CN107171376B - 具有模拟反馈和数字反馈的调节电路及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于在对电池充电的同时对装置供电的调节电路。所述调节电路包括至少一个模拟反馈回路，和数字控制反馈回路。所述数字控制反馈回路包括第一比较器和第二比较器。所述第一比较器和第二比较器分别将输入电力供应电压与第一阈值电压和第二阈值电压进行比较。所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压。响应于所述比较，所述数字控制反馈回路控制用于对电池充电的充电电流，同时还调节电流以对所述装置的电路供电。如果所述输入电力供应电压下降，那么所述数字控制反馈回路比所述模拟反馈回路更快响应，以降低供应电压下降过多而产生的风险，从而可靠地对所述装置电路供电。还提供一种用于数字调节输出电流以对电池充电的方法。

Description

具有模拟反馈和数字反馈的调节电路及其方法

技术领域

本发明大体上涉及电子电路，且更具体地说，涉及具有模拟反馈和数字控制反馈两者的调节电路及其方法。

背景技术

许多电池供电的装置(诸如移动电话和平板计算机)包括用于接收来自外部电源的电压以对可再充电电池进行再充电的电压调节和电池充电电路。外部电源可提供用于对装置供电以及对电池充电的电力。外部电源可从各种来源予以提供，例如，外部电源可符合通用串行总线(USB)标准。一些电源具有较好的电流能力且与其它电源相比更好调节。而且，被供电的负载可显著变化。在用于提供电力供应电压的电压调节电路中，可使用反馈来调节电源电压。在一些情形中，电池充电电流可引起外部供应电压下降到安全最低电压之下且电压调节电流可能不能够足够快地做出反应以及时将供应电压恢复到所要水平。这是因为输入电压的转换速率可能超过反馈回路的带宽且比反馈可感测电压降且接着在由于电力供应故障导致装置断电之前恢复大量电压降的速度更快。

因此，需要一种能够解决上述问题的，可在对电池充电的同时对电路负载供电的电压调节电路。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种调节电路，包括：电阻性元件，所述电阻性元件具有耦合到第一电力供应电压端的第一端，和耦合到内部电力供应节点的第二端；第一晶体管，所述第一晶体管具有耦合到所述内部电力供应节点的第一电流电极、控制电极以及被耦合以将第一电流提供到电路负载的第二电流电极；第二晶体管，所述第二晶体管具有耦合到所述第一晶体管的所述第二电流电极的第一电流电极、控制电极以及被耦合以提供第二电流以对电池充电的第二电流电极；可变电阻，所述可变电阻具有耦合到所述第二晶体管的所述第二电流电极的第一端，和耦合到第二电力供应电压端的第二端；第一反馈回路，所述第一反馈回路用于响应于所述内部电力供应节点处的电压而控制所述第一晶体管的传导性；第二反馈回路，所述第二反馈回路用于响应于所述电池处的电压而控制所述第二晶体管的传导性；以及数字控制回路，所述数字控制回路耦合于所述内部电力供应节点与所述可变电阻之间，所述数字控制回路用于响应于检测所述内部电力供应节点的所述电压的下降而降低所述电池的所述第二电流。

可选地，响应于检测所述内部电力供应节点的所述电压的升高，所述数字控制回路分步地逐渐升高所述电池的所述第二电流。

可选地，可变电阻包括多个并行连接的开关式电阻性元件。

可选地，数字控制回路由状态机控制。

可选地，数字控制回路进一步包括：第一比较器，所述第一比较器具有用于接收所述内部电力供应节点处的所述电压的第一输入、用于接收第一阈值电压的第二端以及耦合到数字控制电路的输出；以及第二比较器，所述第二比较器具有用于接收所述内部电力供应节点处的所述电压的第一输入、用于接收第二阈值电压的第二端以及耦合到所述数字控制电路的输出，其中所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压。

可选地，数字控制回路将响应于所述内部电力供应节点处的所述电压下降到所述第一阈值电压和所述第二阈值电压之下而将所述第二电流降低到最低电流。

可选地，数字控制回路将响应于所述内部电力供应节点处的所述电压升高到所述第一阈值电压和所述第二阈值电压之上而逐渐升高所述第二电流。

可选地，数字控制回路将响应于所述内部电力供应节点处的所述电压下降到所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间而停止逐渐升高所述第二电流。

