CN111934392A - 一种电源管理集成电路及其应用电路及电子设备 - Google Patents

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周灿
郑科
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Abstract

本发明公开了一种电源管理集成电路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管理电路；用于向外部器件供电的供电管理电路；用于切换供电电源为供电电路进行供电的供电控制电路；用于提供基准电压的电压基准电路；所述充电管理电路和所述供电控制电路均与充电器及电池连接，所述供电管理电路与所述供电控制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供电管理电路连接。本发明通过将充电管理电路和供电管理电路集成在一起，对电池进行充电并结合外部器件实现相应的外部功能；且通过所述供电控制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

一种电源管理集成电路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集成电路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。
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集成电路及其应用电路及电子设备，所述集成电路通过将充电管理电路和供电管理电路集成在一起，对电池进行充电并结合外部器件实现相应的外部功能；且通过所述供电控制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
一种电源管理集成电路，包括：
用于对电池进行充电的充电管理电路；
用于向外部器件供电的供电管理电路；
用于切换供电电源为供电管理电路进行供电的供电控制电路；
用于提供基准电压的电压基准电路；
所述充电管理电路和所述供电控制电路均与充电器及电池连接，所述供电管理电路与所述供电控制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供电管理电路连接。
所述充电管理电路包括：
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。
所述供电管理电路包括：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、供电控制电路及外部器件连接。
所述供电电路包括用于检测外接负载的接入和断开的负载检测电路；所述负载检测电路与外接负载及负载状态显示电路连接。
所述供电电路还包括：
用于实现同步升压功能的同步升压控制电路；
用于受同步升压控制电路的控制输出相应的电压的开关电路；
所述同步升压控制电路与所述负载检测电路连接，受负载检测电路控制；所述同步升压控制电路还与所述开关电路连接，控制所述开关电路实现升压功能并为外接负载供电。
所述供电管理电路还包括用于对同步升压控制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供电控制电路、电压基准电路及同步升压控制电路连接。
所述供电管理电路还包括：用于输出充电状态显示信号的充放电指示控制电路；所述充放电指示控制电路与所述充电模块及外部器件连接。
所述供电管理电路还包括：用于在上电时将供电管理电路中的所有电路进行复位的复位电路；所述复位电路与所述供电管理电路内部所有电路连接。
所述供电管理电路还包括用于为所述供电管理电路中的所有电路提供工作时钟和时间基准的时钟电路；
所述时钟电路与所述供电管理电路内部所有电路连接。
所述供电管理电路还包括用于与实现Lightning协议数据的Lightning协议认证电路；所述Lightning协议认证电路与所述放电控制电路及Lightning协议接口连接。
所述供电管理电路还包括用于检测电池电压的电池电压检测电路，所述电池电压检测电路与锂电池及外部处理器连接。
一种电源管理集成电路的应用电路，所述应用电路包括如上文所述的电源管理集成电路、充电器、电池和至少一个外部器件，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。
所述外部器件为用于根据电池电压检测电路检测到的电池电压实现电量追踪的外部处理器，所述外部处理器与所述电池电压检测电路连接。
所述应用电路还包括用于接收所述外部处理器的显示信号显示相应的电池电量的电量显示电路，所述电量显示电路与所述外部处理器连接。
