连接PMOS5的漏极；
PMOS7，其栅极和漏极连接PMOS5的漏极、源极连接电源端；
PMOS8，其栅极连接PMOS7的栅极、源极连接电源端；
NMOS1，其漏极连接PMOS6管漏极、栅极连接第一电压输入V1、源极通过电阻R1接地；
NMOS2，其漏极连接PMOS8管漏极、栅极连接第二电压输入V2、源极通过电阻R2接地；
NMOS3用作使能开关，其栅极与使能端EN之间串接有非门INV5、漏极连接NMOS2漏极、源极接地；
NMOS4，其漏极和栅极连接NMOS2漏极、源极接地；
NMOS5，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接NMOS4栅极、源极接地；
NMOS6，其漏极连接第二电流沉输出、栅极连接NMOS4栅极、源极接地。
当使能端EN被置低时：
用作使能开关的PMOS5栅极被置低、使PMOS5的源、栅极之间的电压差达到电源端电压VDD，从而使PMOS5导通、并将PMOS7的栅极电压拉高，使PMOS7由于源极和栅极间无电压差而导致漏极无电流产生、PMOS8的漏极也相应地无镜像电流产生；
用作使能开关的PMOS6栅极由于非门INV5而被置高，由于连接PMOS7漏极的PMOS6源极也会被置高，因而使PMOS6关闭、并使NMOS1的漏极无电流流入，进而使NMOS1的源极无电流产生、NMOS2的源极也相应地无镜像电流产生；
用作使能开关的NMOS3的栅极由于非门INV5而被置高，由于NMOS3的源极接地，因而NMOS3导通、并将NMOS4～6的栅极拉低，使NMOS4～6的栅极与接地源极之间无电压差，从而使NMOS4的源极无电流产生、NMOS5和NMOS6的源极也相应地无镜像电流产生，从而实现参考电流沉产生电路50无参考电流产生。
当使能端EN被置高时：
用作使能开关的PMOS5栅极被置高、使PMOS5的源极和栅极之间无电压差，从而使PMOS5断开并对PMOS7栅极电压无影响，进而使PMOS7由于源栅极之间存在高于阈值电压Vth的电压差而在漏极产生电流、PMOS8漏极相应产生镜像电流；
用作使能开关的PMOS6栅极由于非门INV5而被置低、且源极所连接PMOS7漏极产生的电流，因而使PMOS6源极和栅极之间存在高于阈值电压Vth的电压差、漏极产生电流，进而NMOS1和NMOS2的源极也会由于栅极与源极之间存在高于阈值电压Vth的电压差而产生电流，且由于NMOS1栅极与接地源极之间的电压差为高于阈值电压Vth的第一电压输入V1、NMOS2栅极与接地源极之间的电压差为高于阈值电压Vth的第二电压输入V2，因而使得NMOS1源极产生的电流(V1-Vth)/R1会区别于NMOS2源极产生的电流(V2-Vth)/R2，但NMOS1与NMOS2构成的镜像电路结构需要保持两路电流一致，从而就需要将流入NMOS2漏极的部分电流分流至NMOS4的漏极，分流的电流值可等效为[(V1-Vth)/R1-(V2-Vth)/R2]，当R1等于R2时，[(V1-Vth)/R1-(V2-Vth)/R2]简化为[(V1-V2)/R2]；其中，NMOS1和NMOS2采用类型相同的器件，所以NMOS1和NMOS2的阈值电压Vth相等，Vth可以被相互消掉。
用作使能开关的NMOS3栅极由于非门INV5而被置低、源极接地，因而NMOS3断开，从而不影响正常工作。
如果V1-V2大于零，则表示电池200未充满，NMOS4的源极会产生流向地的电流，NMOS5和NMOS6的源极也会产生相应的镜像电流，进而NMOS5和NMOS6的漏极会有电流沉产生、即有电流流入，从而产生第一参考电流Isk1和第二参考电流Isk2；
如果V1-V2小于或等于零，则表示电池200已充满，NMOS4的源极不会产生流向地的电流，NMOS5和NMOS6的漏极也不会有电流沉产生、即不会有电流流入，从而使第一参考电流Isk1和第二参考电流Isk2为0。
较佳地，PMOS7和PMOS8的沟道宽长比相同，NMOS1和NMOS2的沟道宽长比相同，NMOS4、NMOS5、以及NMOS6的沟道宽长比相同，R1和R2的阻值相同。
此外，图5中用作电流镜像的NMOS1、NMOS2可以设计为共心结构、且NMOS1、NMOS2的衬底分别可以连接至自身的源极、用以消除体效应，从而使NMOS1、NMOS2的阈值电压更加匹配。
图6为如图1所示电池充电控制装置中的另一种参考电流沉产生电路的结构示意图。如图6所示，图1中示出的参考电流沉产生电路50还可以由如下方式实现：
PMOS9用作使能开关，其栅极连接至使能端EN、源极连接电源端；
PMOS10，其栅极和漏极连接PMOS9漏极、源极连接电源端；
PMOS11，其栅极连接PMOS10栅极、源极连接电源端；
NMOS7用作使能开关，其漏极连接运算放大器102的输出、栅极与使能端EN之间串接有非门INV6、源极接地；
NMOS8，其漏极连接PMOS10漏极、栅极连接运算放大器102的输出、源极通过电阻R1接地；
运算放大器102，其负端输入连接NMOS8的源极、正端输入连接第一电压输入V1；
NMOS9用作使能开关，其漏极连接运算放大器103的输出、栅极与使能端EN之间串接有非门INV6、源极接地；
NMOS10，其漏极连接PMOS11漏极、栅极连接运算放大器103的输出、源极通过电阻R2接地；
运算放大器103，其负端输入连接NMOS10的源极、正端输入连接第二电压输入V2；
NMOS11用作使能开关，其漏极连接PMOS11漏极、栅极与使能端之间串接有非门、源极接地；
NMOS12，其漏极和栅极连接NMOS10漏极、源极接地；
NMOS13，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接NMOS12栅极、源极接地；
NMOS14，其漏极连接第二电流沉输出、栅极连接NMOS12栅极、源极接地。
当使能端EN被置低时：
用作使能开关的PMOS9栅极被置低，使PMOS9的源极和栅极之间的电压差达到电源端电压VDD，从而使PMOS9导通、并将PMOS10的栅极电压拉高，使PMOS10的漏极由于源极与栅极之间无电压差而无电流产生、PMOS11的漏极也相应地无镜像电流产生；
用作使能开关的NMOS7、NMOS9的栅极由于非门INV5而被置高，由于NMOS7和NMOS9的源极接地，因而使NMOS7和NMOS9由于栅极源极之间具有大于阈值电压Vth的电压差而导通、并分别将NMOS8和NMOS10的栅极电压拉低，从而由于NMOS8和NMOS10的源极接地，因而使NMOS8和NMOS10的源极由于栅极源极之间无电压差而无电流产生；
用作使能开关的NMOS11的栅极由于非门INV6而被置高，由于NMOS11源极接地，因而使NMOS11导通、并将NMOS12的栅极电压拉低，使NMOS12的源极由于栅极源极之间无电压差而无电流产生、NMOS13和NMOS14的源极也相应地无镜像电流产生，从而实现参考电流沉产生电路50无参考电流产生。
当使能端EN被置高时：
用作使能开关的PMOS9栅极被置高，使PMOS9的源极和栅极之间无电压差，从而使PMOS9断开并对PMOS10的栅极电压无影响，进而使PMOS10由于源栅极之间存在高于阈值电压Vth的电压差而在漏极产生电流、PMOS11漏极相应产生镜像电流；
