CN111711251A - 一种电源管理芯片及其应用电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源管理芯片及其应用电路及电子设备，包括：用于对电池进行充电的充电电路；用于驱动外部器件的驱动电路；用于切换供电电源为驱动电路进行供电的电源切换电路；用于提供基准电压的电压基准电路；所述充电电路和所述电源切换电路均与充电器及电池连接，所述驱动电路与所述电源切换电路及外部器件连接，所述电压基准电路分别与充电电路及驱动电路连接。本发明通过将充电电路和驱动电路集成在一起，对电池进行充电，并驱动外部器件；且通过所述电源切换电路实现对外部电源及电池的供电切换，向驱动电路供电，在同一个芯片中实现了对锂电池的充、放电管理。

Description

一种电源管理芯片及其应用电路及电子设备

技术领域

本发明涉及电源管理领域，特别涉及一种电源管理芯片及其应用电路及电子设备。

背景技术

锂离子电池以其能量体积比大、循环寿命长、自放电小、快速充电等诸多优点，正越来越多的应用在便携式电子产品中，诸如电子手环、电动牙刷、电子雾化器、蓝牙耳机等产品。在这些应用中，对锂离子电池的充、放电进行精细管理，是保证产品能效、性能与安全的关键。

现在市场上便携式产品采用多颗集成电路配合实现充、放电管理，外围器件多、占用空间大不宜产品小型化、成本高、稳定性差、能效低、待机功耗高。

因此现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种电源管理芯片及其应用电路及电子设备，通过将充电电路和驱动电路集成在一起，对电池进行充电，并驱动外部器件；且通过所述电源切换电路实现对外部电源及电池的供电切换，向驱动电路供电，在同一个芯片中实现了对锂电池的充、放电管理。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

本发明提供一种电源管理芯片，包括：

用于对电池进行充电的充电电路；

用于驱动外部器件的驱动电路；

用于切换供电电源为驱动电路进行供电的电源切换电路；

用于提供基准电压的电压基准电路；

所述充电电路和所述电源切换电路均与充电器及电池连接，所述驱动电路与所述电源切换电路及外部器件连接，所述电压基准电路分别与充电电路及驱动电路连接。

所述充电电路包括：

用于检测电源电压，根据电源电压开始充电或停止充电的充电检测电路；

用于在开始充电时检测电池电压并根据电池电压切换充电模式的充电模式检测电路；

用于在切换为涓流充电模式时对电池进行涓流充电的涓流控制电路；

用于在切换为恒流充电模式时对电池进行恒流充电的恒流控制电路；

用于在切换为恒压充电模式时对电池进行恒压充电的恒压控制电路；

用于在导通时为电池供电的充电开关；

所述充电检测电路与所述充电器、充电模式检测电路及充电开关连接，所述充电模式检测电路还与所述涓流控制电路、恒流控制电路及恒压控制电路连接，所述涓流控制电路、恒流控制电路和恒压控制电路均与所述充电开关连接，所述充电开关还与所述电池连接。

所述充电电路还包括用于对充电电路进行过温保护的第一过温保护电路，所述第一过温保护电路分别与所述涓流控制电路、恒流控制电路、恒压控制电路、充电开关及充电检测电路连接。

所述驱动电路包括：用于为外部器件供电的供电电路；所述供电电路接入第一使能信号，并与电压基准电路、电源切换电路及外部器件连接。

所述供电电路包括：

用于为外部器件供电的第一稳压电路；

多个用于为外部器件供电的第二稳压电路；

所述第一稳压电路和第二稳压电路均与所述电压基准电路及外部器件连接；所述第二稳压电路还与所述第一使能信号连接，由第一使能信号控制所述第二稳压电路的开启或关闭。

所述第一稳压电路包括第一运算放大电路、第一限流控制电路、第一功率管、第一电阻和第二电阻；

所述第一运算放大电路的反相输入端与所述电压基准电路连接，所述第一运算放大电路的正相输入端与所述第一电阻的一端和第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与外部器件及所述第一功率管的漏极连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一功率管的源极与所述电源切换电路连接，所述第一功率管的栅极与所述第一运算放大电路的输出端及第一限流控制电路连接。

所述第二稳压电路包括第二运算放大电路，第二限流控制电路、第二功率管、第三电阻和第四电阻；

所述第二运算放大电路的反相输入端与所述电压基准电路连接，所述第二运算放大电路的正相输入端与所述第三电阻的一端及第四电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与外部器件及所述第二功率管的漏极连接，所述第二功率管的源极与所述电源切换电路连接，所述第二功率管的栅极与所述第二运算放大电路的输出端及限流控制电路连接，所述第二运算放大器的使能端接入第一使能信号并与限流控制电路连接。

