CN113644712A - 线性充电管理芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了线性充电管理芯片，包括处理器模块、温度监测热反馈模块、充电电流输出监控模块、可编程充电电流切换模块、欠压检测模块和LDO稳压模块，处理器模块分别与温度监测热反馈模块、充电电流输出监控模块、可编程充电电流切换模块、欠压检测模块、LDO稳压模块耦接在一起，处理器模块还耦接有电量余量监控模块、再充电检测模块、USB模块、闭锁模块、终止充电控制模块、指示灯控制模块和阈值电压反馈模块。有益效果在于：本发明通过恒流稳压进行控温，可使得集成化程度更高，尺寸更小，电池管理效率高和无过热危险，其所配用产品尺寸更加便捷携带；并通过电流切换模块的消除浪涌设计保证频繁切换带来的寿命损耗。
Description
技术领域
本发明涉及充电管理系统领域，特别是涉及线性充电管理芯片。
背景技术
社会已经从原来的蒸汽时代，电气时代慢慢的转变成了信息化时代，而信息的载体促使电子产品的快速发展，电子产品目前通常使用电池进行蓄电续航，当今世界，人们的生活已是片刻也离不开电子设备，而充电是现在电子设备必不可少的，目前电子产品的充电主要依靠于电源管理芯片进行调控，电源管理芯片在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其它电能管理的职责，电源管理芯片对电子系统而言是不可或缺的，其性能的优劣对整机的性能有着直接的影响，现代电子系统正在向高速、高增益、高可靠性方向发展，电源上的微小干扰都对电子设备的性能有影响，这就需要在噪声、纹波等方面有优势的电源，需要对系统电源进行稳压、滤波等处理，电源管理的范畴比较广，既包括单独的电能变换、单独的电能分配和检测，也包括电能变换和电能管理相结合的系统、相应的，电源管理芯片的分类也包括这些方面，比如线性电源芯片、电压基准芯片、开关电源芯片、LCD驱动芯片、LED驱动芯片、电压检测芯片、电池充电管理芯片等，而随着各个模块电路的增加，其本身体积也大，尤其在充电过程中，传统的电源充电管理电路需要MOSFET构架、传感电阻和阻塞二极管，其本身增加了管理电路的体积和发热量，对于使用此芯片充电的设备来说体积也会随之增大，并且发热高对电路影响过大，需要增加新的散热模块，成本较高。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供线性充电管理芯片。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
线性充电管理芯片，包括处理器模块、温度监测热反馈模块、充电电流输出监控模块、可编程充电电流切换模块、欠压检测模块和LDO稳压模块，所述处理器模块分别与所述温度监测热反馈模块、所述充电电流输出监控模块、所述可编程充电电流切换模块、所述欠压检测模块、所述LDO稳压模块耦接在一起，所述处理器模块还耦接有所述电量余量监控模块、所述再充电检测模块、所述USB模块、所述闭锁模块、所述终止充电控制模块、所述指示灯控制模块和所述阈值电压反馈模块，所述阈值电压反馈模块还与所述LDO稳压模块的电压输出端耦接在一起，所述再充电检测模块和所述USB模块耦接在一起，所述闭锁模块和所述终止充电控制模块均与所述LDO稳压模块耦接在一起。
进一步的，所述LDO稳压模块上设有交直流转换单元和LDO稳压单元，所述交直流转换单元使用目前通用的AC-DC桥式转换电路，所述交直流转换单元的输出端与所述LDO稳压单元的输入端连接，所述LDO稳压单元内设有电流限制子电路、三极管驱动子电路和误差矫正子电路，所述处理器模块采用线性充电管理芯片，所述LDO稳压单元采用LDO芯片，所述线性充电管理芯片和所述LDO芯片均采用SOT23-6形式封装。
进一步的，所述温度监测热反馈模块上设有温度检测单元、温度阈值对比单元和温度热反馈单元；
所述温度检测单元采用桥式检测电路，所述桥式检测电路在0到150之间的电阻及温度成线性关系，温度上升其电路线性增加，从而检测电路中的温度变化，所述温度阈值对比单元用于对比所述温度检测单元所检测的，在所述温度阈值对比单元中设有温度阈值，温度阈值为电路所能承受最大温度的百分之八十五，当所述温度阈值对比单元对比所述温度检测单元所检测温度与温度阈值的比值，当比值大于1时，其将对比信号反馈给处理器模块做出相应调整，进行可编程充电电流切换模块的切换。
进一步的，所述可编程充电电流切换模块设有设定值满电流单元、十分之一恒流单元和电池低电流停止单元。
进一步的，所述USB模块耦接到USB端口上，所述USB模块上设有端口插接感应单元用于检测所述USB端口的连接状态。
