CN102570520A - 充电电路及其充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充电电路，其包括主控芯片、充电芯片及电流控制电路，主控芯片执行开机程序，主控芯片包括芯片上电引脚，该芯片上电引脚与充电装置电性连接，该充电芯片包括电池充电引脚和电流限制引脚，该充电芯片依据电流限制引脚流过的电流限制电池充电引脚的输出电流，该电流控制电路包括三极管、第一限流电阻及第二限流电阻，该三极管的基极与主控芯片电性连接，该第一限流电阻连接于充电芯片的电流限制引脚和地之间，该第二限流电阻一端连接于电流限制引脚，另一端与三极管的集电极电性连接。本发明还提供上述充电电路的充电方法，该充电电路可使电子装置在电池低电量充电时正常开机，便于用户使用。

Description

充电电路及其充电方法
技术领域
本发明涉及一种充电电路，特别涉及一种应用于便携式电子装置的充电电路及其充电方法。
背景技术
在移动电话等大多数便携式电子装置的电量不足时，通常电子装置的显示界面上会出现“电量不足”的提示菜单，直到电池的电量耗尽而自动关机。此时用户可通过充电器等设备为电子装置充电。然而，由于此时电池的电量较低，在电池处于充电过程中且电量尚未恢复到足够水平时，容易导致充电器输出的电压被电池拉低。若此时对电子装置进行开机操作，电子装置内的主控芯片可能因无法从电池或充电器获得足够高的开启电压而无法保证电子装置正常开机，给用户带来不便。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种在电池电量较低状况下对电池进行充电时仍能保证电子装置开机的充电电路。
一种充电电路，其连接于充电装置及电池之间，该充电电路包括主控芯片、使能电路、充电芯片及电流控制电路，主控芯片执行开机程序，主控芯片包括芯片上电引脚，该芯片上电引脚与充电装置电性连接，使能电路在主控芯片的控制下控制充电芯片使能或不使能，该充电芯片电接收充电装置的电压，该充电芯片包括电池充电引脚和电流限制引脚，电池充电引脚与电池电性连接，该充电芯片依据电流限制引脚流过的电流限制电池充电引脚的输出电流，该电流控制电路包括三极管、第一限流电阻及第二限流电阻，该三极管的基极与主控芯片电性连接，射极接地，该第一限流电阻连接于充电芯片的电流限制引脚和地之间，该第二限流电阻一端连接于电流限制引脚，另一端与三极管的集电极电性连接，主控芯片输出控制信号控制该三极管导通或截止以控制电流限制引脚流过的电流。
一种充电方法，其包括如下步骤：接入充电装置；主控芯片上电；对电池进行小电流充电；充电芯片判断充电装置的类型，若充电装置为通用串行总线接口充电器，充电芯片维持小电流充电，若充电装置为座充充电器，充电芯片转为大电流充电。
上述的充电电路在电子装置开机时，主控芯片直接上电，同时充电芯片处于小电流充电状态。当主控芯片完全正常运行后，充电芯片依据充电装置的类型调节充电电流的大小。该充电电路在电子装置充电过程中，电池不会拉低充电装置传送的电源电压，主控芯片可正常执行开机程序，便于用户使用。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的充电电路的电路图；
图2为本发明较佳实施方式的充电方法的流程图。
主要元件符号说明
充电电路                    100
主控芯片                    10
芯片上电引脚                VDD
使能信号控制引脚            CHR_EN
电流信号控制引脚            CHR_A
充电芯片                    30
电源输入引脚                INCHR
电池充电引脚                VBAT
充电装置侦测引脚            ADPP
充电装置型号侦测引脚        USBSET
充电使能引脚                ENCHR
电流限制引脚                ISET
使能电路                50
第一电阻                R1
三极管                  Q1、Q2
第二电阻                R2
使能芯片                52
电源引脚                V
电压侦测引脚            MR
驱动信号输出引脚        OUT
电流控制电路            70
基极电阻                R3
第一限流电阻            R4
第二限流电阻            R5
充电装置                200
电池                    300
具体实施方式
请参阅图1，本发明的较佳实施方式提供一种充电电路100，其可应用于一移动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等便携式电子装置(图未示)中，以通过一充电装置200为该便携式电子装置的电池300充电。该充电装置200可为座充充电器或通用串行总线(Universal Serial BUS，USB)接口充电器。