所述驱动电路还包括用于对驱动电路进行过温保护的第二过温保护电路，所述第二过温保护电路与所述电源切换电路、第一稳压电路和第二稳压电路连接。

所述驱动电路还包括：用于检测电池电压是否处于欠压状态并输出电池欠压信号的电池欠压检测电路，所述电池欠压检测电路与电池、充电模块及电源切换电路连接。

所述驱动电路还包括：用于驱动外部器件的第一晶体管，所述第一晶体管的第一端接入第二使能信号，所述第一晶体管的第二端与外部器件连接，所述第一晶体管的第三端接地。

一种电源管理芯片的应用电路，包括上文所述的电源管理芯片、至少一个外部器件、充电器和电池；所述电源管理电路分别与所述充电器、电池及外部器件连接。

所述外部器件分别为：第一电容、第二电容、第五电阻、主控芯片、第一外部器件、第二外部器件和第三外部器件；

所述充电器的输出端正极与所述第一电容的一端、电源切换电路及充电电路连接，所述第五电阻的一端与所述充电电路连接，所述充电器的负极、第一电容的另一端及第五电阻的另一端均接地；

所述电池的正极与所述第二电容的一端、充电电路及驱动电路连接，所述主控芯片与所述驱动电路连接；

所述驱动电路还与所述第一外部器件、第二外部器件和第三外部器件连接。

一种电子设备，包括：电池、如上文所述的电源管理芯片及至少一个外部器件，所述电源管理芯片分别与所述电池及外部器件连接。

相较于现有技术，本发明提供的电源管理芯片及其应用电路及电子设备，包括：用于对电池进行充电的充电电路；用于驱动外部器件的驱动电路；用于切换供电电源为驱动电路进行供电的电源切换电路；用于提供基准电压的电压基准电路；所述充电电路和所述电源切换电路均与充电器及电池连接，所述驱动电路与所述电源切换电路及外部器件连接，所述电压基准电路分别与充电电路及驱动电路连接。本发明通过将充电电路和驱动电路集成在一起，对电池进行充电，并驱动外部器件；且通过所述电源切换电路实现对外部电源及电池的供电切换，向驱动电路供电，在同一个芯片中实现了对锂电池的充、放电管理。

附图说明

图1为本发明提供的电源管理芯片的结构框图；

图2为本发明提供的第一稳压电路的电路图；

图3为本发明提供的第二稳压电路的电路图；

图4为本发明提供的电源管理芯片的封装结构图；

图5为本发明提供的电源管理芯片的示例性应用电路图。

具体实施方式

本发明提供一种电源管理芯片及其应用电路及电子设备，通过将充电电路和驱动电路集成在一起，对电池进行充电，并驱动外部器件；且通过所述电源切换电路实现对外部电源及电池的供电切换，向驱动电路供电，在同一个芯片中实现了对锂电池的充、放电管理。

本发明的具体实施方式是为了便于对本发明的技术构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果做更为详细的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的解释说明并不构成对本发明的保护范围的限定。此外，下文所述的实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间不构成冲突就可以相互组合。

为了方便理解本申请实施例，首先在此介绍本申请实施例涉及到的相关要素。

外部器件：本发明中所述的外部器件是指在电源管理芯片之外的外围器件。外围器件可以是二极管、三极管、电阻、电容、控制芯片等。

电源电压：本发明中所述的电源电压是指在充电时，外部的充电器提供的电压。

电池电压：本发明中所述的电源电压是指由电池提供的电压。

锂离子电池以其能量体积比大、循环寿命长、自放电小、快速充电等诸多优点，正越来越多的应用在便携式电子产品中，诸如电子手环、电动牙刷、电子雾化器、蓝牙耳机等产品。在这些应用中，对锂离子电池的充、放电进行精细管理，是保证产品能效、性能与安全的关键。

现在市场上便携式产品采用多颗集成电路配合实现充、放电管理，外围器件多、占用空间大不宜产品小型化、成本高、稳定性差、能效低、待机功耗高。

为了解决上述问题，本发明将锂电池充、放电管理功能集成在同一颗芯片内，同时针对便携式产品的特点，集成了三路LDO实现多路电源输出、一路功率NMOS实现功率输出，产品集成度高、体积小、待机功耗极低、成本低、可靠性高。