可选地，第一反馈回路和所述第二反馈回路与所述数字控制回路并行地运行。

根据本发明的第二方面，提供一种用于数字调节输出电流以对电池充电的方法，包括：将反馈电压与第一阈值电压和第二阈值电压进行比较，其中所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压；确定所述反馈电压低于所述第一阈值电压和所述第二阈值电压；将所述输出电流降低到最低电流值；确定所述反馈电压在所述第一阈值电压和所述第二阈值电压之上；逐步将所述输出电流逐渐升高到所述最低电流值之上；以及在每一步骤之后，将所述反馈电压与所述第一阈值电压和所述第二阈值电压进行比较。

可选地，该方法进一步包括在所述各步骤的每一步骤之后等待预定量的时间，且如果所述反馈电压在所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间，那么停止逐渐升高所述输出电流；如果所述反馈电压在所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之上，那么恢复逐渐升高所述输出电流；且如果所述反馈电压下降到所述第二阈值之下，那么停止逐渐升高所述输出电流且将所述输出电流重设到所述最低电流值。

可选地，输出电流由耦合到电力供应电压端的晶体管提供，所述方法进一步包括：与用于数字调节所述输出电流的方法并行地使用用于控制所述晶体管的传导性的模拟反馈回路。

可选地，逐渐升高所述输出电流进一步包括通过改变多个并行连接的电阻性元件的电阻值来逐渐升高所述输出电流。

可选地，反馈电压来源于电力供应电压，提供所述电力供应电压以供应用以对所述电池充电的所述输出电流。

可选地，该方法进一步包括在提供用以对所述电池充电的所述输出电流的同时提供第二输出电流以对电路负载供电。

根据本发明的第三方面，提供一种用于调节穿过与第一晶体管串行连接的电阻性元件的输出电流的方法，提供所述输出电流以将第一电流供应到电路负载且供应第二电流以对电池充电，该方法包括：确定所述电阻性元件处的电压低于参考电压；激活用于控制第二晶体管的传导性以降低所述输出电流的模拟反馈回路；确定所述电阻性元件处的所述电压低于第一阈值电压和第二阈值电压，其中所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压；将所述第二电流降低到预定最低电流；确定所述电阻性元件处的所述电压高于所述第一阈值电压；以及分步地将所述第二电流从所述最低电流逐渐升高到预定目标电流。

可选地，该方法进一步包括：在逐渐升高所述第二电流的同时，检测所述电阻性元件处的所述电压在所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间；停止所述在中间电流处逐渐升高所述第二电流；检测所述电阻性元件处的所述电压在所述第一阈值电压之上；以及恢复所述逐步将所述第二电流逐渐升高到所述预定目标电流。

可选地，逐渐升高所述第二电流进一步包括：在数字控制电路中设定位，以在所述第二电流的电流路径中选择电阻值。

可选地，该方法进一步包括：监测所述电路负载处的电压；检测所述电路负载处的所述电压已下降到预定最低电压之下；以及降低所述第二电流。

可选地，该方法进一步包括：在逐渐升高所述第二电流的同时，检测所述电阻性元件处的所述电压在所述第二阈值电压之下；确定所述电阻性元件处的所述电压低于所述第一阈值电压和所述第二阈值电压；以及将所述第二电流降低到所述预定最低电流。

附图说明

本发明借助于例子示出，且不受附图的限制，在附图中类似编号指示类似元件。为简单和清晰起见，示出图中的元件，并且这些元件未必按比例绘制。

图1以部分框图形式和部分示意图形式示出了根据实施例的调节电路。

图2示出图1的调节电路中的输入电力供应电压相对于电池充电输出电流的波形。

图3示出根据实施例的调节输出电流的方法。

具体实施方式

本发明大体上提供一种用于电池供电的装置的调节电路。调节电路包括用于对电池(用以对装置供电)再充电的电池充电能力，同时还管理被提供以对装置供电的电力，以响应于接收外部提供的电压。调节电路包括至少一个模拟反馈回路，和数字控制反馈回路。数字控制反馈回路包括第一比较器和第二比较器。第一比较器和第二比较器分别将输入电力供应电压与第一阈值电压和第二阈值电压进行比较。第二阈值电压低于第一阈值电压。响应于比较，数字控制反馈回路控制用于对电池充电的充电电流，同时还调节电流以对装置的电路供电。如果输入电力供应电压下降，那么数字控制反馈回路比模拟反馈回路更快响应，以降低供应电压下降过多而产生的风险，从而可靠地对装置电路供电。

