CN203747473U - 一种集成线性充电和恒压输出的专用芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于电子烟中与给电池充电的集成线性充电和恒压输出的专用芯片。该芯片包括第一驱动模块、bandgap模块、逻辑模块、判断模块、充电模块、过温保护模块、保护模块、第二驱动模块、LED模块。本实用新型具有待机工作电流小，输出过流保护、输出超时保护、电池欠压保护、过温保护和充电，及恒压输出和LED灯指示的效果。

Description

一种集成线性充电和恒压输出的专用芯片

技术领域

本实用新型涉及一种电子烟领域，特别涉及一种应用于电子烟中与给电池充电的集成线性充电和恒压输出的专用芯片。

背景技术

目前，市面上应用于电子烟中的恒流充电时电流只有140MA，这导致电池充饱所需时间相对较长。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种待机工作电流小，输出过流保护、输出超时保护、电池欠压保护、过温保护和充电，及恒压输出和LED灯指示的集成线性充电和恒压输出的专用芯片。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种集成线性充电和恒压输出的专用芯片，其中，包括第一驱动模块、bandgap模块、逻辑模块、判断模块、充电模块、过温保护模块、保护模块、第二驱动模块、LED模块。第一驱动模块与bandgap模块连接，bandgap模块分别与充电模块和判断模块连接，bandgap模块与充电模块连接后与逻辑模块连接，保护模块与逻辑模块连接，逻辑模块与LED模块连接，逻辑模块与第二驱动模块连接，过温保护模块与第二驱动模块连接。

在一些实施方式中，第一驱动模块为后续电路提供偏置电流，并输出供逻辑模块使用的基准时钟和检测时钟。bandgap模块为后续电路提供基准电压，并与过温保护模块连接。

在一些实施方式中，判断模块是通过Vat和Vdd电压判断电路处于充电状态或者放电状态。

在一些实施方式中，保护模块是对电路在放电工作状态下异常情况的监控和限制。LED模块是通过逻辑模块反馈的信息在LED灯上显示。

在一些实施方式中，驱动模块由启动电流源产生稳定电流的启动电路和振荡器组成。振荡器是两个，一个产生具有固有频率方波信号，作为基准时钟，另一个产生的方波频率与外接的SW接口相连，作为检测时钟。

本实用新型另一发明目的是一种集成线性充电和恒压输出的专用芯片，包括芯片本体，其中，芯片本体上分别连接有识别电容的MIC、输出电源正负板的GNG、外接LED灯的LED、输入或者输出充电电源的OUT。

本实用新型的有益效果是待机工作电流小，输出过流保护、输出超时保护、电池欠压保护、过温保护和充电，及恒压输出和LED灯指示。待机工作电流小，因为逻辑模块控制比较恰当，在芯片上电后可以使电路中尽可能少的模块处于工作状态，所以耗电也比较小，且在开始使用的时候也可以很快唤醒电路。输出过流保护，在输出状态下，驱动中会有一个小的结构实时采样Vat电压，并与正常状态下的电压比较，若过流会及时输出信号关断电路。输出超时保护，是逻辑中的一块计时器，从触发输出开始计时，5S以后就会输出信号命令电路关断输出模块。电池欠压保护，在触发电路以前，电路会采样电池电压VDD，若其小于一定值就会输出信号，让后续动作不再进行，并控制LED连闪10次。过温保护，采样bandgap中的vbjt电压，与不随温度变化的Vref比较，因为vbjt是负温系数的，所以可以在温度高于一值后，通过输出信号进入逻辑模块来控制电路的输出。PWW恒压输出，在输出工作状态下，会采样VDD电压，根据不同的电压范围选择不同的占空比，并输入驱动的控制端，以控制POWERMOS的来回关断。使输出的电压也按照占空比来回开关。由于线性恒流充电电流固定为140MA。当锂电池电压小2.9V时，为涓流充电，限流电流为10MA，可确保不损坏电池；电压充至2.9V以上时，开始大电流恒流充电，芯片内部限流140MA；当电压充电至4.2V时结束充电。实现了待机工作电流小，输出过流保护、输出超时保护、电池欠压保护、充电，及恒压输出和LED灯指示的目的。又由于当锂电池充电温度达到85摄氏度时，芯片会自动减少充电电流；当锂电池充电或者放电时，芯片结温达到150摄氏度时，芯片停止输出或者充电；当芯片结温下降到130摄氏度时，芯片重启输出或者充电。实现了过温保护的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型内部模块的方框图；

图2为本实用新型的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种集成线性充电和恒压输出的专用芯片，包括第一驱动模块、bandgap模块、逻辑模块、判断模块、充电模块、过温保护模块、保护模块、第二驱动模块、LED模块。恒压输出PWW均值3.3V(vdd=3.7V,Rload=欧)。该芯片内部集成功率MOS管，输出端口支持充电功能。普通火牛和USB均可连接到芯片对锂电池进行充电。