请参阅图1，本发明提供一种电源管理芯片10，包括：用于对电池BAT 进行充电的充电电路100；用于驱动外部器件的驱动电路200；用于切换供电电源为驱动电路200进行供电的电源切换电路300；用于提供基准电压的电压基准电路400；所述充电电路100和所述电源切换电路300均与充电器 20及电池BAT连接，所述驱动电路200与所述电源切换电路300及外部器件连接，所述电压基准电路400分别与充电电路100及驱动电路200连接。

具体实施时，本实施例中，本发明的电源管理芯片10采用高性能的数模混合CMOS集成电路工艺进行生产。通过将所述充电电路100、驱动电路200、电源切换电路300及基准电路集成在同一芯片内，封装成本实施例中的电源管理芯片10。

本实施例通过充电电路100在电池BAT需要充电时，接入充电器20 提供电源电压为电池BAT充电，同时，还可以通过驱动电路200为外部器件供电。具体的，当接入充电器20时，此时，电源电压高于电池电压，由所述电源切换电路300切换至所述电源电压并输出至驱动电路200及电压基准电路400，由所述电源电压为所述驱动电路200和电压基准电路400供电，再由所述电压基准电路400实时为驱动电路200提供基准电压，使得所述驱动电路200能够为外部器件供电。当未接入充电器20时，电源电压为0V，因此电池电压高于电源电压，所述电源切换电路300切换至所述电池电压并输出至驱动电路200及电压基准电路400，由所述电池电压为所述驱动电路200和电压基准电路400供电，再由所述电压基准电路400实时为驱动电路200提供基准电压，使得所述驱动电路200能够为外部器件供电。

综上所述，本实施例中，在实现为电池BAT充电的同时，能够通过驱动电路200为外部器件供电，在不需要充电时，也能够通过电池BAT为驱动电路200实现对外部器件的供电，进而，在实现了对电池BAT的充、放电管理的同时能够驱动外部器件工作。

具体的，请继续参阅图1，所述充电电路100包括：用于检测电源电压，根据电源电压开始充电或停止充电的充电检测电路110；用于在开始充电时检测电池电压并根据电池电压切换充电模式的充电模式检测电路120；用于在切换为涓流充电模式时对电池BAT进行涓流充电的涓流控制电路130；用于在切换为恒流充电模式时对电池BAT进行恒流充电的恒流控制电路 140；用于在切换为恒压充电模式时对电池BAT进行恒压充电的恒压控制电路150；用于在导通时为电池BAT供电的充电开关Q1；所述充电检测电路 110与所述充电器20、充电模式检测电路120及充电开关Q1连接，所述充电模式检测电路120还与所述涓流控制电路130、恒流控制电路140及恒压控制电路150连接，所述涓流控制电路130、恒流控制电路140和恒压控制电路150均与所述充电开关Q1连接，所述充电开关Q1还与所述电池BAT 连接。

具体实施时，本实施例中，由充电检测电路110检测电源电压，当所述电源电压高于第一预设值时，由所述充电检测电路110控制所述充电模式检测电路120开始充电；当所述电源电压低于第一预设值时，则由所述充电检测电路110控制所述充电模式检测电路120停止充电。特别的，本实施例中，所述第一预设值为4.5V(伏)，也可以根据实际需要设置其他数值，在此不做限定。

本实施例中，充电模式分为涓流充电模式、恒流充电模式和恒压充电模式。当开始充电时，由所述充电检测电路110接入所述电源电压输出至所述充电模式检测电路120，再由所述充电模式检测电路120检测电池电压，并根据所述电池电压选择充电模式，并输出充电状态信号至外部器件。当所述电池电压小于第二预设值时，切换至涓流充电模式，由所述涓流控制电路130控制所述充电开关Q1导通对电池BAT进行涓流充电。当所述电池电压大于第二预设值且小于第三预设值时，切换至恒流充电模式，由所述恒流控制电路140控制所述充电开关Q1导通对电池BAT进行恒流充电。当所述电池电压达到第三预设值后(即等于第三预设值)，切换至恒压充电模式，由所述恒压控制电路150将所述电池电压限制在第三预设值，并控制所述充电开关Q1导通对电池BAT进行恒压充电。特别的，本实施例中，所述第二预设值为3.05V，所述第三预设值为4.2V。