用作使能开关的NMOS7和NMOS9的栅极由于非门INV5而被置低、且源极接地，因而使NMOS7和NMOS9断开并分别对NMOS8和NMOS10的栅极电压无影响；而NMOS8和NMOS10的栅极电压分别为第一电压输入V1和第二电压输入V2、且源极均接地，因而NMOS8的栅极与源极之间存在高于阈值电压Vth的电压差V1、NMOS10的栅极与源极之间存在高于阈值电压Vth的电压差V2，进而NMOS8的源极产生电流V1/R1会区别于NMOS10源极产生的电流V2/R2，但NMOS8与NMOS10构成的镜像电路结构需要保持两路电流一致，从而就需要将流入NMOS10漏极的部分电流分流至NMOS12的漏极，分流的电流值可等效为(V1/R1-V2/R2)，当R1等于R2时，(V1/R1-V2/R2)简化为[(V1-V2)/R2]；
用作使能开关的NMOS11栅极由于非门INV6而被置低、源极接地，因而NMOS11断开、使NMOS12～14栅极被置高，从而使NMOS12～14构成的电流镜可以正常工作；相比于如图5所示的结构，图6中结构产生电流的方式避免了阈值电压Vth的影响。
如果V1-V2大于零时，则表示电池200未充满，NMOS12的源极会产生流向地的电流，NMOS13和NMOS14的源极也会产生相应的镜像电流，进而NMOS13和NMOS14的漏极会有电流沉产生、即有电流流入，从而产生第一参考电流Isk1和第二参考电流Isk2；
如果V1-V2等于或小于零，则表示电池200已充满，NMOS12的源极不会产生流向地的电流，NMOS13和NMOS14的漏极也不会有电流沉产生、即不会有电流流入，从而使第一参考电流Isk1和第二参考电流Isk2为0。
较佳地，PMOS10和PMOS11的沟道宽长比相同，NMOS12、NMOS13、以及NMOS14的沟道宽长比相同，电阻R1和电阻R2的阻值相同。且，图6中示出的实现方式无需NMOS8和NMOS10的沟道宽长比相等。
此外，图6中用作电流镜像的NMOS8、NMOS10可以设计为共心结构、且NMOS8、NMOS10的衬底分别可以连接至自身的源极、用以消除体效应，但消除体效应并不是为了使NMOS8、NMOS10镜像的电流之间更加匹配，而是为了增大电压动态范围。
图7为如图1所示电池充电控制装置中的又一种参考电流沉产生电路的结构示意图。如图7所示，图1中示出的参考电流沉产生电路50还可以由如下方式实现：
PMOS12用作使能开关，其栅极连接至使能端EN、源极连接电源端；
PMOS13，其栅极连接PMOS12漏极、其漏极通过电阻R1接地、源极连接电源端；
PMOS14，其栅极连接PMOS13栅极、源极连接电源端；
运算放大器104，其正端输入连接PMOS13漏极并通过电阻R1接地、负端输入连接第一电压输入V1、输出连接至PMOS13栅极；
NMOS15用作使能开关，其漏极连接运算放大器105的输出、栅极与使能端EN之间串接有非门INV7、源极接地；
NMOS16，其漏极连接PMOS14漏极、栅极连接运算放大器105的输出、源极通过电阻R2接地；
运算放大器105，其负端输入连接NMOS16的源极、正端输入连接第二电压输入V2；
NMOS17用作使能开关，其漏极连接NMOS16漏极、栅极与使能端EN之间串接有非门INV7、源极接地；
NMOS18，其漏极和栅极连接NMOS16漏极、源极接地；
NMOS19，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接NMOS18栅极、源极接地；
NMOS20，其漏极连接第二电流沉输出、栅极连接NMOS18栅极、源极接地。
当使能端EN被置低时：
用作使能开关的PMOS12栅极被置低，使PMOS12的源极和栅极之间的电压差达到电源端电压VDD，从而使PMOS12导通、并将PMOS13的栅极电压拉高，使PMOS13的漏极由于源极与栅极之间无电压差而无电流产生、PMOS14的漏极也相应地无镜像电流产生；
用作使能开关的NMOS15的栅极由于非门INV7而被置高，由于NMOS15的源极接地，因而使NMOS15由于栅极源极之间具有大于阈值电压Vth的电压差而导通、并将NMOS16的栅极电压拉低，从而由于NMOS16的源极接地，因而使NMOS16的源极由于栅极源极之间无电压差而无电流产生；
用作使能开关的NMOS17的栅极由于非门INV7而被置高，由于NMOS17源极接地，因而使NMOS17导通、并将NMOS18的栅极电压拉低，使NMOS18的源极由于栅极源极之间无电压差而无电流产生、NMOS19和NMOS20的源极也相应地无镜像电流产生，从而实现参考电流沉产生电路50无参考电流产生。
当使能端EN被置高时：
用作使能开关的PMOS12栅极被置高，使PMOS12的源极和栅极之间无电压差，从而使PMOS12断开并对PMOS13的栅极电压无影响，进而使PMOS13由于源栅极之间存在高于阈值电压Vth的电压差而在漏极产生电流、PMOS14漏极相应产生镜像电流；
用作使能开关的NMOS15的栅极由于非门INV7而被置低、且源极接地，因而使NMOS15断开并对NMOS16的栅极电压无影响；而运算放大器104会使其正负端输入一致而将PMOS13的漏极电压置为第一电压输入V1，且运算放大器105会使其正负端输入一致而将NMOS16的源极电压至为第二电压输入V2，因而在PMOS13漏极与地之间会经过R1产生电流V1/R1，NMOS16的源极至地之间会经过R2产生电流V2/R2，但PMOS13与PMOS14构成的镜像电路结构需要保持两路电流一致，从而就需要将流入NMOS16漏极的部分电流分流至NMOS18的漏极，分流的电流值可等效为[V1/R1-V2/R2]，当R1等于R2时，[V1/R1-V2/R2]简化为[(V1-V2)/R2]；
用作使能开关的NMOS17栅极由于非门INV7而被置低、源极接地，因而不影响NMOS18～20构成的电流镜，从而NMOS18～20构成的电流镜可以正常工作；
如果V1-V2大于零，则表示电池200未充满，NMOS18的源极会产生流向地的电流，NMOS19和NMOS20的源极也会产生相应的镜像电流，进而NMOS19和NMOS20的漏极会有电流沉产生、即有电流流入，从而产生第一参考电流Isk1和第二参考电流Isk2；
如果V1-V2等于或小于零，则表示电池200已充满，NMOS18的源极不会产生流向地的电流，NMOS19和NMOS20的漏极也不会有电流沉产生、即不会有电流流入，从而使第一参考电流Isk1和第二参考电流Isk2为0。
较佳地，PMOS13和PMOS14的沟道宽长比相同，NMOS18、NMOS19、以及NMOS20的沟道宽长比相同，电阻R1和电阻R2的阻值相同。
当然，图1中示出的参考电流沉产生电路50的实现方式并不限于上述如图5～图7所示的三种，只要满足可产生正比于V1-V2的第一参考电流Isk1和第二参考电流Isk2，还可以有其他的多种方式，在此不再一一列举。
