CN110943503A - 负载开关电路和使用负载开关电路控制电池电力的方法 - Google Patents

负载开关电路和使用负载开关电路控制电池电力的方法 Download PDF

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Abstract

一种负载开关电路包括：充电晶体管、电流传感器、电压传感器、选择器、电流控制器和模式控制器。充电晶体管连接在第一开关节点和第二开关节点之间，并响应于充电控制信号而控制充电电流。电流传感器连接到第一开关节点和第二开关节点，并感测充电电流以产生电流感测信号。电压传感器连接到第一开关节点和第二开关节点，并且感测充电晶体管的源‑漏电压以产生电压感测信号。选择器响应于模式信号而选择电流感测信号或电压感测信号以产生选择电压信号。电流控制器将选择电压信号与参考电压进行比较以产生充电控制信号。

Description

负载开关电路和使用负载开关电路控制电池电力的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年9月21日向韩国知识产权局(KIPO)递交的韩国专利申请10-2018-0113414的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
示例实施例总体上涉及半导体集成电路，并且更具体地，涉及负载开关电路和使用负载开关电路控制电池电力的方法。
背景技术
诸如智能电话、笔记本计算机等的许多移动设备具有由外部电源供电的内置开关电源电路。例如，当具有调节后的输出的电源适配器插入智能电话时，移动设备中的开关电源电路从插入的电源适配器汲取电流并产生所需电压，用于为移动设备的电池充电，和/或用于操作设备的其他组件。当移除电源适配器时，电池可以释放电荷以向其他组件供电。当外部电源异常操作或当其他组件的负载突然变化时，电池的充电电流和/或放电电流可能偏离指定范围。充电电流和放电电流的这种过冲和/或下冲可能会降低电池的性能和寿命。
发明内容
一些示例实施例可以提供能够高效地控制电池的充电和/或放电的负载开关电路。
一些示例实施例可以提供一种控制电池电力的方法，所述方法能够高效地控制电池的充电和/或放电。
根据示例实施例，一种负载开关电路包括：充电晶体管、电流传感器、电压传感器、选择器、电流控制器和模式控制器。所述充电晶体管连接在施加了电池电压的第一开关节点和施加了充电电压的第二开关节点之间，并响应于充电控制信号而控制充电电流。电流传感器连接到第一开关节点和第二开关节点，并感测充电电流以产生电流感测信号。电压传感器连接到第一开关节点和第二开关节点，并且感测充电晶体管的源漏电压以产生电压感测信号。选择器响应于模式信号而选择电流感测信号和电压感测信号中的一个，以产生选择电压信号。电流控制器将选择电压信号与参考电压进行比较以产生充电控制信号。
根据示例实施例，负载开关电路包括充电晶体管，连接在施加了电池电压的第一开关节点和第二开关节点之间，并且被配置为响应于充电控制信号而控制充电电流。放电晶体管连接在施加了充电电压的第三开关节点和所述第二开关节点之间，并且被配置为响应于放电控制信号而控制放电电流。第一电流传感器连接到所述第一开关节点和所述第二开关节点，并且被配置为感测所述充电电流以产生第一电流感测信号。第二电流传感器连接到所述第三开关节点和所述第二开关节点，并且被配置为感测所述放电电流以产生第二电流感测信号。第一电压传感器连接到所述第一开关节点和所述第二开关节点，并且被配置为感测所述充电晶体管的源-漏电压以产生第一电压感测信号。第二电压传感器连接到所述第三开关节点和所述第二开关节点，并且被配置为感测所述放电晶体管的源-漏电压以产生第二电压感测信号。第一选择器被配置为响应于第一模式信号而选择所述第一电流感测信号和所述第一电压感测信号中的一个，以产生第一选择电压信号。第二选择器被配置为响应于第二模式信号而选择所述第二电流感测信号和所述第二电压感测信号中的一个，以产生第二选择电压信号。第一电流控制器被配置为将所述第一选择电压信号与第一参考电压进行比较以产生所述充电控制信号。第二电流控制器被配置为将所述第二选择电压信号与第二参考电压进行比较以产生所述放电控制信号。
根据示例实施例，一种控制电池电力的方法包括通过感测流过充电晶体管的充电电流来产生第一电流感测信号。通过感测所述充电晶体管的源-漏电压来产生第一电压感测信号。通过响应于第一模式信号而选择所述第一电流感测信号和所述第一电压感测信号中的一个，来产生第一选择电压信号。通过将所述第一选择电压信号与第一参考电压进行比较来控制所述充电电流。
根据示例实施例，一种负载开关电路包括：晶体管、电流传感器、电压传感器和控制电路。所述晶体管响应于控制信号而调节在第一节点和第二节点之间流动的电流。所述电流传感器产生反映电流量的电流信号，所述电压传感器产生反映在所述第一节点和所述第二节点之间生成的电压的电压信号。当所述电流信号从不超过第一参考值转变为超过所述第一参考值时，所述控制电路从基于所述电压信号产生所述控制信号转变为基于所述电流信号产生所述控制信号。
根据示例实施例的负载开关电路以及使用负载开关电路控制电池电力的方法可以通过基于充电电流的幅度和/或放电电流的幅度选择性地执行电压控制模式或电流控制模式，来高效地减少充电电流和/或放电电流的过冲和/或下冲。
附图说明
根据结合附图的以下详细描述，将更清楚地理解本公开的示例实施例。
图1是示出了根据示例实施例的控制电池电力的方法的流程图。
图2是示出了根据示例实施例的负载开关电路的框图。
图3是示出了包括在图2的负载开关电路中的电流传感器的示例实施例的电路图。
图4是示出了包括在图2的负载开关电路中的电压传感器的示例实施例的电路图。
图5是示出了包括在图2的负载开关电路中的电流控制器的示例实施例的电路图。
图6是示出了包括在图5的电流控制器中的电荷泵的示例实施例的电路图。
图7是示出了包括在图2的负载开关电路中的模式控制器的示例实施例的电路图。
图8是示出了图7的模式控制器的操作的时序图。
图9是示出了在电流控制模式下操作的负载开关电路的操作的相关技术时序图。
图10是示出了根据示例实施例的负载开关电路的操作的时序图。
图11是示出了根据示例实施例的控制电池电力的方法的流程图。
图12是示出了根据示例实施例的负载开关电路的框图。
图13是用于描述充电放电晶体管的充电放电电流和对源漏电压的控制的图。
图14和图15是示出了根据示例实施例的包括负载开关电路的系统的图。
具体实施方式
下面将参照附图更全面地描述各种示例实施例，在附图中示出了一些示例实施例。在附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。
