CN109768591A - 一种可充电电源的智能控制芯片及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可充电电源的智能控制芯片及控制方法，其中智能控制芯片包括充电模块、升压模块、与所述升压模块连接的开关管、两个电阻、电压输入端、电压输出端和电池连接端，两个电阻串联后一端连接到所述电压输出端，另一端与智能控制芯片的接地端相连，所述升压模块的反馈端连接到两个电阻之间，所述电池连接端连接到所述充电模块输出端与所述升压模块输入端，所述电池连接端连接到充电模块与所述升压模块之间。本发明防止过热对安全造成危害，又能最大程度保持稳定，不会立即打断负载的充电，因此对设备充电时比较稳定。
Description
技术领域
本发明涉及电源领域，具体涉及一种可充电电源的智能控制芯片及控制方法。
背景技术
目前以充电宝为代表的可充电电源广泛使用，以防止电子设备在断电之后停止工作，如果在外出情况下，可充电电源更是不可缺少。但现有的可充电电源在升压过程中因为会保持较高的消耗而降低其对外放电时间。由于可充电电源在充电或升压放电时都会放出大量热量，当可充电电源内的温度超过一定温度不仅会导致芯片过热损坏，还有造成火灾、爆炸等事故的隐患。因此寻找一种能耗低，发热效果小并且能根据可充电电源内的温度情况调整相应充电或放电模块的开启和关闭。这样才能解决可充电电源能耗高，发热量大，容易造成危险的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可充电电源的智能控制芯片及控制方法，以解决现有技术中可充电电源的控制芯片效率低，能耗高，并且缺乏集成在智能控制芯片内防过热电路，在环境温度高时可充电电源容易过热损坏部件，以及造成爆炸火灾等事故的问题。
所述的一种可充电电源的智能控制芯片，包括充电模块、升压模块、与所述升压模块连接的开关管、两个电阻、电压输入端、电压输出端和电池连接端，两个电阻串联后一端连接到所述电压输出端，另一端与智能控制芯片的接地端相连，所述升压模块的反馈端连接到两个电阻之间，所述电池连接端连接到所述充电模块输出端与所述升压模块输入端，所述电池连接端连接到充电模块与所述升压模块之间，该智能控制芯片还包括与温度感应器连接的过热信号输入端、触发器、状态控制模块、反馈控制模块和过热计时模块，所述状态控制模块分别连接到所述充电模块、所述反馈控制模块、所述过热计时模块输出端、所述过热信号输入端和所述触发器输入端，所述反馈控制模块连接在所述电阻与所述接地端之间，所述触发器的输出端与所述升压模块的使能端相连，所述过热计时模块的输入端连接到所述过热信号输入端，当智能控制芯片的输入电压小于电池电压时，充电模块不工作；当智能控制芯片的输入电压大于电池电压时，充电模块开始工作对电池充电；当温度感应器检测到可充电电源内部的温度过热时发出过热信号，状态控制模块接收到过热信号后关闭正在工作的充电模块或升压模块；所述过热计时模块接收到过热信号后开始计时，当达到设定时间仍能接收到过热信号则向状态控制模块发出超时信号，所述状态控制模块关闭充电模块和升压模块。
优选的，本智能控制芯片还包括唤醒电路，所述唤醒电路包括基准电压源和比较器，所述电压输入端连接到所述基准电压源的正极，所述比较器的反向输入端连接到所述基准电压源的负极，所述比较器的正向输入端连接到所述电压输出端，所述比较器的输出端连接到所述触发器的输入端，当充电模块不工作，且可充电电源没有接负载时，所述升压模块、所述状态控制模块和所述反馈控制模块均被关闭；当充电模块的输入电压小于电池电压，且可充电电源接有负载时，若电池电压与移动电压输出端之间的压差大于基准电压源电压，则比较器使触发器复位，触发器输出高电平，使升压模块工作，同时发出信号让所述反馈控制模块工作，此时的状态控制模块通过检测与所述开关管关闭时间来判断负载电流的大小，当负载电流小于关断阈值时，状态控制模块关闭升压模块。
