CN104682466B - 充电控制电路的校准方法和校准电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充电控制电路的校准方法和校准电路，所述充电控制电路适于输入充电电压，所述充电控制电路包括：电流电压控制端、电压调节端和电压采样端，所述校准方法包括：施加目标电压至所述电压采样端；通过所述电压调节端依次输入N个测试数据，N≥2，第n个测试数据大于第n‑1个测试数据，N≥n≥2；测量所述电流电压控制端的检测电压以获得每个测试数据对应的检测电压；将突变测试电压对应的测试数据作为所述充电控制电路的校准数据，所述突变测试电压为检测电压中的第一个电压值小于或等于电压阈值的检测电压，所述电压阈值为所述充电电压的电压值的一半。

Description

充电控制电路的校准方法和校准电路

技术领域

本发明涉及一种充电控制电路的校准方法和校准电路。

背景技术

现代电子产品日趋便携化、智能化，因此也对它们的供电电池提出了轻便、高效的要求。充电电池是充电次数有限的可充电的电池，具有经济和环保等优点，锂离子电池因其优异的性能正逐渐成为现代电子产品的标准电池。

电子设备通常设置有充电电路，用来管理适配器和充电电池之间的充电。如图1所示，现有充电电路包括：充电控制电路1、第一PMOS晶体管MP1、第二PMOS晶体管MP2和采样电阻Rs。

充电控制电路1包括：电流电压控制端C1、防倒灌控制端C2、电压采样端S1和电流采样端S2和电压调节端IN。

第一PMOS晶体管MP1的源极连接第一PMOS晶体管MP1的衬底并适于输入充电电压VBUS。第一PMOS晶体管MP1的栅极连接电流电压控制端C1。第一PMOS晶体管MP1的漏极连接第二PMOS晶体管MP2的漏极。

第二PMOS晶体管MP2的源极连接第二PMOS晶体管MP2的衬底、采样电阻Rs的第一端和电流采样端S2。第二PMOS晶体管MP2的栅极连接防倒灌控制端C2。采样电阻Rs的第二端连接电压采样端S1和电池。

如图2所示，充电控制电路1还包括：防倒灌控制电路11、电流控制环路12、电压控制环路13、第一电阻R1和第二电阻R2。

防倒灌控制电路11连接防倒灌控制端C2。电流控制环路12的第一输入端连接电流采样端S2，电流控制环路12的第二输入端连接电压采样端S1和第一电阻R1的第一端。

电流控制环路12的输出端连接电流电压控制端C1。

电压控制环路13的第一输入端适于输入基准电压Vref，电压控制环路13的第二输入端连接第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端，电压控制环路13的输出端连接电流电压控制端C1。第二电阻R2的第二端接地。

基准电压Vref一般由带隙基准源（bandgap）提供，带隙基准源输出的基准电压Vref的电压值在1.2V±5%，但是，充电控制电路1与电池连接节点的电压Vs应该在4.2V±1%，基准电压Vref的波动范围过大。

为了校准充电控制电路1与电池连接节点的电压Vs，现有技术通过电压调节端IN输入测试数据，第二电阻R2的电阻值可以根据电压调节端IN输入的测试数据而变化，不同电阻值的第二电阻R2使得输出电压Vs的电压值也发生变化。测量充电控制电路1与电池连接节点的电压Vs，当充电控制电路1与电池连接节点的电压Vs为4.2V±1%时，将此时电压调节端IN输入的测试数据作为校准数据保存在充电控制电路1的存储器中。充电电路正常工作时，使用经过测试得到的校准数据来校正充电控制电路1与电池连接节点的电压Vs。

但是，充电电路中的第一PMOS晶体管MP1和第二PMOS晶体管MP2也需要参与上述电控制电路1的测试，即充电电路也是充电控制电路1的校准电路，这导致充电电路正常工作所需的第一PMOS晶体管MP1和第二PMOS晶体管MP2经常在测试阶段就被损坏，或者使用寿命明显缩短。