在一个实施例中，提供调节电路，所述调节电路包括：电阻性元件，所述电阻性元件具有耦合到第一电力供应电压端的第一端，和耦合到内部电力供应节点的第二端；第一晶体管，所述第一晶体管具有耦合到内部电力供应节点的第一电流电极、控制电极以及被耦合以第一电流提供到电路负载的第二电流电极；第二晶体管，所述第二晶体管具有耦合到第一晶体管的第二电流电极、控制电极以及被耦合以提供第二电流以对电池充电的第二电流电极；可变电阻，所述可变电阻具有耦合到第二晶体管的第二电流电极的第一端，和耦合到第二电力供应电压端的第二端；第一反馈回路，所述第一反馈回路用于响应于内部电力供应节点处的电压而控制第一晶体管的传导性；第二反馈回路，所述第二反馈回路用于响应于电池处的电压而控制第二晶体管的传导性；以及数字控制回路，所述数字控制回路耦合于内部电力供应节点与可变电阻之间，所述数字控制回路用于响应于检测内部电力供应节点的电压的下降而降低电池的第二电流。响应于检测内部电力供应节点的电压的升高，数字控制回路可分步地逐渐升高电池的第二电流。可变电阻可包括多个并行连接的开关式电阻性元件。数字控制回路可由状态机控制。数字控制回路可进一步包括：第一比较器，所述第一比较器具有用于接收内部电力供应节点处的电压的第一输入、用于接收第一阈值电压的第二端以及耦合到数字控制电路的输出；以及第二比较器，所述第二比较器具有用于接收内部电力供应节点处的电压的第一输入、用于接收第二阈值电压的第二端以及耦合到数字控制电路的输出，其中第二阈值电压低于第一阈值电压。数字控制回路可响应于内部电力供应节点处的电压下降到第一阈值电压和第二阈值电压之下而将第二电流降低到最低电流。数字控制回路可响应于内部电力供应节点处的电压升高到第一阈值电压和第二阈值电压之上而逐渐升高第二电流。数字控制回路可响应于内部电力供应节点处的电压下降到第一阈值电压与第二阈值电压之间而停止逐渐升高第二电流。第一反馈回路和第二反馈回路可与数字控制回路并行地运行。

在另一实施例中，本发明提供一种用于数字调节输出电流以对电池充电的方法，所述方法包括：将反馈电压与第一阈值电压和第二阈值电压进行比较，其中第二阈值电压低于第一阈值电压；确定反馈电压低于第一阈值电压和第二阈值电压；将输出电流降低到最低电流值；确定反馈电压在第一阈值电压和第二阈值电压之上；逐步将输出电流逐渐升高到最低电流值之上；以及在每一步骤之后，将反馈电压与第一阈值电压和第二阈值电压进行比较。方法可进一步包括在各步骤的每一步骤之后等待预定量的时间，且如果反馈电压在第一阈值电压与第二阈值电压之间，那么停止逐渐升高输出电流；如果反馈电压在第一阈值电压与第二阈值电压之上，那么恢复逐渐升高输出电流；且如果反馈电压下降到第二阈值之下，那么停止逐渐升高输出电流且将输出电流重设到最低电流值。输出电流由耦合到电力供应电压端的晶体管提供，方法进一步包括：与用于数字调节输出电流的方法并行地使用用于控制晶体管的传导性的模拟反馈回路。逐渐升高输出电流的步骤可进一步包括通过改变多个并行连接的电阻性元件的电阻值来逐渐升高输出电流。反馈电压可来源于电力供应电压，提供所述电力供应电压以供应用以对电池充电的输出电流。方法可进一步包括在提供用以对电池充电的输出电流的同时提供第二输出电流以对电路负载装置供电。