优选的，所述充电模块开始工作时对所述状态控制模块发出开始充电信号，所述升压模块开始工作时也对所述状态控制模块发出开始升压信号，所述状态控制模块收到过热信号时，如果只收到开始充电信号或开始升压信号，则相应关闭所述充电模块或所述升压模块，如果开始充电信号或开始升压信号均收到，则首先关闭充电模块，当状态控制模块再收到超时信号，则关闭升压模块。
优选的，所述温度感应器检测到可充电电源内部的温度下降到安全温度以下时发出复原信号，所述状态控制模块在收到过热信号后进入防过热状态，收到开始充电信号或开始升压信号会相应关闭所述充电模块或所述升压模块，所述状态控制模块收到复原信号会进入正常状态，收到开始充电信号或开始升压信号会正常打开相应的充电模块或反馈控制模块，所述过热计时模块接收到复原信号后会将计时器重置。
优选的，所述开关管为MOS管，其漏极与智能控制芯片的开关端连接，源极连接到所述升压模块，栅极接地，所述升压模块是BOOST功能电路模块，与所述开关管、智能控制芯片外围的电感、肖特基二极管和输出电容一起构成BOOST升压电路；电感与肖特基二极管串联，一端到所述电池，另一端连接到所述电压输出端，所述开关端连接到所述电感与所述肖特基二极管之间，所述输出电容并联在负载接入端。
优选的，所述开关管为MOS管，其漏极与智能控制芯片的开关端连接，源极连接到所述升压模块，栅极接地，所述升压模块是BOOST功能电路模块，与所述开关管、智能控制芯片外围的电感、同步整流开关管、所述同步整流开关管的寄生二极管和输出电容一起构成BOOST升压电路；电感与同步整流开关管串联，一端到所述电池，另一端连接到所述电压输出端，所述开关端连接到所述电感与所述同步整流开关管之间，所述输出电容并联在负载接入端。
优选的，本智能控制芯片还包括过流保护电路，所述过流保护电路设在所述电阻与所述电压输出端之间，并具有连接到所述状态控制模块的信号输出端。
本发明还提供了一种可充电电源的控制方法，使用上述的一种可充电电源的智能控制芯片，包括如下步骤：
S1、所述充电模块检测输入电压是否大于电池电压，如果是则打开充电模块，否则关闭充电模块，充电模块打开或关闭时会发出相应的开始充电信号或停止充电信号到状态控制模块；
S2、所述升压模块打开或关闭时会相应发出开始升压信号或停止升压信号到状态控制模块；
S3、所述温度感应器检测可充电电源内部的温度，当温度超过安全温度发出过热信号到过热信号输入端；
S4、状态控制模块在接收到过热信号进入防过热状态，如果之前接收到开始充电信号则发出信号关闭充电模块，如果接收到开始升压信号则通过触发器关闭升压模块，如果开始充电信号和所述开始升压信号都接收到则关闭充电模块；
S5、状态控制模块在防过热状态下只要接收到开始充电信号或开始升压信号就会相应关闭充电模块或升压模块；
S6、所述过热计时模块接收到过热信号开始计时，当时间达到设定时间仍接收到过热信号则发出超时信号，如果状态控制模块接收到超时信号则关闭充电模块和升压模块；
上述步骤S1-S3能够同时实现也能分先后实现，步骤S1、S2也能分别单独实现。
优选的，所述步骤S2中唤醒电路检测电池电压与移动电压输出端之间的压差，如果该压差大于基准电压源电压则比较器则使触发器复位，触发器输出高电平，使升压模块工作，同时发出信号让所述反馈控制模块工作，此时的状态控制模块通过检测与所述开关管关闭时间来判断负载电流的大小，当负载电流小于关断阈值时，状态控制模块关闭升压模块，否则不发出信号。
优选的，本方法还包括S7、所述温度感应器检测到可充电电源内部的温度下降到安全温度以下时发出复原信号，所述状态控制模块收到复原信号会进入正常状态，收到开始充电信号或开始升压信号会正常打开相应的充电模块或反馈控制模块，所述过热计时模块接收到复原信号后会将计时器重置。
本发明有下列优点：现有技术不具有的对充电和升压部分的分别控制，通过对输入电压的检测能自动控制是否对电池进行充电，当升压时，通过反馈电路能自动控制升压保持稳定的输出电压。在上述基础上，本芯片在收到温度感应器的信号后能及时进入或退出防过热状态，并根据收到的信号对应关闭充电模块或升压模块来停止充电或放电，而且本发明在可充电电源同时进行充电和放电的情况下还能优先停止放电，不会立即打断负载的充电，因此对设备充电时比较稳定。相应的在收到超时信号说明停止充电不能让可充电电源内的温度降低到安全温度的情况下，能立即关闭充电模块和升压模块，最大程度保持稳定，防止过热对安全造成危害。