进一步的，所述阈值电压反馈模块包括阈值电压对比反馈单元和输出端电压监测单元，所述阈值电压反馈模块通过所述输出端电压监测单元与所述LDO稳压模块耦接在一起用于监测输出电压的数据。
上述结构中，其芯片所应用主要体现在手环、玩具类等消费类电子产品上，其体积普遍较小，当其进行充电管理时，USB模块用于通过USB端口将外部充电电源与内部的充电管理系统相连接，外部电源通过LDO稳压模块中的所述交直流转环单元进行基础的电源转环，然后通过所述LDO稳压单元对转变电源后的电压进行升降压和稳压处理，其稳压处理主要通过电流限制子电路、三极管驱动子电路和误差矫正子电路进行电压的稳定；
在变压稳压后，初始状态为满电流进行充电，达到充电电压后，在稳压的前提下，可编程充电电流切换模块进行电流的切换，使得电流在后续的充电过程中维持在设定值十分之一进行持续充电，在此充电过程中，处理器模块始终能协调各个模块使其通过恒流稳压的充电过程进行控温，恒流恒压运行和热度调节使得电池管理效率高和无过热危险，可使得集成化程度更高，尺寸更小小的尺寸实现对锂离子电池的完全线形充电管理，恒流恒压运行和热度调节使得电池管理效率高和无过热危险，从USB接口管理单片锂离子电池，充电电流输出监控，设有软启动限制浪涌电流电流。
有益效果在于：本发明所述的带稳压的线性充电管理芯片通过恒流稳压进行控温，可使得集成化程度更高，尺寸更小小的尺寸实现对锂离子电池的完全线形充电管理，恒流恒压运行和热度调节使得电池管理效率高和无过热危险，其所配用产品尺寸更加便捷携带，设有软启动限制浪涌电流电流。
附图说明
图1是本发明所述线性充电管理芯片的模块示意图；
图2是本发明所述线性充电管理芯片的电路原理图；
图3是本发明所述线性充电管理芯片的充电电流切换模块电路图。
附图标记说明如下：
1、处理器模块；2、温度监测热反馈模块；3、充电电流输出监控模块；4、电量余量监控模块；5、可编程充电电流切换模块；6、欠压检测模块；7、再充电检测模块；8、USB模块；9、闭锁模块；10、终止充电控制模块；11、指示灯控制模块；12、阈值电压反馈模块；13、LDO稳压模块。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-2所示，线性充电管理芯片，所述带稳压的线性充电管理芯片由处理器模块1、温度监测热反馈模块2、充电电流输出监控模块3、可编程充电电流切换模块5、欠压检测模块6和LDO稳压模块13组成；
处理器模块1分别与温度监测热反馈模块2、充电电流输出监控模块3、可编程充电电流切换模块5、欠压检测模块6、LDO稳压模块13耦接在一起，充电电流输出监控模块3用于实时监测电流的大小状态和对可编程充电电流切换模块5切换电流状态后进行反馈，欠压检测模块6对变压端电压进行检测，其维持在变压阈值范围内则不进行反馈警报，当超出阈值范围后进行电压反馈，处理器模块1还耦接有电量余量监控模块4、再充电检测模块7、USB模块8、闭锁模块9、终止充电控制模块10、指示灯控制模块11和阈值电压反馈模块12，阈值电压反馈模块12还与LDO稳压模块13的电压输出端耦接在一起，再充电检测模块7和USB模块8耦接在一起，再充电检测模块7用于检测USB模块8与USB端口的连接状态，闭锁模块9和终止充电控制模块10均与LDO稳压模块13耦接在一起。
在本实施例中，LDO稳压模块13上设有交直流转换单元和LDO稳压单元，所述交直流转换单元使用目前通用的AC-DC桥式转换电路，其中所述交直流转换单元的输出端与所述LDO稳压单元的输入端连接，所述LDO稳压单元内设有电流限制子电路、三极管驱动子电路和误差矫正子电路，所述误差矫正子电路用于将所述LDO稳压单元输出端的电压稳定在一定的误差波动之间；
较佳的，处理器模块1采用线性充电管理芯片，所述LDO稳压单元采用LDO芯片，所述线性充电管理芯片和所述LDO芯片均采用SOT23-6形式封装。
在本实施例中，阈值电压反馈模块12包括阈值电压对比反馈单元和输出端电压监测单元，阈值电压反馈模块12通过所述输出端电压监测单元与LDO稳压模块13耦接在一起用于监测输出电压的数据，所述阈值电压对比反馈单元用于对比阈值电压和检测电压，从而使其长久的维持在一个稳定电压。
在本实施例中，温度监测热反馈模块2上设有温度检测单元、温度阈值对比单元和温度热反馈单元，其中，所述温度检测单元采用桥式检测电路，所述桥式检测电路在0到150之间的电阻及温度成线性关系，温度上升其电路线性增加，从而检测电路中的温度变化，所述温度阈值对比单元用于对比所述温度检测单元所检测的，在所述温度阈值对比单元中设有温度阈值，温度阈值为电路所能承受最大温度的百分之八十五，当所述温度阈值对比单元对比所述温度检测单元所检测温度与温度阈值的比值，当比值大于1时，其将对比信号反馈给处理器模块1做出相应调整，进行可编程充电电流切换模块5的切换。