实际应用中，镜像输出12上产生充电电流I1’时镜像输入11提供的参考电流源为I1、镜像输出12上产生充电电流Isk1’时镜像输入11提供的参考电流源为Isk1，由于电流镜像电路10的电路特性，镜像输出12上所产生的充电电流I1’、Isk1’，会分别与参考电流源I1、Isk1存在一定比例的变化，即I1’＝N×I1、Isk1’＝N×Isk1，N为电流镜像电路10的镜像输出12与镜像输入11之间的电流变化系数、即充电电流与参考电流之间的电流变化系数，对于如图3和图4所示以PMOS实现的电流镜像电路10来说，N可以是镜像输入和输出的两个PMOS的沟道宽长比之比。
那么，假设振荡器输出的脉冲信号高电平单位时间、即使第二开关S2周期性闭合的充电有效单位时间为T1，则在利用N×Isk1实现自适应脉冲充电过程中，一个脉冲充电的实际电荷为T1×N×(V1-V2)/R1，此处所述的R1为图5～图7中示出的R1阻值，则一个脉冲使电池电压上升的值为T1×N×(V1-V2)/(R1×CB)、CB为电池200的等效电容值，T1×N/(R1×CB)越大充电速度越快。而且，只要T1×N/(R1×CB)小于1就可确保不会过冲，从而能够进一步提高电池充电的可靠性。
例如，如果T1×N/(R1×CB)取0.5，在进入自适应脉冲充电时期，此时V2等于0.8倍的V1，则经过一个脉冲充电后，电池芯片电压就变为1-(1-0.8)×0.5＝0.9倍V1，如此继续，经过第二个脉冲充电后，电池芯片电压变为1-(1-0.90)×0.5＝0.95倍V1，第三个脉冲充电后电池芯片电压变为0.975倍V1，第四个脉冲充电后电池芯片电压为0.9875倍V1，第五个脉冲充电后电池芯片电压变为0.9925倍V1，第六个脉冲充电后电池芯片电压变为0.997倍V1的，由此可见，电池芯片仅经过几个周期就被完全充满至4.2V，而且，只要V1与V2的差别足够小，自适应调整的脉冲充电电流就会变为0，从而无需判断是否充满即可自动在充满后停止充电。
较佳地，对于振荡器80输出的脉冲信号的低电平单位时间、即使第三开关S3周期性闭合的采集有效单位时间T2，只要足够实现采样所需的时间、T2可以被设计为尽可能的小，即振荡器80产生的脉冲信号占空比越大、则充电速度就越快，例如可以将脉冲信号的占空比设计为例如99％等较大的取值。
实施例二
本实施例基于实施例一的结构，利用脉冲数量实现对充电结束的控制。
图8为本发明实施例二中电池充电控制装置的结构示意图。如图8所示，本实施例中的电池充电控制电路相比于实施例一存在如下不同：
与非门NAND2的输出进一步通过与门AND1的一路输入和输出连接至第二开关S2的控制端；且，进一步包括对脉冲信号计数的计数器90，其在计数满时产生一低电平信号输出至与门AND1的另一路输入，以使第二开关S2常闭。
当然，如果实施例一中脉冲信号使第二开关S2周期性闭合的有效电平为低电平，计数器90使第二开关S2常开的信号、以及通过与门AND1的逻辑控制方式也需要随之调整，只要保证计数器90在计数满时能够产生一禁止第二开关S2闭合的信号即可，本领域技术人员可参照图1所示的逻辑控制原理以及相关数字电路常识可采用任意方式实现，在此就不再予以赘述。
而且，本实施例中的电流镜像电路10、参考电流沉产生电路50也可以分别由实施例一所采用的如图3～7所示的方式、以及其他各种方式来实现。
实施例三
本实施例中不涉及预充电、仅考虑恒流充电和脉冲充电过程，且脉冲充电过程仅采用自适应调整电流值的脉冲充电、而不采用电流值恒定的脉冲充电。
图9为本发明实施例三中电池充电控制装置的结构示意图。如图9所示，本实施例中的电池充电控制装置包括：电流镜像电路10、第一恒流源20、参考电压源产生电路40、参考电流沉产生电路50、比较器60、锁存器70、振荡器80。
电流镜像电路10，具有镜像输入11、可向电池200正极(图9中示出了电池芯片20及其内阻R0)提供正比于镜像输入11的同方向电流的镜像输出12、以及连接充电器100(图9中为了便于表述而示出了充电器100、但该充电器100并不属于本实施例中电池充电控制装置的范畴)正极并从充电器100正极获取电流源的电源端13。
第一恒流源20，其负极接地(GND)，其正极可在第一开关S1和第二开关S2均闭合时使镜像输入11产生流向GND的恒流参考电流I1，进而使镜像输出12产生流向电池正极、且正比于该恒流参考电流I1的恒流充电电流I1’，其中，正比系数为1时，恒流充电电流I1’与恒流参考电流I1相等。
参考电压源产生电路40，具有连接GND的接地端、连接充电器100正极并从充电器100正极获取电压源VDD的电源端、产生预设的例如4.2V等表征电池200已充满的参考充满电压V1的第一电压输出、以及产生预设的例如3.6V等表征电池200已接近充满状态的充电阈值电压VR2的第二电压输出。
参考电流沉产生电路50，具有连接GND的接地端、连接充电器100正极的电源端、接收前述参考充满电压V1的第一电压输入、可在第三开关S3闭合时采集电池200正极电压V2的第二电压输入(第二电压输入可通过一电容C1接GND以保证采集电压的持续性)、以及可在第四开关S4和第二开关S2均闭合时使镜像输入11产生流向GND的第一参考电流Isk1的第一电流沉输出。
其中，第一参考电流Isk1能够使镜像输出12产生流向电池正极、且正比于第一参考电流Isk1的脉冲充电电流Isk1’，正比系数为1时，恒流充电电流Isk1’与第一参考电流Isk1；第一参考电流Isk1正比于第一与第二电压输入之间的电压差。
比较器60，正输入端实时采集的电池200正极电压V2’、负输入端获取前述充电阈值电压VR2，比较器60的输出端在充电阈值电压VR2大于等于其实时采集的电池正极电压时产生低电平信号、表示电池200仍未接近充满状态，在充电阈值电压VR2小于其实时采集的电池正极电压时产生高电平信号、表示电池200已接近充满状态。
锁存器70，在比较器60的输出端产生的电平信号由低电平变为高电平之后，锁存表示电池200已接近充满状态的高电平信号。实际应用中，锁存器70可以采用实施例一的方式来实现，也可选用其他可锁存高电平的触发器，在此不再一一列举。
在图9中，参考电流沉产生电路50和振荡器80还具有可被高电平使能的使能端EN、并由锁存器70输出的予以控制。
且，锁存器70输出通过一个(实际应用中可以是任意的奇数个)非门INV0连接至第一开关S1控制端、并通过非门INV0和一个非门INV3(实际应用中非门INV0和非门INV3的总数可以是任意的偶数个)连接至第四开关S4的控制端；锁存器70输出还连接至与非门NAND2的一路输入、振荡器80的输出通过一个(实际应用中可以是0个、也可以是任意的奇数个或偶数个)非门INV4连接与非门NAND2的另一路输入，与非门NAND2的输出连接至第二开关S2的控制端。
振荡器80的输出还通过一个非门INV4连接至第三开关S3的控制端(实际中，振荡器80输出与第三开关S3之间、以及振荡器80输出与与非门NAND2的另一路输入之间还可分别串联有相同数量的非门)。
基于上述各类逻辑门的连接：
参见图9并结合图10a，常开的第一开关S1和第二开关S2在比较器60输出端产生低电平信号时常闭，使镜像输入11能够产生流向GND的恒流参考电流I1，进而使镜像输出12产生流向电池正极、且正比于该恒流参考电流I1的恒流充电电流I1’；
