CN106546800B - 一种应用于快充电源的充/放电电流检测电路 - Google Patents

一种应用于快充电源的充/放电电流检测电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种应用于快充电源的充/放电电流检测电路，其中，开关切换模块根据当前快充电源的工作状态切换信号输入连接端和地电位连接端与信号放大模块的连接关系，若当前快充电源的工作状态为充电状态，将信号输入连接端与信号放大模块的反相输入端连接，将地电位连接端与信号放大模块的同相输入端连接，若当前快充电源的工作状态为放电状态，将信号输入连接端与信号放大模块的同相输入端连接，将地电位连接端与信号放大模块的反相输入端连接；检测电阻的一端连接在信号输入连接端，另一端与地电位连接，通过检测流经检测电阻的电流实现充/放电电流检测。本发明能够同时实现快充电源的充/放电电流检测，而且电路结构实现简单，成本低。

Description

一种应用于快充电源的充/放电电流检测电路
技术领域
本发明涉及快充电源技术领域，尤其涉及一种应用于快充电源的充/放电电流检测电路。
背景技术
在快充电源芯片中，由于需要同时具有充电、放电这两个功能，同时充放电的电流很大，而且很多要求能够实现边充电边放电，这样导致整个系统的充/放电电流检测电路就很复杂了。
在快充电源芯片中，有快速充电和快速放电这2个功能，目前现有的一种技术方案是对这2个功能分开单独设置不同的充/放电电流检测电路，即必须要用两套电路才能实现对快充电源充电和放电状态下的电流检测。但这种方案不仅浪费芯片的面积和成本，而且芯片的实现电路比较复杂。
因此，如何提供一种简单高效，且能够同时实现充电/放电的电流检测电路是目前快充领域亟待解决的技术问题之一。
发明内容
鉴于上述问题，本发明实施例提出了一种应用于快充电源的充/放电电流检测电路，不仅能够同时实现对快充电源的充/放电电流检测，而且电路结构实现简单，成本低。
本发明实施例提供的应用于快充电源的充/放电电流检测电路，包括信号输入连接端、地电位连接端、开关切换模块、信号放大模块和检测电阻；
所述开关切换模块，用于根据当前快充电源的工作状态切换所述信号输入连接端和所述地电位连接端与所述信号放大模块的连接关系，若当前快充电源的工作状态为充电状态，则将所述信号输入连接端与所述信号放大模块的反相输入端连接，将所述地电位连接端与所述信号放大模块的同相输入端连接，若当前快充电源的工作状态为放电状态，则将所述信号输入连接端与所述信号放大模块的同相输入端连接，将所述地电位连接端与所述信号放大模块的反相输入端连接；
所述检测电阻的一端连接在所述信号输入连接端，所述检测电阻的另一端与地电位连接，通过检测流经所述检测电阻的电流实现快充电源的充/放电电流检测。
可选地，所述开关切换模块由多路选择开关MUX实现。
可选地，所述开关切换模块包括第一多路选择开关和第二多路选择开关，所述第一多路选择开关的输出端与所述信号放大模块的反相输入端连接，所述第二多路选择开关的输出端与所述信号放大模块的同相输入端连接。
可选地，所述信号放大模块包括运算放大器OP、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接在所述第一多路选择开关的输出端，所述第一电阻R1的另一端连接在所述运算放大器OP的反相输入端，所述第二电阻R2的一端连接在所述运算放大器OP的反相输入端，所述第二电阻R2的另一端连接在所述运算放大器OP的信号输出端。
可选地，所述第一电阻R1和/或所述第二电阻R2为可调电阻。
可选地，还包括控制模块，所述控制模块与所述开关切换模块连接，用于监测当前快充电源的工作状态，并根据监测结果生成控制指令，以供所述开关切换模块根据当前快充电源的工作状态切换所述信号输入连接端和所述地电位连接端与所述信号放大模块的连接关系。
可选地，所述控制模块，还用于若当前快充电源的工作状态为放电和充电同时进行状态，则根据所述信号输入连接端所接入的电压信号的正负，确定当前快充电源的实际工作状态，若所述信号输入连接端所接入的电压信号为正电压，则确定当前快充电源的实际工作状态为放电状态，若所述信号输入连接端所接入的电压信号为负电压，则确定当前快充电源的实际工作状态为充电状态。
本发明实施例提供的应用于快充电源的充/放电电流检测电路，通过设置开关切换模块，实现了检测点不论是正电压还是负电压的检测，即可以同时实现对快充电源的充/放电电流检测，而且电路结构实现简单，成本低，使用方便，进而有效地节约了芯片的面积和成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种应用于快充电源的充/放电电流检测电路；
图2为本发明实施例提供的另一种应用于快充电源的充/放电电流检测电路；