同时通过唤醒电路能由比较器检测接入负载后产生的压降效果，并由此输出结果，当压降大于设定的标准电源电压时打开升压模块进行升压，否则关闭升压模块。如果充电模块停止，电压输出端也未接入负载，则所述升压模块、所述状态控制模块和所述反馈控制模块均被关闭，大大减少了待机状态下不必要的能耗，也能避免温度不必要的升高。直到唤醒电路唤醒升压模块，并进一步激活状态控制模块，在升压状态下状态控制模块会打开反馈控制模块，实现对升压过程的自动控制，具有智能化、安全可靠、以及操作方便等多方面优点。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
图3为本发明实施例3的结构示意图。
上述附图中，1、电池连接端，2、开关端，3、MOS管，4、电压输入端，5、基准电压源，6、比较器，7、接地端，8、过热信号输入端，9、电压输出端，10、肖特基二极管，11、同步整流开关管，12、寄生二极管。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1：
如图1所示，本实施例中本发明提供了一种可充电电源的智能控制芯片，使用智能本控制芯片的可充电电源包括电池、与所述电池并联的滤波电容C1、连接电池正极和电池连接端1的过充过放保护模块、智能控制芯片外围的电感、肖特基二极管10和输出电容。电感连接到电池正极，电感和肖特基二极管10串联到可充电电源的负载接入端，输出电容与负载电阻R3并联。
智能控制芯片包括充电模块、升压模块、与所述升压模块连接的开关管、两个电阻R1H和R2、电压输入端4Vin、电压输出端9Vout和电池连接端1Vbattery，两个电阻串联后一端连接到所述电压输出端9Vout，另一端与智能控制芯片的接地端7GND相连，所述升压模块的反馈端FB连接到两个电阻之间，所述电池连接端1Vbattery连接到所述充电模块输出端与所述升压模块输入端，所述电池连接端1Vbattery连接到充电模块与所述升压模块之间，该智能控制芯片还包括与温度感应器连接的过热信号输入端8、触发器、状态控制模块、反馈控制模块、过热计时模块和过流保护电路。所述状态控制模块分别连接到所述充电模块、所述反馈控制模块、所述过热计时模块输出端、所述过热信号输入端8和所述触发器输入端，所述反馈控制模块连接在所述电阻与所述接地端7GND之间，所述触发器的输出端与所述升压模块的使能端EN相连，所述过热计时模块的输入端连接到所述过热信号输入端8，当智能控制芯片的输入电压小于电池电压时，充电模块不工作；当智能控制芯片的输入电压大于电池电压时，充电模块开始工作对电池充电；当温度感应器检测到可充电电源内部的温度过热时发出过热信号，状态控制模块接收到过热信号后关闭正在工作的充电模块或升压模块；所述过热计时模块接收到过热信号后开始计时，当达到设定时间仍能接收到过热信号则向状态控制模块发出超时信号，所述状态控制模块关闭充电模块和升压模块。所述过流保护电路设在所述电阻与所述电压输出端9Vout之间，并具有连接到所述状态控制模块的信号输出端，当电压输出端9的电流超过安全电流后，过流保护电路切断输出通路并向状态控制模块发送信号，后者将升压模块和反馈控制模块切断，避免不必要的消耗。
所述充电模块开始工作时对所述状态控制模块发出开始充电信号，所述升压模块开始工作时也对所述状态控制模块发出开始升压信号，所述状态控制模块收到过热信号时，如果只收到开始充电信号或开始升压信号，则相应关闭所述充电模块或所述升压模块，如果开始充电信号或开始升压信号均收到，则首先关闭充电模块，当状态控制模块再收到超时信号，则关闭升压模块。
所述温度感应器检测到可充电电源内部的温度下降到安全温度以下时发出复原信号，所述状态控制模块在收到过热信号后进入防过热状态，收到开始充电信号或开始升压信号会相应关闭所述充电模块或所述升压模块，所述状态控制模块收到复原信号会进入正常状态，收到开始充电信号或开始升压信号会正常打开相应的充电模块或反馈控制模块，所述过热计时模块接收到复原信号后会将计时器重置。