具体的，在涓流充电时，涓流电流的电流值为预设电流的0.1倍；在恒流充电时，恒流电流的电流值等于预设电流的电流值。特别的，所述预设电流由外部电阻进行设置，可根据实际需要选择不同的电阻，得到不同的预设电流。

进一步的，当充电模式处于恒压充电模式时，充电电流逐渐减小，当所述充电电流的值低于十分之一的预设电流的电流值时，此时完成充电，由所述充电检测电路110控制充电开关Q1关闭，停止充电。

所述充电开关Q1为PMOS管，所述充电开关Q1的栅极分别与所述涓流控制电路130、恒流控制电路140及所述恒压控制电路150连接，并受所述涓流控制电路130、恒流控制电路140及所述恒压控制电路150控制。所述充电开关Q1的源极与所述充电器20正极连接，用于接入电源电压，所述充电开关Q1的漏极与所述电池BAT连接，当所述充电开关Q1导通时接入所述电源电压为电池BAT充电。

进一步的，所述充电电路100还包括用于对充电电路100进行过温保护的第一过温保护电路160，所述第一过温保护电路160分别与所述涓流控制电路130、恒流控制电路140、恒压控制电路150、充电开关Q1及充电检测电路110连接。

具体实施时，本实施例中，在充电电路100工作时检测芯片温度，当芯片温度过高(例如高于150℃)时，关闭所述充电开关Q1，停止充电；当芯片温度降到一定值(例如低于110℃)时，开启所述充电开关Q1，再次开始充电；实现了对充电电路100的过温保护。

具体的，请继续参阅图1，所述驱动电路200包括：用于为外部器件供电的供电电路210；所述供电电路210接入第一使能信号，并与电压基准电路400、电源切换电路300及外部器件连接。本实施例中，所述供电电路 210由所述电源切换电路300进行供电，具体供电方式与上述相同，在此不做详述。当所述供电电路210得电后，由所述电压基准电路400提供基准电压(也可称为参考电压)，然后由所述供电电路210根据所述参考电压输出稳定的驱动电压至外部器件，以驱动外部器件工作。

具体的，请一并参阅图1和图2，所述供电电路210包括：用于为外部器件供电的第一稳压电路211；多个用于为外部器件供电的第二稳压电路 212；所述第一稳压电路211和第二稳压电路212均与所述电压基准电路400 及外部器件连接；所述第二稳压电路212还与所述第一使能信号连接，由第一使能信号控制所述第二稳压电路212的开启或关闭。

具体实施时，本实施例中，所述第一稳压电路211作为驱动电路200 中的常用供电输出，只要有外部器件接入则输出相应的电压至外部器件，驱动外部器件进行工作。所述第二稳压电路212为可控输出，通过外部的第一使能信号进行控制导通或关断，在所述第一使能信号有效时导通，为外部器件进行供电，在所述第一使能信号无效时关断供电。特别的，本实施例中，所述第一稳压电路211可与外部的主控芯片30连接，为主控芯片30充电；所述第二稳压电路212可为其他外部器件进行供电。需要说明的是，所述第一稳压电路211和所述第二稳压电路212不局限于为上述列举的外部器件供电，也可以根据实际需要将相应的外部器件接入相应的稳压电路，例如，有不需要控制供电开关的可以连接至第一稳压电路211，而对供电开关有需求的则可连接至所述第二稳压电路212。本实施例中，所述第二稳压电路212可以设置多个。

具体的，请参阅图2，所述第一稳压电路211包括第一运算放大电路 2111、第一限流控制电路2112、第一功率管、第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一运算放大电路2111的反相输入端与所述电压基准电路400连接，所述第一运算放大电路2111的正相输入端与所述第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端连接，所述第一电阻R1的另一端与外部器件及所述第一功率管的漏极连接，所述第二电阻R2的另一端接地，所述第一功率管的源极与所述电源切换电路300连接，所述第一功率管的栅极与所述第一运算放大电路2111的输出端及第一限流控制电路2112连接。

本实施例中，所述第一功率管为PMOS管，由所述第一功率管的源极接入电源切换电路300提供的输入电压(记为VIN)，所述第一功率管导通，从漏极输出第一驱动电压(记为LDO1)至外部器件。此时，所述第一电阻 R1和第二电阻R2将所述第一驱动电压依次分压后接地，由所述第一运算放大电路2111的反相输入端接入所述基准电压，由所述第一运算放大电路 2111的正相输入端接入第一电阻R1和第二电阻R2分压后的电压，然后所述第一运算放大电路2111的输出端输出相应的电压至所述第一功率管的栅极，对第一功率管进行控制；通过所述第一运算放大电路2111、第一功率管、第一电阻R1和第二电阻R2形成反馈环路，当输入电压VIN、第一驱动电流(即由第一驱动电压产生的电流)在正常范围内变化时，通过第一运算放大电路2111控制第一功率管的导通状态，保持第一驱动电压输出的恒定。