所述外部器件还包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第一电感；所述第一电容的一端与所述电源管理集成电路的充电电压输入端口及充电器的正极连接，所述第一电容的另一端与第一电阻的一端、所述电源管理集成电路的接地端及所述充电器的负极连接并接地；所述第一电阻的另一端与所述电源管理集成电路的充电电流设定端口连接；所述第一电感的一端与所述电源管理集成电路的同步升压开关输出端口连接，所述第一电感的另一端与所述电源管理集成电路的电池连接端口、第二电容的一端及电池正极连接；所述第二电容的另一端与所述第三电容的一端及电池的负极连接并接地；所述第三电容的另一端与所述电源管理集成电路的同步升压输出端口连接。
所述外部器件还包括第一指示灯，所述第一指示灯的正极与所述电源管理集成电路的充电指示端口连接，所述第一指示灯的负极接地。
所述外部处理器还用于提供使能信号，所述外部处理器还与所述电源管理集成电路的使能信号输入端口连接。
所述外部器件为第一负载开关和第二负载开关，所述第一负载开关与所述电源管理集成电路的第一负载输入端口及第一外接负载连接，所述第二负载开关与所述电源管理集成电路的第二负载输入端口及第二外接负载连接。
还包括负载状态显示电路，所述负载状态显示电路包括第二指示灯和第三指示灯，所述第二指示灯的正极与所述电源管理集成电路的第一负载指示端口连接，所述第三指示灯的正极与所述电源管理集成电路的第二负载指示端口连接；所述第二指示灯的负极与所述第三指示灯的负极均接地，所述第二指示灯和所述第三指示灯均为外部器件。
一种电子设备，包括设备本体，所述设备本体中设置有电路板，所述电路板上设置有如上文所述的电源管理芯片集成电路或者电源管理集成电路的应用电路。
相较于现有技术，本发明提供的电源管理集成电路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管理电路；用于向外部器件供电的供电管理电路；用于切换供电电源为供电电路进行供电的供电控制电路；用于提供基准电压的电压基准电路；所述充电管理电路和所述供电控制电路均与充电器及电池连接，所述供电管理电路与所述供电控制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供电管理电路连接。本发明通过将充电管理电路和供电管理电路集成在一起，对电池进行充电并结合外部器件实现相应的外部功能；且通过所述供电控制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集成电路的结构框图；
图2为本发明提供的电源管理集成电路的应用电路图。
具体实施方式
本发明提供一种电源管理集成电路及其应用电路及电子设备，所述集成电路通过将充电管理电路和供电管理电路集成在一起，对电池进行充电并结合外部器件实现相应的外部功能；且通过所述供电控制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、各种类型的芯片等。
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，产品集成度高、体积小、待机功耗极低、成本低、可靠性高。
需要说明的是，本发明中的充电检测电路、充电模式检测电路、涓流控制电路、恒流控制电路、恒压控制电路、第一过温保护电路、第二过温保护电路、供电控制电路、电压基准电路、电池电压检测电路、Lightning协议认证电路、充放电指示控制电路、复位电路、时钟电路、同步升压电路和负载检测电路可以使用任意内部结构，只需要能够实现相应功能即可。
请参阅图1，本发明提供一种电源管理集成电路10，包括：用于对电池进行充电的充电管理电路100；用于向外部器件供电的供电管理电路200；用于切换供电电源为供电管理电路200进行供电的供电控制电路300；用于提供基准电压的电压基准电路400；所述充电管理电路和所述供电控制电路300均与充电器及电池连接，所述供电管理电路200与所述供电控制电路300及外部器件连接，所述电压基准电路400分别与充电电路及供电管理电路200连接。
具体实施时，本实施例中，本发明的电源管理集成电路10采用高性能的数模混合CMOS集成电路工艺进行生产。通过将所述充电管理电路100、驱动电路200、供电控制电路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。
本实施例通过充电管理电路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，由所述供电控制电路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，所述供电控制电路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。