在又另一实施例中，提供一种用于调节穿过与第一晶体管串行连接的电阻性元件的输出电流的方法，提供所述输出电流以将第一电流供应到电路负载且供应第二电流以对电池充电，所述方法包括：确定电阻性元件处的电压低于参考电压；激活用于控制第二晶体管的传导性以降低输出电流的模拟反馈回路；确定电阻性元件处的电压低于第一阈值电压和第二阈值电压，其中第二阈值电压低于第一阈值电压；将第二电流降低到预定最低电流；确定电阻性元件处的电压高于第一阈值电压；以及分步地将第二电流从最低电流逐渐升高到预定目标电流。方法可进一步包括：在逐渐升高第二电流的同时，检测电阻性元件处的电压在第一阈值电压与第二阈值电压之间；停止在中间电流处逐渐升高第二电流；检测电阻性元件处的电压在第一阈值电压之上；以及恢复逐步将第二电流逐渐升高到预定目标电流。逐渐升高第二电流的步骤可进一步包括：在数字控制电路中设定位，以在第二电流的电流路径中选择电阻值。方法可进一步包括：监测电路负载处的电压；检测电路负载处的电压已下降到预定最低电压之下；以及降低第二电流。方法可进一步包括：在逐渐升高第二电流的同时，检测电阻性元件处的电压在第二阈值电压之下；确定电阻性元件处的电压低于第一阈值电压和第二阈值电压；以及将第二电流降低到预定最低电流。

图1以部分框图形式和部分示意图形式示出了根据实施例的调节电路10。调节电路10在输出端(标记为“SYS”)处提供用于对电路负载22供电的第一电流，且在输出端(标记为“BAT”)处提供用于对电池28充电的第二电流。调节电路10包括第一反馈回路12、第二反馈回路14、用于数字控制反馈回路的数字控制16、电阻性元件18、42和44、P沟道晶体管20、放大器60、二极管56和58，以及比较器72和74。第一反馈回路12包括P沟道晶体管24、26和34、N沟道晶体管52、放大器30、32、46和54、电阻性元件48、电容器50，以及可变电阻36。第二反馈回路14包括放大器62、电阻性元件64、68和70，以及电容器66。可变电阻36包括多个开关式并行连接的电阻性元件，例如，电阻性元件38和N沟道晶体管40。可变电阻36中的每个N沟道晶体管的栅极被耦合以接收来自数字控制16的控制位。第一反馈回路12和第二反馈回路14可被表征为模拟反馈回路。

在调节电路10中，输入电力供应电压(标记为“USB”)可被耦合以接收外部电力供应电压。在一个实施例中，外部电力供应电压可符合通用串行总线(USB)标准。在另一实施例中，外部电力供应电压可不同且可从多种来源予以提供。在典型的电池供电的移动装置(诸如智能手机或平板计算机)中，外部电力供应器提供第一电流以对装置供电，同时还提供用于对装置内部电池充电的第二电流。调节电路10控制本文所述的第一电流和第二电流。

在调节电路10中，电阻性元件18与P沟道晶体管20在电力供应电压端USB与输出端SYS之间串行连接。电阻性元件18具有连接到USB的第一端，和连接到内部节点(标记为“USB_INT”)的第二端。电阻性元件18为在USB电力供应输入路径上的串联电阻器。一些实施例可不具有电阻性元件18。P沟道晶体管20具有连接到电阻性元件18的第二端的源极、栅极以及连接到输出端SYS的漏极。负载22可为具有可再充电电池的装置中的电路负载。负载22连接在输出端SYS与连接到接地的电力供应端之间。P沟道晶体管24和P沟道晶体管26在输出端SYS与输出端(标记为“BAT”)之间并行连接。P沟道晶体管24具有用于对电池28充电的漏极电流/源极电流(标记为“ICC”)。放大器32具有连接到P沟道晶体管24的漏极的第一输入、连接到P沟道晶体管26的漏极的第二输入，以及输出。P沟道晶体管34具有连接到P沟道晶体管26的漏极的源极、连接到放大器32的输出的栅极，以及漏极。可变电阻36具有连接到P沟道晶体管34的漏极的第一端，和第二端。电阻性元件42和44连接在一起以形成分压器。电阻性元件42具有连接到输出端SYS的第一端，和第二端。电阻性元件44具有连接到电阻性元件42的第二端的第一端，和连接到接地的第二端。放大器46具有连接到电阻性元件42的第二端的第一输入、用于接收参考电压(标记为“VREF1”)的第二输入，以及输出。N沟道晶体管52具有连接到可变电阻36的第二端的漏极、连接到接地的源极，以及连接到放大器46的输出的栅极。电容器50和电阻性元件48在放大器46的第一输入与N沟道晶体管52的漏极之间并行连接。放大器30具有用于接收参考电压VREF1的第一输入、连接到可变电阻36的第一端的第二输入，以及连接到P沟道晶体管24和26的栅极的输出。放大器54具有连接到放大器54的输出的第一输入，和连接到可变电阻36的第一端的第二输入。二极管56具有连接到放大器54的输出的第一端，和第二端。二极管58具有连接到第二反馈回路14中的放大器62的输出的第一端，和第二端。放大器60具有连接到二极管56和58的第二端的第一输入、用于接收参考电压VREF2的第二输入，以及连接到P沟道晶体管20的栅极的输出。放大器60在第一反馈回路12与第二反馈回路14之间共享。而且，放大器30和P沟道晶体管在第一反馈回路12内形成另一反馈回路。由于遍及二极管56和58的电压降引起一个二极管电压降，从而造成参考电压VREF2不同于参考电压VREF1。在其它实施例中，参考电压VREF1和VREF2可不同或相同。