图1是示出了根据示例实施例的控制电池电力的方法的流程图。
参照图1，通过感测流过充电晶体管的充电电流来产生电流感测信号(S100)，其中充电晶体管连接在电池电压和充电电压之间。电流感测信号可以是具有根据充电电流的幅度而变化的电压电平的电压信号。另外，通过感测充电晶体管的源-漏电压来产生电压感测信号(S200)。电压感测信号可以是具有根据充电晶体管的源-漏电压的幅度而变化的电压电平的电压信号。下面将参照图3和图4描述产生电流感测信号和电压感测信号的示例实施例。
响应于模式信号，通过选择电流感测信号和电压感测信号中的一个来产生选择电压信号(S300)。模式信号可以指示充电电流是否低于极限电流电平。当充电电流低于极限电流电平时，模式信号可以具有第一逻辑电平，而当充电电流高于极限电流电平时，模式信号可以具有第二逻辑电平。下面将参照图7和图8描述产生模式信号的示例实施例。
通过将选择电压信号与参考电压进行比较来控制充电电流(S400)。可以通过控制施加到充电晶体管的栅电极的栅极电压来执行对充电电流的控制。换言之，可以通过增加栅极电压来增大充电电流，并且可以通过降低栅极电压来减小充电电流。下面将参照图5和图6描述产生栅极电压(即，充电控制信号)的示例实施例。
当充电电流低于极限电流电平时，可以选择电压感测信号作为选择电压信号。在这种情况下，可以基于电压感测信号来控制充电电流，这可以被称为电压控制模式。相反，当充电电流高于极限电流电平时，可以选择电流感测信号作为选择电压信号。在这种情况下，可以基于电流感测信号来控制充电电流，这可以被称为电流控制模式。
这样，根据示例实施例的控制电池电力的方法可以通过基于充电电流的幅度选择性地执行电压控制模式或电流控制模式，来高效地减少充电电流的过冲和/或下冲。
图2是示出了根据示例实施例的负载开关电路的框图。
参照图2，负载开关电路1000可以包括充电晶体管MSW、电流传感器ISN 100、电压传感器VSN 200、选择器SEL 300、电流控制器ICON 400、模式控制器MCON 800和二极管DD。
充电晶体管MSW连接在施加了电池电压VBAT的第一开关节点NS1和施加了充电电压VCHG的第二开关节点NS2之间，并且充电晶体管MSW响应于充电控制信号VGT而控制充电电流ICHG。第一开关节点NS1和第二开关节点NS2对应于充电晶体管MSW的漏极节点和源极节点。充电电流ICHG是当充电电压VCHG高于电池电压VBAT时从第二开关节点NS2流过充电晶体管MSW到第一开关节点NS1的电流。当电池电压VBAT高于充电电压VCHG时，放电电流IDSC从第一开关节点NS1流到第二开关节点NS2。在一些示例实施例中，充电晶体管MSW可以用N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管实现。
电流传感器100连接到第一开关节点NS1和第二开关节点NS2，并感测充电电流ICHG以产生电流感测信号VISEN。下面将参照图3来描述电流传感器100的示例实施例。
电压传感器200连接到第一开关节点NS1和第二开关节点NS2，并且感测充电晶体管MSW的源-漏电压以产生电压感测信号VVSEN。下面将参照图4来描述电压传感器200的示例实施例。
在一些示例实施例中，负载开关电路1000可以实现为可以安装在移动设备中的一个小芯片。在这种情况下，负载开关电路1000可以包括施加了充电电压VCHG的充电焊盘(pad)PDC和施加了电池电压VBAT的电池焊盘PDB。充电焊盘PDC可以连接到移动设备的内部组件，例如充电控制电路、电力管理集成电路等。电池焊盘PDB可以直接连接到安装在移动设备中的电池。
选择器300响应于模式信号MD而选择电流感测信号VISEN和电压感测信号VVSEN中的一个，以产生选择电压信号VSEL。
电流控制器400将选择电压信号VSEL与参考电压VREF进行比较，以产生充电控制信号VGT。下面将参照图5和图6描述电流控制器400的示例实施例。
二极管DD连接在第一开关节点NS1和第二开关节点NS2之间。二极管DD的阳极连接到第一开关节点NS1，二极管DD的阴极连接到第二开关节点NS2，使得二极管DD可以在放电状态下导通。
在通过负载开关电路1000对连接到电池焊盘PDB的电池充电的情况下，当充电电流ICHG低于极限电流电平时，在电压控制模式下控制充电晶体管MSW，并且当充电电流ICHG高于极限电流电平时，充电晶体管MSW在电流控制模式下限制充电电流ICHG。
在电压控制模式下，选择电压感测信号VVSEN作为选择电压信号VSEL，因此启用包括电压传感器200、选择器300和电流控制器400的电压控制环路。相反，在电流控制模式下，选择电流感测信号VISEN作为选择电压信号VSEL，因此启用包括电流传感器100、选择器300和电流控制器400的电流控制环路。
当连接到电池焊盘PDB的电池放电时，充电晶体管MSW的源-漏电压总是由电压控制环路进行控制。在放电状态(即，充电电流ICHG为零)期间，没有关于充电电流ICHG的信息。因此，充电晶体管MSW的栅极电压相对于源极电压增加了电源电压，因此充电晶体管MSW在放电状态期间完全导通。
结果，栅极电压(即充电控制信号VGT的电压电平)由电压控制环路确定，而不管关于低于极限电流电平的电流的电流方向如何。如果充电电流ICHG突然增加而放电电流IDSC和/或充电电流ICHG相对较低并且电压控制环路被启用，则负载开关电路1000可以从电压控制环路转换到电流控制环路以快速地限制充电电流ICHG。因为根据示例实施例的负载开关电路1000保持连续环路控制而不管充电电流ICHG的幅度如何，所以与仅依赖于电流环路控制的传统负载开关电路相比，负载开关电路1000可以具有快速的响应速度。
这样，根据示例实施例的负载开关电路1000和使用负载开关电路1000控制电池电力的方法可以通过基于充电电流ICHG的幅度选择性地执行电压控制模式或电流控制模式，来高效地减少充电电流ICHG的过冲和/或下冲。
图3是示出了包括在图2的负载开关电路中的电流传感器的示例实施例的电路图。
参照图3，电流传感器100可以包括N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管MN11、P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管MP11、电阻器R11和读出放大器ISA。
NMOS晶体管MN11连接在第二开关节点NS2和第一节点N11之间，并且响应于充电控制信号VGT而进行操作。PMOS晶体管MP11连接在第一节点N11和第二节点N12之间，并且响应于放大信号VAI而进行操作。电阻器11连接在第二节点N12和地电压VGN之间。读出放大器ISA放大第一节点N11处的感测电压VBI与第一开关节点NS1处的电池电压VBAT之间的差值，以产生放大信号VAI。