发明内容

本发明解决的问题是现有充电电路中的晶体管容易损坏。

为解决上述问题，本发明提供一种充电控制电路的校准方法，所述充电控制电路适于输入充电电压，所述充电控制电路包括：电流电压控制端、电压调节端和电压采样端，所述校准方法包括：

施加目标电压至所述电压采样端；

通过所述电压调节端依次输入N个测试数据，N≥2，第n个测试数据大于第n-1个测试数据，N≥n≥2；

测量所述电流电压控制端的检测电压以获得每个测试数据对应的检测电压；

将突变测试电压对应的测试数据作为所述充电控制电路的校准数据，所述突变测试电压为检测电压中的第一个电压值小于或等于电压阈值的检测电压，所述电压阈值为所述充电电压的电压值的一半。

可选的，所述测试数据为二进制数据，所述二进制数据的最小值为第1个测试数据，所述第n个测试数据和第n-1个测试数据的差值为1。

本发明还提供一种充电控制电路的校准方法，所述充电控制电路适于输入充电电压，所述充电控制电路包括：电流电压控制端、电压调节端和电压采样端，所述校准方法包括：

施加目标电压至所述电压采样端；

通过所述电压调节端依次输入N个测试数据，N≥2，第n个测试数据小于第n-1个测试数据，N≥n≥2；

测量所述电流电压控制端的检测电压以获得每个测试数据对应的检测电压；

将突变测试电压对应的测试数据作为所述充电控制电路的校准数据，所述突变测试电压为检测电压中的第一个电压值大于或等于电压阈值的检测电压，所述电压阈值为所述充电电压的电压值的一半。

可选的，所述测试数据为二进制数据，所述二进制数据的最大值为第1个测试数据，所述第n-1个测试数据和第n个测试数据的差值为1。

可选的，所述突变测试电压所对应的测试数据为第N个测试数据。

可选的，所述充电电压为5-9V。

本发明还通过一种充电控制电路的校准电路，所述充电控制电路适于输入充电电压，所述充电控制电路包括：电流电压控制端、电压调节端和电压采样端，所述校准电路包括：

电压提供单元，适于施加目标电压至所述电压采样端；

数据输入单元，适于通过所述电压调节端依次输入N个测试数据，N≥2，第n个测试数据大于第n-1个测试数据，N≥n≥2；

电压测试单元，适于测量所述电流电压控制端的检测电压以获得每个测试数据对应的检测电压；

确定单元，适于将突变测试电压对应的测试数据作为所述充电控制电路的校准数据，所述突变测试电压为检测电压中的第一个电压值小于或等于电压阈值的检测电压，所述电压阈值为所述充电电压的电压值的一半。

本发明还提供一种充电控制电路的校准电路，所述充电控制电路适于输入充电电压，所述充电控制电路包括：电流电压控制端、电压调节端和电压采样端，所述校准电路包括：

电压提供单元，适于施加目标电压至所述电压采样端；

数据输入单元，适于通过所述电压调节端依次输入N个测试数据，N≥2，第n个测试数据小于第n-1个测试数据，N≥n≥2；

电压测试单元，适于测量所述电流电压控制端的检测电压以获得每个测试数据对应的检测电压；

确定单元，适于将检测电压中的突变测试电压所对应的测试数据作为所述充电控制电路的校准数据，所述突变测试电压为第一个电压值大于或等于电压阈值的检测电压，所述电压阈值为所述充电电压的电压值的一半。

可选的，所述突变测试电压所对应的测试数据为第N个测试数据。

可选的，所述充电电压为5-9V。

与现有技术相比，本发明的技术方案仅利用充电控制电路的三个端口，无需连接充电电路正常工作所需的其他电路，避免了在充电控制电路的测试过程中损坏其他电路元件。

附图说明

图1是现有充电电路的结构示意图；

图2是现有充电控制电路的结构示意图；

图3是本发明实施例的充电控制电路的校准方法的一流程示意图；

图4是本发明实施例的充电控制电路的校准方法的另一流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

继续参考图2，本发明实施例涉及的充电控制电路1包括：电流电压控制端C1、防倒灌控制端C2、电压采样端S1和电流采样端S2、电压调节端IN、防倒灌控制电路11、电流控制环路12、电压控制环路13、第一电阻R1和第二电阻R2。