在第二反馈回路14中，电阻性元件68和70一起连接到第一分压器。电阻性元件68具有连接到内部节点USB_INT的第一端，和第二端。电阻性元件70具有连接到电阻性元件68的第二端的第一端，和连接到接地的第二端。放大器62具有连接到电阻性元件68的第二端的第一输入、用于接收参考电压VREF1的第二输入，以及连接到二极管58的第一端的输出。电阻性元件64具有连接到放大器62的输出的第一端，和连接到放大器62的第一输入的第二端。电容器66具有连接到放大器62的输出的第一端，和连接到放大器62的第一输入的第二端。

数字控制反馈回路由比较器72和74以及数字控制电路16形成。数字控制电路16包括控制电路17和计时器19。数字控制反馈回路可为电力管理系统的部分，所述电力管理系统用于控制具有调节电路10的集成电路各部分的配电。比较器72具有被连接以接收高阈值电压(标记为“DPM_HI”)的第一输入、连接到内部节点USB_INT的第二输入，以及连接到控制电路17的输入的输出。比较器74具有被连接以接收低阈值电压(标记为“DPM_LO”)的第一输入、连接到内部节点USB_INT的第二输入，以及连接到控制电路17的输入的输出。高阈值电压DPM_HI处于与低阈值电压DPM_LO相比相对较高的电压电平，其中DPM是指动态电力管理。控制电路17具有多个输出端，所述输出端用于提供多个位，以控制可变电阻36的栅极。在一个实施例中，控制电路17包括状态机。计时器19双向地连接到用于编程等待周期的控制电路17(将在下文中予以描述)。在其它实施例中，数字控制电路16可以不同的方式实施。

模拟第一反馈回路和第二反馈回路运行以按如下方式控制装置电流和充电电流。穿过P沟道晶体管20的电流不仅用于对负载22供电而且用于对电池28充电。提供用于对负载22供电和对电池28充电两者的电流，其穿过P沟道晶体管20。P沟道晶体管24提供对电池28充电的电流ICC。P沟道晶体管24和26为相同类型的PMOS晶体管，不同之处在于P沟道晶体管26较小，具有1:100,000的尺寸比。P沟道晶体管26感测充电电流ICC且P沟道晶体管26的漏极电压/源极电压被用来调节P沟道晶体管24的栅极电压。放大器32和P沟道晶体管34使P沟道晶体管24和26的漏极电压基本上相同，以使得穿过P沟道晶体管26的电流与穿过P沟道晶体管24的电流的比为1:100,000。在其它实施例中，电流比可不同。穿过P沟道晶体管26的电流还流过可变电阻36，以使得将P沟道晶体管34的漏极处的电压输入到放大器30，以调节P沟道晶体管24的栅极。如果穿过P沟道晶体管24的电流升高，那么穿过P沟道晶体管26的电流也将升高。接着，P沟道晶体管34的漏极处的电压将升高，以使得P沟道晶体管24的栅极电压将升高，从而使P沟道晶体管24的传导性降低，由此降低电流。放大器54被连接以作为单位增益放大器进行操作。继续上文的例子(其中穿过P沟道晶体管24的电流升高)，P沟道晶体管34的漏极处的电压升高将引起放大器60的输出升高，由此降低由P沟道晶体管20提供的电流。

N沟道晶体管52受放大器46驱动。通常，N沟道晶体管完全接通且具有传导性。如果输出端SYS处的电压下降到VREF1之下，那么放大器46的输出将降低，从而导致N沟道晶体管52的传导性降低且充电电流ICC降低。