参见图9并结合图10b和图10c，常开的第四开关S4则在锁存器702存有表示电池200已接近充满状态的高电平信号，此时，第一开关S1就会变回常开状态，而第二开关S2随振荡器80的脉冲信号保持其周期性闭合断开状态，从而使得镜像输入11周期性地产生流向GND的第一参考电流Isk1，进而使镜像输出12周期性地产生流向电池正极、且正比于第一参考电流Isk1的脉冲充电电流Isk1’，即以自适应的脉冲充电电流Isk1’实现脉冲充电的自适应电流值自适应调整；且，常开的第三开关S3依据振荡器80产生的脉冲信号经各逻辑门逻辑运算后的周期性高低电平信号，周期性地在第二开关S2断开时闭合，以使参考电流沉产生电路50的第二电压输入可在第三开关S3闭合、但第二开关S2断开的脉冲充电间隙采集电池200正极未包含内阻R0电压降的真实电压，从而使参考电流沉产生电路50第一电流沉输出产生的第一参考电流Isk1更准确。
可见，基于上述各开关的控制方式，图9所示的结构可先后执行利用恒流充电电流I1’的恒流充电、以及利用脉冲充电电流Isk1’的自适应脉冲充电。相比于现有脉冲充电，由于在初始阶段可以利用恒流充电，因而使充电速度较快，而在后续阶段可以随电池200电压的逐渐升高而自适应调低脉冲充电的电流值，无需为了避免过冲而缩短脉冲有效充电周期，因而能够在降低过冲概率的情况下提高充电速度，从而提高电池充电的速度和可靠性。
本实施例中，实现各开关闭合与断开控制的各逻辑门组合并不限于图9中所示出的方式，只需满足各开关间的闭合断开关系，还可利用其他的逻辑门组合方式予以实现，在此不再一一列举。
此外，本实施例中上述如图9所示的结构，仅仅是以比较器60输出端产生低电平信号表示电池200仍未接近充满状态、产生高电平信号表示电池200已接近充满状态，以及脉冲信号高电平充电、低电平采集电池200电压为例，当然，如果对调比较器60正端输入和负端输入的连接关系，比较器60的输出端也可以产生高电平信号表示电池200仍未接近充满状态、产生低电平信号表示电池200已接近充满状态，脉冲信号的高低电平的物理含义也可以相应调换。相应地，参考电流沉产生电路50和振荡器80的使能端EN的使能条件、以及实现各开关闭合与断开控制的各逻辑门组合也需要略作调整，且，基于如图9所示的结构，本领域技术人员可以扩展出针对比较器60正端输入和负端输入的连接关系对调后所适用的多种逻辑门组合，在此就不再一一列举。
而且，本实施例中的电流镜像电路10、以及参考电流沉产生电路50也可以分别由多种方式来实现。例如，实施例一中如图3～图4所示的结构也适用于本实施例中的电流镜像电路10；而实施例一中如图5～7所示的结构中，只需将用于产生Isk2的NMOS去除即可适用于本实施例。
与实施例一同理，只要T1×N/(R1×CB)小于1就可确保不会过冲，从而能够进一步提高电池充电的可靠性。且，只要使第三开关S3周期性闭合的采集有效单位时间T2足够实现采样所需的时间，则T2可以被设计为尽可能的小、使充电速度更快。
实施例四
本实施例基于实施例三的结构，利用脉冲数量实现对充电结束的控制。
图11为本发明实施例四中电池充电控制装置的结构示意图。如图11所示，本实施例中的电池充电控制电路相比于实施例三存在如下不同：
与非门NAND2的输出进一步通过与门AND1的一路输入和输出连接至第二开关S2的控制端；且，进一步包括对脉冲信号计数的计数器90，其在计数满时产生一低电平信号输出至与门AND1的另一路输入，以使第二开关S2常闭。
当然，如果实施例三中脉冲信号使第二开关S2周期性闭合的有效电平为低电平，计数器90使第二开关S2常开的信号、以及通过与门AND1的逻辑控制方式也需要随之调整，只要保证计数器90在计数满时能够产生一禁止第二开关S2闭合的信号即可，本领域技术人员可参照图9所示的逻辑控制原理以及相关数字电路常识可采用任意方式实现，在此就不再予以赘述。
而且，本实施例中的电流镜像电路10、以及参考电流沉产生电路50也可以分别由实施例三所采用的方式、以及其他各种方式来实现。
实施例五
本实施例中不涉及预充电和恒流充电、而仅考虑脉冲充电过程，且脉冲充电过程仅采用自适应调整电流值的脉冲充电、而不采用电流值恒定的脉冲充电。
具体说，本实施例利用电流镜像电路将参考电流沉产生电路产生的参考电流镜像至电池正极、并在开始脉冲充电后利用充电间歇采集的电池实际电压与充满电压之差自适应调节参考电流，以实现脉冲充电的电流值自适应调整、防止电池过充。由此一来，能够通过自适应调整的脉冲充电保证了电池充电的可靠性，相比于现有的脉冲充电为避免过冲而不得不减小恒定脉冲电流的方式，还提高了充电速度。
图12为本发明实施例五中电池充电控制装置的结构示意图。如图12所示，本实施例中的电池充电控制装置包括：电流镜像电路10、参考电压源产生电路40、参考电流沉产生电路50、振荡器80。
电流镜像电路10，具有镜像输入11、可向电池200正极(图12中示出了电池芯片20及其内阻R0)提供正比于镜像输入11的同方向电流的镜像输出12、以及连接充电器100(图12中为了便于表述而示出了充电器100、但该充电器100并不属于本实施例中电池充电控制装置的范畴)正极并从充电器100正极获取电流源的电源端13。
参考电压源产生电路40，具有连接GND的接地端、连接充电器100正极并从充电器100正极获取电压源VDD的电源端、产生预设的例如4.2V等表征电池200已充满的参考充满电压V1的电压输出49。
参考电流沉产生电路50，具有连接GND的接地端、连接充电器100正极的电源端、接收前述参考充满电压V 1的第一电压输入、可在第三开关S3闭合时采集电池200正极电压V2的第二电压输入(第二电压输入可通过一电容C1接GND以保证采集电压的持续性)、可在第二开关S2闭合时使镜像输入11产生流向GND的第一参考电流Isk1的第一电流沉输出59。
其中，第一参考电流Isk1能够使镜像输出12产生流向电池正极、且正比于第一参考电流Isk1的脉冲充电电流Isk1’，正比系数为1时，恒流充电电流Isk1’与第一参考电流Isk1；第一参考电流Isk1正比于第一与第二电压输入之间的电压差。
振荡器80的输出通过一个(实际应用中可以是任意的奇数个)非门INV8连接至第三开关S3的控制端，当然，振荡器80的输出还可以通过偶数个非门连接至第二开关S2的控制端(图12中未示出)。
基于上述各类逻辑门的连接：
参见图12并结合图13a，常开的第二开关S2由于在振荡器80脉冲信号高电平时周期性闭合，从而使得镜像输入11周期性地产生流向GND的第一参考电流Isk1，进而使镜像输出12周期性地产生流向电池正极、且正比于第一参考电流Isk1的脉冲充电电流Isk1’，即以自适应的脉冲充电电流Isk1’实现脉冲充电的自适应电流值自适应调整；
参见图12并结合图13b，常开的第三开关S3依据振荡器80产生的脉冲信号，周期性地在脉冲信号为低电平时、即在第二开关S2断开时闭合，以使参考电流沉产生电路50的第二电压输入可在第三开关S3闭合、但第二开关S2断开的脉冲充电间隙采集电池200正极未包含内阻R0电压降的真实电压，从而使参考电流沉产生电路50第一电流沉输出产生的第一参考电流Isk1更准确。
可见，基于上述各开关的控制方式，图12所示的结构可利用脉冲充电电流Isk1’的自适应脉冲充电。相比于现有脉冲充电，由于在初始阶段利用较大的脉冲充电电流Isk1’进行脉冲充电，因而相比于现有以较小恒定电流值脉冲充电的方式能够提高充电速度，而在后续阶段可以随电池200电压的逐渐升高而自适应调低脉冲充电的电流值，无需为了避免过冲而缩短脉冲有效充电周期，因而能够在降低过冲概率的情况下提高充电速度，从而提高电池充电的速度和可靠性。