防倒灌控制电路11连接防倒灌控制端C2。

电流控制环路12的第一输入端连接电流采样端S2，电流控制环路12的第二输入端连接电压采样端S1和第一电阻R1的第一端。电流控制环路12的输出端连接电流电压控制端C1。

电压控制环路13的第一输入端适于输入基准电压Vref，电压控制环路13的第二输入端连接第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端，电压控制环路13的输出端连接电流电压控制端C1。第二电阻R2的第二端接地。通过电压调节端IN输入的测试数据可以设置第二电阻R2的电阻值。本实施例涉及的充电控制电路1也可以采用其他现有架构，此处不做限制。

所述充电控制电路1适于输入充电电压。

如图3所示，本发明实施例提供一种充电控制电路的校准方法，包括：

步骤S11，施加目标电压至所述电压采样端S1；

步骤S12，通过电压调节端IN依次输入N个测试数据，N≥2，第n个测试数据大于第n-1个测试数据，N≥n≥2；

步骤S13，测量所述电流电压控制端C1的检测电压以获得每个测试数据对应的检测电压；

步骤S14，将突变测试电压对应的测试数据作为所述充电控制电路的校准数据，所述突变测试电压为检测电压中的第一个电压值小于或等于电压阈值的检测电压，所述电压阈值为所述充电电压的电压值的一半。

所述目标电压为充电控制电路1正常工作（非测试阶段）时电压采样端S1所需的电压，即电池所需的电压。

所述测试数据可以为二进制数据，所述二进制数据的最小值为第1个测试数据，所述第n个测试数据和第n-1个测试数据的差值为1。例如，测试数据为六位二进制数据，则第1个测试数据为六位二进制数据的最小值000000，将第1个测试数据加1后作为第2个测试数据，即第2个测试数据为000001，以此类推。

所述N个测试数据可以是从每一位都为0到每一位都为1的全部二进制数据。例如，测试数据为六位二进制数据，则测试数据包括从000000至111111的全部二进制数据。在该情况下，需要在测量到的全部检测电压中确定突变测试电压，即第一个电压值小于或等于电压阈值的检测电压。

所述N个测试数据也可以是从每一位都为0到每一位都为1的部分二进制数据，突变测试电压所对应的测试数据为最后一个测试数据。在该情况下，测量到突变测试电压后，不再继续输入测试数据，校准方法结束。

测试数据按照从小到大的顺序被依次输入时，第二电阻R2的电阻值会逐渐变小。在该情况下，检测电压先保持在与充电电压相同的电压值，然后在某个测试数据输入后突然变为小于或等于充电电压的电压值的一半，此时的检测电压即为突变测试电压，而该测试数据为校准数据。

所述充电电压可以为5-9V，所述充电电压为适配器输入充电控制电路1的电压。

充电控制电路1通常集成在芯片中，其他元件都是外立元件。本实施例提供的校准方法仅利用充电控制电路1的三个端口，即电压采样端S1、电压调节端IN和电流电压控制端C1，无需电压采样端S1、电压调节端IN和电流电压控制端C1连接其他电路，避免了在充电控制电路1的测试过程中损坏其他电路元件。

下面通过举例对本实施例提供的校准方法做进一步说明。

假设电池所需的电压为4.2V，适配器输出的充电电压为5V，电压阈值为2.5V，测试数据为六位二进制数据。

执行步骤S11，施加电压值为4.2V的目标电压至电压采样端S1。

执行步骤S12，通过电压调节端IN依次输入第1个测试数据000000、第2个测试数据000001、第3个测试数据000010、第4个测试数据000011…..第64个测试数据111111；