如果负载22增加，那么内部节点USB_INT处的电压将下降。当第二反馈回路14的放大器62的第一输入处的电压在VREF1之下时，放大器62的输出将升高。放大器62的输出升高引起放大器60的第二输入升高，由此P沟道晶体管20的栅极处的电压将升高，以引起P沟道晶体管20的漏极电阻/源极电阻升高，从而引起输出端SYS处的电压下降。当输出端SYS处的电压下降到VREF1之下时，N沟道晶体管52的电阻将升高且充电电流ICC将降低。通过降低充电电流ICC，可将用于在输出端SYS处向装置供应电力的电流保持在预期电流值处。

由于模拟电路的低带宽，模拟第一回路和第二回路的响应时间相对缓慢。如果输入电力供应电压USB下降过快，那么模拟电路可能不能够保持上升。为防止由于低电压产生的可能的系统崩溃，数字控制电路16以及比较器72和74提供比模拟电路更快的用于降低充电电流的响应时间。通过比较USB_INT电压与两个阈值电压来控制可变电阻36的电阻值，进而通过控制可变电阻36的电阻值来控制充电电流。在USB的电压电平等于约5.0伏的系统中，阈值电压DPM_HI可为约4.6伏且阈值电压DPM_LO可为约4.4伏。在其它实施例中，供应电压和阈值电压可不同。

如果USB电压下降以保持到负载22的电流，那么数字控制反馈回路的目的是降低充电电流。假设电压USB_INT在预定目标电压处开始，接着电压USB_INT超过两个阈值电压，且数字控制反馈回路并不采取动作。如果反馈电压下降到第二阈值之下，那么数字控制电路16改变可变电阻36的电阻值，以将充电电流设定为最低电流值。如果电压USB_INT升高到第一阈值电压DPM_HI之上，那么在每一步骤之间的暂停或等待周期内，数字控制电路16将引起充电电流ICC逐步逐渐升高。如果USB_INT下降到阈值电压DPM_HI与DPM_LO之间，那么数字控制电路16使充电电流ICC停止逐渐升高且等待。如果USB_INT再次升高到DPM_HI之上，那么将恢复电流提升操作。然而，如果USB_INT再次下降到阈值电压DPM_LO之下，那么充电电流将降低到最低电流值，直到USB_INT再次升高到阈值电压DPM_HI之上。

图2示出调节电路10中的输入电力供应电压USB_INT相对于电池充电输出电流ICC的波形。图2示出图1的数字控制反馈回路的操作的例子情境。在时间t0之前，电压USB_INT从在阈值电压DPM_HI之上的标称值下降且调节电路10将充电电流ICC保持在目标电流值(标记为“TARGET_CC”)处。从时间t0和t1开始，电压USB_INT已下降到阈值电压DPM_HI和DPM_LO两者之下且数字控制电路16使可变电阻36的电阻值升高，由此将电流ICC降低到图2中示出为MIN_CC的预定最低电流。在时间t1之后，由于电流ICC降低，电压USB_INT开始升高。充电电流ICC保持在最小值处，直到时间t2，此时电压USB_INT已升高到阈值电压DPM_HI左右。在时间t2处，数字控制反馈回路将在经历预定的延迟之后，开始逐步提升充电电流ICC。而且，每次提升将紧接着经历预定的延迟。在所示出的实施例中，预定的延迟约为10毫秒(mS)。在另一实施例中，预定的延迟可不同。通过降低可变电阻36的电阻值来升高充电电流ICC，以使得感测到P沟道晶体管26的电流(如由放大器30和P沟道晶体管34所提供)的电阻降低。穿过P沟道晶体管24的充电电流ICC将跟随穿过P沟道晶体管26的电流。可变电阻36的电阻通过充电电流控制位CC_SET_BITS改变。在一个实施例中，可变电阻36的每一电阻性元件的电阻均基于其位位置进行二进制加权。在其它实施例中，可变电阻36可以不同方式实施。

返回参看图2，在时间t4处，内部节点电压USB_INT下降到阈值电压DPM_HI与DPM_LO之间。充电电流ICC将停止提升且保持在充电电流ICC的电流值处。在时间t5处，电压USB_INT升高到DPM_HI之上，且在经历时间t5与t6之间的预定延迟之后恢复充电电流ICC的提升。在时间t7处，充电电流ICC已升高到目标电流值TARGET_CC且提升停止。通过比较器72和74以及数字控制电路16监测内部电压USB_INT。如果内部电压USB_INT下降到阈值电压DPM_LO之下，那么充电电流ICC将再次降低到MIN_CC。在一个实施例中，目标充电电流TARGET_CC约为500毫安(mA)且最低充电电流MIN_CC约为100mA。在另一实施例中，TARGET_CC和MIN_CC可不同。

