CN204441928U - 一种用于电池充电系统的充电电流自适应电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电池充电系统的充电电流自适应电路，属于电池充电系统技术领域。所述充电电流自适应电路包括：一输入VDD电压检测电路，当VDD电压低于所设定的值时VDDL信号输出低电平到与非门nand3从而屏蔽CLK信号；一CLOCK信号产生电路，用于产生一所需周期的CLK信号；n个D触发器组成的级联触发器计数器，用于对CLK信号计数，并输出Q1～Qn到数/模转换电路；一数/模转换电路，所述数/模转换电路把输入的数字信号Q1～Qn转换成相应的模拟参考电压VREF送到误差放大器的正输入端，同时在VREF达到所设定的最大值以后VREF_END信号输出低电平到与非门nand3从而屏蔽CLK信号。

Description

一种用于电池充电系统的充电电流自适应电路

技术领域

本实用新型属于电池充电系统技术领域，特别涉及一种用于电池充电系统的充电电流自适应电路。

背景技术

随着便携式设备的普及以及耗电量的增加，为了延长设备的待机与使用时间，设备所配备的电池也越来越大，加上大容量的移动电源的日益普及，这些都需要以较大的充电电流对设备进行充电，以加快充电速度减小充电时间。

然而，要想增大设备的充电电流，必须给设备配备相应充电电流的适配器，在使用上就给用户造成了不便，而如果用户想使用其它非大电流的适配器却面临目前适配器充电电流限制的瓶颈，目前市面上的适配器大多充电电流在1A以下，如果这种适配器给充电电流大于1A的便携式设备充电的话会把适配器的输出电压拉低，从而导致反复的充电-停止充电-充电的状况发生，甚至可能会烧坏适配器。

图1是传统的电池充电系统示意图，图中最大充电电流由VREF电压，放大电路AMP1的增益G以及充电电流设定电阻RS1共同决定，充电电流公式为：

$\mathrm{Ic}=\frac{\mathrm{VREF}}{G\×\mathrm{RS}1}$

从图1中可以知道，充电电流设定电阻RS1确定后，充电电流也就确定，无法根据适配器的实际情况自动调整充电电流。

实用新型内容

针对现有技术的情况，本实用新型的目的在于提供一种用于电池充电系统的充电电流自适应电路，使用本实用新型的充电电流自适应技术的充电设备可以根据所接适配器的输出电流能力，自动调整设备的充电电流，在保证适配器以较大电流给设备充电的同时，又没有使用风险。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种用于电池充电系统的充电电流自适应电路，所述充电电流自适应电路包括：

一输入VDD电压检测电路，当VDD电压低于所设定的值时VDDL信号输出低电平到与非门nand3从而屏蔽CLK信号；

一CLOCK信号产生电路，用于产生一所需周期的CLK信号；

n个D触发器组成的级联触发器计数器，用于对CLK信号计数，并输出Q1～Qn到数/模转换电路；

一数/模转换电路，所述数/模转换电路把输入的数字信号Q1～Qn转换成相应的模拟参考电压VREF送到误差放大器的正输入端，同时在VREF达到所设定的最大值以后VREF_END信号输出低电平到与非门nand3从而屏蔽CLK信号。

所述输入VDD电压检测电路的输出端和与非门nand3的第一输入端连接；所述CLOCK信号产生电路的输出端和与非门nand3的第二输入端连接；所述数/模转换电路的一输出端VREF_END和与非门nand3的第三输入端连接，另一输出端VREF和误差放大器的正输入端连接；所述与非门nand3的输出端接级联触发器中第一D触发器的触发信号CK端，后面各级D触发器的触发信号CK端分别接其前一级触发器的输出端Q，各级触发器的数据输入端D分别接各自的反相输出端QB，各级触发器的输出Q1～Qn同时接数/模转换电路的输入。

所述充电电流自适应电路应用于开关式充电系统或线性充电系统。

所述触发器个数n可以根据实际需要决定。

在CLK信号的触发下，(Q1：Qn)计数递增，VREF也逐渐增加，直到达到所设定的最大值或者输入电源达到所能提供的最大电流后计数停止。

本实用新型与现有技术相比的效果和优点为：

如果适配器能提供的最大充电电流大于设备所设定的最大充电电流，那么在充电过程中VDD电压不会被拉低到所设定的最小VDD工作电压VDD_MIN，VDDL信号就不会输出低电平到与非门nand3，所以在CLK的作用下，(Q1：Qn)会达到所设定的最大值，VREF也相应达到其最大值VREF_MAX，数/模转换电路输出的VREF_END信号输出低电平到与非门nand3从而屏蔽CLK信号，(Q1：Qn)计数值不再变化,这时适配器以设备所设定的最大充电电流给设备充电。

