CN102255365B - 电池充电控制系统和电池充电控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池充电控制系统，其包括电池以及充电控制电路，其中所述充电控制电路包括由充电电源供电的运算放大器、第一分压电阻、第二分压电阻和控制器，所述运算放大器的第一输入端与所述电池的一端连接，其第二输入端与其输出端相连，第一分压电阻和第二分压电阻串联在运算放大器的输出端和电池的另一端之间，第一分压电阻和第二分压电阻的中间节点为所述控制器提供反馈电压。所述系统可以在待机状态下使得电池消耗的静态电流尽可能小。
Description
【技术领域】
本发明涉及电子电路领域，特别是一种电池充电控制系统和电池充电控制电路。
【背景技术】
在充电器应用中，当电池充满电以后，会进入待机(standby)状态，由于需要检测电池的电压来决定是否进行再次充电，这时希望电池消耗的静态电流尽可能小。现有的充电器芯片，当进入待机状态时，通常的做法是用一串分压电阻来检测电池的电压。
如图1所示，其示出了现有的电池充电控制系统100的示意图，所述系统100包括电池充电控制电路110和充电电池(BAT)120，所述电池充电控制电路110内部包括有控制器C1、晶体管M1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和开关管SW，其具体连接为：所述电池充电控制电路110的电源VCC与所述控制器C1连接以为其供电；所述控制器C1的控制输出端与所述晶体管M1的栅极连接；所述晶体管M1的源极与所述电池充电控制电路110的电源VCC连接，其漏极与所述待充电的电池BAT的正极连接；所述第一二极管D1的正极与所述电池充电控制电路110的电源VCC连接，其负极与所述第二二极管D2的负极连接；所述第二二极管D2的正极与所述电池BAT的正极连接；所述第二分压电阻R2的一端与所述电池的正极连接，其另一端与所述第一分压电阻R1的一端连接，所述第一分压电阻R1的另一端与所述开关管SW连接；所述第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间的一节点与所述控制器的控制端连接；所述开关管SW连接在第一分压电阻R1和地之间，其控制端与所述控制器C1连接；所述电池BAT的负极接地。
所述控制器C1根据所述电池充电控制电路110和电池BAT的状态控制充电电流和电压。所述控制器C1根据电池充电控制电路110和电池状态控制所述二极管D1、D2的其中一个短路，以防止出现电池BAT向充电器IC倒灌电流。分压电阻R1和R2对电池电压进行采样，反馈给所述控制器C1判断正常充电情况下是否已经充满电和待机状态下电池电压是否低于再次充电电压。开关管SW在拔掉充电器或者关断(shutdown)状态下打开，避免从电池BAT端消耗电流。
这种做法有两个弊端，一是分压电阻会消耗一定的电流，大约在几个微安量级；二是如果想要减小分压电阻消耗的电流，选取的电阻阻值会很大，通常几兆欧姆，占用很大的面积，增加成本。
因此有必要提出一种改进的技术方案来解决上述问题。
【发明内容】
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
本发明的目的在于提供一种电池充电控制系统和电池充电控制电路，其可以在待机状态下使得电池消耗的静态电流尽可能小。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种电池充电控制系统，其包括电池以及充电控制电路，其中所述充电控制电路包括由充电电源供电的运算放大器、第一分压电阻、第二分压电阻和控制器，所述运算放大器的第一输入端与所述电池的一端连接，其第二输入端与其输出端相连，第一分压电阻和第二分压电阻串联在运算放大器的输出端和电池的另一端之间，第一分压电阻和第二分压电阻的中间节点为所述控制器提供反馈电压。
进一步的，所述充电控制电路中还包括一晶体管，所述晶体管的栅极与控制器的控制输出端连接，所述晶体管的源极与所述充电电源连接，其漏极与所述运算放大器的第一输入端连接。
进一步的，所述晶体管为PMOS管。
进一步的，所述充电控制电路中还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极与所述充电电源连接，其负极与所述第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与所述晶体管的漏极连接，第一二极管和第二二极管的中间结点与所述晶体管的衬底相连。根据本发明的另一个方面，本发明提供一种电池充电控制电路，其包括由充电电源供电的运算放大器、第一分压电阻、第二分压电阻和控制器，所述运算放大器的第一输入端与电池的一端连接，其第二输入端与其输出端相连，第一分压电阻和第二分压电阻串联在运算放大器的输出端和电池的另一端之间，第一分压电阻和第二分压电阻的中间节点为所述控制器提供反馈电压。
进一步的，所述充电控制电路中还包括一晶体管，所述晶体管的栅极与控制器的控制输出端连接，所述晶体管的源极与所述充电电源连接，其漏极与所述运算放大器的第一输入端连接。
进一步的，所述晶体管为PMOS管。
进一步的，所述充电控制电路中还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极与所述充电电源连接，其负极与所述第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与所述晶体管的漏极连接，第一二极管和第二二极管的中间结点与所述晶体管的衬底相连。
与现有技术相比，本发明提供的电池充电控制系统，其通过增加了一个运算放大器使电池电压转换到工作在充电电压下的分压电阻进行检测，减少了电池端消耗的电流，不仅节省了电能，而且减少了对电池反复充电的次数，有助于延长电池寿命。另外，由于分压电阻消耗的电流由充电电源提供，可以选取较小的电阻阻值，从而节省芯片面积，降低成本。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为现有的电池充电控制系统示意图；和
图2为本发明中电池充电控制系统的示意图。
【具体实施方式】