图3示出根据实施例用于通过使用调节电路10调节充电电流的方法80。为简单和清晰起见，在例子情境的上下文中描述方法。步骤82指示方法的起点。在步骤84处，充电电流ICC处于目标充电电流。在决策步骤86和88处，通过使用比较器72和74以及数字控制电路16来监测内部电压USB_INT。如果内部电压USB_INT保持在阈值电压DPM_HI之上，那么采取是路径，回到步骤84。如果USB_INT下降到两个阈值电压中一个之下，那么采取否路径，进入决策步骤88。在决策步骤88处，如果USB_INT在两个阈值电压中一个之上，那么方法返回到步骤84且重新开始。如果USB_INT在两个阈值电压之下，那么采取是路径，进入步骤90。在步骤90处，将充电电流ICC设定为预定的最低电流。在步骤92处，嵌入等待周期。在所示出的实施例中，等待周期约为10mS。在等待周期之后，在决策步骤94处，检查USB_INT的电压电平。如果USB_INT仍在DPM_LO之下，那么采取是路径，回到步骤92。如果USB_INT在阈值DPM_LO之上，那么采取否路径，进入决策步骤96。在决策步骤96处，确定USB_INT是否在阈值电压DPM_HI与DPM_LO之间。如果USB_INT在两个阈值电压之间，那么采取是路径，返回到步骤92和步骤92，且重复决策步骤94和96。如果在决策步骤96处，确定USB_INT不在两个阈值电压之间，那么采取否路径，进入决策步骤98。在决策步骤98处，确定电压USB_INT是否在阈值电压DPM_HI之上。如果电压USB_INT不在阈值电压DPM_HI之上，那么方法返回到步骤92。如果电压USB_INT在阈值电压DPM_HI之上，那么采取是路径，进入步骤100，且逐步从最低电流MIN_CC逐渐地提升充电电流ICC。在步骤102处，方法等待预定时间周期，且接着进行到决策步骤106。在决策步骤106处，确定电压USB_INT是否在阈值电压DPM_LO之下。如果USB_INT在DPM_LO之下，那么采取是路径，进入步骤90。如果USB_INT不在阈值DPM_LO之下，那么采取否路径，进入决策步骤108。在决策步骤108处，确定USB_INT是否在阈值电压DPM_LO与DPM_HI之间。如果回答为是，那么采取是路径，回到步骤102。如果在决策步骤108处，回答为否，那么采取否路径，进入决策步骤110。在决策步骤110处，确定USB_INT是否在DPM_HI之上。如果回答为否，那么采取否路径，回到步骤102。如果回答为是，那么采取是路径，进入决策步骤104。在决策步骤104处，确定充电电流是否等于目标电流TARGET_CC。如果否，那么采取否路径，回到步骤100，这是因为充电电流ICC需要通过一个或多个额外步骤来升高。如果已达到目标电流TARGET_CC，那么方法返回到步骤84。在所示出的实施例中，方法持续调节用于对电池充电的充电电流，同时装置为接通且将外部电压施加到装置。在其它实施例中，可视(例如)电力管理控制器的需要来启用或禁用方法。

由于实施本发明的设备大部分由本领域的技术人员已知的电子组件和电路形成，因此为了理解和了解本发明的基本概念并且为了不混淆或偏离本发明的教示，将不会以比以上图示认为必要的任何更大程度阐述电路细节。

虽然本文中参考特定实施例描述了本发明，但是在不脱离如所附权利要求书所阐述的本发明的范围的情况下可以进行各种修改和改变。因此，说明书和图式应视为示意性而不是限制性意义，并且预期所有这些修改都包括在本发明范围内。并不希望将本文中相对于具体实施例描述的任何优势、优点或针对问题的解决方案理解为任何或所有权利要求的关键、必需或必不可少的特征或元件。通常，在上文所描述的实施例中，电流电极为源极或漏极且控制电极为金属-氧化物半导体(MOS)晶体管的栅极。其它晶体管类型可用于其它实施例中。