所述开关管为MOS管3，其漏极与智能控制芯片的开关端2连接，源极连接到所述升压模块，栅极接地，所述升压模块是BOOST功能电路模块，与所述开关管、智能控制芯片外围的电感、肖特基二极管10和输出电容一起构成BOOST升压电路；电感与肖特基二极管10串联，一端到所述电池，另一端连接到所述电压输出端9Vout，所述开关端2连接到所述电感与所述肖特基二极管10之间，所述输出电容并联在负载接入端。
实施例2：
如图2所示，本实施例中本发明提供了一种可充电电源的智能控制芯片，使用智能本控制芯片的可充电电源包括电池、与所述电池并联的滤波电容C1、连接电池正极和电池连接端1的过充过放保护模块、智能控制芯片外围的电感、肖特基二极管10和输出电容。电感连接到电池正极，电感和肖特基二极管10串联到可充电电源的负载接入端，输出电容与负载电阻R3并联。
智能控制芯片包括充电模块、升压模块、与所述升压模块连接的开关管、两个电阻R1H和R2、电压输入端4Vin、电压输出端9Vout和电池连接端1Vbattery，两个电阻串联后一端连接到所述电压输出端9Vout，另一端与智能控制芯片的接地端7GND相连，所述升压模块的反馈端FB连接到两个电阻之间，所述电池连接端1Vbattery连接到所述充电模块输出端与所述升压模块输入端，所述电池连接端1Vbattery连接到充电模块与所述升压模块之间，该智能控制芯片还包括与温度感应器连接的过热信号输入端8、触发器、状态控制模块、反馈控制模块、过热计时模块和过流保护电路。所述状态控制模块分别连接到所述充电模块、所述反馈控制模块、所述过热计时模块输出端、所述过热信号输入端8和所述触发器输入端，所述反馈控制模块连接在所述电阻与所述接地端7GND之间，所述触发器的输出端与所述升压模块的使能端EN相连，所述过热计时模块的输入端连接到所述过热信号输入端8，当智能控制芯片的输入电压小于电池电压时，充电模块不工作；当智能控制芯片的输入电压大于电池电压时，充电模块开始工作对电池充电；当温度感应器检测到可充电电源内部的温度过热时发出过热信号，状态控制模块接收到过热信号后关闭正在工作的充电模块或升压模块；所述过热计时模块接收到过热信号后开始计时，当达到设定时间仍能接收到过热信号则向状态控制模块发出超时信号，所述状态控制模块关闭充电模块和升压模块。所述过流保护电路设在所述电阻与所述电压输出端9Vout之间，并具有连接到所述状态控制模块的信号输出端，当电压输出端9的电流超过安全电流后，过流保护电路切断输出通路并向状态控制模块发送信号，后者将升压模块和反馈控制模块切断，避免不必要的消耗。
本智能控制芯片还包括唤醒电路，所述唤醒电路包括基准电压源5和比较器6，所述电压输入端4Vin连接到所述基准电压源5的正极，所述比较器6的反向输入端连接到所述基准电压源5的负极，所述比较器6的正向输入端连接到所述电压输出端9Vout，所述比较器6的输出端连接到所述触发器的输入端，当充电模块不工作，且可充电电源没有接负载时，所述升压模块、所述状态控制模块和所述反馈控制模块均被关闭；当充电模块的输入电压小于电池电压，且可充电电源接有负载时，若电池电压与移动电压输出端9Vout之间的压差大于基准电压源5电压，则比较器6使触发器复位，触发器输出高电平，使升压模块工作，同时发出信号让所述反馈控制模块工作，此时的状态控制模块通过检测与所述开关管关闭时间来判断负载电流的大小，当负载电流小于关断阈值时，状态控制模块关闭升压模块。
所述充电模块开始工作时对所述状态控制模块发出开始充电信号，所述升压模块开始工作时也对所述状态控制模块发出开始升压信号，所述状态控制模块收到过热信号时，如果只收到开始充电信号或开始升压信号，则相应关闭所述充电模块或所述升压模块，如果开始充电信号或开始升压信号均收到，则首先关闭充电模块，当状态控制模块再收到超时信号，则关闭升压模块。
所述温度感应器检测到可充电电源内部的温度下降到安全温度以下时发出复原信号，所述状态控制模块在收到过热信号后进入防过热状态，收到开始充电信号或开始升压信号会相应关闭所述充电模块或所述升压模块，所述状态控制模块收到复原信号会进入正常状态，收到开始充电信号或开始升压信号会正常打开相应的充电模块或反馈控制模块，所述过热计时模块接收到复原信号后会将计时器重置。