在图3的电流传感器100中，感测电压VBI和电池电压VBAT通过读出放大器ISA和PMOS晶体管MP 11的反馈操作会聚在基本相同的电压电平上(虚短路)。因为充电晶体管MSW和NMOS晶体管MN11的栅极电压、源极电压和漏极电压分别相等，所以流过NMOS晶体管MN11和PMOS晶体管MP11的感测电流ISI可以由充电晶体管MSW和NMOS晶体管MN11的尺寸比来确定。换言之，充电电流ICHG与感测电流ISI的比率可以由充电晶体管MSW和NMOS晶体管MN11的尺寸比来确定。
感测电流ISI流过电阻器R11以引起电阻器R11两端的电压降。可以通过第二节点N12产生与感测电流ISI的幅度和电阻器R11的电阻值的乘积ISI*R1相对应的电流感测信号1VISEN。结果，可以通过第二节点N12提供与充电电流ICHG成比例的电流感测信号VISEN。
在一些示例实施例中，包括在电流传感器100中的电阻器R11可以用可变电阻器实现，该可变电阻器具有根据极限电流设置值LCSET而变化的电阻值。在这种情况下，负载开关电路1000可以控制可变电阻器的电阻值，以调节电流感测信号VISEN的电压电平。结果，可以通过控制电阻器R11的电阻值来控制充电电流ICHG的极限电流电平。极限电流设置值LCSET可以是多个比特的数字值。
图4是示出了包括在图2的负载开关电路中的电压传感器的示例实施例的电路图。
参照图4，电压传感器200可以包括第一电阻器R21、PMOS晶体管MP21、第二电阻器R22和读出放大器VSA。
第一电阻器R21连接在第二开关节点NS2和第一节点N21之间。PMOS晶体管MP21连接在第一节点N21和第二节点N22之间，并且响应于放大信号VAV而进行操作。第二电阻器R22连接在第二节点N22和地电压VGN之间。读出放大器VSA放大第一节点N21处的感测电压VBV与第一开关节点NS1处的电池电压VBAT之间的差值，以产生放大信号VAV。
在图4的电压传感器200中，感测电压VBV和电池电压VBAT通过读出放大器VSA和PMOS晶体管MP21的反馈操作会聚在基本相同的电压电平上(虚短路)。充电晶体管MSW的源-漏电压ΔV被施加到第一电阻器R21，并且ΔV/R21的感测电流ISV流过PMOS晶体管MP21。
感测电流ISV流过第二电阻器R22以引起第二电阻器R22两端的电压降。可以通过第二节点N22产生与感测电流ISV的幅度ΔV/R21和第二电阻器R22的电阻值的乘积ΔV*R22/R21相对应的电压感测信号VVSEN。第一电阻器R21和第二电阻器R22的特性被抵消，结果，可以通过第二节点N22提供与充电晶体管MSW的源-漏电压ΔV成比例的电压感测信号VVSEN。
在一些示例实施例中，包括在电压传感器200中的第二电阻器R22可以用可变电阻器实现，该可变电阻器具有根据电压设置值VSET而变化的电阻值。在这种情况下，负载开关电路1000可以控制可变电阻器的电阻值，以调节电压感测信号VVSEN的电压电平。结果，可以通过控制第二电阻器R22的电阻值来控制充电晶体管MSW的源-漏电压ΔV。电压设置值VSET可以是多个比特的数字值。
图5是示出了包括在图2的负载开关电路中的电流控制器的示例实施例的电路图，并且图6是示出了包括在图5的电流控制器中的电荷泵的示例实施例的电路图。
参照图5，电流控制器400可以包括误差放大器500和电荷泵(CP)600。
误差放大器500可以放大参考电压VREF和选择电压信号VSEL之间的差值，以产生误差放大信号CPIN。
电荷泵600可以对误差放大信号VSEL和电池电压VBAT求和以产生充电控制信号VGT。
参照图6，电荷泵600可以包括第一开关SW1至第八开关SW8、第一电容器C1和第二电容器C2。
第一开关SW1连接在接收误差放大信号CPIN的输入节点NI和第一节点N31之间，并且响应于第一信号SP而进行操作。第二开关SW2连接在第一节点N31和输出充电控制信号VGT的输出节点NO之间，并且响应于与第一信号SP的反相信号相对应的第二信号SPB而进行操作。
第三开关SW3连接在输入节点NI和第二节点N32之间，并且响应于第二信号SPB而进行操作。第四开关SW4连接在第二节点N32和输出节点N0之间，并且响应于第一信号SP而进行操作。
第一电容器C1连接在第一节点N31和第三节点N33之间。第五开关SW5连接在第三节点N33和地电压VGN之间，并且响应于第一信号SP而进行操作。第六开关SW6连接在第三节点N33和电池电压VBAT之间，并且响应于第二信号SPB而进行操作。
第二电容器C2连接在第二节点N32和第四节点N34之间。第七开关SW7连接在第四节点N34和地电压VGN之间，并且响应于第二信号SPB而进行操作。第八开关SW8连接在第四节点N34和电池电压VBAT之间，并且响应于第一信号SP而进行操作。
第一信号SP和第二信号SPB可以如时钟信号一样在第一逻辑电平(例如，逻辑低电平)和第二逻辑电平(例如，逻辑高电平)之间互补地切换。
当第一信号SP处于第一逻辑电平时，即，当第二信号SPB处于第二逻辑电平时，被施加到输入节点NI的误差放大信号CPIN的电压电平在第一开关SW1和第五开关SW5接通时相对于地电压VGN对第一电容器C1进行充电。
当第一信号SP从第一逻辑电平转换到第二逻辑电平时，第一开关SW1和第五开关SW5断开，第二开关SW2和第六开关SW6接通，由误差放大信号CPIN的电压和电池电压VBAT之和对输出节点N0进行充电。
当第一信号SP处于第二逻辑电平时，即，当第二信号SPB处于第一逻辑电平时，被施加到输入节点NI的误差放大信号CPIN的电压电平在第三开关SW3和第七开关SW7接通的情况下相对于地电压VGN对第二电容器C2进行充电。
当第一信号SP从第二逻辑电平转换到第一逻辑电平时，第三开关SW3和第七开关SW7断开，第四开关SW4和第八开关SW8接通，由误差放大信号CPIN的电压和电池电压VBAT之和对输出节点N0进行充电。
图7是示出了包括在图2的负载开关电路中的模式控制器的示例实施例的电路图。
参照图7，模式控制器800可以包括第一选择器810、第二选择器820、第一比较器CMP1 830、第二比较器CMP2 840、触发器850和逻辑门AND(“与”)860。
第一选择器810响应于选择信号SS而选择并输出参考电压VREF和低于参考电压VREF的降低的参考电压VREF-Δ中的一个。
第二选择器820响应于电压模式设置信号VMSET而选择并输出电源电压VDDA和低于电源电压VDDA的降低的电源电压VDDA-Δ中的一个。