如果适配器能提供的最大充电电流小于设备所设定的最大充电电流，那么在充电启动过程中，在CLK的作用下，(Q1：Qn)的值以及对应的VREF会逐渐增大，充电电流也会逐渐增大，当充电电流逐渐增加到适配器所能提供的最大电流时，VDD电压会逐渐降低，当VDD降低到所设定的最小VDD工作电压VDD_MIN时，输入VDD电压检测电路输出的VDDL信号输出低电平到与非门nand3从而屏蔽CLK信号，(Q1：Qn)计数值以及对应的VREF不再变化，这时适配器以自身所能提供的最大充电电流给设备充电。

附图说明

图1是传统电池充电系统示意图；

图2是使用本实用新型的具有充电电流自适应功能的电池充电系统示意图；

图3是图2电路中在适配器最大输出电流大于被充电系统所设定的最大充电电流情况下各信号工作波形示意图；

图4是图2电路中在适配器最大输出电流小于被充电系统所设定的最大充电电流情况下各信号工作波形示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所述用于电池充电系统的充电电流自适应电路作进一步详细地描述。

如图2所示，本实用新型提供一种用于电池充电系统的充电电流自适应电路，所述充电电流自适应电路包括：

一输入VDD电压检测电路，当VDD电压低于所设定的值时VDDL信号输出低电平到与非门nand3从而屏蔽CLK信号；

一CLOCK信号产生电路，用于产生一所需周期的CLK信号；

n个D触发器组成的级联触发器计数器，用于对CLK信号计数，并输出Q1～Qn到数/模转换电路；

一数/模转换电路，所述数/模转换电路把输入的数字信号Q1～Qn转换成相应的模拟参考电压VREF送到误差放大器的正输入端，同时在VREF达到所设定的最大值以后VREF_END信号输出低电平到与非门nand3从而屏蔽CLK信号。

所述输入VDD电压检测电路的输出端和与非门nand3的第一输入端连接；所述CLOCK信号产生电路的输出端和与非门nand3的第二输入端连接；所述数/模转换电路的一输出端VREF_END和与非门nand3的第三输入端连接，另一输出端VREF和误差放大器的正输入端连接；所述与非门nand3的输出端接级联触发器中第一D触发器的触发信号CK端，后面各级D触发器的触发信号CK端分别接其前一级触发器的输出端Q，各级触发器的数据输入端D分别接各自的反相输出端QB，各级触发器的输出Q1～Qn同时接数/模转换电路的输入。

图2是使用本实用新型的具有充电电流自适应的电池充电系统的示意图，图中最大充电电流由VREF电压，放大电路AMP1的增益G以及充电电流设定电阻RS1共同决定，充电电流公式为：

$\mathrm{Ic}=\frac{\mathrm{VREF}}{G\×\mathrm{RS}1};$

从上面公式可知在G和RS1一定情况下，充电电流与VREF电压成正比，本实用新型的关键所在即是在充电过程中VREF会根据适配器的最大输出电流自动调整，进而调整充电电流的大小。

适配器接入充电系统开始充电时，充电电流是随着CLK信号计数而逐渐增加的，所以开始的时候充电电流是小于适配器最大输出电流的，这是VDDL为高电平，而计数也还没有达到最大值，所以VREF_END信号也为高电平，CLK信号可以通过与非门nand3传输到计数器，计数器输出(Q1：Qn)根据CLK情况输出相应值到数/模转换电路，数模转换电路根据当前(Q1：Qn)的值输出相应的VREF值到误差放大器，进而确定当前的充电电流，随着(Q1：Qn)计数值的增加，会出现以下两种可能：