请继续参阅图1，在一个可选实施例中，所述充电管理电路包括：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进行恒压充电的恒压控制电路150；用于在导通时为电池供电的充电开关Q1；所述充电检测电路110与所述充电器、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，请继续参阅图1，所述充电管理电路100还包括用于对充电管理电路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，在充电管理电路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；实现了对充电管理电路100的过温保护。
可选的，请继续参阅图1，所述供电管理电路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、供电控制电路300及外部器件连接。本实施例中所述供电电路210由所述供电控制电路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供电电压至外部器件，以驱动外部器件工作。
具体的，请继续参阅图1，所述供电电路210包括用于检测外接负载的接入和断开的负载检测电路211；所述负载检测电路211与外接负载及负载状态显示电路连接。所述供电电路210还包括：用于实现同步升压功能的同步升压控制电路212；用于受同步升压控制电路212的控制输出相应的电压的开关电路213；所述同步升压控制电路212与所述负载检测电路211连接，受负载检测电路211控制；所述同步升压控制电路212还与所述开关电路213连接，控制所述开关电路213实现升压功能并为外接负载供电。
具体实施时，本实施例中，由所述负载检测电路211检测外接负载是否接入。当所述负载检测电路211检测到有外接负载接入时，向所述同步升压控制电路212发送有效信号，所述同步升压控制电路212接收到所述有效信号后控制所述开关单元导通，配合外部器件实现同步升压，为外部器件供电。
以两个外接负载为例，记为第一外接负载和第二外接负载；所述负载检测电路211连接两个负载开关，记为第一负载开关和第二负载开关；所述开关电路213包括第一升压开关Q2和第二升压开关Q3，所述第一升压开关Q2为PMOS管，所述第二升压开关Q3为NMOS管，所述第一升压开关Q2的栅极与所述同步升压控制电路212连接，所述第一升压开关Q2的源极与外部器件连接，所述第一升压开关Q2的漏极与第二升压开关Q3的漏极连接并与外部器件连接，所述第二升压开关Q3的栅极与所述同步升压控制电路212连接，所述第二升压开关Q3的源极接地。
当所述第一外接负载(图中未示出)与所述第二外接负载(图中未示出)接入时，分别与所述第一负载开关和第二负载开关连接，此时所述第一负载开关和第二负载开关闭合，形成回路。所述负载检测电路211检测到有负载接入，则像所述同步升压控制电路212发生有效信号，所述同步所以控制电路接收到有效信号后，控制所述第一升压开关Q2和第二升压开关Q3导通，实现同步升压功能，将锂电池电压升高为外部器件供电。当所述负载检测电路211未检测到第一外接负载和第二外接负载接入时，则输出无效信号至同步升压控制电路212，使所述同步升压控制电路212停止工作。
进一步的，请继续参阅图1，所述供电管理电路200还包括用于对同步升压控制电路212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与所述供电控制电路300、电压基准电路400及同步升压控制电路212连接。
具体的，本实施例中，所述第二过温保护电路220与所述同步升压控制电路212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控制所述同步升压控制电路212停止工作；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控制所述同步升压控制电路212继续工作，再次提供升压功能同时为外部器件供电；实现了对供电管理电路200的过温保护。
可选的，请继续参阅图1，本实施例中，所述供电管理电路200还包括：用于输出充电状态显示信号的充放电指示控制电路230；所述充放电指示控制电路230与所述充电模块及外部器件连接。
具体实施时，本实施例中，所述充放电指示控制电路230与充电模块中的充电模式检测电路连接。所述充放电指示控制电路230接收充电模式检测电路输出的电压，再控制外围的显示器件指示锂电池的工作状态。可选的，所述显示器件可以是LED灯，也可以是显示屏等。
可选的，请继续参阅图1，所述供电管理电路200还包括：用于在上电时将供电管理电路200中的所有电路进行复位的复位电路240；所述复位电路240与所述供电管理电路200内部所有电路连接。本实施例中，通过复位电路240在所述供电管理电路200中的任意电路上电时，实现上电复位功能，即初始化。
可选的，请继续参阅图1，所述供电管理电路200还包括用于为所述供电管理电路200中的所有电路提供工作时钟和时间基准的时钟电路250；所述时钟电路250与所述供电管理电路200内部所有电路连接。本实施例中，还可以设置时钟电路250为所述供电管理电路200内的任意电路提供工作时钟和时间基准。