执行步骤S13，测量电流电压控制端C1的检测电压，获得第1个测试数据000000对应的检测电压为5V、第2个测试数据000001对应的检测电压为5V、第3个测试数据000010对应的检测电压为2.5V、第4个测试数据000011对应的检测电压为0V……第64个测试数据111111对应的检测电压为0V；

执行步骤S14，电压值小于或等于2.5V的检测电压包括第3个测试数据000010对应的检测电压、第4个测试数据000011对应的检测电压……第64个测试数据111111对应的检测电压，其中，电压值为2.5V的检测电压为所有检测电压中第一个电压值小于或等于2.5V的检测电压，所述电压值为2.5V的检测电压为突变测试电压，所述电压值为2.5V的检测电压对应的第3个测试数据000010作为充电控制电路1校准数据。

在上述步骤S13中，测试数据和检测电压还可能存在一种情况：第1个测试数据000000对应的检测电压为5V、第2个测试数据000001对应的检测电压为5V、第3个测试数据000010对应的检测电压为0V、第4个测试数据000011对应的检测电压为0V……第64个测试数据111111对应的检测电压为0V。在该情况下，电压值小于或等于2.5V的检测电压包括第3个测试数据000010对应的检测电压、第4个测试数据000011对应的检测电压……第64个测试数据111111对应的检测电压，其中，第一个电压值小于或等于2.5V的检测电压为第3个测试数据000010对应的检测电压，则所述电压值为0V的检测电压为突变测试电压，第3个测试数据000010为充电控制电路1校准数据。

在上述举例中，也可以不将全部六位二进制测试数据全部输入，而是在确定突变检测电压后停止输入测试数据，具体包括如下步骤：

通过电压调节端IN输入第1个测试数据000000；

测量电流电压控制端C1的检测电压为5V，第1个测试数据000000对应的检测电压的电压值大于电压阈值；

通过电压调节端IN继续输入第2个测试数据000001；

测量电流电压控制端C1的检测电压为5V，第2个测试数据000001对应的检测电压的电压值大于电压阈值；

通过电压调节端IN继续输入第3个测试数据000010；

测量电流电压控制端C1的检测电压为2.5V，第3个测试数据000010对应的检测电压的电压值等于电压阈值，则停止继续输入测试数据，第3个测试数据000010为最后一个测试数据，将第3个测试数据000010作为校准数据。

如图4所示，本发明实施例还提供一种充电控制电路的校准方法，包括：

步骤S21，施加目标电压至所述电压采样端S1；

步骤S22，通过电压调节端IN依次输入N个测试数据，N≥2，第n个测试数据小于第n-1个测试数据，N≥n≥2；

步骤S23，测量所述电流电压控制端C1的检测电压以获得每个测试数据对应的检测电压；

步骤S24，将突变测试电压对应的测试数据作为所述充电控制电路的校准数据，所述突变测试电压为检测电压中的第一个电压值大于或等于电压阈值的检测电压，所述电压阈值为所述充电电压的电压值的一半。

所述测试数据可以为二进制数据，所述二进制数据的最大值为第1个测试数据，所述第n-1个测试数据和第n个测试数据的差值为1。例如，测试数据为六位二进制数据，则第1个测试数据为六位二进制数据的最大值111111，将第1个测试数据减1后作为第2个测试数据，即第2个测试数据为111110，以此类推。

本实施例提供的校准方法与上一实施例提供的校准方法的区别在于：测试数据按照从大到小的顺序被依次输入，第二电阻R2的电阻值会逐渐变大。在该情况下，检测电压先保持在0V的电压值，然后在某个测试数据输入后突然变为大于或等于充电电压的电压值的一半，此时的检测电压即为突变测试电压，而该测试数据为校准数据。

假设电池所需的电压为4.2V，适配器输出的充电电压为5V，电压阈值为2.5V，测试数据为六位二进制数据。

执行步骤S21，施加电压值为4.2V的目标电压至电压采样端S1。

执行步骤S22，通过电压调节端IN依次输入第1个测试数据111111、第2个测试数据111110、第3个测试数据111101、第4个测试数据111100…..第64个测试数据000000；