此外，本实施例中上述如图12所示的结构，仅仅是以脉冲信号高电平充电、低电平采集电池200电压为例，当然，只要调整振荡器80输出分别与第三开关S3和第二开关S2控制端之间的非门数量，也可以低电平充电、高电平采集，脉冲信号输出与第三开关S3控制端和第二开关S2控制端之间的任一路，相比于另一路多串接有奇数个可使电平反向的逻辑器件即可。
而且，本实施例中的电流镜像电路10可以由实施例一所采用的如图3～4所示的方式、以及其他各种方式来实现，而参考电流沉产生电路50也可以由多种方式来实现，下面分别对参考电流沉产生电路50可采用的几种实现方式举例说明。
图14为如图12所示电池充电控制装置中的一种参考电流沉产生电路的结构示意图。如图14所示，本实施例图12中示出的参考电流沉产生电路50的一种具体结构相比于如图5所示的结构，由于不需要使能端而去除了图5中用作使能开关的PMOS5、PMOS6(PMOS7的漏极与NMOS1的漏极直接相连)、以及NMOS3，还由于不需要产生第二参考电流Isk2而去除了图5中的NMOS6，但如图11所示的结构仍可使NMOS4和NMOS5的栅极与接地源极之间存在电压差V1-V2，且：
如果V1-V2大于零，则表示电池200未充满，NMOS4的源极会产生流向地的电流，NMOS5的源极也会产生相应的镜像电流，进而NMOS5的漏极会有电流沉产生、即有电流流入，从而产生第一参考电流Isk1；
如果V1-V2等于或小于零，则表示电池200已充满，NMOS4的源极不会产生流向地的电流，NMOS5的漏极也不会有电流沉产生、即不会有电流流入，从而使第一参考电流Isk1为0。
较佳地，PMOS7和PMOS8的沟道宽长比相同，NMOS1和NMOS2的沟道宽长比相同，NMOS4、NMOS5、以及NMOS6的沟道宽长比相同，R1和R2的阻值相同。
此外，与如图5所示的结构同理，图14中用作电流镜像的NMOS1、NMOS2可以设计为共心结构、且NMOS1、NMOS2的衬底分别可以连接至自身的源极、用以消除体效应，从而使NMOS1、NMOS2的阈值电压更加匹配。
图15为如图12所示电池充电控制装置中的另一种参考电流沉产生电路的结构示意图。如图15所示，本实施例如图12中示出的参考电流沉产生电路50另一种具体结构相比于如图6所示的结构，由于不需要使能端而去除了图6中用作使能开关的PMOS9、NMOS7、NMOS9、以及NMOS11，还由于不需要产生第二参考电流Isk2而去除了图6中的NMOS14，但如图15所示的结构仍可使NMOS12和NMOS13的栅极与接地源极之间存在电压差V1-V2，且：
如果V1-V2大于零，则表示电池200未充满，NMOS12的源极会产生流向地的电流，NMOS13的源极也会产生相应的镜像电流，进而NMOS13的漏极会有电流沉产生、即有电流流入，从而产生第一参考电流Isk1；
如果V1-V2等于或小于零，则表示电池200已充满，NMOS12的源极不会产生流向地的电流，NMOS13的漏极也不会有电流沉产生、即不会有电流流入，从而使第一参考电流Isk1为0。
较佳地，PMOS10和PMOS11的沟道宽长比相同，NMOS12、NMOS13、以及NMOS14的沟道宽长比相同，电阻R1和电阻R2的阻值相同。且，图12中示出的实现方式无需NMOS8和NMOS10的沟道宽长比相等。
此外，与如图6所示的结构同理，图15中用作电流镜像的NMOS8、NMOS10可以设计为共心结构、且NMOS8、NMOS10的衬底分别可以连接至自身的源极、用以消除体效应，但消除体效应并不是为了使NMOS8、NMOS10镜像的电流之间更加匹配，而是为了增大电压动态范围。
图16为如图12所示电池充电控制装置中的又一种参考电流沉产生电路的结构示意图。如图16所示，本实施例如图12中示出的参考电流沉产生电路50又一种具体结构相比于如图7所示的结构，由于不需要使能端而去除了图6中用作使能开关的PMOS11、NMOS15、以及NMOS17，还由于不需要产生第二参考电流Isk2而去除了图7中的NMOS20，但如图16所示的结构仍可使NMOS12和NMOS13的栅极与接地源极之间存在电压差V1-V2，且：
如果V1-V2大于零，则表示电池200未充满，NMOS12的源极会产生流向地的电流，NMOS18的源极也会产生相应的镜像电流，进而NMOS19的漏极会有电流沉产生、即有电流流入，从而产生第一参考电流Isk1；
如果V1-V2等于或小于零，则表示电池200已充满，NMOS18的源极不会产生流向地的电流，NMOS19的漏极也不会有电流沉产生、即不会有电流流入，从而使第一参考电流Isk1为0。
较佳地，PMOS13和PMOS14的沟道宽长比相同，NMOS18和NMOS19的沟道宽长比相同，电阻R1和电阻R2的阻值相同。
实际应用中，镜像输出12上产生充电电流I1’时镜像输入11提供的参考电流源为I 1、镜像输出12上产生充电电流Isk1’时镜像输入11提供的参考电流源为Isk1，由于电流镜像电路10的电路特性，镜像输出12上所产生的充电电流I1’、Isk1’，会分别与参考电流源I1、Isk1存在一定比例的变化，即I1’＝N×I1、Isk1’＝N×Isk1，N为电流镜像电路10的镜像输出12与镜像输入11之间的电流变化系数、即充电电流与参考电流之间的电流变化系数，对于如图3和图4所示以PMOS实现的电流镜像电路10来说，N可以是镜像输入和输出的两个PMOS的沟道宽长比之比。
那么，假设振荡器输出的脉冲信号高电平单位时间、即使第二开关S2周期性闭合的充电有效单位时间为T1，则在利用N×Isk1实现自适应脉冲充电过程中，一个脉冲充电的实际电荷为T1×N×(V1-V2)/R1，此处所述的R1为图14～图16中示出的R1阻值、且图14～图16中示出的R1与图5～7中示出的R1可看作是等同，则一个脉冲使电池电压上升的值为T1×N×(V1-V2)/(R1×CB)、CB为电池200的等效电容值，T1×N/(R1×CB)越大充电速度越快。
而且，只要T1×N/(R1×CB)小于1就可确保不会过冲，从而能够进一步提高电池充电的可靠性。
较佳地，对于振荡器80输出的脉冲信号的低电平单位时间、即使第三开关S3周期性闭合的采集有效单位时间T2，只要足够实现采样所需的时间、T2可以被设计为尽可能的小，即振荡器80产生的脉冲信号占空比越大、则充电速度就越快，例如可将脉冲信号的占空比设计为99％等较大的取值。
实施例六
本实施例基于实施例五的结构，利用脉冲数量实现对充电结束的控制。
图17为本发明实施例四中电池充电控制装置的结构示意图。如图17所示，本实施例相比于实施例五具有如下不同：
振荡器80的脉冲信号输出进一步通过与门AND2的一路输入和输出连接至第二开关的控制端；
且，还包括对脉冲信号计数的计数器90，其在计数满时产生一低电平信号输出至与门AND2的另一路输入。
当然，如果实施例五中脉冲信号使第二开关S2周期性闭合的有效电平为低电平，计数器90使第二开关S2常开的信号、以及通过与门AND2的逻辑控制方式也需要随之调整，只要保证计数器90在计数满时能够产生一禁止第二开关S2闭合的信号即可，本领域技术人员可参照图12所示的逻辑控制原理以及相关数字电路常识可采用任意方式实现，在此就不再予以赘述。
