CN108732411A - 一种自适应采样电路及其开关充电芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应采样电路及其开关充电芯片，该自适应采样电路包括：运算放大器、开关管、电压转换电阻、内部采样电阻模块、解码模块以及寄存器，其中，解码模块获取寄存器的外部采样电阻的信息，并进行解码处理，得到内部采样电阻模块的配置信息，根据配置信息选择对应的内部采样电阻与外部采样电阻进行匹配。本发明根据客户需求使得采样电路更加智能，简化了充电电流配置表格，通过本发明可以达到不同外部采样电阻，确保充电电流是一样的，且充电电流配置表格也只有一个。

Description

一种自适应采样电路及其开关充电芯片
技术领域
本发明涉及芯片集成技术领域，特别是涉及一种自适应采样电路及其开关充电芯片。
背景技术
随着各种便携式电子产品的出现，使我们的生活更加便利，更加丰富多彩。锂离子电池由于具有反复可以充电的特性，自然而然的成为了便携式电子产品的供电电源，作为主流的给锂离子电池充电的开关充电芯片，就具有很广泛的应用市场。常规的开关充电芯片分为带动态路径管理的(有powerpath FET)和不带动态路径管理的(没有powerpathFET)，其中，不带动态路径管理的充电芯片，由于其成本更低，在中低端电子产品中有广阔的市场，但这类芯片由于没有powerpath FET，无法获得充电电流的信息，所以这类芯片都会在充电路径上面串联一个外部采样电阻Rsns获取电流信息，如图1所示。当然，由于有外部采样电阻Rsns会降低充电芯片的转换效率，所以这类芯片不适合大电流充电。
为了提高充电效率，通常外部采样电阻Rsns都比较小，比如，常用的有33mohm，55mohm，68mohm等规格。但是，由于现有技术中的常规采样电路无法自适应外部采样电阻Rsns，只能针对某一个外部采样电阻Rsns进行设计，比如：选用68mohm的外部采样电阻设计采样电路，如图2所示，对于68mohm的应用，其充电电流是可以控制的比较准确的，但若需要进一步提高充电效率，就需要将外部采样电阻从68mohm改为33mohm，在相同的配置情况下，充电电流提高了两倍，这种改变会对客户的应用场景造成问题，且为了便于指导客户使用，生产方需要基于不同的外部采样电阻提供不同的充电电流配置表格。
发明内容
本发明的目的在于提出一种自适应采样电路及其开关充电芯片，以实现根据客户需求使得采样电路更加智能，简化充电电流配置表格。
为达到上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种自适应采样电路，适用于开关充电芯片，所述自适应采样电路包括：运算放大器、开关管、电压转换电阻、内部采样电阻模块、解码模块以及寄存器，其中：
所述运算放大器的正向输入端作为所述自适应采样电路的第一端与外部采样电阻的第一端相连，所述内部采样电阻模块的第一端作为所述自适应采样电路的第二端与所述外部采样电阻的第二端相连；
所述内部采样电阻模块的第二端分别与所述运算放大器的反向输入端和所述开关管的第一端相连，所述运算放大器的输出端与所述开关管的第三端相连，所述开关管的第二端通过所述电压转换电阻接地；
所述内部采样电阻模块的第三端与所述解码模块的输出端相连，所述解码模块的输入端与所述寄存器相连；
所述解码模块获取所述寄存器的所述外部采样电阻的信息，并进行解码处理，得到所述内部采样电阻模块的配置信息，根据所述配置信息选择对应的内部采样电阻与所述外部采样电阻进行匹配。
优选的，所述内部采样电阻模块包括至少一路的内部采样电阻支路，所述内部采样电阻支路包括一个内部采样电阻和一个可控开关。
优选的，所述寄存器与所述外部采样电阻通过通信协议进行通信，将所述外部采样电阻信息存储至所述寄存器。
优选的，所述通信协议为I2C通信协议。
优选的，所述开关管为PMOS。
优选的，所述开关管的第一端为源极，所述开关管的第二端为漏极，所述开关管的第三端为控制端。
一种开关充电芯片，包括：上述所述的自适应采样电路。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种自适应采样电路及其开关充电芯片，该自适应采样电路包括：运算放大器、开关管、电压转换电阻、内部采样电阻模块、解码模块以及寄存器，其中：运算放大器的正向输入端作为自适应采样电路的第一端与外部采样电阻的第一端相连，内部采样电阻模块的第一端作为自适应采样电路的第二端与外部采样电阻的第二端相连；内部采样电阻模块的第二端分别与运算放大器的反向输入端和开关管的第一端相连，运算放大器的输出端与开关管的第三端相连，开关管的第二端通过电压转换电阻接地；内部采样电阻模块的第三端与解码模块的输出端相连，解码模块的输入端与寄存器相连；解码模块获取寄存器的外部采样电阻的信息，并进行解码处理，得到内部采样电阻模块的配置信息，根据配置信息选择对应的内部采样电阻与外部采样电阻进行匹配。本发明根据客户需求使得采样电路更加智能，简化了充电电流配置表格，通过本发明可以达到不同外部采样电阻，确保充电电流是一样的，且充电电流配置表格也只有一个。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中带外部采样电阻的充电芯片原理图；