执行步骤S23，测量电流电压控制端C1的检测电压，获得第1个测试数据111111对应的检测电压为0V、第2个测试数据111110对应的检测电压为0V、第3个测试数据111101对应的检测电压为2.5V、第4个测试数据111100对应的检测电压为5V……第64个测试数据000000对应的检测电压为5V；

执行步骤S24，电压值大于或等于2.5V的检测电压包括第3个测试数据111101对应的检测电压、第4个测试数据111100对应的检测电压……第64个测试数据000000对应的检测电压，其中，电压值为2.5V的检测电压为所有检测电压中第一个电压值大于或等于2.5V的检测电压，所述电压值为2.5V的检测电压为突变测试电压，所述电压值为2.5V的检测电压对应的第3个测试数据000010作为充电控制电路1校准数据。

与上述校准方法相对应的，本发明实施例还提供一种充电控制电路的校准电路，所述校准电路包括：

电压提供单元，适于施加目标电压至所述电压采样端；

数据输入单元，适于通过所述电压调节端依次输入N个测试数据，N≥2，第n个测试数据大于第n-1个测试数据，N≥n≥2；

电压测试单元，适于测量所述电流电压控制端的检测电压以获得每个测试数据对应的检测电压；

确定单元，适于将突变测试电压对应的测试数据作为所述充电控制电路的校准数据，所述突变测试电压为检测电压中的第一个电压值小于或等于电压阈值的检测电压，所述电压阈值为所述充电电压的电压值的一半。

所述电压提供单元可以通过电压源来实现，电压测试单元可以通过电压检测仪器实现。

与上述校准电路中，数据输入单元也可以通过所述电压调节端依次输入N个测试数据，N≥2，第n个测试数据小于第n-1个测试数据，N≥n≥2，相应的，确定单元将检测电压中的突变测试电压所对应的测试数据作为所述充电控制电路的校准数据，所述突变测试电压为第一个电压值大于或等于电压阈值的检测电压，所述电压阈值为所述充电电压的电压值的一半。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种充电控制电路的校准方法，所述充电控制电路适于输入充电电压，所述充电控制电路包括：电流电压控制端、电压调节端、电压采样端、电流控制环路、电压控制环路、电流采样端、第一电阻和第二电阻，所述电流控制环路的第一输入端连接所述电流采样端，所述电流控制环路的第二输入端连接所述电压采样端和第一电阻的第一端，所述电流控制环路的输出端连接所述电流电压控制端，所述电压控制环路的第二输入端连接所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端，所述电压控制环路的输出端连接所述电流电压控制端，所述第二电阻的第二端接地，所述第二电阻的电阻值根据所述电压调节端输入的测试数据而变化，其特征在于，所述校准方法包括：

施加目标电压至所述电压采样端；

通过所述电压调节端依次输入N个测试数据，N≥2，第n个测试数据大于第n-1个测试数据，N≥n≥2；

测量所述电流电压控制端的检测电压以获得每个测试数据对应的检测电压；

将突变测试电压对应的测试数据作为所述充电控制电路的校准数据，所述突变测试电压为检测电压中的第一个电压值小于或等于电压阈值的检测电压，所述电压阈值为所述充电电压的电压值的一半。

2.如权利要求1所述的充电控制电路的校准方法，其特征在于，所述测试数据为二进制数据，所述二进制数据的最小值为第1个测试数据，所述第n个测试数据和第n-1个测试数据的差值为1。

3.一种充电控制电路的校准方法，所述充电控制电路适于输入充电电压，所述充电控制电路包括：电流电压控制端、电压调节端、电压采样端、电流控制环路、电压控制环路、电流采样端、第一电阻和第二电阻，所述电流控制环路的第一输入端连接所述电流采样端，所述电流控制环路的第二输入端连接所述电压采样端和第一电阻的第一端，所述电流控制环路的输出端连接所述电流电压控制端，所述电压控制环路的第二输入端连接所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端，所述电压控制环路的输出端连接所述电流电压控制端，所述第二电阻的第二端接地，所述第二电阻的电阻值根据所述电压调节端输入的测试数据而变化，其特征在于，所述校准方法包括：