而且，本实施例中的电流镜像电路10可以由实施例一所采用的如图3～4所示的方式、以及其他各种方式来实现，参考电流沉产生电路50则可以由实施例五所采用的如图14～16所示的方式、以及其他各种方式来实现。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (25)

1.一种电池充电控制装置，其特征在于，包括：
电流镜像电路，具有镜像输入、向电池正极提供正比于镜像输入的同方向电流的镜像输出、以及连接充电器正极的电源端；
参考电压源产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、以及产生参考充满电压的电压输出；
参考电流沉产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、接收参考充满电压的第一电压输入、可在第三开关闭合时采集电池正极电压的第二电压输入、可在第二开关闭合时使镜像输入产生参考电流的第一电流沉输出，参考电流正比于第一与第二电压输入之间的电压差；
第二和第三开关为常开开关，第二开关周期性闭合、第三开关周期性地在第二开关断开时闭合。
2.如权利要求1所述的电池充电控制装置，其特征在于，进一步包括振荡器，其脉冲信号输出与第二开关控制端和第三开关控制端之间的任一路，相比于另一路多串接有奇数个可使电平反向的逻辑器件。
3.如权利要求2所述的电池充电控制装置，其特征在于，振荡器的脉冲信号输出进一步通过第二与门的一路输入和输出连接至第二开关的控制端；
进一步包括对脉冲信号计数的计数器，其在计数满时产生一低电平信号输出至第二与门的另一路输入。
4.如权利要求2或3所述的电池充电控制装置，其特征在于，参考电流沉产生电路的第二电压输入进一步通过一电容接地。
5.如权利要求1至3中任一项所述的电池充电控制装置，其特征在于，
电流镜像电路包括：
第一PMOS管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输入、栅极连接漏极；
第二PMOS管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输出、栅极连接第一PMOS管栅极；
或者，电流镜像电路包括：
第三PMOS管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输入和第一运算放大器正端输入、栅极连接第一运算放大器输出；
第四PMOS管，源极连接电源端、漏极连接镜像输出、栅极连接第一运算放大器负端输入。
6.如权利要求1至3中任一项所述的电池充电控制装置，其特征在于，
参考电流沉产生电路包括：
第七PMOS管，其栅极和漏极连接第五PMOS管漏极、源极连接电源端；
第八PMOS管，其栅极连接第七PMOS管栅极、源极连接电源端；
第一NMOS管，其漏极连接第七PMOS管漏极、栅极连接第一电压输入、源极通过第一电阻接地；
第二NMOS管，其漏极连接第八PMOS管漏极、栅极连接第二电压输入、源极通过第二电阻接地；
第四NMOS管，其漏极和栅极连接第二NMOS管漏极、源极接地；
第五NMOS管，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接第四NMOS管栅极、源极接地；
其中，第七PMOS管和第八PMOS管的沟道宽长比相同，第一NMOS和第二NMOS的沟道宽长比相同，第四NMOS管和第五NMOS管的沟道宽长比相同，第一电阻和第二电阻的阻值相同；
或者，参考电流沉产生电路包括：
第十PMOS管，其栅极与漏极相连、源极连接电源端；
第十一PMOS管，其栅极连接第十PMOS管栅极、源极连接电源端；
第八NMOS管，其漏极连接第十PMOS管漏极、栅极连接第二运算放大器的输出、源极通过第一电阻接地；
第二运算放大器，其负端输入连接第八NMOS管的源极、正端输入连接第一电压输入；
第十NMOS管，其漏极连接第十一PMOS管漏极、栅极连接第三运算放大器的输出、源极通过第二电阻接地；
第三运算放大器，其负端输入连接第十NMOS管的源极、正端输入连接第二电压输入；
第十二NMOS管，其漏极和栅极连接第十NMOS管漏极、源极接地；
第十三NMOS管，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接第十二NMOS管栅极、源极接地；
其中，第十PMOS管和第十一PMOS管的沟道宽长比相同，第十二NMOS管和第十三NMOS管的沟道宽长比相同，第一电阻和第二电阻的阻值相同；
再或者，参考电流沉产生电路包括：
第十三PMOS管，其栅极连接第四运算放大器的输出、漏极通过第一电阻接地、源极连接电源端；
第十四PMOS管，其栅极连接第十三PMOS管栅极、源极连接电源端；
第四运算放大器，其正端输入连接第十三PMOS管漏极、负端输入连接第一电压输入、输出连接至第十三PMOS管栅极；
第十六NMOS管，其漏极连接第十四PMOS管漏极、栅极连接第五运算放大器的输出、源极通过第二电阻接地；
第五运算放大器，其负端输入连接第十六NMOS管的源极、正端输入连接第二电压输入；
第十八NMOS管，其漏极和栅极连接第十六NMOS管漏极、源极接地；
第十九NMOS管，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接第十八NMOS管栅极、源极接地；
其中，第十三PMOS管和第十四PMOS管的沟道宽长比相同，第十八NMOS管和第十九NMOS管的沟道宽长比相同，第一电阻和第二电阻的阻值相同。
7.如权利要求6所述的电池充电控制装置，其特征在于，
T1×N/(R1×CB)小于1；
其中，T1为第二开关周期性闭合的单位时间，N为镜像输出与镜像输入之间的镜像比例系数，R1为第一电阻的阻值，CB为电池等效电容值。
8.一种电池充电控制装置，其特征在于，包括：
电流镜像电路，具有镜像输入、向电池正极提供正比于镜像输入的同方向电流的镜像输出、以及连接充电器正极的电源端；
第一恒流源，具有接地的负极、可在第一开关和第二开关均闭合时使前述镜像输入产生恒流参考电流的正极；
参考电压源产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、产生参考充满电压的第一电压输出、以及产生充电阈值电压的第二电压输出；
参考电流沉产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、接收参考充满电压的第一电压输入、可在第三开关闭合时采集电池正极电压的第二电压输入、可在第四开关和第二开关均闭合时使镜像输入产生参考电流的第一电流沉输出，参考电流正比于第一与第二电压输入之间的电压差；
第一比较器，在充电阈值电压大于等于其实时采集的电池正极电压时产生第一电平信号、在充电阈值电压小于其实时采集的电池正极电压时产生第二电平信号，且产生的第二电平信号可被一锁存器锁存；