在本实施例中，可编程充电电流切换模块5设有设定值满电流单元、十分之一恒流单元和电池低电流停止单元，在达到目标充电电压后，充电电流降低到设定值的1/10 ，当输入端（插头或USB提供电源）拔掉后，通过所述电池低电流停止单元将电流降到2μA以下，当停止工作状态，使电源供电电流降到25μA，其中设定值中的可编程充电电流切换模块5在100-500mA范围内。
在本实施例中，USB模块8耦接到USB端口上，USB模块8上设有端口插接感应单元用于检测所述USB端口的连接状态。
上述结构中，其芯片所应用主要体现在手环、玩具类等消费类电子产品上，其体积普遍较小，当其进行充电管理时，USB模块8用于通过USB端口将外部充电电源与内部的充电管理系统相连接，外部电源通过LDO稳压模块13中的所述交直流转环单元进行基础的电源转环，然后通过所述LDO稳压单元对转变电源后的电压进行升降压和稳压处理，其稳压处理主要通过电流限制子电路、三极管驱动子电路和误差矫正子电路进行电压的稳定；
在变压稳压后，初始状态为满电流进行充电，达到充电电压后，在稳压的前提下，可编程充电电流切换模块5进行电流的切换，可编程充电电流切换模块如图3所示的一种方式，包括有与电源并联的第一电容（Cb），第一电容还并联有PNP结三极管（S2）和输出电容（Udc）；PNP结三极管还串联有第一电感（IL），第一电感的一端耦接于第一电容和电源正极的连接点，第一电感的另一端耦接于PNP结三极管的集电极与输出电容的正极之间，且S2的集电极和输出电容的正极之间还串联有PNP结三极管（S1），其中，两个PNP结三极管都内接有阻尼二极管，能够使得在切换过程形成稳定的电压释放和存储，可防止蓄电池过充过放，在进行并入总电流的第五节点后，为防止输出电压的小范围波动导致的储能单元频繁充放电切换导致的寿命降低，利用内接有阻尼二极管的PNP结三极管来防止电流切换时产生的反方向浪涌，保证了频繁切换下的使用寿命；使得电流在后续的充电过程中维持在设定值十分之一进行持续充电，在此充电过程中，处理器模块始终能协调各个模块使其通过恒流稳压的充电过程进行控温，恒流恒压运行和热度调节使得电池管理效率高和无过热危险，可使得集成化程度更高，尺寸更小小的尺寸实现对锂离子电池的完全线形充电管理，恒流恒压运行和热度调节使得电池管理效率高和无过热危险，从USB接口管理单片锂离子电池，充电电流输出监控，设有软启动限制浪涌电流电流。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (6)
1.线性充电管理芯片，其特征在于：包括处理器模块、温度监测热反馈模块、充电电流输出监控模块、可编程充电电流切换模块、欠压检测模块和LDO稳压模块，所述处理器模块分别与所述温度监测热反馈模块、所述充电电流输出监控模块、所述可编程充电电流切换模块、所述欠压检测模块、所述LDO稳压模块耦接在一起，所述处理器模块还耦接有所述电量余量监控模块、所述再充电检测模块、所述USB模块、所述闭锁模块、所述终止充电控制模块、所述指示灯控制模块和所述阈值电压反馈模块，所述阈值电压反馈模块还与所述LDO稳压模块的电压输出端耦接在一起，所述再充电检测模块和所述USB模块耦接在一起，所述闭锁模块和所述终止充电控制模块均与所述LDO稳压模块耦接在一起。
2.根据权利要求1所述的线性充电管理芯片，其特征在于：所述LDO稳压模块上设有交直流转换单元和LDO稳压单元，所述交直流转换单元使用目前通用的AC-DC桥式转换电路，所述交直流转换单元的输出端与所述LDO稳压单元的输入端连接，所述LDO稳压单元内设有电流限制子电路、三极管驱动子电路和误差矫正子电路，所述处理器模块采用线性充电管理芯片，所述LDO稳压单元采用LDO芯片，所述线性充电管理芯片和所述LDO芯片均采用SOT23-6形式封装。
3.根据权利要求1所述的线性充电管理芯片，其特征在于：所述温度监测热反馈模块上设有温度检测单元、温度阈值对比单元和温度热反馈单元。
4.根据权利要求1所述的线性充电管理芯片，其特征在于：所述可编程充电电流切换模块设有设定值满电流单元、十分之一恒流单元和电池低电流停止单元。
5.根据权利要求1所述的线性充电管理芯片，其特征在于：所述USB模块耦接到USB端口上，所述USB模块上设有端口插接感应单元用于检测所述USB端口的连接状态。
6.根据权利要求1所述的线性充电管理芯片，其特征在于：所述阈值电压反馈模块包括阈值电压对比反馈单元和输出端电压监测单元，所述阈值电压反馈模块通过所述输出端电压监测单元与所述LDO稳压模块耦接在一起用于监测输出电压的数据。
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