如本文中所使用，术语“耦合”并不旨在局限于直接耦合或机械耦合。

此外，如本文中所使用，术语“一”被定义为一个或多于一个。而且，权利要求书中诸如“至少一个”和“一个或多个”等介绍性短语的使用不应解释为暗示由不定冠词“一”引入的另一权利要求要素将含有此引入的权利要求要素的任何特定权利要求限制为仅含有一个此要素的发明，甚至是在同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和例如“一”等不定冠词时。对于定冠词的使用也是如此。

除非以其它方式陈述，否则例如“第一”和“第二”等术语用以任意地区别此些术语所描述的元件。因此，这些术语未必旨在指示此类元件的时间或其它优先级排序。

Claims (6)

1.一种调节电路，其特征在于，包括：

电阻性元件，所述电阻性元件具有耦合到第一电力供应电压端的第一端，和耦合到内部电力供应节点的第二端；

第一晶体管，所述第一晶体管具有耦合到所述内部电力供应节点的第一电流电极、控制电极以及被耦合以将第一电流提供到电路负载的第二电流电极；

第二晶体管，所述第二晶体管具有耦合到所述第一晶体管的所述第二电流电极的第一电流电极、控制电极以及被耦合以提供第二电流以对电池充电的第二电流电极；

可变电阻，所述可变电阻具有耦合到所述第二晶体管的所述第二电流电极的第一端，和耦合到第二电力供应电压端的第二端；

第一反馈回路，所述第一反馈回路用于响应于所述内部电力供应节点处的电压而控制所述第一晶体管的传导性；

第二反馈回路，所述第二反馈回路用于响应于所述电池处的电压而控制所述第二晶体管的传导性；以及

数字控制回路，所述数字控制回路耦合于所述内部电力供应节点与所述可变电阻之间，所述数字控制回路用于响应于检测所述内部电力供应节点的所述电压的下降而降低所述电池的所述第二电流；

其中数字控制回路包括：

第一比较器，所述第一比较器具有用于接收所述内部电力供应节点处的所述电压的第一输入、用于接收第一阈值电压的第二端以及耦合到数字控制电路的输出；以及

第二比较器，所述第二比较器具有用于接收所述内部电力供应节点处的所述电压的第一输入、用于接收第二阈值电压的第二端以及耦合到所述数字控制电路的输出，其中所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压；

所述数字控制回路将：

响应于所述内部电力供应节点处的所述电压下降到所述第一阈值电压和所述第二阈值电压之下而将所述第二电流降低到最低电流；

响应于所述内部电力供应节点处的所述电压升高到所述第一阈值电压和所述第二阈值电压之上而逐渐升高所述第二电流；或

响应于所述内部电力供应节点处的所述电压下降到所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间而停止逐渐升高所述第二电流。

2.根据权利要求1所述的调节电路，其特征在于，响应于检测所述内部电力供应节点的所述电压的升高，所述数字控制回路分步地逐渐升高所述电池的所述第二电流。

3.根据权利要求1所述的调节电路，其特征在于，所述可变电阻包括多个并行连接的开关式电阻性元件。

4.根据权利要求1所述的调节电路，其特征在于，所述数字控制回路由状态机控制。

5.一种用于数字调节输出电流以对电池充电的方法，其特征在于，所述方法包括：

将反馈电压与第一阈值电压和第二阈值电压进行比较，其中所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压；

确定所述反馈电压低于所述第一阈值电压和所述第二阈值电压，将所述输出给电池的第二电流降低到最低电流值；

确定所述反馈电压在所述第一阈值电压和所述第二阈值电压之上，逐步将所述第二电流逐渐升高到所述最低电流值之上；

电阻性元件处的所述反馈电压下降到所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间，停止逐渐升高所述第二电流；以及

在每一步骤之后，将所述反馈电压与所述第一阈值电压和所述第二阈值电压进行比较。

6.一种用于调节穿过与第一晶体管串行连接的电阻性元件的输出电流的方法，提供所述输出电流以将第一电流供应到电路负载且供应第二电流以对电池充电，其特征在于，所述方法包括：

确定所述电阻性元件处的电压低于参考电压；

激活用于控制第二晶体管的传导性以降低所述输出电流的模拟反馈回路；

确定所述电阻性元件处的所述电压低于第一阈值电压和第二阈值电压，其中所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压；

将所述第二电流降低到预定最低电流；

确定所述电阻性元件处的所述电压高于所述第一阈值电压，分步地将所述第二电流从所述最低电流逐渐升高到预定目标电流；

所述电阻性元件处的所述电压下降到所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之间，停止逐渐升高所述第二电流。

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