所述开关管为MOS管3，其漏极与智能控制芯片的开关端2连接，源极连接到所述升压模块，栅极接地，所述升压模块是BOOST功能电路模块，与所述开关管、智能控制芯片外围的电感、肖特基二极管10和输出电容一起构成BOOST升压电路；电感与肖特基二极管10串联，一端到所述电池，另一端连接到所述电压输出端9Vout，所述开关端2连接到所述电感与所述肖特基二极管10之间，所述输出电容并联在负载接入端。
实施例3：
如图3所示，使用本实施例的智能本控制芯片的可充电电源包括电池、与所述电池并联的滤波电容C1、连接电池正极和电池连接端1的过充过放保护模块、智能控制芯片外围的电感和输出电容。与实施例2不同点在于，用同步整流开关管11替换肖特基二极管10，且同步整流开关管11上并联有寄生二极管12。电感连接到电池正极，电感和同步整流开关管11串联到可充电电源的负载接入端，输出电容与负载电阻R3并联。
本实施例中的智能控制芯片包括充电模块、升压模块、与所述升压模块连接的开关管、两个电阻R1H和R2、电压输入端4Vin、电压输出端9Vout和电池连接端1Vbattery，两个电阻串联后一端连接到所述电压输出端9Vout，另一端与智能控制芯片的接地端7GND相连，所述升压模块的反馈端FB连接到两个电阻之间，所述电池连接端1Vbattery连接到所述充电模块输出端与所述升压模块输入端，所述电池连接端1Vbattery连接到充电模块与所述升压模块之间，该智能控制芯片还包括与温度感应器连接的过热信号输入端8、触发器、状态控制模块、反馈控制模块、过热计时模块和过流保护电路。所述状态控制模块分别连接到所述充电模块、所述反馈控制模块、所述过热计时模块输出端、所述过热信号输入端8和所述触发器输入端，所述反馈控制模块连接在所述电阻与所述接地端7GND之间，所述触发器的输出端与所述升压模块的使能端EN相连，所述过热计时模块的输入端连接到所述过热信号输入端8，当智能控制芯片的输入电压小于电池电压时，充电模块不工作；当智能控制芯片的输入电压大于电池电压时，充电模块开始工作对电池充电；当温度感应器检测到可充电电源内部的温度过热时发出过热信号，状态控制模块接收到过热信号后关闭正在工作的充电模块或升压模块；所述过热计时模块接收到过热信号后开始计时，当达到设定时间仍能接收到过热信号则向状态控制模块发出超时信号，所述状态控制模块关闭充电模块和升压模块。所述过流保护电路设在所述电阻与所述电压输出端9Vout之间，并具有连接到所述状态控制模块的信号输出端，当电压输出端9的电流超过安全电流后，过流保护电路切断输出通路并向状态控制模块发送信号，后者将升压模块和反馈控制模块切断，避免不必要的消耗。
本智能控制芯片还包括唤醒电路，所述唤醒电路包括基准电压源5和比较器6，所述电压输入端4Vin连接到所述基准电压源5的正极，所述比较器6的反向输入端连接到所述基准电压源5的负极，所述比较器6的正向输入端连接到所述电压输出端9Vout，所述比较器6的输出端连接到所述触发器的输入端，当充电模块不工作，且可充电电源没有接负载时，所述升压模块、所述状态控制模块和所述反馈控制模块均被关闭；当充电模块的输入电压小于电池电压，且可充电电源接有负载时，若电池电压与移动电压输出端9Vout之间的压差大于基准电压源5电压，则比较器6使触发器复位，触发器输出高电平，使升压模块工作，同时发出信号让所述反馈控制模块工作，此时的状态控制模块通过检测与所述开关管关闭时间来判断负载电流的大小，当负载电流小于关断阈值时，状态控制模块关闭升压模块。
所述充电模块开始工作时对所述状态控制模块发出开始充电信号，所述升压模块开始工作时也对所述状态控制模块发出开始升压信号，所述状态控制模块收到过热信号时，如果只收到开始充电信号或开始升压信号，则相应关闭所述充电模块或所述升压模块，如果开始充电信号或开始升压信号均收到，则首先关闭充电模块，当状态控制模块再收到超时信号，则关闭升压模块。