第一比较器830比较第一选择器810的输出和电流感测信号VISEN，以产生电流模式设置信号IMSET。
第二比较器840比较第二选择器820的输出和误差放大信号CPIN，以产生电压模式设置信号VMSET。
触发器850响应于电压模式设置信号VMSET而被复位，并且响应于电流模式设置信号IMSET被设置以产生模式信号MD。
逻辑门860对电流模式设置信号IMSET和模式信号MD执行逻辑运算以产生选择信号SS。
图8是示出了图7的模式控制器的操作的时序图。
图8示出了参考电压VREF、降低的参考电压VREF-Δ和电流感测信号VISEN、电源电压VDDA、降低的电源电压VDDA-Δ和误差放大信号CPIN、电流模式设置信号IMSET、模式信号MD和电压模式设置信号VMSET，其中，参考电压VREF、降低的参考电压VREF-Δ和电流感测信号VISEN被输入到第一比较器CMP1，电源电压VDDA、降低的电源电压VDDA-Δ和误差放大信号CPIN被输入到第二比较器CMP2。
参照图7和图8，在时间点T1，充电电流ICHG开始增加，因此电流感测信号VISEN的电压增加。在电流感测信号VISEN的电压增加并超过参考电压VREF的时间点T2，从第一比较器830输出的电流模式设置信号IMSET从第一逻辑电平(例如，逻辑低电平L)转变为第二逻辑电平(例如，逻辑高电平H)。
在时间点T2，触发器850响应于电流模式设置信号IMSET而被设置，并且从触发器850输出的模式信号MD从逻辑低电平L转变为逻辑高电平H。因此，在时间点T2，从逻辑门860输出的选择信号SS从逻辑低电平L转变为逻辑高电平H，并且第一比较器830的负输入(-)从参考电压VREF变为降低的参考电压VREF-Δ。
当电流感测信号VISEN的电压降低到低于参考电压VREF时，来自误差放大器500的误差放大信号CPIN的电压增加。
在误差放大信号CPIN的电压等于电源电压VDDA时的时间点T3，模式信号MD从逻辑高电平H转变为逻辑低电平L，其中误差放大信号CP工N是参考电压VREF和选择电压信号VSEL之间的差值的放大信号。在时间点T3，触发器850响应于电压模式设置信号VMSET而复位，并且模式信号MD从逻辑高电平H转变为逻辑低电平L。
在时间点T3，选择信号SS根据模式信号MD的转变从逻辑高电平H转变为逻辑低电平L，第一选择器810选择参考电压VREF，因此第一比较器830的负输入(-)从降低的参考电压VREF-Δ变为参考电压VREF。另外，在时间点T3，第二选择器820响应于电压模式设置信号VMSET而选择降低的电源电压VDDA-Δ，因此第二比较器840的正输入(+)从电源电压VDDA变为降低的电源电压VDDA-Δ。
在误差放大信号CPIN增加并且变得等于降低的电源电压VDDA-Δ的时间点T4，电压模式设置信号VMSET从逻辑低电平L转变为逻辑高电平H，因此第二比较器840的正输入(+)从降低的电源电压VDDA-Δ返回到电源电压VDDA。
可以应用滞后方案，使得根据信号转变的方向而选择参考电压VREF和降低的参考电压VREF-Δ中的一个，以及选择电源电压VDDA和降低的电源电压VDDA-Δ中的一个。通过这种滞后方案，可以防止模式信号MD的频繁转变，并且可以稳定负载开关电路1000的操作。
这样，当模式信号MD具有第一逻辑电平(例如，逻辑低电平L)时，负载开关电路1000可以在电压控制模式下操作以基于电压感测信号VVSEN控制充电电流ICHG。相反，当模式信号MD具有第二逻辑电平(例如，逻辑高电平H)时，负载开关电路1000可以在电流控制模式下操作以基于电流感测信号VISEN控制充电电流ICHG。
图9是示出了在电流控制模式下操作的负载开关电路的操作的相关技术时序图，并且图10是示出了根据示例实施例的负载开关电路的操作的时序图。
图9和图10示出了根据充电电流ICHG的变化的充电控制信号VGT和选择电压信号VSEL的波形，其中，充电控制信号VGT对应于充电晶体管MSW的栅极电压，并且电压感测信号VVSEN是误差放大器500的输出。
参照图9，在仅由电流控制环路控制的负载开关电路中，充电控制信号VGT保持相同的电压电平直到时间点T1为止，然后从时间点T1开始减小，其中，在时间点T1时选择电压信号VSEL的电压变得等于参考电压VREF。根据误差放大器500的直流(DC)转换(slew)来确定充电控制信号VGT的降低速度。直到充电控制信号VGT的电压充分降低之前被施加到电池的充电电流ICHG可以被认为是过冲。
参照图10，在根据示例实施例的包括电流控制环路和电压控制环路的负载开关电路中，当充电电流ICHG低于极限电流电平时，负载开关电路在电压控制模式下进行操作。在电压控制模式下，选择电压信号VSEL的电压在充电电流ICHG开始增加的时间点T1开始增加。
在选择电压信号VSEL的电压变得等于参考电压VREF的时间点T2，模式信号MD转变并且负载开关电路从电压控制模式切换到电流控制模式。因为当充电电流ICHG低时充电控制信号VGT可以具有足够低的电压电平，所以可以高效地限制关于充电电流ICHG的变化的过冲，因此与图9的过冲相比可以减小过冲。
图11是示出了根据示例实施例的控制电池电力的方法的流程图。
参照图11，通过感测流过充电晶体管的充电电流来产生第一电流感测信号(S510)。另外，通过感测流过放电晶体管的放电电流来产生第二电流感测信号，该放电晶体管与充电晶体管串联连接(S520)。第一电流感测信号可以是具有根据充电电流的幅度而变化的电压电平的电压信号，并且第二电流感测信号可以是具有根据放电电流的幅度而变化的电压电平的电压信号。产生第一电流感测信号和第二电流感测信号的示例实施例与参照图3描述的相同或相似。
通过感测充电晶体管的源-漏电压来产生第一电压感测信号(S530)。另外，通过感测放电晶体管的源-漏电压来产生第二电压感测信号(S540)。第一电压感测信号可以是具有根据充电晶体管的源-漏电压的幅度而变化的电压电平的电压信号，并且第二电压感测信号可以是具有根据放电晶体管的源-漏电压的幅度而变化的电压电平的电压信号。产生第一电压感测信号和第二电压感测信号的示例实施例与参照图4描述的相同或相似。
响应于第一模式信号，通过选择第一电流感测信号和第一电压感测信号中的一个来产生第一选择电压信号(S550)。另外，响应于第二模式信号，通过选择第二电流感测信号和第二电压感测信号中的一个来产生第二选择电压信号(S560)。第一模式信号可以指示充电电流是否低于第一极限电流电平，并且第二模式信号可以指示放电电流是否低于第二极限电流电平。根据示例实施例，第一极限电流电平可以等于或不同于第二极限电流电平。