由所述限流控制电路实时检测所述第一功率管的电流，并通过控制所述第一功率管的导通状态，将所述第一功率管的电流最大值设定在一个指定数值(例如300mA)，所述电流最大值可根据实际需求进行设置，在此不做限定。进一步的，所述第一驱动电压由以下公式进行设定：VOUT＝ VREF*(R1+R2)/R2。需要说明的是，所述第一限流控制电路2112为现有技术，一般通过MOS管和电阻等元器件实现，本领域技术人员可根据实际情况进行设置，在此不再详述。

具体的，请参阅图3，所述第二稳压电路212包括第二运算放大电路 2121，第二限流控制电路2122、第二功率管、第三电阻R3和第四电阻R4；所述第二运算放大电路2121的反相输入端与所述电压基准电路400连接，所述第二运算放大电路2121的正相输入端与所述第三电阻R3的一端及第四电阻R4的一端连接，所述第三电阻R3的另一端与外部器件及所述第二功率管的漏极连接，所述第二功率管的源极与所述电源切换电路300连接，所述第二功率管的栅极与所述第二运算放大电路2121的输出端及限流控制电路连接，所述第二运算放大电路2121的使能端接入第一使能信号并与限流控制电路连接。

本实施例中，所述第二功率管为PMOS管，由所述第二功率管的源极接入电源切换电路300提供的输入电压，所述第二功率管导通，从漏极输出第二驱动电压(记为LDO2)至外部器件。

此时，所述第三电阻R3和第四电阻R4将所述第二驱动电压依次分压后接地。所述第二运算放大电路2121的使能端接入第一使能信号，当所述第一使能信号有效时，所述第二运算放大电路2121开启，由所述第二运算放大电路2121的反相输入端接入所述基准电压，由所述第二运算放大电路 2121的正相输入端接入第三电阻R3和第四电阻R4分压后的电压，然后所述第二运算放大电路2121的输出端输出相应的电压至所述第二功率管的栅极，对第二功率管进行控制；通过所述第二运算放大电路2121、第二功率管、第三电阻R3和第四电阻R4形成反馈环路，当输入电压VIN、第二驱动电流(即由第二驱动电压产生的电流)在正常范围内变化时，通过第二运算放大电路2121控制第二功率管的导通状态，保持第二驱动电压输出的恒定。当所述第一使能信号无效时，控制所述第二运算放大电路2121输出大于或等于输入电压的电压，使得第二功率管的Vgs为正，进而关闭第二功率管，使得所述第二稳压电路212关闭。

特别的，本实施例中，所述第二稳压电路212设置为多个，使得驱动电路200能够驱动更多的外部电路工作，可选的所述第二稳压电路212可设置为2个。

进一步的，请继续参阅图1，所述驱动电路200还包括用于对驱动电路 200进行过温保护的第二过温保护电路220，所述第二过温保护电路220与所述电源切换电路300、第一稳压电路211和第二稳压电路212连接。

具体的，本实施例中，所述第二过温保护电路220与第二运算放大电路2121的电源端连接，当所述驱动电路200工作时检测芯片温度，当芯片温度过高(例如高于150℃)时，由所述第二过温保护电路220控制所述第二运算放大电路2121的输出电压，使得所述第二功率管的Vgs为正，进而关闭所述第二功率管，以使所述第二稳压电路212关闭；当芯片温度降到一定值(例如低于110℃)时，则由所述第二过温保护电路220控制所述第二运算放大电路2121开启所述第二功率管，使得所述第二稳压电路212继续工作，再次为外部器件供电；实现了对驱动电路200的过温保护。

进一步的，请继续参阅图1，所述驱动电路200还包括：用于检测电池电压是否处于欠压状态并输出电池欠压信号的电池欠压检测电路，所述电池欠压检测电路与电池BAT、充电模块及电源切换电路300连接。本实施例中，通过所述电池欠压检测电路检测电池电压，当电池电压低于设定的电压(例如低于3V)时，则输出电池欠压信号给外部器件(本实施例中为主控芯片30)，由所述主控芯片30根据所述电池欠压信号进行下一步电路控制，例如关断供电、显示欠压状态等。