所述温度感应器检测到可充电电源内部的温度下降到安全温度以下时发出复原信号，所述状态控制模块在收到过热信号后进入防过热状态，收到开始充电信号或开始升压信号会相应关闭所述充电模块或所述升压模块，所述状态控制模块收到复原信号会进入正常状态，收到开始充电信号或开始升压信号会正常打开相应的充电模块或反馈控制模块，所述过热计时模块接收到复原信号后会将计时器重置。
所述开关管为MOS管3，其漏极与智能控制芯片的开关端2连接，源极连接到所述升压模块，栅极接地，所述升压模块是BOOST功能电路模块，与所述开关管、智能控制芯片外围的电感、同步整流开关管11、所述同步整流开关管11的寄生二极管12和输出电容一起构成BOOST升压电路；电感与同步整流开关管11串联，一端到所述电池，另一端连接到所述电压输出端9Vout，所述开关端2连接到所述电感与所述同步整流开关管11之间，所述输出电容并联在负载接入端。
本发明还提供了一种可充电电源的控制方法，使用该方法的可充电电源中具有上述的智能控制芯片。可充电电源的控制方法具体包括如下步骤：
S1、所述充电模块检测输入电压是否大于电池电压，如果是则打开充电模块，否则关闭充电模块，充电模块打开或关闭时会发出相应的开始充电信号或停止充电信号到状态控制模块；
S2、所述升压模块打开或关闭时会相应发出开始升压信号或停止升压信号到状态控制模块；
S3、所述温度感应器检测可充电电源内部的温度，当温度超过安全温度发出过热信号到过热信号输入端8；
S4、状态控制模块在接收到过热信号进入防过热状态，如果之前接收到开始充电信号则发出信号关闭充电模块，如果接收到开始升压信号则通过触发器关闭升压模块，如果开始充电信号和所述开始升压信号都接收到则关闭充电模块；
S5、状态控制模块在防过热状态下只要接收到开始充电信号或开始升压信号就会相应关闭充电模块或升压模块；
S6、所述过热计时模块接收到过热信号开始计时，当时间达到设定时间仍接收到过热信号则发出超时信号，如果状态控制模块接收到超时信号则关闭充电模块和升压模块。
上述步骤S1-S3能够同时实现也能分先后实现，步骤S1、S2也能分别单独实现。
所述步骤S2中唤醒电路检测电池电压与移动电压输出端9之间的压差，如果该压差大于基准电压源5电压则比较器6则使触发器复位，触发器输出高电平，使升压模块工作，同时发出信号让所述反馈控制模块工作，此时的状态控制模块通过检测与所述开关管关闭时间来判断负载电流的大小，当负载电流小于关断阈值时，状态控制模块关闭升压模块，否则不发出信号。
本方法还包括步骤S7：所述温度感应器检测到可充电电源内部的温度下降到安全温度以下时发出复原信号，所述状态控制模块收到复原信号会进入正常状态，收到开始充电信号或开始升压信号会正常打开相应的充电模块或反馈控制模块，所述过热计时模块接收到复原信号后会将计时器重置。
本方法令智能控制芯片工作在下列状态中：当输入电压不大于电池电压或者压差没有达到阈值，充电模块关闭，如果负载接入端没有连接负载，状态控制模块、升压模块和反馈控制模块都关闭，只有唤醒电路工作，智能控制芯片处于待机状态；如果在待机状态下，当充电接口连接到外部电源，输入电压大于电池电压且压差达到一定阈值，充电模块开始对电池充电，过放过充保护模块防止过充，如果负载接入端没有连接负载，升压模块和反馈控制模块关闭，唤醒电路和状态控制模块工作，智能控制芯片处于充电状态；如果充电状态下，负载接入端接入负载，并且唤醒电路测得的压降达到阈值，唤醒电路会唤醒升压模块工作，并通过状态控制模块打开反馈控制模块，实现对负载的升压充电，过放过充保护模块还起到防止过放电功能，芯片进入同时进行充电和升压的双工作状态；如果待机状态下，负载接入端接入负载，并且唤醒电路测得的压降达到阈值，唤醒电路会唤醒升压模块工作，进而打开状态控制模块，接着打开反馈控制模块，实现对负载的升压充电，过放过充保护模块起到防止过放电功能，芯片进入升压状态；如果升压状态下，当充电接口连接到外部电源，输入电压大于电池电压且压差达到一定阈值，充电模块开始对电池充电，过放过充保护模块防止过充，芯片进入同时进行充电和升压的双工作状态。