当充电电流低于第一极限电流电平时，第一模式信号可以具有第一逻辑电平，而当充电电流高于第一极限电流电平时，第一模式信号可以具有第二逻辑电平。当充电电流低于第二极限电流电平时，第二模式信号可以具有第一逻辑电平，而当充电电流高于第二极限电流电平时，第二模式信号可以具有第二逻辑电平。产生第一模式信号和第二模式信号的示例实施例与参照图7和图8描述的相同或相似。
通过将第一选择电压信号与第一参考电压进行比较来控制充电电流(S570)。另外，通过将第二选择电压信号与第二参考电压进行比较来控制放电电流(S580)。可以通过控制被施加到充电晶体管的栅电极的栅极电压来执行对充电电流的控制。可以通过控制被施加到放电晶体管的栅电极的栅极电压来执行对放电电流的控制。产生栅极电压(即，充电控制信号和放电控制信号)的示例实施例与参照图5和图6描述的相同或相似。
当充电电流低于第一极限电流电平时，可以选择第一电压感测信号作为第一选择电压信号，并且当放电电流低于第二极限电流电平时，可以选择第二电压感测信号作为第二选择电压信号。在这些情况下，可以在电压控制模式下分别基于第一电压感测信号和第二电压感测信号来控制充电电流和放电电流。
相反，当充电电流高于第一极限电流电平时，可以选择第一电流感测信号作为第一选择电压信号，并且当放电电流高于第二极限电流电平时，可以选择第二电流感测信号作为第二选择电压信号。在这些情况下，可以在电流控制模式下分别基于第一电流感测信号和第二电流感测信号来控制充电电流和放电电流。
这样，根据示例实施例的使用负载开关电路控制电池电力的方法可以通过基于充电电流的幅度和/或放电电流的幅度选择性地执行电压控制模式或电流控制模式，来高效地减少充电电流和/或放电电流的过冲和/或下冲。
图12是示出了根据示例实施例的负载开关电路的框图。
参照图12，负载开关电路1100包括充电开关电路1110和放电开关电路1120。
充电开关电路1110可以包括充电晶体管MSW1、第一电流传感器IS N1 101、第一电压传感器VSN1 201、第一选择器SEL1 301、第一电流控制器ICON1 401、第一模式控制器MCON1 801和第一二极管DD1。
放电开关电路1120可以包括放电晶体管MSW2、第二电流传感器IS N2 102、第二电压传感器VSN2 202、第二选择器SEL2 302、第二电流控制器ICON2 402、第二模式控制器MCON2 802和第二二极管DD2。
充电晶体管MSW1连接在施加了电池电压VBAT的第一开关节点NS1和第二开关节点NS2之间，并响应于充电控制信号VGT1而控制充电电流ICHG。
放电晶体管MSW2连接在施加了充电电压VCHG的第三开关节点NS3和第二开关节点NS2之间，并响应于放电控制信号VGT2而控制放电电流IDSC。
第一开关节点NS1和第二开关节点NS2对应于充电晶体管MSW1的漏极节点和源极节点，第三开关节点NS3和第二开关节点NS2对应于放电晶体管MSW2的漏极节点和源极节点。
充电电流ICHG是当充电电压VCHG高于电池电压VBAT时从第二开关节点NS2流过充电晶体管MSW1到第一开关节点NS1的电流。放电电流IDSC是当充电电压VCHG低于电池电压VBAT时从第二开关节点NS2流过放电晶体管MSW2到第三开关节点NS3的电流。在一些示例实施例中，充电晶体管MSW1和放电晶体管MSW2可以用NMOS晶体管实现。
第一电流传感器101连接到第一开关节点NS1和第二开关节点NS2，并感测充电电流ICHG以产生第一电流感测信号VISEN1。
第二电流传感器102连接到第三开关节点NS3和第二开关节点NS2，并且感测放电电流IDSC以产生第二电流感测信号VISEN2。
第一电压传感器201连接到第一开关节点NS1和第二开关节点NS2，并且感测充电晶体管MSW1的源-漏电压以产生第一电压感测信号VVSEN1。
第二电压传感器202连接到第三开关节点NS3和第二开关节点NS2，并且感测放电晶体管MSW2的源-漏电压以产生第二电压感测信号VVSEN 2。
在一些示例实施例中，负载开关电路1100可以实现为可以安装在移动设备中的一个小芯片。在这种情况下，负载开关电路1100可以包括施加了充电电压VCHG的充电焊盘PDC和施加了电池电压VBAT的电池焊盘PDB。充电焊盘PDC可以连接到移动设备的内部组件，例如充电控制电路、电力管理集成电路等。电池焊盘PDB可以直接连接到安装在移动设备中的电池。
第一选择器301响应于第一模式信号MD1而选择第一电流感测信号VISEN1和第一电压感测信号VVSEN1中的一个，以产生第一选择电压信号VSEL1。
第二选择器302响应于第二模式信号MD2而选择第二电流感测信号VISEN2和第二电压感测信号VVSEN2中的一个，以产生第二选择电压信号VSEL2。
第一电流控制器401将第一选择电压信号VSEL1与第一参考电压VREF1进行比较，以产生充电控制信号VGT1。
第二电流控制器402将第二选择电压信号VSEL2与第二参考电压VREF2进行比较，以产生放电控制信号VGT2。
第一二极管DD1连接在第一开关节点NS1和第二开关节点NS2之间。第一二极管DD1的阳极连接到第一开关节点NS1，第一二极管DD1的阴极连接到第二开关节点NS2，使得第一二极管DD1可以在放电状态下导通。
第二二极管DD2连接在第三开关节点NS3和第二开关节点NS2之间。第二二极管DD2的阳极连接到第三开关节点NS3，第二二极管DD2的阴极连接到第二开关节点NS2，使得第二二极管DD2可以在充电状态下导通。
在通过负载开关电路1100对连接到电池焊盘PDB的电池充电的情况下，当充电电流ICHG低于第一极限电流电平时，在电压控制模式下控制充电晶体管MSW1，并且当充电电流ICHG高于第一极限电流电平时，充电晶体管MSW1在电流控制模式下限制充电电流ICHG。在充电状态期间，放电晶体管MSW2的源-漏电压总是由电压控制环路进行控制。在充电状态(即，放电电流IDSC为零)期间没有关于放电电流IDSC的信息。因此，放电晶体管MSW2的栅极电压相对于源极电压增加了电源电压，因此放电晶体管MSW2在放电状态期间完全导通。
在通过负载开关电路1100对连接到电池焊盘PDB的电池放电的情况下，当放电电流IDSC低于第二极限电流电平时，在电压控制模式下控制放电晶体管MSW2，并且当放电电流IDSC高于第二极限电流电平时，放电晶体管MSW2在电流控制模式下限制放电电流IDSC。在放电状态期间，充电晶体管MSW1的源-漏电压总是由电压控制环路进行控制。在放电状态(即，充电电流ICH6为零)期间，没有关于充电电流ICHG的信息。因此，充电晶体管MSW1的栅极电压相对于源极电压增加了电源电压，因此充电晶体管MSW1在放电状态期间完全导通。