第一至四开关为常开开关，第一开关在第一比较器产生第一电平信号时常闭；第二开关在第一比较器产生第一电平信号时常闭、在锁存器锁存有第二电平信号时周期性闭合；第三开关周期性地在第二开关断开时闭合；第四开关在锁存器存有第二电平信号时常闭。
9.如权利要求8所述的电池充电控制装置，其特征在于，
第一比较器的正输入端实时采集的电池正极电压、负输入端获取参考电压源产生电路第二电压输出的前述充电阈值电压，且，第一比较器的输出产生低电平信号作为第一电平信号、产生高电平信号作为第二电平信号；
锁存器输出通过奇数个非门连接至第一开关控制端、并通过偶数个非门连接至第三开关的控制端；
锁存器输出还连接至第二与非门的一路输入、振荡器的输出连接第二与非门的另一路输入，第二与非门的输出连接至第二开关的控制端；
振荡器的输出还连接至第三开关的控制端；
且，参考电流沉产生电路和振荡器进一步具有可被高电平使能的使能端；锁存器输出连接至参考电流沉产生电路和振荡器的使能端。
10.如权利要求9所述的电池充电控制装置，其特征在于，与非门的输出进一步通过第一与门的一路输入和输出连接至第二开关的控制端；
且，进一步包括对脉冲信号计数的计数器，其在计数满时产生一低电平信号输出至第一与门的另一路输入。
11.如权利要求9或10所述的电池充电控制装置，其特征在于，锁存器为双或非门RS触发器，其R端连接进一步包括的第二比较器输出端、S端连接第一比较器输出、Q端作为锁存器输出；
其中，第二比较器的正端输入连接电池正极、负端输入连接充电器正极。
12.如权利要求9或10所述的电池充电控制装置，其特征在于，
振荡器输出与第三开关之间、以及振荡器输出与第二与非门的另一路输入之间，进一步串联有相同数量的非门。
13.如权利要求9或10所述的电池充电控制装置，其特征在于，参考电流沉产生电路的第二电压输入进一步通过一电容接地。
14.如权利要求8至10中任一项所述的电池充电控制装置，其特征在于，
电流镜像电路包括：
第一PMOS管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输入、栅极连接漏极；
第二PMOS管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输出、栅极连接第一PMOS管栅极；
或者，电流镜像电路包括：
第三PMOS管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输入和第一运算放大器正端输入、栅极连接第一运算放大器输出；
第四PMOS管，源极连接电源端、漏极连接镜像输出、栅极连接第一运算放大器负端输入。
15.如权利要求8至10中任一项所述的电池充电控制装置，其特征在于，
参考电流沉产生电路包括：
第五PMOS管，其栅极连接至使能端、源极连接电源端；
第六PMOS管，其栅极与使能端之间串接有非门、源极连接第五PMOS管漏极；
第七PMOS管，其栅极和漏极连接第五PMOS管漏极、源极连接电源端；
第八PMOS管，其栅极连接第七PMOS管栅极、源极连接电源端；
第一NMOS管，其漏极连接第六PMOS管漏极、栅极连接第一电压输入、源极通过第一电阻接地；
第二NMOS管，其漏极连接第八PMOS管漏极、栅极连接第二电压输入、源极通过第二电阻接地；
第三NMOS管，其栅极与使能端之间串接有非门、漏极连接第二NMOS管漏极、源极接地；
第四NMOS管，其漏极和栅极连接第二NMOS管漏极、源极接地；
第五NMOS管，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接第四NMOS管栅极、源极接地；
其中，第七PMOS管和第八PMOS管的沟道宽长比相同，第一NMOS和第二NMOS的沟道宽长比相同，第四NMOS管和第五NMOS管的沟道宽长比相同，第一电阻和第二电阻的阻值相同；
或者，参考电流沉产生电路包括：
第九PMOS管，其栅极连接至使能端、源极连接电源端；
第十PMOS管，其栅极和漏极连接第九PMOS管漏极、源极连接电源端；
第十一PMOS管，其栅极连接第十PMOS管栅极、源极连接电源端；
第七NMOS管，其漏极连接第二运算放大器的输出、栅极与使能端之间串接有非门、源极接地；
第八NMOS管，其漏极连接第十PMOS管漏极、栅极连接第二运算放大器的输出、源极通过第一电阻接地；
第二运算放大器，其负端输入连接第八NMOS管的源极、正端输入连接第一电压输入；
第九NMOS管，其漏极连接第三运算放大器的输出、栅极与使能端之间串接有非门、源极接地；
第十NMOS管，其漏极连接第十一PMOS管漏极、栅极连接第三运算放大器的输出、源极通过第二电阻接地；
第三运算放大器，其负端输入连接第十NMOS管的源极、正端输入连接第二电压输入；
第十一NMOS管，其漏极连接第十NMOS管漏极、栅极与使能端之间串接有非门、源极接地；
第十二NMOS管，其漏极和栅极连接第十NMOS管漏极、源极接地；
第十三NMOS管，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接第十二NMOS管栅极、源极接地；
其中，第十PMOS管和第十一PMOS管的沟道宽长比相同，第十二NMOS管和第十三NMOS管的沟道宽长比相同，第一电阻和第二电阻的阻值相同。
16.如权利要求15所述的电池充电控制装置，其特征在于，
T1×N/(R1×CB)小于1；
其中，T1为第二开关周期性闭合的单位时间，N为镜像输出与镜像输入之间的镜像比例系数，R1为第一电阻的阻值，CB为电池等效电容值。
17.一种电池充电控制装置，其特征在于，包括
电流镜像电路，具有镜像输入、向电池正极提供正比于镜像输入的同方向电流的镜像输出、以及连接充电器正极的电源端；
第一恒流源，具有接地的负极、可在第一开关和第二开关均闭合时使前述镜像输入产生恒流参考电流的正极；
第二恒流源，具有连接充电器正极的正极、连接至电流竞争节点的负极；
参考电压源产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、产生参考充满电压的第一电压输出、以及产生充电阈值电压的第二电压输出；
参考电流沉产生电路，具有接地端、连接充电器正极的电源端、接收参考充满电压的第一电压输入、可在第三开关闭合时采集电池正极电压的第二电压输入、可在第四开关和第二开关均闭合时使镜像输入产生第一参考电流的第一电流沉输出、可使电流竞争节点产生流向镜像输入的第二参考电流的第二电流沉输出，第一和第二参考电流正比于第一与第二电压输入之间的电压差；
电流竞争节点，位于第二恒流源和所述第二电流沉输出的汇聚处，在第二参考电流大于等于第二恒流源负极输出时保持高电平、在第二参考电流小于第二恒流源负极输出时保持低电平；
第一比较器，在充电阈值电压大于等于其实时采集的电池正极电压时产生第一电平信号、在充电阈值电压小于其实时采集的电池正极电压时产生第二电平信号，且产生的第二电平信号可被一锁存器锁存；
第一至四开关为常开开关，第一开关在第一比较器产生第一电平信号时、以及锁存器存有第二电平信号且电流竞争节点保持低电平时常闭；第二开关在第一比较器产生第一电平信号时常闭、在锁存器锁存有第二电平信号时周期性闭合；第三开关周期性地在第二开关断开时闭合；第四开关在锁存器存有第二电平信号且电流竞争节点保持高电平时常闭。