更进一步的，请继续参阅图1，所述驱动电路200还包括：用于驱动外部器件的第一晶体管Q2，所述第一晶体管Q2的第一端接入第二使能信号，所述第一晶体管Q2的第二端与外部器件连接，所述第一晶体管Q2的第三端接地。本实施例中，所述第一晶体管Q2导通时为低阻抗器件，可以通过大电流，驱动电源管理芯片10外部器件。所述第一晶体管Q2，受第二使能信号控制：当所述第二使能信号有效时，所述第一晶体管Q2导通，形成低阻抗通路；当第二使能信号无效时，所述第一晶体管Q2关闭，呈现为高阻态。

特别的，所述第一晶体管Q2为NMOS管或PMOS，可根据需要进行选择。当所述第一晶体管为NMOS时，所述第一晶体管Q2的第一端为栅极，所述第一晶体管Q2的第二端为漏极，所述第一晶体管Q2的第三端为源极；当所述第一晶体管为PMOS时，所述第一晶体管Q2的第一端为栅极，所述第一晶体管Q2的第二端为源极，所述第一晶体管Q2的第三端为漏极。

需要说明的是，所述第一晶体管可以设置多个，可根据需要进行添加，在此不做限定。

进一步的，所述电源管理芯片10可封装为如图4所示的芯片结构，本实施例中，所述电源管理芯片10包括但不限于12个引脚。

具体的，请一并参阅图1至图4，所述电源管理芯片10的第一脚为充电电压输出端(图中V_CHG)，用于接入充电器20的电源电压。所述第一脚与所述电源管理芯片10内部的充电检测电路110、充电开关Q1及电源切换电路300连接。

所述电源管理芯片10的第二脚为充电电流设定端(图中IPROG)，用于通过外部电阻设定预设电流。所述第二脚与所述电源管理芯片10内部的涓流控制电路130、恒流控制电路140及恒压控制电路150连接。

所述电源管理芯片10的第三脚为接地端(图中GND)，用于将芯片接地。

所述电源管理芯片10的第四脚为稳压输出使能控制端(图中 LDO_EN)，用于控制第二稳压电路212的开启和关闭。所述第四脚与所述电源管理芯片10内部的多个第二稳压电路212连接。

所述电源管理芯片10的第五脚为MOS管使能端(图中MO_EN)，用于控制所述第一晶体管Q2的开启和关闭。所述第五脚与所述电源管理芯片 10内部的第一晶体管Q2的栅极连接。

所述电源管理芯片10的第六脚为充电状态信号输出端(图中 CHG_CHK)，由所述充电模式检测电路120输出充电状态信号给外部器件 (例如主控芯片30)。所述第六脚与所述电源管理芯片10内部的充电模式检测电路120连接。

所述电源管理芯片10的第七脚为电池连接端(图中V_BAT)，用于接入电池BAT，为电池BAT充电并检测电池状态。所述第七脚与所述电源管理芯片10内部的充电开关Q1、电池欠压检测电路及电源切换电路300连接，还与外部的电池BAT连接。

所述电源管理芯片10的的第八脚为电池欠压信号输出端(图中 BAT_LV)，用于在检测到电池BAT处于欠压时输出相应的电池欠压信号至外部器件(例如主控芯片30)。所述第八脚与所述电源管理芯片10内部的电池欠压检测电路连接。

所述电源管理芯片10的第九脚为不可控稳压输出端(图中LDO1)，该稳压输出不可控，用于为外部器件供电。所述第九脚与所述电源管理芯片 10内部的第一稳压电路211连接。

所述电源管理芯片10的第十脚和第十一脚分别为第一可控稳压输出端 (图中LDO2)和第二可控稳压输出端(图中LDO3)，该稳压输出可控，通过所述电源管理芯片10的第四脚进行控制，用于为外部器件供电。所述第十脚和第十一脚分别与所述电源管理芯片10内部相应的第二稳压电路 212连接。

所述电源管理芯片10的第十二脚为MOS管输出端(图中MO)，用于在所述第一晶体管Q2导通时输出相应的电压。所述第十二脚与所述电源管理芯片10内部的第一晶体管Q2的输出端连接。

需要说明的是，所述电源管理芯片10的外部引脚可根据需要进行自由设置，引脚位置和引脚数量在此不做限定，可由用户根据生产需要选择相应的功能模块及电路进行封装，得到相应的电源管理芯片10。