可选的，请继续参阅图1，所述供电管理电路200还包括用于与实现Lightning协议数据传输的Lightning协议认证电路260；所述Lightning协议认证电路260与所述放电控制电路及Lightning协议接口50连接。
具体实施时，本实施例中，为了能够兼容iPhone品牌的电子产品的供电需求，所述供电管理电路200内部还设置了Lightning协议认证电路260。当外部需要供电/充电的器件为iPhone品牌的电子产品时，通过所述Lightning协议认证电路260与iPhone品牌的电子产品中的Lightning协议接口50连接并进行通信，实现Lightning协议数据传输，进而兼容iPhone品牌的电子产品的供电功能。
可选的，请继续参阅图1，所述供电管理电路200还包括用于检测电池电压的电池电压检测电路270，所述电池电压检测电路270与锂电池及外部处理器30连接。
具体实施时，本实施例中，所述电池电压检测电路270可以直接与电池连接，也可以通过所述供电控制电路300间接与所述电池连接。所述电池电压检测电路270实时检测电池的电压，将检测到的电压传至集成电路之外的外部处理器30，所述外部处理器30根据电池的电压计算出相应的电池电量，再输出显示信号至相应的电量显示电路40进行显示，所述电量显示电路40可以是显示屏、数码管显示电路、LED灯组等。
基于上述的电源管理集成电路10，请参阅图1和图2，本发明还提供一种电源管理集成电路10的应用电路，所述应用电路包括如上文所述的电源管理集成电路10、充电器、电池和至少一个外部器件，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。、
具体的，所述电源管理集成电路10可以是电源管理芯片，所述电源管理芯片的V_CHG脚为充电电压输入端口，所述电源管理芯片的IPROG脚为充电电流设定端口，所述电源管理芯片的GND为芯片接地脚、所述电源管理芯片的EN为使能信号输入端口，所述电源管理芯片的STB1为第一负载输入端口，所述电源管理芯片的STB2为第二负载输入端口，所述电源管理芯片的V_BAT为电池连接端口，所述电源管理芯片的SW为同步升压开关输出端口，所述电源管理芯片的VOUT为同步升压输出端口、DATA，所述电源管理芯片的V_DET为Lightning认证端口，所述电源管理芯片的LED1充放电指示灯控制端口，所述电源管理芯片的LED2第一负载指示端口，所述电源管理芯片的LED3第二负载指示端口。
具体实施时，本实施例中，所述电源管理芯片可根据不同的需求设置相应的引脚，并根据实际要实现的功能选择相应的外部器件与所述电源管理芯片组成可实施的电路，用户可根据实际需求进行搭配，在此不做详述。
可选的，本实施例中，所述外部器件为用于根据电池电压检测电路270检测到的电池电压实现电量追踪的外部处理器30，所述外部处理器30与所述电池电压检测电路270。通过所述外部处理器30根据所述电池电压检测电路270检测到的电压计算出相应的电池电量。
进一步的，所述应用电路还包括用于接收所述外部处理器30的显示信号显示相应的电池电量的电量显示电路40，所述电量显示电路40与所述外部处理器30连接。由所述外部处理器30计算出电池电量后，输出相应的显示信号至所述电量显示电路40，由所述电量显示电路40接收所述显示信号显示相应的电池电量信息。
可选的，所述外部器件还包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第一电感L1；所述第一电容C1的一端与所述电源管理集成电路10的充电电压输入端口及充电器的正极连接，所述第一电容C1的另一端与第一电阻R1的一端、所述电源管理集成电路10的接地端及所述充电器的负极连接并接地；所述第一电阻R1的另一端与所述电源管理集成电路10的充电电流设定端口连接；所述第一电感L1的一端与所述电源管理集成电路10的同步升压开关输出端口连接，所述第一电感L1的另一端与所述电源管理集成电路10的电池连接端口、第二电容C2的一端及电池正极连接；所述第二电容C2的另一端与所述第三电容C3的一端及电池的负极连接并接地；所述第三电容C3的另一端与所述电源管理集成电路10的同步升压输出端口连接。
具体实施时，本实施例中，通过上述第一电容C1和第一电阻R1与所述充电器配合，实现对电源管理芯片的供电。所述第一电感L1、第二电容C2和第三电容C3与所述电源管理芯片连接，与所述电源管理芯片内部的同步升压控制电路212、第一升压开关Q2和第二升压开关Q3组成完整才同步升压电路，实现相应的同步升压功能。
可选的，所述外部处理器30还用于提供使能信号，所述外部处理器30还与所述电源管理集成电路10的使能信号输入端口连接。本实施例中，铜鼓哦所述外部处理器30提供使能信号至所述负载检测电路211，为所述负载检测电路211提供使能；可选的，当所述使能信号为高电平时，所述负载检测电路211开始工作，当所述使能信号为低电平时，所述负载检测电路211停止工作；当然也可以使所述负载检测电路211在使能信号低电平时工作，高电平时停止工作。