18.如权利要求17所述的电池充电控制装置，其特征在于，
第一比较器的正输入端实时采集的电池正极电压、负输入端获取参考电压源产生电路第二电压输出的前述充电阈值电压，且，第一比较器的输出产生低电平信号作为第一电平信号、产生高电平信号作为第二电平信号；
锁存器输出接至第一与非门的一路输入、竞争节点连接至第一与非门的另一路输入，第一与非门的输出连接至第一开关控制端、并通过奇数个非门连接至第三开关的控制端；
锁存器输出还连接至第二与非门的一路输入、振荡器的输出连接第二与非门的另一路输入，第二与非门的输出连接至第二开关的控制端；
振荡器的输出还连接至第三开关的控制端；
且，参考电流沉产生电路和振荡器进一步具有可被高电平使能的使能端；锁存器输出连接至参考电流沉产生电路和振荡器的使能端。
19.如权利要求18所述的电池充电控制装置，其特征在于，第二与非门的输出进一步通过第一与门的一路输入和输出连接至第二开关的控制端；
且，进一步包括对脉冲信号计数的计数器，其在计数满时产生一低电平信号输出至第一与门的另一路输入。
20.如权利要求18或19所述的电池充电控制装置，其特征在于，锁存器为双或非门RS触发器，其R端连接进一步包括的第二比较器输出端、S端连接第一比较器输出、Q端作为锁存器输出；
其中，第二比较器的正端输入连接电池正极、负端输入连接充电器正极。
21.如权利要求18或19所述的电池充电控制装置，其特征在于，
竞争节点进一步通过偶数个串接的非门连接至第一与非门的另一路输入；
振荡器输出与第三开关之间、以及振荡器输出与第二与非门的另一路输入之间，进一步串联有相同数量的非门。
22.如权利要求18或19所述的电池充电控制装置，其特征在于，参考电流沉产生电路的第二电压输入进一步通过一电容接地。
23.如权利要求17至19中任一项所述的电池充电控制装置，其特征在于，
电流镜像电路包括：
第一PMOS管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输入、栅极连接漏极；
第二PMOS管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输出、栅极连接第一PMOS管栅极；
或者，电流镜像电路包括：
第三PMOS管，其源极连接电源端、漏极连接镜像输入和第一运算放大器正端输入、栅极连接第一运算放大器输出；
第四PMOS管，源极连接电源端、漏极连接镜像输出、栅极连接第一运算放大器负端输入。
24.如权利要求17至19中任一项所述的电池充电控制装置，其特征在于，
参考电流沉产生电路包括：
第五PMOS管，其栅极连接至使能端、源极连接电源端；
第六PMOS管，其栅极与使能端之间串接有非门、源极连接第五PMOS管漏极；
第七PMOS管，其栅极和漏极连接第五PMOS管漏极、源极连接电源端；
第八PMOS管，其栅极连接第七PMOS管栅极、源极连接电源端；
第一NMOS管，其漏极连接第六PMOS管漏极、栅极连接第一电压输入、源极通过第一电阻接地；
第二NMOS管，其漏极连接第八PMOS管漏极、栅极连接第二电压输入、源极通过第二电阻接地；
第三NMOS管，其栅极与使能端之间串接有非门、漏极连接第二NMOS管漏极、源极接地；
第四NMOS管，其漏极和栅极连接第二NMOS管漏极、源极接地；
第五NMOS管，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接第四NMOS管栅极、源极接地；
第六NMOS管，其漏极连接第二电流沉输出、栅极连接第四NMOS管栅极、源极接地；
其中，第七PMOS管和第八PMOS管的沟道宽长比相同，第一NMOS和第二NMOS的沟道宽长比相同，第四NMOS管、第五NMOS管、以及第六NMOS管的沟道宽长比相同，第一电阻和第二电阻的阻值相同；且，第一恒流源与第二恒流源的电流值相同；
或者，参考电流沉产生电路包括：
第九PMOS管，其栅极连接至使能端、源极连接电源端；
第十PMOS管，其栅极和漏极连接第九PMOS管漏极、源极连接电源端；
第十一PMOS管，其栅极连接第十PMOS管栅极、源极连接电源端；
第七NMOS管，其漏极连接第二运算放大器的输出、栅极与使能端之间串接有非门、源极接地；
第八NMOS管，其漏极连接第十PMOS管漏极、栅极连接第二运算放大器的输出、源极通过第一电阻接地；
第二运算放大器，其负端输入连接第八NMOS管的源极、正端输入连接第一电压输入；
第九NMOS管，其漏极连接第三运算放大器的输出、栅极与使能端之间串接有非门、源极接地；
第十NMOS管，其漏极连接第十一PMOS管漏极、栅极连接第三运算放大器的输出、源极通过第二电阻接地；
第三运算放大器，其负端输入连接第十NMOS管的源极、正端输入连接第二电压输入；
第十一NMOS管，其漏极连接第十NMOS管漏极、栅极与使能端之间串接有非门、源极接地；
第十二NMOS管，其漏极和栅极连接第十NMOS管漏极、源极接地；
第十三NMOS管，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接第十二NMOS管栅极、源极接地；
第十四NMOS管，其漏极连接第二电流沉输出、栅极连接第十二NMOS管栅极、源极接地；
其中，第十PMOS管和第十一PMOS管的沟道宽长比相同，第十二NMOS管、第十三NMOS管、以及第十四NMOS管的沟道宽长比相同，第一电阻和第二电阻的阻值相同；且，第一恒流源与第二恒流源的电流值相同；
再或者，参考电流沉产生电路包括：
第十二PMOS管，其栅极连接至使能端、源极连接电源端；
第十三PMOS管，其栅极连接第十二PMOS管漏极、漏极通过第一电阻接地、源极连接电源端；
第十四PMOS管，其栅极连接第十三PMOS管栅极、源极连接电源端；
第四运算放大器，其正端输入连接第十三PMOS管漏极并通过第一电阻接地、负端输入连接第一电压输入、输出连接至第十三PMOS管栅极；
第十五NMOS管，其漏极连接第五运算放大器的输出、栅极与使能端之间串接有非门、源极接地；
第十六NMOS管，其漏极连接第十四PMOS管漏极、栅极连接第五运算放大器的输出、源极通过第二电阻接地；
第五运算放大器，其负端输入连接第十六NMOS管的源极、正端输入连接第二电压输入；
第十七NMOS管，其漏极连接第十六NMOS管漏极、栅极与使能端之间串接有非门、源极接地；
第十八NMOS管，其漏极和栅极连接第十六NMOS管漏极、源极接地；
第十九NMOS管，其漏极连接第一电流沉输出、栅极连接第十八NMOS管栅极、源极接地；
第二十NMOS管，其漏极连接第二电流沉输出、栅极连接第十八NMOS管栅极、源极接地；
其中，第十三PMOS管和第十四PMOS管的沟道宽长比相同，第十八NMOS管、第十九NMOS管、以及第二十NMOS管的沟道宽长比相同，第一电阻和第二电阻的阻值相同；且，第一恒流源与第二恒流源的电流值相同。
25.如权利要求24所述的电池充电控制装置，其特征在于，
T1×N/(R1×CB)小于1；
其中，T1为第二开关周期性闭合的单位时间，N为镜像输出与镜像输入之间的镜像比例系数，R1为第一电阻的阻值，CB为电池等效电容值。
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