在待机状态下，能耗很小，可充电电源基本不会过热；而在充电状态下，如果可充电电源过热，本智能控制芯片在收到过热信号后就会停止充电，并且直至温度下降到安全温度前无法充电或升压；在升压状态下，如果可充电电源过热，本智能控制芯片在收到过热信号后就会停止升压，并且直至温度下降到安全温度前无法充电或升压；而在双工作状态下，无论如何进入该状态，智能控制芯片在收到过热信号后首先停止充电，如果可充电电源在设定时间后仍然过热则在过热计时模块发出超时信号后停止升压，如果温度下降到安全温度，则状态控制模块恢复到正常状态能继续充电。注意过热状态下即使未达到设定时间如果将负载断开，将不能再次连接，防止负载接入时导致电压大幅变化。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可充电电源的智能控制芯片，包括充电模块、升压模块、与所述升压模块连接的开关管、两个电阻、电压输入端(4)、电压输出端(9)和电池连接端(1)，两个电阻串联后一端连接到所述电压输出端(9)，另一端与智能控制芯片的接地端(7)相连，所述升压模块的反馈端连接到两个电阻之间，所述电池连接端(1)连接到所述充电模块输出端与所述升压模块输入端，所述电池连接端(1)连接到充电模块与所述升压模块之间，其特征在于：还包括与温度感应器连接的过热信号输入端(8)、触发器、状态控制模块、反馈控制模块和过热计时模块，所述状态控制模块分别连接到所述充电模块、所述反馈控制模块、所述过热计时模块输出端、所述过热信号输入端(8)和所述触发器输入端，所述反馈控制模块连接在所述电阻与所述接地端(7)之间，所述触发器的输出端与所述升压模块的使能端相连，所述过热计时模块的输入端连接到所述过热信号输入端(8)，当智能控制芯片的输入电压小于电池电压时，充电模块不工作；当智能控制芯片的输入电压大于电池电压时，充电模块开始工作对电池充电；当温度感应器检测到可充电电源内部的温度过热时发出过热信号，状态控制模块接收到过热信号后关闭正在工作的充电模块或升压模块；所述过热计时模块接收到过热信号后开始计时，当达到设定时间仍能接收到过热信号则向状态控制模块发出超时信号，所述状态控制模块关闭充电模块和升压模块。
2.根据权利要求1所述的一种可充电电源的智能控制芯片，其特征在于：还包括唤醒电路，所述唤醒电路包括基准电压源(5)和比较器(6)，所述电压输入端(4)连接到所述基准电压源(5)的正极，所述比较器(6)的反向输入端连接到所述基准电压源(5)的负极，所述比较器(6)的正向输入端连接到所述电压输出端(9)，所述比较器(6)的输出端连接到所述触发器的输入端，当充电模块不工作，且可充电电源没有接负载时，所述升压模块、所述状态控制模块和所述反馈控制模块均被关闭；当充电模块的输入电压小于电池电压，且可充电电源接有负载时，若电池电压与移动电压输出端(9)之间的压差大于基准电压源(5)电压，则比较器(6)使触发器复位，触发器输出高电平，使升压模块工作，同时发出信号让所述反馈控制模块工作，此时的状态控制模块通过检测与所述开关管关闭时间来判断负载电流的大小，当负载电流小于关断阈值时，状态控制模块关闭升压模块。
3.根据权利要求1或2所述的一种可充电电源的智能控制芯片，其特征在于：所述充电模块开始工作时对所述状态控制模块发出开始充电信号，所述升压模块开始工作时也对所述状态控制模块发出开始升压信号，所述状态控制模块收到过热信号时，如果只收到开始充电信号或开始升压信号，则相应关闭所述充电模块或所述升压模块，如果开始充电信号或开始升压信号均收到，则首先关闭充电模块，当状态控制模块再收到超时信号，则关闭升压模块。
4.根据权利要求3所述的一种可充电电源的智能控制芯片，其特征在于：所述温度感应器检测到可充电电源内部的温度下降到安全温度以下时发出复原信号，所述状态控制模块在收到过热信号后进入防过热状态，收到开始充电信号或开始升压信号会相应关闭所述充电模块或所述升压模块，所述状态控制模块收到复原信号会进入正常状态，收到开始充电信号或开始升压信号会正常打开相应的充电模块或反馈控制模块，所述过热计时模块接收到复原信号后会将计时器重置。