进一步的，所述外部器件还包括第一指示灯LED1，所述第一指示灯LED1的正极与所述电源管理集成电路10的充电指示端口连接，所述第一指示灯LED1的负极接地。当所述电池处于充电状态和放电状态时，所述第一指示灯LED1受到所述充放电指示控制电路230的控制被点亮，当所述电池处于待机状态(或掉电状态)时，所述第一指示灯LED1熄灭。
可选的，所述外部器件设置有两个，分别为第一负载开关和第二负载开关，所述第一负载开关与所述电源管理集成电路10的第一负载输入端口及第二外接负载连接，所述第二负载开关与所述电源管理集成电路10的第一负载输入端口及第二外接负载连接。
具体实施时，本实施例中，所述设置两个负载开关与所述电源管理芯片连接，当所述第一外接负载和/或第二外接负载接入时，所述第一负载开关和第二负载开关闭合，形成回路，使得所述负载检测电路211检测到有负载接入，实现负载检测功能。
可选的，还包括负载状态显示电路，所述负载状态显示电路包括第二指示灯LED2和第三指示灯LED3，所述第二指示灯LED2的正极与所述电源管理集成电路10的第一负载指示端口连接，所述第三指示灯LED3的正极与所述电源管理集成电路10的第三负载指示端口连接；所述第二指示灯LED2的负极与所述第三指示灯LED3的附件均接地，所述第二指示灯LED2和所述第三指示灯LED3均为外部器件。
具体实施时，本实施例中，通过所述第二指示灯LED2指示第一外接负载，通过所述第三指示灯LED3指示第二外接负载；当所述第一外接负载接入时，所述第二指示灯LED2点亮；当所述第二外接负载接入时，所述第三指示灯LED3点亮。
基于上述的电源管理集成电路10和电源管理集成电路10的应用电路，本发明还提供一种电子设备，包括设备本体，所述设备本体中设置有电路板，所述电路板上设置有如上文所述的电源管理芯片集成电路或者电源管理集成电路10的应用电路。由于所述电源管理集成电路10和电源管理集成电路10的应用电路已在上文进行了详细描述，在此不再赘述。
综上所述，本发明提供的一种电源管理集成电路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管理电路；用于向外部器件供电的供电管理电路；用于切换供电电源为供电电路进行供电的供电控制电路；用于提供基准电压的电压基准电路；所述充电管理电路和所述供电控制电路均与充电器及电池连接，所述供电管理电路与所述供电控制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供电管理电路连接。本发明通过将充电管理电路和供电管理电路集成在一起，对电池进行充电并结合外部器件实现相应的外部功能；且通过所述供电控制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 (21)

1.一种电源管理集成电路，其特征在于，包括：
用于对电池进行充电的充电管理电路；
用于向外部器件供电的供电管理电路；
用于切换供电电源为供电管理电路进行供电的供电控制电路；
用于提供基准电压的电压基准电路；
所述充电管理电路和所述供电控制电路均与充电器及电池连接，所述供电管理电路与所述供电控制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供电管理电路连接。
2.根据权利要求1所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述充电管理电路包括：
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所述的电源管理集成电路，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所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述供电管理电路包括：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、供电控制电路及外部器件连接。
5.根据权利要求4所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述供电电路包括用于检测外接负载的接入和断开的负载检测电路；所述负载检测电路与外接负载及负载状态显示电路连接。
6.根据权利要求5所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述供电电路还包括：
用于实现同步升压功能的同步升压控制电路；
用于受同步升压控制电路的控制输出相应的电压的开关电路；
所述同步升压控制电路与所述负载检测电路连接，受负载检测电路控制；所述同步升压控制电路还与所述开关电路连接，控制所述开关电路实现升压功能并为外接负载供电。