本发明的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来直接或间接地模拟本发明技术方案的运作。为透彻的理解本发明，在接下来的描述中陈述了很多特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明则可能仍可实现。所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。换句话说，为避免混淆本发明的目的，由于熟知的方法和程序已经容易理解，因此它们并未被详细描述。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。此外，表示一个或多个实施例的方法、流程图或功能框图中的模块顺序并非固定的指代任何特定顺序，也不构成对本发明的限制。
图2为本发明中电池充电控制系统的示意图，所述电池充电控制系统200包括电池充电控制电路210和电池(BAT)220。
与图1相比，其区别在于：所述电池充电控制电路210除了包含有控制器C1、晶体管M1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2之外还包括一运算放大器A1，其中所述第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和所述运算放大器A1形成了一缓冲级电路。
上述各个元器件的连接为：所述电池充电控制电路210的电源VCC与所述控制器C1、运算放大器A1连接，以向所述控制器C1和运算放大器A1供电；所述控制器C1的控制输出端与所述晶体管M1的栅极连接；所述晶体管M1的源极与所述电池充电控制电路210电源VCC连接，其漏极与所述运算放大器A1的第一输入端连接；所述第一二极管D1的正极与所述电源VCC连接，其负极与所述第二二极管D2的负极连接；所述第二二极管D2的正极与所述运算放大器A1的第一输入端连接，第一二极管D1和第二二极管D2的中间结点与所述晶体管M1的衬底连接；所述运算放大器A1的第一输入端与所述电池的一端连接，其第二输入端与其输出端连接；所述第二分压电阻R2与所述第一分压电阻R1串联在运算放大器A1的输出端和电池的另一端之间；所述第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间的一节点为所述控制器C1提供反馈电压。上述的晶体管M1可以为PMOS管。
通过上述连接可知：所述运算放大器A1、第一分压电阻R1和第二分压电阻R2共同形成负反馈电路，经调整可使节点V1(所述节点V1位于所述运算放大器的输出端和与其连接的第二分压电阻的一端的之间)处的电压等于电池电压，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2对所述节点V1处的电压进行采样，反馈给所述控制器C1，所述控制器C1判断正常充电情况下是否已经充满电和待机状态下电池电压是否低于再次充电电压。
由于所述运算放大器A1工作在所述充电电源VCC下，对于CMOS工艺来说，所述运算放大器A1的正负向输入端分别连接在所述运算放大器内部的一对MOS晶体管的栅极上，漏电电流非常小。这样在待机状态下，在所述电池端BAT处消耗的静态电流仅仅是晶体管的漏电流，所述漏电流最大情况下不超过1uA，可见电流的功耗很小。另外，由于分压电阻(即所述第一分压电阻R1和第二分压电阻R2)消耗的电流由充电电源提供，阻值可以适当取小一些，节省一定的芯片面积，降低成本。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。
Claims (8)
1.一种电池充电控制系统，其包括电池以及充电控制电路，其特征在于：所述充电控制电路包括由充电电源供电的运算放大器、第一分压电阻、第二分压电阻和控制器，所述运算放大器的第一输入端与所述电池的一端连接，其第二输入端与其输出端相连，第一分压电阻和第二分压电阻串联在运算放大器的输出端和电池的另一端之间，第一分压电阻和第二分压电阻的中间节点为所述控制器提供反馈电压。
2.根据权利要求1所述的电池充电控制系统，其特征在于：所述充电控制电路中还包括一晶体管，所述晶体管的栅极与控制器的控制输出端连接，所述晶体管的源极与所述充电电源连接，其漏极与所述运算放大器的第一输入端连接。
3.根据权利要求2所述的电池充电控制系统，其特征在于：所述晶体管为PMOS管。
4.根据权利要求2所述的电池充电控制系统，其特征在于：所述充电控制电路中还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极与所述充电电源连接，其负极与所述第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与所述晶体管的漏极连接，第一二极管和第二二极管的中间结点与所述晶体管的衬底相连。
5.一种电池充电控制电路，其特征在于，其包括：由充电电源供电的运算放大器、第一分压电阻、第二分压电阻和控制器，所述运算放大器的第一输入端与电池的一端连接，其第二输入端与其输出端相连，第一分压电阻和第二分压电阻串联在运算放大器的输出端和电池的另一端之间，第一分压电阻和第二分压电阻的中间节点为所述控制器提供反馈电压。
6.根据权利要求5所述的电池充电控制电路，其特征在于：所述充电控制电路中还包括一晶体管，所述晶体管的栅极与控制器的控制输出端连接，所述晶体管的源极与所述充电电源连接，其漏极与所述运算放大器的第一输入端连接。
7.根据权利要求6所述的电池充电控制电路，其特征在于：所述晶体管为PMOS管。
8.根据权利要求6所述的电池充电控制电路，其特征在于：所述充电控制电路中还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极与所述充电电源连接，其负极与所述第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与所述晶体管的漏极连接，第一二极管和第二二极管的中间结点与所述晶体管的衬底相连。
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