该充电电路100包括主控芯片10、充电芯片30、使能电路50及电流控制电路70。
该主控芯片10用以执行开机程序，其包括芯片上电引脚VDD、使能信号控制引脚CHR_EN及电流信号控制引脚CHR_A。该芯片上电引脚VDD与充电装置200电性连接，用以接收充电装置200传送的电压，以便该主控芯片10上电并执行开机程序。在本实施例中，该主控芯片10所需的最低开机电压为2.6V。当充电装置200连接至便携式电子装置时，该使能信号控制引脚CHR_EN向使能电路50输出低电平；当充电装置200与便携式电子装置断开连接或充电异常时，该使能信号控制引脚CHR_EN向使能电路50输出高电平。该电流信号控制引脚CHR_A用以在主控芯片10未完全正常运行前，向电流控制电路70触发低电平，当主控芯片10完全正常运行后，若充电装置200为座充充电器，该电流信号控制引脚CHR_A向电流控制电路70触发高电平；若充电装置200为USB接口充电器，该使能信号控制引脚CHR_EN继续向电流控制电路70触发低电平。
该充电芯片30包括电源输入引脚INCHR、电池充电引脚VBAT、充电装置侦测引脚ADPP、充电装置型号侦测引脚USBSET、充电使能引脚ENCHR及电流限制引脚ISET。该电源输入引脚INCHR与充电装置200电性连接，以使充电芯片30获取工作电压。该电池充电引脚VBAT与电池300电性连接，以为电池300传送充电电流。该充电装置侦测引脚ADPP与主控芯片10电性连接，用以侦测是否有充电装置200接入/拔出便携式电子装置，并将侦测到的信息传送至主控芯片10，以便主控芯片10控制使能电路50。该充电装置型号侦测引脚USBSET与主控芯片10电性连接，用以在主控芯片10完全正常运行后通过接口协议侦测充电装置200的类型是座充充电器或USB接口充电器，并将侦测到的信息传送至主控芯片10，以便主控芯片10控制电流控制电路70。该充电使能引脚ENCHR为高电平有效，其与使能电路50电性连接，以在使能电路50的驱动下控制该充电芯片30使能或不使能。该电流限制引脚ISET与电流控制电路70电性连接，以与电流控制电路70共同产生电流信号，并通过充电芯片30内部控制对电池充电引脚VBAT输出的电流进行限制，使电池充电引脚VBAT输出的电流不大于电流限制引脚ISET上通过的电流。
该使能电路50用以在主控芯片10的控制下向充电使能引脚ENCHR输出驱动脉冲，进而控制充电芯片30使能/不使能。该使能电路50包括第一电阻R1、三极管Q1、第二电阻R2及使能芯片52。该第一电阻R1电性连接于主控芯片10的使能信号控制引脚CHR_EN与三极管Q1的基极之间。该三极管Q1为NPN型晶体三极管，其射极接地，该第二电阻R2电性连接于充电装置200与三极管Q1的集电极之间。在本实施例中，该第一电阻R1和第二电阻R2的电阻值均为10K欧姆。该使能芯片52用以依据三极管Q1的集电极电压输出高/低电平。该使能芯片52包括电源引脚V、电压侦测引脚MR及驱动信号输出引脚OUT。该电源引脚V与充电装置200电性连接，以为使能芯片52提供工作电压。该电压侦测引脚MR与三极管Q1的集电极电性连接，该驱动信号输出引脚OUT与充电芯片30的充电使能引脚ENCHR电性连接。在本案中，当电压侦测引脚MR侦测到三极管Q1的集电极的电压大于0.7VCC(VCC约为5V)时，驱动信号输出引脚OUT输出高电平；当电压侦测引脚MR侦测到三极管Q1的集电极的电压小于0.3VCC时，驱动信号输出引脚OUT输出低电平。
该电流控制电路70用以控制充电芯片30的充电电流，该电流控制电路70包括基极电阻R3、三极管Q2、第一限流电阻R4及第二限流电阻R5。该基极电阻R3电性连接于主控芯片10的电流信号控制引脚CHR_A与三极管Q2的基极之间。该三极管Q2为NPN型晶体三极管，其射极接地。该第一限流电阻R4连接于充电芯片30的电流限制引脚ISET和地之间，该第二限流电阻R5一端连接于电流限制引脚ISET和第一限流电阻R4之间，另一端与三极管Q2的集电极电性连接。在本实施例中，该第一限流电阻R4和第二限流电阻R5的电阻值分别为3.84K欧姆和3.3K欧姆。
请结合参阅图2，当该电池300的电量不足需要充电时，其可通过充电装置200接入充电电源。此时，由于主控芯片10的芯片上电引脚VDD直接连接充电装置200，故该主控芯片10可直接获取工作电压而执行开机程序。同时，充电芯片30的充电装置侦测引脚ADPP侦测到充电装置200连接，主控芯片10的使能信号控制引脚CHR_EN向使能电路50的三极管Q1的基极触发低电平。此时该三极管Q1的集电极为高电平(大于0.7VCC)，使能芯片52的驱动信号输出引脚OUT输出高电平，充电芯片30使能进入充电状态。由于在主控芯片10未完全正常运行前，该主控芯片10的电流信号控制引脚CHR_A向三极管Q2的基极触发低电平，此时三极管Q2不导通，电流限制引脚ISET上的电流被第一限流电阻R4拉低。如此该充电芯片30的电池充电引脚VBAT的输出电流被电流限制引脚ISET流过的电流所限制，进而对电池300进行小电流充电(充电电流约为500mA)。显然，由于此时电池300的充电电流较小，不会将充电装置200的电压拉低，故该主控芯片10可执行正常的开机程序。