请参阅图5，基于上述的电源管理芯片10，本发明还提供一种电源管理芯片的应用电路，包括上文所述的电源管理芯片10、至少一个外部器件、充电器20和电池BAT；所述电源管理电路分别与所述充电器20、电池BAT 及外部器件连接。

具体的，本实施例中，可根据实际所要实现的功能选择相应的外部器件与所述电源管理芯片10组成可行的电路，用户可根据实际需求进行搭配，在此不做详述。

具体的，所述外部器件分别为：第一电容C1、第二电容C2、第五电阻 R5、主控芯片30、第一外部器件40、第二外部器件50和第三外部器件60；所述充电器20的输出端正极与所述第一电容C1的一端、电源切换电路300 及充电电路100连接，所述第五电阻R5的一端与所述充电电路100连接，所述充电器20的负极、第一电容C1的另一端及第五电阻R5的另一端均接地；所述电池BAT的正极与所述第二电容C2的一端、充电电路100及驱动电路200连接，所述主控芯片30与所述驱动电路200连接；所述驱动电路200还与所述第一外部器件40、第二外部器件50和第三外部器件60连接。

如图5所示，示例性的，所述电源管理芯片10的第一脚与所述第一电容C1的一端及所述充电器20的正极连接，所述电源管理芯片10的第二脚与所述第一电阻R1的一端连接，所述充电器20的负极、所述第一电容C1 的另一端、所述第一电阻R1的另一端及所述电源管理芯片10的第三脚均接地；所述电源管理芯片10的第四脚与所述主控芯片30的第一使能输出端连接，由所述主控芯片30输出第一使能信号至所述第二稳压电路212；所述电源管理芯片10的第五脚与所述主控芯片30的第二使能输出端连接，由所述主控芯片30输出第二使能信号至所述第一晶体管Q2；所述电源管理芯片10的第六脚与所述主控芯片30的模式检测端连接，由所述充电模式检测电路120输出充电状态信号至所述主控芯片30；所述电源管理芯片 10的第七脚与所述第二电容C2的一端及电池BAT的正极连接，所述第二电容C2的另一端及所述电池BAT的负极均接地；所述电源管理芯片10的第八脚与所述主控芯片30的欠压检测端连接，由所述电池欠压检测电路在检测到电池BAT处于欠压时输出电池欠压信号至所述主控芯片30；所述电源管理芯片10的第九脚与所述主控芯片30的电源端连接，由所述第一稳压电路211为所述主控芯片30供电；所述电源管理芯片10的第十脚和第十一脚分别与第一外部器件40和第二外部器件50连接，分别为所述第一外部器件40和所述第二外部器件50供电；所述电源管理芯片10的第十二脚与第三外部器件60连接实现开关或相应功能。

基于上述的电源管理芯片10，本发明还提供一种电子设备，包括：电池BAT、上文所述的电源管理芯片10及至少一个外部器件，所述电源管理芯片10分别与所述电池BAT及外部器件连接。由于所述电源管理芯片10 已在上文进行了详细描述，在此不再详述。

综上所述，本发明提供的一种电源管理芯片及其应用电路及电子设备，包括：用于对电池进行充电的充电电路；用于驱动外部器件的驱动电路；用于切换供电电源为驱动电路进行供电的电源切换电路；用于提供基准电压的电压基准电路；所述充电电路和所述电源切换电路均与充电器及电池连接，所述驱动电路与所述电源切换电路及外部器件连接，所述电压基准电路分别与充电电路及驱动电路连接。本发明通过将充电电路和驱动电路集成在一起，对电池进行充电，并驱动外部器件；且通过所述电源切换电路实现对外部电源及电池的供电切换，向驱动电路供电，在同一个芯片中实现了对锂电池的充、放电管理。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种电源管理芯片，其特征在于，包括：

用于对电池进行充电的充电电路；

用于驱动外部器件的驱动电路；

用于切换供电电源为驱动电路进行供电的电源切换电路；

用于提供基准电压的电压基准电路；

所述充电电路和所述电源切换电路均与充电器及电池连接，所述驱动电路与所述电源切换电路及外部器件连接，所述电压基准电路分别与充电电路及驱动电路连接。

2.根据权利要求1所述的电源管理芯片，其特征在于，所述充电电路包括：

用于检测电源电压，根据电源电压开始充电或停止充电的充电检测电路；

用于在开始充电时检测电池电压并根据电池电压切换充电模式的充电模式检测电路；

用于在切换为涓流充电模式时对电池进行涓流充电的涓流控制电路；

用于在切换为恒流充电模式时对电池进行恒流充电的恒流控制电路；

用于在切换为恒压充电模式时对电池进行恒压充电的恒压控制电路；

用于在导通时为电池供电的充电开关；

所述充电检测电路与所述充电器、充电模式检测电路及充电开关连接，所述充电模式检测电路还与所述涓流控制电路、恒流控制电路及恒压控制电路连接，所述涓流控制电路、恒流控制电路和恒压控制电路均与所述充电开关连接，所述充电开关还与所述电池连接。