5.根据权利要求4所述的一种可充电电源的智能控制芯片，其特征在于：所述开关管为MOS管(3)，其漏极与智能控制芯片的开关端(2)连接，源极连接到所述升压模块，栅极接地，所述升压模块是BOOST功能电路模块，与所述开关管、智能控制芯片外围的电感、肖特基二极管(10)和输出电容一起构成BOOST升压电路；电感与肖特基二极管(10)串联，一端到所述电池，另一端连接到所述电压输出端(9)，所述开关端(2)连接到所述电感与所述肖特基二极管(10)之间，所述输出电容并联在负载接入端。
6.根据权利要求4所述的一种可充电电源的智能控制芯片，其特征在于：所述开关管为MOS管(3)，其漏极与智能控制芯片的开关端(2)连接，源极连接到所述升压模块，栅极接地，所述升压模块是BOOST功能电路模块，与所述开关管、智能控制芯片外围的电感、同步整流开关管(11)、所述同步整流开关管(11)的寄生二极管(12)和输出电容一起构成BOOST升压电路；电感与同步整流开关管(11)串联，一端到所述电池，另一端连接到所述电压输出端(9)，所述开关端(2)连接到所述电感与所述同步整流开关管(11)之间，所述输出电容并联在负载接入端。
7.根据权利要求5或6所述的一种可充电电源的智能控制芯片，其特征在于：还包括过流保护电路，所述过流保护电路设在所述电阻与所述电压输出端(9)之间，并具有连接到所述状态控制模块的信号输出端。
8.一种可充电电源的控制方法，使用根据权利要求1-7所述的一种可充电电源的智能控制芯片，其特征在于：包括如下步骤：
S1、所述充电模块检测输入电压是否大于电池电压，如果是则打开充电模块，否则关闭充电模块，充电模块打开或关闭时会发出相应的开始充电信号或停止充电信号到状态控制模块；
S2、所述升压模块打开或关闭时会相应发出开始升压信号或停止升压信号到状态控制模块；
S3、所述温度感应器检测可充电电源内部的温度，当温度超过安全温度发出过热信号到过热信号输入端(8)；
S4、状态控制模块在接收到过热信号进入防过热状态，如果之前接收到开始充电信号则发出信号关闭充电模块，如果接收到开始升压信号则通过触发器关闭升压模块，如果开始充电信号和所述开始升压信号都接收到则关闭充电模块；
S5、状态控制模块在防过热状态下只要接收到开始充电信号或开始升压信号就会相应关闭充电模块或升压模块；
S6、所述过热计时模块接收到过热信号开始计时，当时间达到设定时间仍接收到过热信号则发出超时信号，如果状态控制模块接收到超时信号则关闭充电模块和升压模块；
上述步骤S1-S3能够同时实现也能分先后实现，步骤S1、S2也能分别单独实现。
9.根据权利要求8所述的一种可充电电源的控制方法，其特征在于：所述步骤S2中唤醒电路检测电池电压与移动电压输出端(9)之间的压差，如果该压差大于基准电压源(5)电压则比较器(6)则使触发器复位，触发器输出高电平，使升压模块工作，同时发出信号让所述反馈控制模块工作，此时的状态控制模块通过检测与所述开关管关闭时间来判断负载电流的大小，当负载电流小于关断阈值时，状态控制模块关闭升压模块，否则不发出信号。
10.根据权利要求8所述的一种可充电电源的控制方法，其特征在于：还包括S7、所述温度感应器检测到可充电电源内部的温度下降到安全温度以下时发出复原信号，所述状态控制模块收到复原信号会进入正常状态，收到开始充电信号或开始升压信号会正常打开相应的充电模块或反馈控制模块，所述过热计时模块接收到复原信号后会将计时器重置。
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| CN110562067A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-12-13 | 东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司 | 一种evcc自动唤醒电路及方法 |
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2018
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