在电压控制模式下，选择第一电压感测信号VVSEN1或第二电压感测信号VVSEN2作为第一选择电压信号VSEL1或第二选择电压信号VSEL2，因此包括电压传感器201或202、选择器301或302和电流控制器401或402的电压控制环路被启用。相反，在电流控制模式下，选择第一电流感测信号VISEN1或第二电流感测信号VISEN2作为第一选择电压信号VSEL1或第二选择电压信号VSEL2，因此包括电流传感器101或102、选择器301或302和电流控制器401或402的电流控制环路被启用。
结果，栅极电压(即充电控制信号VGT1的电压电平)由电压控制环路确定，而不管关于低于第一极限电流电平的电流的电流方向如何。此外，栅极电压(即放电控制信号VGT2的电压电平)由电压控制环路确定，而不管关于低于第二极限电流电平的电流的电流方向如何。
如果充电电流ICHG或放电电流IDSC突然增加而充电电流ICHG或放电电流IDSC相对较低并且电压控制环路被启用，则负载开关电路1100可以从电压控制环路转换为电流控制环路以快速地限制充电电流ICHG或放电电流IDSC。因为根据示例实施例的负载开关电路1100保持连续环路控制而不管充电电流ICHG的幅度和放电电流IDSC的幅度如何，所以与仅依赖于电流环路控制的传统负载开关电路相比，负载开关电路1100可以具有快速的响应速度。
这样，根据示例实施例的负载开关电路1100和使用负载开关电路1100控制电池电力的方法可以通过基于充电电流ICHG和放电电流IDSC的幅度选择性地执行电压控制模式或电流控制模式，来高效地减少充电电流ICHG和/或放电电流IDSC的过冲和/或下冲。
包括在充电开关电路1110中的充电晶体管MSW1、第一电流传感器101、第一电压传感器201、第一选择器301、第一电流控制器401和第一模式控制器801的示例实施例与参照图3至图10描述的基本相同。
放电开关电路1120中包括的放电晶体管MSW2、第二电流传感器102、第二电压传感器202、第二选择器302、第二电流控制器402和第二模式控制器的示例实施例与参照图1至图10描述的那些类似。如果在图1至图10中，电池电压VBAT与充电电压VCHG调换，第一开关节点NS1被第三开关节点NS3替换且充电电流ICHG被放电电流IDSC替换，则将容易理解放电开关电路1120的示例实施例。
在一些示例实施例中，根据示例实施例的负载开关电路可以不包括放电开关电路1120，而是仅包括充电开关电路1110，如参照图1至图10描述的。在一些示例实施例中，根据示例实施例的负载开关电路可以包括放电开关电路1120和充电开关电路1110两者，如参照图10和图11描述的。在一些示例实施例中，根据示例实施例的负载开关电路可以不包括充电开关电路1110，而是仅包括放电开关电路1120，尽管未示出。
图13是用于描述充电-放电晶体管的充电-放电电流和对源-漏电压的控制的图。
充电晶体管MSW1、放电晶体管MSW2、第一电流传感器ISN1、第二电流传感器ISN2、第一电压传感器VSN1、第二电压传感器VSN2、第一开关节点NS1至第三开关节点NS3、充电电压VCHG和电池电压VBAT与上述相同，并且省略重复的描述。
参照图13，电压电流设置逻辑VISL可以提供上述极限电流设置值LCSET和电压设置值VSET。
如上所述，第一电流传感器ISN1和第二电流传感器ISN2可以包括具有根据极限电流设置值LCSET而变化的电阻值的可变电阻器。在这种情况下，负载开关电路可以控制可变电阻器的电阻值，以调节第一电流感测信号VISEN1和第二电流感测信号VISEN2的电压电平。
结果，可以通过控制可变电阻器的电阻值来控制充电电流ICHG和放电电流IDSC的第一极限电流电平和第二极限电流电平。极限电流设置值LCSET可以是多个比特的数字值。图13示出了共同向第一电流传感器ISN1和第二电流传感器ISN2提供相同的极限电流设置值LCSET，但是示例实施例不限于此。在一些示例实施例中，可以分别向第一电流传感器ISN1和第二电流传感器ISN2提供不同的极限电流设置值。
如上所述，第一电压传感器VSN1和第二电压传感器VSN2可以包括具有根据电压设置值VSET而变化的电阻值的可变电阻器。在这种情况下，负载开关电路可以控制可变电阻器的电阻值，以调节第一电压感测信号VVSEN1和第二电压感测信号VVSEN2的电压电平。
结果，可以通过控制可变电阻器的电阻值来控制充电晶体管MSW1和放电晶体管MSW2的源漏电压。电压设置值VSET可以是多个比特的数字值。图13示出了共同向第一电压传感器VSN1和第二电压传感器VSN2提供相同的电压设置值VSET，但是示例实施例不限于此。在一些示例实施例中，可以分别向第一电压传感器VSN1和第二电压传感器VSN2提供不同的电压设置值。
根据示例实施例的负载开关电路控制充电晶体管MSW1和放电晶体管MSW2的栅极电压，因此可以在低电流范围内降低充电和放电的效率。然而，可以通过控制与极限电流电平成比例的充电晶体管MSW1和/或放电晶体管MSW2的源-漏电压来最小化热损耗。
例如，当充电电流ICHG被限制为3A(安培)并且源-漏电压ΔV被设置为30mV时，针对3A充电，充电晶体管的导通电阻变为10mΩ。在相同条件下，当充电电流ICHG被限制为1A时，充电晶体管的导通电阻必须为30mΩ，以保持源-漏电压ΔV为30mV。
可以改变电压设置值VSET以将源-漏电压ΔV设置为10mV，以便将充电电流ICHG限制为1A，充电晶体管的导通电阻可以为10mΩ，因此与30mΩ导通电阻的情况相比，可以降低功耗。这样，可以通过控制极限电流设置值LCSET和电压设置值VSET使得充电电流ICHG的极限电流电平与充电晶体管的源-漏电压的幅度成比例，来增强负载开关电路的性能。
图14和图15是示出了根据示例实施例的包括负载开关电路的系统的图。
参照图14，系统2000可以包括移动设备2100(诸如，智能电话)和向移动设备2100供电的AC-DC墙壁适配器或旅行适配器10。旅行适配器10可以通过缆线11和插口12连接到移动设备2100的连接器2200，以向移动设备2100供电。
移动设备2100可以包括充电控制电路CHGC 2300、负载开关电路LSW 2400、电池BAT 2500和内部电路2600。
充电控制电路2300可以改变来自旅行适配器10的DC电压，以向电池2500提供充电电力和/或向内部电路2600提供操作电力。当移除旅行适配器10时，可以向内部电路2600提供电池中的充电电力。
如图14所示，根据示例实施例的负载开关电路2400可以布置在移动设备2100中并且直接连接到安装在移动设备2100中的电池2500。
如上所述，负载开关电路2400可以包括充电晶体管、电流传感器、电压传感器、选择器、电流控制器和模式控制器。