图3为本发明实施例中的多路选择开关MUX的具体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种应用于快充电源的充/放电电流检测电路；
图5为本发明实施例提供的应用于快充电源的充/放电电流检测电路在充电状态下的电路连接图；
图6为本发明实施例提供的应用于快充电源的充/放电电流检测电路在放电状态下的电路连接图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
图1为本发明实施例提供的一种应用于快充电源的充/放电电流检测电路。如图1所示，本发明实施例提供的应用于快充电源的充/放电电流检测电路，包括信号输入连接端10、地电位连接端20、开关切换模块30、信号放大模块40和检测电阻50；
所述开关切换模块30，用于根据当前快充电源的工作状态切换所述信号输入连接端10和所述地电位连接端20与所述信号放大模块40的连接关系，若当前快充电源的工作状态为充电状态，则将所述信号输入连接端10与所述信号放大模块40的反相输入端连接，将所述地电位连接端20与所述信号放大模块40的同相输入端连接，若当前快充电源的工作状态为放电状态，则将所述信号输入连接端10与所述信号放大模块40的同相输入端连接，将所述地电位连接端20与所述信号放大模块40的反相输入端连接；
所述检测电阻50的一端连接在所述信号输入连接端10，所述检测电阻50的另一端与地电位连接，通过检测流经所述检测电阻50的电流实现快充电源的充/放电电流检测。
本发明实施例提供的应用于快充电源的充/放电电流检测电路，通过设置开关切换模块，能够同时实现对快充电源的充/放电电流检测，而且电路结构实现简单，成本低，使用方便，进而有效地节约了芯片的面积和成本。
本发明实施例中，如图2所示，所述开关切换模块由多路选择开关MUX实现。具体的，所述开关切换模块包括两个多路选择开关，分别为第一多路选择开关mux1和第二多路选择开关mux2，其中，所述的第一多路选择开关mux1的输出端与所述信号放大模块40的反相输入端连接，所述的第二多路选择开关mux2的输出端与所述信号放大模块40的同相输入端连接。
本发明实施例中，参见图2，所述信号放大模块40包括运算放大器OP、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接在所述第一多路选择开关的输出端，所述第一电阻R1的另一端连接在所述运算放大器OP的反相输入端，所述第二电阻R2的一端连接在所述运算放大器OP的反相输入端，所述第二电阻R2的另一端连接在所述运算放大器OP的信号输出端。
其中，所述信号放大模块40的信号输出端Vout可以作为所述快充电源的充放电输出端。
多路选择开关MUX的具体结构如图3所示，图中的pmos0和nmos0组成一个传输门TG0，pmos1和nmos1组成一个传输门TG1，反相器inv的输入控制信号是sel_in，反相器的输出连接到nmos0和pmos1的栅端，sel_in同时连接到pmos0和nmos1的栅端，pmos0和nmos0的源端连接到in0，pmos1和nmos1的源端连接到in1，pmos0、nmos0、pmos1和nmos1的漏端都连接到out。其工作原理具体为，当控制信号sel_in为低电平时，传输门TG0打开，TG1关闭，in0通过TG0导通到out。同样的sel_in为高电平时，传输门TG1打开，TG0关闭，in1通过TG1导通到out，这样就实现了in0和in1的MUX选择。
在本发明一个具体实施例中，如图4所示，可以将信号输入连接端、地电位连接端分别连接在一个MUX电路的输出端，并将信号放大模块的反相输入端和同相输入端分别连接在两个MUX电路in0和in1端，且两个连接方式采用相反的接法，如，信号放大模块的反相输入端与MUX1的in0端相连接，反相输入端与MUX2的in1端相连接，信号放大模块的同相输入端与MUX1的in1端相连接，反相输入端与MUX2的in0端相连接，控制信号sel_in可以通过数字提供，也可以自动进行检测判断。
本发明实施例中，通过控制开关切换模块30，使得信号输入连接端10和所述地电位连接端20能够切换连接到信号放大模块40的反相输入端A或者同相输入端B，这样不论当前快充电源的工作状态为充电状态还是放电状态，该电路均可以正常工作。可理解的，当快充电源的工作状态为充电状态时，检测点的电压V是小于0的负电压，当快充电源的工作状态为放电状态时，检测点的电压V是大于0的正电压。具体可参见图5和图6，其中，图5为快充电源在充电状态下的电路连接图，图6为快充电源在放电状态下的电路连接图。
其中，I是需要检测的电流，Rx是外部的检测电阻50。