7.根据权利要求6所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述供电管理电路还包括用于对同步升压控制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供电控制电路、电压基准电路及同步升压控制电路连接。
8.根据权利要求7所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述供电管理电路还包括：用于输出充电状态显示信号的充放电指示控制电路；所述充放电指示控制电路与所述充电模块及外部器件连接。
9.根据权利要求1所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述供电管理电路还包括：用于在上电时将供电管理电路中的所有电路进行复位的复位电路；所述复位电路与所述供电管理电路内部所有电路连接。
10.根据权利要求1所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述供电管理电路还包括用于为所述供电管理电路中的所有电路提供工作时钟和时间基准的时钟电路；
所述时钟电路与所述供电管理电路内部所有电路连接。
11.根据权利要求1所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述供电管理电路还包括用于与实现Lightning协议数据的Lightning协议认证电路；所述Lightning协议认证电路与所述放电控制电路及Lightning协议接口连接。
12.根据权利要求1所述的电源管理集成电路，其特征在于，所述供电管理电路还包括用于检测电池电压的电池电压检测电路，所述电池电压检测电路与锂电池及外部处理器连接。
13.一种电源管理集成电路的应用电路，其特征在于，所述应用电路包括如权利要求1-12任意一项所述的电源管理集成电路、充电器、电池和至少一个外部器件，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。
14.根据权利要求13所述的电源管理集成电路的应用电路，其特征在于，所述外部器件为用于根据电池电压检测电路检测到的电池电压实现电量追踪的外部处理器，所述外部处理器与所述电池电压检测电路连接。
15.根据权利要求13所述的电源管理集成电路的应用电路，其特征在于，所述应用电路还包括用于接收所述外部处理器的显示信号显示相应的电池电量的电量显示电路，所述电量显示电路与所述外部处理器连接。
16.根据权利要求13所述的电源管理集成电路的应用电路，其特征在于，所述外部器件还包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第一电感；
所述第一电容的一端与所述电源管理集成电路的充电电压输入端口及充电器的正极连接，所述第一电容的另一端与第一电阻的一端、所述电源管理集成电路的接地端及所述充电器的负极连接并接地；
所述第一电阻的另一端与所述电源管理集成电路的充电电流设定端口连接；
所述第一电感的一端与所述电源管理集成电路的同步升压开关输出端口连接，所述第一电感的另一端与所述电源管理集成电路的电池连接端口、第二电容的一端及电池正极连接；
所述第二电容的另一端与所述第三电容的一端及电池的负极连接并接地；
所述第三电容的另一端与所述电源管理集成电路的同步升压输出端口连接。
17.根据权利要求16所述的电源管理集成电路的应用电路，其特征在于，所述外部器件还包括第一指示灯，所述第一指示灯的正极与所述电源管理集成电路的充电指示端口连接，所述第一指示灯的负极接地。
18.根据权利要求13或15所述的电源管理集成电路的应用电路，其特征在于，所述外部处理器还用于提供使能信号，所述外部处理器还与所述电源管理集成电路的使能信号输入端口连接。
19.根据权利要求13所述的电源管理集成电路的应用电路，其特征在于，所述外部器件为第一负载开关和第二负载开关，所述第一负载开关与所述电源管理集成电路的第一负载输入端口及第一外接负载连接，所述第二负载开关与所述电源管理集成电路的第二负载输入端口及第二外接负载连接。
20.根据权利要求19所述的电源管理集成电路的应用电路，其特征在于，还包括负载状态显示电路，所述负载状态显示电路包括第二指示灯和第三指示灯，所述第二指示灯的正极与所述电源管理集成电路的第一负载指示端口连接，所述第三指示灯的正极与所述电源管理集成电路的第二负载指示端口连接；所述第二指示灯的负极与所述第三指示灯的负极均接地，所述第二指示灯和所述第三指示灯均为外部器件。
21.一种电子设备，其特征在于，包括设备本体，所述设备本体中设置有电路板，所述电路板上设置有如权利要求1-20任意一项所述的电源管理芯片集成电路或者电源管理集成电路的应用电路。
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