当该主控芯片10完全正常运行时，若充电芯片30的充电装置型号侦测引脚USBSET侦测到充电装置200为USB接口充电器时，即通过主控芯片10的电流信号控制引脚CHR_A继续向三极管Q2的基极触发低电平，进而维持对电池300进行小电流充电。反之，当充电装置型号侦测引脚USBSET判定充电装置200为座充充电器，则主控芯片10的电流信号控制引脚CHR_A向三极管Q2的基极触发高电平。此时，三极管Q2导通，第一限流电阻R4与第二限流电阻R5并联，总电阻值减小，电流限制引脚ISET上的电流增大，如此电池充电引脚VBAT的输出电流范围对应增大，即可对电池300进行大电流充电(充电电流约为900mA)。
当出现充电异常或断开充电装置200时，主控芯片10的电流信号控制引脚CHR_A向三极管Q1的基极触发高电平，三极管Q1导通，其集电极电压被拉低，故使能芯片52的驱动信号输出引脚OUT输出低电平，此时充电芯片30停止工作，充电结束。
本发明的充电电路100通过设置充电芯片30和电流控制电路70，使主控芯片10在未完全正常运行前电池300处于小电流充电状态，以避免电池300拉低充电装置200接入的电源电压。当该主控芯片10完全正常运行后，充电芯片30依据充电装置200的类型，控制使能电路50，若充电装置200为座充充电器，则对电池300进行大电流充电。该充电电路100在便携式电子装置在充电过程中仍可正常开机，方便用户使用。

Claims (10)

1.一种充电电路，其连接于充电装置及电池之间，该充电电路包括主控芯片，主控芯片执行开机程序，其特征在于：该主控芯片包括芯片上电引脚，该芯片上电引脚与充电装置电性连接，该充电电路还包括使能电路、充电芯片及电流控制电路，使能电路在主控芯片的控制下控制充电芯片使能或不使能，该充电芯片接收充电装置的电压，该充电芯片包括电池充电引脚和电流限制引脚，电池充电引脚与电池电性连接，该充电芯片依据电流限制引脚流过的电流限制电池充电引脚的输出电流，该电流控制电路包括三极管、第一限流电阻及第二限流电阻，该三极管的基极与主控芯片电性连接，射极接地，该第一限流电阻连接于充电芯片的电流限制引脚和地之间，该第二限流电阻一端连接于电流限制引脚，另一端与三极管的集电极电性连接，主控芯片输出控制信号控制该三极管导通或截止以控制电流限制引脚流过的电流。
2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述充电芯片包括充电装置型号侦测引脚，所述充电装置型号侦测引脚与主控芯片电性连接，该充电装置型号侦测引脚用以侦测充电装置的类型，当该充电装置为座充充电器，主控芯片向电流控制电路的三极管的基极输出高电平；当该充电装置为通用串行总线接口充电器，主控芯片向电流控制电路的三极管的基极输出低电平。
3.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述电流控制电路还包括基极电阻，所述基极电阻电性连接于三极管的基极和主控芯片之间。
4.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述充电芯片包括充电使能引脚，所述使能电路同时与主控芯片和充电使能引脚电性连接，以在主控芯片的控制下向充电使能引脚触发脉冲信号。
5.如权利要求4所述的充电电路，其特征在于：所述使能电路包括第一电阻、三极管、第二电阻及使能芯片，所述第一电阻电性连接于三极管的基极和主控芯片之间，所述使能电路的三极管的射极接地，所述第二电阻电性连接于充电装置与使能电路的三极管的集电极之间，所述使能芯片包括电源引脚、电压侦测引脚及驱动信号输出引脚，电源引脚与充电装置电性连接，电压侦测引脚与使能电路的三极管的集电极电性连接，该驱动信号输出引脚与充电芯片的充电使能引脚电性连接。
6.如权利要求5所述的充电电路，其特征在于：当所述使能芯片的电压侦测引脚侦测到使能电路的三极管的集电极的电压大于一预设值时，驱动信号输出引脚输出高电平，所述充电芯片使能；当所述使能芯片的电压侦测引脚侦测到使能电路的三极管的集电极的电压小于另一预设值时，驱动信号输出引脚输出低电平，所述充电芯片不使能。
7.如权利要求5所述的充电电路，其特征在于：所述充电芯片包括充电装置侦测引脚，该充电装置侦测引脚与主控芯片电性连接，当该充电装置侦测引脚侦测到充电装置插入时，主控芯片向使能电路的三极管的基极触发低电平；当该充电装置侦测引脚侦测到充电装置断开或充电异常时，主控芯片向使能电路的三极管的基极触发高电平。
8.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：所述第一限流电阻和第二限流电阻的电阻值分别为3.84K欧姆和3.3K欧姆。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的充电电路的充电方法：其特征在于：该充电方法包括如下步骤：
接入充电装置；
主控芯片上电；
对电池进行小电流充电；
充电芯片判断充电装置的类型，若充电装置为通用串行总线接口充电器，充电芯片维持小电流充电，若充电装置为座充充电器，充电芯片转为大电流充电。
10.如权利要求9所述的充电方法，其特征在于：所述对电池进行小电流充电的步骤前还包括使能电路控制充电芯片使能并进入充电状态的步骤。
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