由于电流I很小，这里需要把信号放大，因此电阻R1和R2以及运算放大器OP组成增益放大器，可以放大V的信号幅度。放大倍数是R2/R1。
进一步地，为了实现增益可以调整，第一电阻R1和/或所述第二电阻R2可以设置为可调电阻，Vout输出增益则是可调的。
本发明实施例中，所述应用于快充电源的充/放电电流检测电路还包括附图中未示出的控制模块，在一个具体实施例中，所述控制模块可以采用MCU实现。所述的控制模块与所述开关切换模块30连接，用于监测当前快充电源的工作状态，并根据监测结果生成控制指令，以供所述开关切换模块30根据当前快充电源的工作状态切换所述信号输入连接端10和所述地电位连接端20与所述信号放大模块40的连接关系。
在一个可选实施例中，若当前快充电源的工作状态为放电和充电同时进行状态，则所述控制模块，还用于根据所述信号输入连接端所接入的电压信号的正负，确定当前快充电源的实际工作状态，若所述信号输入连接端所接入的电压信号为正，则确定当前快充电源的实际工作状态为放电状态，若所述信号输入连接端所接入的电压信号为负，则确定当前快充电源的实际工作状态为充电状态。然后所述开关切换模块30，还用于根据当前快充电源的实际工作状态切换所述信号输入连接端10和所述地电位连接端20与所述信号放大模块40的连接关系，进而实现对快充电源在边充电、边放电状态下的电流检测。
需要说明的是，本发明实施例提供的检测电路，不仅适用于对快充电源的充/放电电流检测，还适用于实现对快充电源的充/放电电压检测或者适用于其他需要信号放大的电路。
本发明实施例提供的应用于快充电源的充/放电电流检测电路，通过设置开关切换模块，实现了对检测点为正、负电流(电压)均可检测的技术效果，即可以同时实现对快充电源的充/放电电流检测，使用方便，而且电路结构实现简单，节省管脚，有效地节约了芯片的面积和成本。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.一种应用于快充电源的充/放电电流检测电路，其特征在于，包括信号输入连接端、地电位连接端、开关切换模块、信号放大模块和检测电阻；
所述开关切换模块，用于根据当前快充电源的工作状态切换所述信号输入连接端和所述地电位连接端与所述信号放大模块的连接关系，若当前快充电源的工作状态为充电状态，则将所述信号输入连接端与所述信号放大模块的反相输入端连接，将所述地电位连接端与所述信号放大模块的同相输入端连接，若当前快充电源的工作状态为放电状态，则将所述信号输入连接端与所述信号放大模块的同相输入端连接，将所述地电位连接端与所述信号放大模块的反相输入端连接；
所述检测电阻的一端连接在所述信号输入连接端，所述检测电阻的另一端与地电位连接，通过检测流经所述检测电阻的电流实现快充电源的充/放电电流检测；
所述应用于快充电源的充/放电电流检测电路，还包括控制模块，所述控制模块与所述开关切换模块连接，用于监测当前快充电源的工作状态，并根据监测结果生成控制指令，以供所述开关切换模块根据当前快充电源的工作状态切换所述信号输入连接端和所述地电位连接端与所述信号放大模块的连接关系；
若当前快充电源的工作状态为放电和充电同时进行状态，所述控制模块，还用于若当前快充电源的工作状态为放电和充电同时进行状态，则根据所述信号输入连接端所接入的电压信号的正负，确定当前快充电源的实际工作状态，若所述信号输入连接端所接入的电压信号为正电压，则确定当前快充电源的实际工作状态为放电状态，若所述信号输入连接端所接入的电压信号为负电压，则确定当前快充电源的实际工作状态为充电状态。
2.根据权利要求1所述的应用于快充电源的充/放电电流检测电路，其特征在于，所述开关切换模块由多路选择开关MUX实现。
3.根据权利要求2所述的应用于快充电源的充/放电电流检测电路，其特征在于，所述开关切换模块包括第一多路选择开关和第二多路选择开关，所述第一多路选择开关的输出端与所述信号放大模块的反相输入端连接，所述第二多路选择开关的输出端与所述信号放大模块的同相输入端连接。
4.根据权利要求3所述的应用于快充电源的充/放电电流检测电路，其特征在于，所述信号放大模块包括运算放大器OP、第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端连接在所述第一多路选择开关的输出端，所述第一电阻R1的另一端连接在所述运算放大器OP的反相输入端，所述第二电阻R2的一端连接在所述运算放大器OP的反相输入端，所述第二电阻R2的另一端连接在所述运算放大器OP的信号输出端。
5.根据权利要求4所述的应用于快充电源的充/放电电流检测电路，其特征在于，所述第一电阻R1和/或所述第二电阻R2为可调电阻。
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