图2为现有技术中常规的带外部采样电阻的采样电路示意图；
图3为本发明实施例提供的一种自适应采样电路示意图；
图4为本发明实施例提供的一种自适应采样电路实施例具体示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过分析，得到出现有技术的问题的根源是外部采样电阻更换了，而芯片内部采样电路的采样系数没有跟着变化。比如：针对68mohm的应用场景，设计采样电路的采样系数是1/20000，那么当外部采样电阻换为33mohm情况，而芯片的内部采样电路不变时，此时采样系数变为了1/41212，这样充电电流就会发生很大的变化。因此，本发明为了保证客户采用不同的外部采样电阻情况下，充电电流配置都维持原样，提供了一种自适应采样电路，其适用于开关充电芯片。
如图3所示，本发明实施例提供了一种自适应采样电路，适用于开关充电芯片，具体该自适应采样电路包括：运算放大器IC、开关管M4、电压转换电阻Rx、内部采样电阻模块11、解码模块12以及寄存器13，其中：
运算放大器IC的正向输入端(+)作为自适应采样电路的第一端与外部采样电阻Rsns的第一端相连，内部采样电阻模块11的第一端作为自适应采样电路的第二端与外部采样电阻Rsns的第二端相连；内部采样电阻模块11的第二端分别与运算放大器IC的反向输入端(-)和开关管M4的第一端相连，运算放大器IC的输出端与开关管M4的第三端相连，开关管M4的第二端通过电压转换电阻Rx接地；内部采样电阻模块11的第三端与解码模块12的输出端相连，解码模块12的输入端与寄存器13相连；
解码模块12获取寄存器13的外部采样电阻Rsns的信息，并进行解码处理，得到内部采样电阻模块11的配置信息，根据配置信息选择对应的内部采样电阻与外部采样电阻Rsns进行匹配。
如图4所示，上述内部采样电阻模块11包括至少一路的内部采样电阻支路111，内部采样电阻支路111包括一个内部采样电阻R0和一个可控开关φ0。
具体的，寄存器与外部采样电阻通过通信协议进行通信，将外部采样电阻信息存储至寄存器。
优选的，通信协议可以为I2C通信协议，当然可以通过其他通信协议进行通信，在此不在进行详细赘述。
优选的，上述开关管M4具体为PMOS，且开关管M4的第一端为源极，开关管M4的第二端为漏极，开关管M4的第三端为控制端。
比如，外部采样电阻时68mohm时，我们芯片内部的采样电阻是1360ohm，电流采样比例是1:20000。若现在想采样33mohm的外部采样电阻，为了保证充电电流不变，我们只需要通过协议告诉芯片，目前是33mohm的外部采样电阻，芯片内部通过处理，会将1360moh的采样支路断开，选择660moh的采样支路与外部的33mohm采样电阻进行匹配。本发明根据客户需求使得采样电路更加智能，简化了充电电流配置表格，通过本发明可以达到不同外部采样电阻，确保充电电流是一样的，且充电电流配置表格也只有一个。
本发明实施例公开的一种自适应采样电路，根据客户需求使得采样电路更加智能，简化了充电电流配置表格，通过本发明可以达到不同外部采样电阻，确保充电电流是一样的，且充电电流配置表格也只有一个。
在上述公开的自适应采样电路的基础上，还公开了一种开关充电芯片。
本发明实施例还公开了一种开关充电芯片，该开关充电芯片包括：上述所述的自适应采样电路。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种自适应采样电路，适用于开关充电芯片，其特征在于，所述自适应采样电路包括：运算放大器、开关管、电压转换电阻、内部采样电阻模块、解码模块以及寄存器，其中：
所述运算放大器的正向输入端作为所述自适应采样电路的第一端与外部采样电阻的第一端相连，所述内部采样电阻模块的第一端作为所述自适应采样电路的第二端与所述外部采样电阻的第二端相连；
所述内部采样电阻模块的第二端分别与所述运算放大器的反向输入端和所述开关管的第一端相连，所述运算放大器的输出端与所述开关管的第三端相连，所述开关管的第二端通过所述电压转换电阻接地；
所述内部采样电阻模块的第三端与所述解码模块的输出端相连，所述解码模块的输入端与所述寄存器相连；
所述解码模块获取所述寄存器的所述外部采样电阻的信息，并进行解码处理，得到所述内部采样电阻模块的配置信息，根据所述配置信息选择对应的内部采样电阻与所述外部采样电阻进行匹配。
2.根据权利要求1所述的自适应采样电路，其特征在于，所述内部采样电阻模块包括至少一路的内部采样电阻支路，所述内部采样电阻支路包括一个内部采样电阻和一个可控开关。
3.根据权利要求1所述的自适应采样电路，其特征在于，所述寄存器与所述外部采样电阻通过通信协议进行通信，将所述外部采样电阻信息存储至所述寄存器。
4.根据权利要求3所述的自适应采样电路，其特征在于，所述通信协议为I2C通信协议。
5.根据权利要求1所述的自适应采样电路，其特征在于，所述开关管为PMOS。
6.根据权利要求1所述的自适应采样电路，其特征在于，所述开关管的第一端为源极，所述开关管的第二端为漏极，所述开关管的第三端为控制端。
7.一种开关充电芯片，其特征在于，包括：上述权利要求1-6任意一项所述的自适应采样电路。
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