3.根据权利要求2所述的电源管理芯片，其特征在于，所述充电电路还包括用于对充电电路进行过温保护的第一过温保护电路，所述第一过温保护电路分别与所述涓流控制电路、恒流控制电路、恒压控制电路、充电开关及充电检测电路连接。

4.根据权利要求1或3所述的电源管理芯片，其特征在于，所述驱动电路包括：用于为外部器件供电的供电电路；所述供电电路接入第一使能信号，并与电压基准电路、电源切换电路及外部器件连接。

5.根据权利要求4所述的电源管理芯片，其特征在于，所述供电电路包括：

用于为外部器件供电的第一稳压电路；

多个用于为外部器件供电的第二稳压电路；

所述第一稳压电路和第二稳压电路均与所述电压基准电路及外部器件连接；所述第二稳压电路还与所述第一使能信号连接，由第一使能信号控制所述第二稳压电路的开启或关闭。

6.根据权利要求5所述的电源管理芯片，其特征在于，所述驱动电路还包括：用于对驱动电路进行过温保护的第二过温保护电路，所述第二过温保护电路与所述电源切换电路、第一稳压电路和第二稳压电路连接。

7.根据权利要求6所述的电源管理芯片，其特征在于，所述驱动电路还包括：用于检测电池电压是否处于欠压状态并输出电池欠压信号的电池欠压检测电路，所述电池欠压检测电路与电池、充电模块及电源切换电路连接。

8.根据权利要求7所述的电源管理芯片，其特征在于，所述驱动电路还包括：用于驱动外部器件的第一晶体管，所述第一晶体管的第一端接入第二使能信号，所述第一晶体管的第二端与外部器件连接，所述第一晶体管的第三端接地。

9.根据权利要求5所述的电源管理芯片，其特征在于，所述第一稳压电路包括第一运算放大电路、第一限流控制电路、第一功率管、第一电阻和第二电阻；

所述第一运算放大电路的反相输入端与所述电压基准电路连接，所述第一运算放大电路的正相输入端与所述第一电阻的一端和第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与外部器件及所述第一功率管的漏极连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一功率管的源极与所述电源切换电路连接，所述第一功率管的栅极与所述第一运算放大电路的输出端及第一限流控制电路连接。

10.根据权利要求5所述的电源管理芯片，其特征在于，所述第二稳压电路包括第二运算放大电路，第二限流控制电路、第二功率管、第三电阻和第四电阻；

所述第二运算放大电路的反相输入端与所述电压基准电路连接，所述第二运算放大电路的正相输入端与所述第三电阻的一端及第四电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与外部器件及所述第二功率管的漏极连接，所述第二功率管的源极与所述电源切换电路连接，所述第二功率管的栅极与所述第二运算放大电路的输出端及限流控制电路连接，所述第二运算放大器的使能端接入第一使能信号并与限流控制电路连接。

11.一种电源管理芯片的应用电路，其特征在于，包括如权利要求1-10所述的电源管理芯片、至少一个外部器件、充电器和电池；所述电源管理电路分别与所述充电器、电池及外部器件连接。

12.根据权利要求11所述的电源管理芯片的应用电路，其特征在于，所述外部器件分别为：第一电容、第二电容、第五电阻、主控芯片、第一外部器件、第二外部器件和第三外部器件；

所述充电器的输出端正极与所述第一电容的一端、电源切换电路及充电电路连接，所述第五电阻的一端与所述充电电路连接，所述充电器的负极、第一电容的另一端及第五电阻的另一端均接地；

所述电池的正极与所述第二电容的一端、充电电路及驱动电路连接，所述主控芯片与所述驱动电路连接；

所述驱动电路还与所述第一外部器件、第二外部器件和第三外部器件连接。

13.一种电子设备，其特征在于，包括：电池、如权利要求1-12任意一项所述的电源管理芯片及至少一个外部器件，所述电源管理芯片分别与所述电池及外部器件连接。

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