一是如果适配器能提供的最大充电电流大于被充电系统所设定的最大充电电流，那么在充电过程中VDD电压不会被拉低到所设定的最小VDD工作电压VDD_MIN，VDDL信号就不会输出低电平到与非门nand3，所以在CLK的作用下，(Q1：Qn)可以达到所设定的最大值，VREF也相应达到其最大值VREF_MAX，此时数/模转换电路输出的VREF_END信号输出低电平到与非门nand3从而屏蔽CLK信号，(Q1：Qn)计数值达到最大值后不再变化,这时适配器以被充电系统所设定的最大充电电流给设备充电。

二是如果适配器能提供的最大充电电流小于被充电系统所设定的最大充电电流，那么在充电启动过程中，在CLK的作用下，(Q1：Qn)的值以及对应的VREF会逐渐增大，充电电流也会逐渐增大，当充电电流逐渐增加到适配器所能提供的最大电流时，适配器输出电压VDD电压会开始随着充电电流的增加而逐渐降低，当VDD降低到所设定的最小VDD工作电压VDD_MIN时，输入VDD电压检测电路输出的VDDL信号输出低电平到与非门nand3从而屏蔽CLK信号，(Q1：Qn)计数值以及对应的VREF不再变化，所以充电电流也不再增加，这时适配器以自身所能提供的最大充电电流给设备充电。

图3是图2电路中在适配器最大输出电流大于被充电系统所设定的最大充电电流情况下各信号工作波形示意图，图中VDD电压在被充电系统达到最大充电电流时仍然没有被拉低，VDDL信号始终高电平；当计数器输出(Q1：Qn)达到所设定的最大值时，VREF也相应达到其最大值VREF_MAX，此时数/模转换电路输出的VREF_END信号由高电平变为低电平，与非门nand3被屏蔽，VREF_MAX被锁定，这时适配器以被充电系统所设定的最大充电电流给设备充电。

图4是图2电路中在适配器最大输出电流小于被充电系统所设定的最大充电电流情况下各信号工作波形示意图，在充电刚开始时，在CLK的作用下，(Q1：Qn)的值以及对应的VREF会逐渐增大，充电电流也会逐渐增大，当充电电流逐渐增加到适配器所能提供的最大电流时，适配器输出电压VDD电压会开始随着充电电流的增加而逐渐降低，当VDD降低到所设定的电压VDD_MIN时，VDDL信号由高电平变为低电平，与非门nand3被屏蔽，(Q1：Qn)计数值以及对应的VREF不再变化，所以充电电流也不再增加，这时适配器以自身所能提供的最大充电电流给设备充电。

本实用新型的实施例在实际实施时，还包括提供电压基准的模块、提供偏置电流的模块,振荡器模块等一些集成电路领域的公知模块，这里不再一一描述。

以上实施例仅是本实用新型的特定实施方式，而非对本实用新型的限制，例如本实用新型也可以应用与线性充电领域；凡本领域的技术人员依据本实用新型的构思通过分析推理做出一些调整和改变，皆为本实用新型的要义所在，应视为在本实用新型的范围之内。

Claims (2)

1.一种用于电池充电系统的充电电流自适应电路，其特征在于：所述充电电流自适应电路包括：

一输入VDD电压检测电路，当VDD电压低于所设定的值时VDDL信号输出低电平到与非门nand3从而屏蔽CLK信号；

一CLOCK信号产生电路，用于产生一所需周期的CLK信号；

n个D触发器组成的级联触发器计数器，用于对CLK信号计数，并输出Q1～Qn到数/模转换电路；

一数/模转换电路，所述数/模转换电路把输入的数字信号Q1～Qn转换成相应的模拟参考电压VREF送到误差放大器的正输入端，同时在VREF达到所设定的最大值以后VREF_END信号输出低电平到与非门nand3从而屏蔽CLK信号。

2.如权利要求1所述用于电池充电系统的充电电流自适应电路，其特征在于：所述输入VDD电压检测电路的输出端和与非门nand3的第一输入端连接；所述CLOCK信号产生电路的输出端和与非门nand3的第二输入端连接；所述数/模转换电路的一输出端VREF_END和与非门nand3的第三输入端连接，另一输出端VREF和误差放大器的正输入端连接；所述与非门nand3的输出端接级联触发器中第一D触发器的触发信号CK端，后面各级D触发器的触发信号CK端分别接其前一级触发器的输出端Q，各级触发器的数据输入端D分别接各自的反相输出端QB，各级触发器的输出Q1～Qn同时接数/模转换电路的输入。