充电晶体管连接在施加了电池电压的第一开关节点和施加了充电电压的第二开关节点之间，并响应于充电控制信号而控制充电电流。电流传感器连接到第一开关节点和第二开关节点，并感测充电电流以产生电流感测信号。电压传感器连接到第一开关节点和第二开关节点，并且感测充电晶体管的源-漏电压以产生电压感测信号。选择器响应于模式信号而选择电流感测信号和电压感测信号中的一个，以产生选择电压信号。电流控制器将选择电压信号与参考电压进行比较以产生充电控制信号。
这样，负载开关电路2400可以直接设置在电池2500之前，并且可以通过基于充电电流的幅度和/或放电电流的幅度选择性地执行电压控制模式或电流控制模式，来高效地减少充电电流和/或放电电流的过冲和/或下冲。
参照图15，电子设备或电子系统3000可以包括充电控制电路CHGC、电力管理集成电路PMIC 3300、主负载开关电路3400、子负载开关电路3500、主电池3600和副电池3700。
充电控制电路可以包括电压转换器3100和低通滤波器3200。电压转换器3100可以包括晶体管MN1、MN2、MP1和MP2以及控制晶体管MN1、MN2、MP1和MP2的控制器ICTR、CCTR和QCTR。低通滤波器3200可以用电感器L1和电容器C1的组合等来实现。充电控制电路不限于图15的配置，并且可以以各种方式实现。
电压转换器3100可以通过输入焊盘PDI从旅行适配器接收电力，并且通过电力节点NPW向诸如电力管理集成电路3300之类的内部电路提供操作电力。另外，电压转换器3100可以向主电池3600和副电池3700提供充电电力。
主负载开关电路3400可以通过施加了主充电电压VCHG_MAIN的第一充电焊盘PDC1连接到电压转换器3100，并且通过施加了主电池电压VBAT_MAIN的第一电池焊盘PDB1连接到主电池3600。子负载开关电路3500可以通过施加了副充电电压VCHG_SUB的第二充电焊盘PDC2连接到电压转换器3100，并且通过施加了副电池电压VBAT_SUB的第二电池焊盘PDB2连接到副电池3700。由于沿中间路径的寄生电阻，主充电电压VCHG_MAIN和副充电电压VCHG_SUB可以不同。
主负载开关电路3400可以包括主充电晶体管MN4、主放电晶体管MN3和主负载开关控制器MLSC。子负载开关电路3500可以包括子充电晶体管MN6、子放电晶体管MN5和子负载开关控制器SLSC。如上所述，主负载开关控制器MLSC和子负载开关控制器SLSC中的每一个可以被配置为基于充电电流和/或放电电流的幅度选择性地在电压控制模式或电流控制模式下操作。
如上所述，根据示例实施例的负载开关电路、包括负载开关电路的系统以及使用负载开关电路控制电池电力的方法可以通过基于充电电流的幅度和/或放电电流的幅度选择性地执行电压控制模式或电流控制模式，来高效地减少充电电流和/或放电电流的过冲和/或下冲。
本公开可以应用于需要对电池进行充电和/或放电的任何电子设备和系统。例如，本公开可以应用于诸如存储卡、固态驱动器(SSD)、嵌入式多媒体卡(eMMC)、移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、数码相机、便携式摄像机、个人计算机(PC)、服务器计算机、工作站、笔记本计算机、数字TV、机顶盒、便携式游戏机、导航系统、可穿戴设备、物联网(IoT)设备、万物互联网(IoE)设备、电子书、虚拟现实(VR)设备、增强现实(AR)设备等的系统。
如在本领域中常见的，可以根据执行所描述的一个或多个功能的块来描述和示出实施例。在本文中可以称为单元或模块等的这些块通过诸如逻辑门、集成电路、微处理器、微控制器、存储器电路、无源电子部件、有源电子部件、光学部件、硬连线电路等的模拟和/或数字电路物理地实现，并且可以可选地由固件和/或软件驱动。例如，电路可以实现在一个或多个半导体芯片中，或者在诸如印刷电路板等的衬底支撑件上。构成块的电路可以由专用硬件或处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路)来实现，或者由用来执行该块的一些功能的专用硬件和用来执行该块的其他功能的处理器的组合来实现。在不脱离本公开的范围的情况下，实施例的每个块可以物理地分成两个或更多个交互和分立的块。类似地，在不脱离本公开的范围的情况下，实施例的块可以物理地组合成更复杂的块。
前述内容是对示例实施例的说明，而不应被解释为对其的限制。尽管已经描述了一些示例实施例，但本领域技术人员将容易地理解，可以在示例实施例中进行各种修改，而本质上不脱离本公开。

Claims (20)

1.一种负载开关电路，包括：
充电晶体管，连接在施加了电池电压的第一开关节点和施加了充电电压的第二开关节点之间，并且被配置为响应于充电控制信号而控制充电电流；
电流传感器，连接到所述第一开关节点和所述第二开关节点，并且被配置为感测所述充电电流以产生电流感测信号；
电压传感器，连接到所述第一开关节点和所述第二开关节点，并且被配置为感测所述充电晶体管的源-漏电压以产生电压感测信号；
选择器，被配置为响应于模式信号而选择所述电流感测信号和所述电压感测信号中的一个，以产生选择电压信号；以及
电流控制器，被配置为将所述选择电压信号与参考电压进行比较以产生所述充电控制信号。
2.根据权利要求1所述的负载开关电路，其中，所述负载开关电路以如下方式控制所述充电电流：
当所述充电电流低于极限电流电平时，在电压控制模式下基于所述电压感测信号控制所述充电电流，以及
当所述充电电流高于所述极限电流电平时，在电流控制模式下基于所述电流感测信号控制所述充电电流。
3.根据权利要求1所述的负载开关电路，其中，所述电流传感器包括第一可变电阻器，并基于极限电流设置值调节所述第一可变电阻器的电阻值，以调节所述充电电流的极限电流电平。
4.根据权利要求3所述的负载开关电路，其中，所述电流传感器包括第二可变电阻器，并基于电压设置值调节所述第二可变电阻器的电阻值，以调节所述充电晶体管的源-漏电压的幅度。
5.根据权利要求4所述的负载开关电路，其中，所述负载开关电路控制所述极限电流设置值和所述电压设置值，使得所述充电电流的极限电流电平与所述充电晶体管的源-漏电压的幅度成比例。
6.根据权利要求1所述的负载开关电路，其中，所述电流传感器包括：
N型金属氧化物半导体NMOS晶体管，连接在所述第二开关节点和第一节点之间，并且被配置为响应于所述充电控制信号而进行操作；
P型金属氧化物半导体PMOS晶体管，连接在所述第一节点和第二节点之间，并且被配置为响应于放大信号而进行操作；
电阻器，连接在所述第二节点和地电压之间；以及
读出放大器，被配置为对所述第一节点处的感测电压与所述第一开关节点处的电池电压之间的差值进行放大，以产生所述放大信号。