第一驱动模块与bandgap模块连接，bandgap模块分别与充电模块和判断模块连接，bandgap模块与充电模块连接后与逻辑模块连接，保护模块与逻辑模块连接，逻辑模块与LED模块连接，逻辑模块与第二驱动模块连接，过温保护模块与第二驱动模块连接。逻辑模块是整个电路的大脑，联系调节各个模块之间的动作。充电模块中最主要的是一个小POWERMOS和大POWERMOS，通过一系列的结构稳定小POWERMOS上的电流，再将电流放大镜像到大POWERMOS上，最近接入VDD脚，给电池充电，其中还有一些结构是通过采样VDD上的电压来控制充电电流的大小，保证充电性能稳定。保护模块中含有过流保护，欠压保护等功能，其原理基本上都是在电路处于放电状态下采样电路中各处的实时电压再与正常情况下的基准电压进行比较判断，并实时输出检测信号控制电路的下一步行为。过温保护中有一个基本上不随温度改变的基准电压，采样bandgap中的负温系数的vbjt电压并与vref做比较，以起到对温度的监控作用。

第一驱动模块为后续电路提供偏置电流，并输出供逻辑模块使用的基准时钟和检测时钟。bandgap模块为后续电路提供基准电压，并与过温保护模块连接。判断模块是通过Vat和Vdd电压判断电路处于充电状态或者放电状态。保护模块是对电路在放电工作状态下异常情况的监控和限制。LED模块是通过逻辑模块反馈的信息在LED灯上显示。驱动模块由启动电流源产生稳定电流的启动电路和振荡器组成。振荡器是两个，一个产生具有固有频率方波信号，作为基准时钟，另一个产生的方波频率与外接的SW接口相连，作为检测时钟。

上述各模块的工作原理：电路经过bandgap模块提供电流偏置和时钟信号，通过第二驱动模块上的AT管脚电压的检测来判断电路是否处于充电还是放电状态，并通过逻辑模块在不同的工作情况下提供不同的信号以控制不同的模块进行工作，最后将工作状态转换为LED信号输入LED灯，以方便使用者通过LED的闪烁情况监测工作状态。工作过程中同各个保护模块实时检测芯片的状态并控制逻辑模块提供保护。

如图2所示，芯片本体上分别连接有识别电容的MIC、输出电源正负板的GNG、外接LED灯的LED、输入或者输出充电电源的OUT。上述MIC识别电容信号输入脚。

工作时，当芯片接入电池，芯片内部会产生一个上电复位信号。上电复位信号后，芯片处于Idd<5uA的低功耗状态。直至烟头电容变化触发芯片输出。移除负载Rload，5V充电器正极连到OUT脚，负极接到GND输出，即可通过IC对锂电池进行充电。OUT脚PWW恒压输出最大电流不超过2.2A，此时占空比由电池电压和负载决定。如果电池电压比较低，OUT脚全功率输出，此时占空比为100%。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种集成线性充电和恒压输出的专用芯片，其特征在于，包括第一驱动模块、bandgap模块、逻辑模块、判断模块、充电模块、过温保护模块、保护模块、第二驱动模块、LED模块；

所述的第一驱动模块与bandgap模块连接；

所述的bandgap模块分别与充电模块和判断模块连接；

所述的bandgap模块与充电模块连接后与逻辑模块连接；

所述的保护模块与逻辑模块连接；

所述的逻辑模块与LED模块连接；

所述的逻辑模块与第二驱动模块连接；

所述的过温保护模块与第二驱动模块连接。

2. 根据权利要求1所述的一种集成线性充电和恒压输出的专用芯片，其特征在于，所述的第一驱动模块为后续电路提供偏置电流，并输出供逻辑模块使用的基准时钟和检测时钟；

所述的bandgap模块为后续电路提供基准电压，并与过温保护模块连接。

3. 根据权利要求1所述的一种集成线性充电和恒压输出的专用芯片，其特征在于，所述的判断模块是通过Vat和Vdd电压判断电路处于充电状态或者放电状态。

4. 根据权利要求1所述的一种集成线性充电和恒压输出的专用芯片，其特征在于，所述的保护模块是对电路在放电工作状态下异常情况的监控和限制；

所述的LED模块是通过逻辑模块反馈的信息在LED灯上显示。

5. 根据权利要求1所述的一种集成线性充电和恒压输出的专用芯片，其特征在于，所述的驱动模块由启动电流源产生稳定电流的启动电路和振荡器组成；所述的振荡器是两个，一个产生具有固有频率方波信号，作为基准时钟，另一个产生的方波频率与外接的SW接口相连，作为检测时钟。

6. 一种集成线性充电和恒压输出的专用芯片，包括芯片本体，其特征在于，所述的芯片本体上分别连接有识别电容的MIC、输出电源正负板的GNG、外接LED灯的LED、输入或者输出充电电源的OUT。