施加目标电压至所述电压采样端；

通过所述电压调节端依次输入N个测试数据，N≥2，第n个测试数据小于第n-1个测试数据，N≥n≥2；

测量所述电流电压控制端的检测电压以获得每个测试数据对应的检测电压；

将突变测试电压对应的测试数据作为所述充电控制电路的校准数据，所述突变测试电压为检测电压中的第一个电压值大于或等于电压阈值的检测电压，所述电压阈值为所述充电电压的电压值的一半。

4.如权利要求3所述的充电控制电路的校准方法，其特征在于，所述测试数据为二进制数据，所述二进制数据的最大值为第1个测试数据，所述第n-1个测试数据和第n个测试数据的差值为1。

5.如权利要求1或3所述的充电控制电路的校准方法，其特征在于，所述突变测试电压所对应的测试数据为第N个测试数据。

6.如权利要求1或3所述的充电控制电路的校准方法，其特征在于，所述充电电压为5-9V。

7.一种充电控制电路的校准电路，所述充电控制电路适于输入充电电压，所述充电控制电路包括：电流电压控制端、电压调节端、电压采样端、电流控制环路、电压控制环路、电流采样端、第一电阻和第二电阻，所述电流控制环路的第一输入端连接所述电流采样端，所述电流控制环路的第二输入端连接所述电压采样端和第一电阻的第一端，所述电流控制环路的输出端连接所述电流电压控制端，所述电压控制环路的第二输入端连接所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端，所述电压控制环路的输出端连接所述电流电压控制端，所述第二电阻的第二端接地，所述第二电阻的电阻值根据所述电压调节端输入的测试数据而变化，其特征在于，所述校准电路包括：

电压提供单元，适于施加目标电压至所述电压采样端；

数据输入单元，适于通过所述电压调节端依次输入N个测试数据，N≥2，第n个测试数据大于第n-1个测试数据，N≥n≥2；

电压测试单元，适于测量所述电流电压控制端的检测电压以获得每个测试数据对应的检测电压；

确定单元，适于将突变测试电压对应的测试数据作为所述充电控制电路的校准数据，所述突变测试电压为检测电压中的第一个电压值小于或等于电压阈值的检测电压，所述电压阈值为所述充电电压的电压值的一半。

8.一种充电控制电路的校准电路，所述充电控制电路适于输入充电电压，所述充电控制电路包括：电流电压控制端、电压调节端、电压采样端、电流控制环路、电压控制环路、电流采样端、第一电阻和第二电阻，所述电流控制环路的第一输入端连接所述电流采样端，所述电流控制环路的第二输入端连接所述电压采样端和第一电阻的第一端，所述电流控制环路的输出端连接所述电流电压控制端，所述电压控制环路的第二输入端连接所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端，所述电压控制环路的输出端连接所述电流电压控制端，所述第二电阻的第二端接地，所述第二电阻的电阻值根据所述电压调节端输入的测试数据而变化，其特征在于，所述校准电路包括：

电压提供单元，适于施加目标电压至所述电压采样端；

数据输入单元，适于通过所述电压调节端依次输入N个测试数据，N≥2，第n个测试数据小于第n-1个测试数据，N≥n≥2；

电压测试单元，适于测量所述电流电压控制端的检测电压以获得每个测试数据对应的检测电压；

确定单元，适于将检测电压中的突变测试电压所对应的测试数据作为所述充电控制电路的校准数据，所述突变测试电压为第一个电压值大于或等于电压阈值的检测电压，所述电压阈值为所述充电电压的电压值的一半。

9.如权利要求7或8所述的充电控制电路的校准电路，其特征在于，所述突变测试电压所对应的测试数据为第N个测试数据。

10.如权利要求7或8所述的充电控制电路的校准电路，其特征在于，所述充电电压为5-9V。