7.根据权利要求6所述的负载开关电路，其中，包括在所述电流传感器中的所述电阻器是可变电阻器，并且所述负载开关电路控制所述可变电阻器的电阻值以调节所述充电电流的幅度。
8.根据权利要求1所述的负载开关电路，其中，所述电压传感器包括：
第一电阻器，连接在所述第二开关节点和第一节点之间；
PMOS晶体管，连接在所述第一节点和第二节点之间，并且被配置为响应于放大信号而进行操作；
第二电阻器，连接在所述第二节点和地电压之间；以及
读出放大器，被配置为对所述第一节点处的感测电压与所述第一开关节点处的电池电压之间的差值进行放大，以产生所述放大信号。
9.根据权利要求8所述的负载开关电路，其中，包括在所述电压传感器中的所述第二电阻器是可变电阻器，并且所述负载开关电路控制所述可变电阻器的电阻值，以调节所述源-漏电压的幅度。
10.根据权利要求1所述的负载开关电路，其中，所述电流控制器包括：
误差放大器，被配置为对所述参考电压和所述选择电压信号之间的差值进行放大，以产生误差放大信号；以及
电荷泵，被配置为对所述误差放大信号和所述电池电压求和以产生所述充电控制信号。
11.根据权利要求10所述的负载开关电路，其中，所述电荷泵包括：
第一开关，连接在接收所述误差放大信号的输入节点和第一节点之间，并且被配置为响应于第一信号而进行操作；
第二开关，连接在所述第一节点和输出所述充电控制信号的输出节点之间，并且被配置为响应于与所述第一信号的反相信号相对应的第二信号而进行操作；
第三开关，连接在所述输入节点和第二节点之间，并且被配置为响应于所述第二信号而进行操作；
第四开关，连接在所述第二节点和所述输出节点之间，并且被配置为响应于所述第一信号而进行操作；
第一电容器，连接在所述第一节点和第三节点之间；
第五开关，连接在所述第三节点和地电压之间，并且被配置为响应于所述第一信号而进行操作；
第六开关，连接在所述第三节点和所述电池电压之间，并且被配置为响应于所述第二信号而进行操作；
第二电容器，连接在所述第一节点和第四节点之间；
第七开关，连接在所述第四节点和所述地电压之间，并且被配置为响应于所述第二信号而进行操作；以及
第八开关，连接在所述第四节点和所述电池电压之间，并且被配置为响应于所述第一信号而进行操作。
12.根据权利要求1所述的负载开关电路，还包括：模式控制器，被配置为基于所述电流感测信号和所述选择电压信号产生指示电压控制模式或电流控制模式的所述模式信号。
13.根据权利要求12所述的负载开关电路，其中，所述模式控制器进行以下操作：
在所述电流感测信号的电压增加并超过所述参考电压的时间点，使所述模式信号从第一逻辑电平转换为第二逻辑电平，以及
在误差放大信号的电压等于电源电压的时间点，使所述模式信号从所述第二逻辑电平转换为所述第一逻辑电平，其中所述误差放大信号是所述参考电压和所述选择电压信号之间的差值的放大信号。
14.根据权利要求13所述的负载开关电路，其中，所述负载开关电路如下操作：
当所述模式信号具有所述第一逻辑电平时，所述负载开关电路在电压控制模式下操作以基于所述电压感测信号控制所述充电电流，并且
当所述模式信号具有所述第二逻辑电平时，所述负载开关电路在电流控制模式下操作以基于所述电流感测信号控制所述充电电流。
15.根据权利要求12所述的负载开关电路，其中，模式控制器包括：
第一选择器，被配置为响应于选择信号而选择并输出所述参考电压和低于所述参考电压的降低的参考电压中的一个；
第二选择器，被配置为响应于电压模式设置信号而选择并输出电源电压和低于所述电源电压的降低的电源电压中的一个；
第一比较器，被配置为比较所述第一选择器的输出和所述电流感测信号，以产生电流模式设置信号；
第二比较器，被配置为比较所述第二选择器的输出和误差放大信号，以产生所述电压模式设置信号；
触发器，被配置为响应于所述电压模式设置信号而被复位，并且被配置为响应于所述电流模式设置信号而被设置以产生所述模式信号；以及
逻辑门，被配置为对所述电流模式设置信号和所述模式信号执行逻辑运算以产生所述选择信号。
16.根据权利要求1所述的负载开关电路，还包括二极管，所述二极管包括连接到所述第一开关节点的阳极电极和连接到所述第二开关节点的阴极电极。
17.根据权利要求1所述的负载开关电路，其中，所述负载开关电路直接连接到安装在移动设备中的电池。
18.一种负载开关电路，包括：
充电晶体管，连接在施加了电池电压的第一开关节点和第二开关节点之间，并且被配置为响应于充电控制信号而控制充电电流；
放电晶体管，连接在施加了充电电压的第三开关节点和所述第二开关节点之间，并且被配置为响应于放电控制信号而控制放电电流；
第一电流传感器，连接到所述第一开关节点和所述第二开关节点，并且被配置为感测所述充电电流以产生第一电流感测信号；
第二电流传感器，连接到所述第三开关节点和所述第二开关节点，并且被配置为感测所述放电电流以产生第二电流感测信号；
第一电压传感器，连接到所述第一开关节点和所述第二开关节点，并且被配置为感测所述充电晶体管的源-漏电压以产生第一电压感测信号；
第二电压传感器，连接到所述第三开关节点和所述第二开关节点，并且被配置为感测所述放电晶体管的源-漏电压以产生第二电压感测信号；
第一选择器，被配置为响应于第一模式信号而选择所述第一电流感测信号和所述第一电压感测信号中的一个，以产生第一选择电压信号；
第二选择器，被配置为响应于第二模式信号而选择所述第二电流感测信号和所述第二电压感测信号中的一个，以产生第二选择电压信号；
第一电流控制器，被配置为将所述第一选择电压信号与第一参考电压进行比较以产生所述充电控制信号；以及
第二电流控制器，被配置为将所述第二选择电压信号与第二参考电压进行比较以产生所述放电控制信号。
19.一种控制电池电力的方法，包括：
通过感测流过充电晶体管的充电电流来产生第一电流感测信号；
通过感测所述充电晶体管的源-漏电压来产生第一电压感测信号；
通过响应于第一模式信号而选择所述第一电流感测信号和所述第一电压感测信号中的一个，来产生第一选择电压信号；以及
通过将所述第一选择电压信号与第一参考电压进行比较来控制所述充电电流。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：
通过感测流过放电晶体管的放电电流来产生第二电流感测信号；
通过感测所述放电晶体管的源-漏电压来产生第二电压感测信号；
通过响应于第二模式信号而选择所述第二电流感测信号和所述第二电压感测信号中的一个，来产生第二选择电压信号；以及
通过将所述第二选择电压信号与第二参考电压进行比较来控制所述放电电流。
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