TWI539719B

TWI539719B - 充電架構

Info

Publication number: TWI539719B
Application number: TW103130797A
Authority: TW
Inventors: 洪崇智; 陳奕安
Original assignee: 華邦電子股份有限公司
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2016-06-21
Also published as: TW201611469A

Description

充電架構

本發明是有關於一種充電架構，且特別是有關於一種具有類比式平滑轉換電路以及充電終止電路的充電架構。

在這個綠能科技的時代，電子產品都必須與環保互相連結，電池也不例外，所以充電器在對電池充電時也必須掌握這個原則。一個電池的使用次數大約在500~1000次，其容量會隨著充放電的次數而越來越少，進一步而言，就一般的線性鋰離子充電器來說，由於電池中有內阻，當系統操作各個模式間的轉換時，例如小電流轉定電流、或是定電流轉定電壓模式時，若沒有做好相關電路轉換機制，將會導致電路轉換時發生的振盪現象，進而危害到充電器及電池。

除此之外，在電池充飽後，若是充電器未能及時關閉充電動作，亦會導致電池的過充，使得電池壽命大大的減少，如果沒有刻意去做保護電池的機制，很容易對電池產生巨大的損害，其一方面導致電池容量不再像以往一樣大，另一方面電池汰換率也因此而提升，而過多的電池汰換也會造成的垃圾問題與環境污染等問題。

本發明所提出一種具有類比式平滑轉換電路(Analog Smooth Transition Circuit，ASTC)以及充電終止電路(End Of Charge Circuit：EOC)的充電管理裝置，一方面可以使得整體充電架構在各個充電模式轉換間得以穩定切換，以防止振盪效應對電路產生危害，另一方面可以即時地判斷電池的充電狀態並停止充電，確保電池不會過充。

本發明的一種充電架構，包括：電源供應裝置、充電電池以及充電管理裝置。電源供應裝置用以提供系統電壓。充電管理裝置用以根據充電電池的正極端的電壓準位切換對應的充電模式，當對充電電池進行充電的充電電流降至預設電流值時，則終止充電動作。

在本發明的一實施例中，上述的充電管理裝置包括：電源開關、平滑轉換電路以及充電終止電路。電源開關具有第一端、第二端及閘極端，電源開關的第一端接收系統電壓，而電源開關的第二端耦接充電電池的正極端而得到輸出端電壓準位。平滑轉換電路耦接電源開關的閘極端，用以根據電源開關的第二端的輸出端電壓準位調整電源開關的閘極端的電壓準位。充電終止電路透過第二電流感測器感測所述充電電流，並於所述充電電流降至預設電流值時，則啟動充電終止電路並終止充電動作。

在本發明的一實施例中，上述的平滑轉換電路包括：偏壓電流源、第一電流鏡、第二電流鏡、第三電流鏡以及第一電晶體。偏壓電流源用以提供偏壓電流。第一電流鏡耦接偏壓電流源，用以接收偏壓電流，並依據偏壓電流提供第一電流。第二電流鏡串接第一電流鏡。第三電流鏡耦接至第一電流鏡，並根據第一控制偏壓調整第一控制電流。第一電晶體具有第一端、第二端及閘極端，第一電晶體的第一端接收系統電壓，且第一電晶體的閘極端接收第二控制偏壓，並根據第二控制偏壓調整第二控制電流，其中，第一控制電流與第二控制電流之間的電流和等於第一電流，而平滑轉換電路根據電流和調整電源開關的閘極端的電壓準位。

在本發明的一實施例中，上述的充電終止電路包括：斷路電流源、第四電流鏡、第五電晶體、第五電流鏡、第六電流鏡、第二電流感測器以及第七電流鏡。斷路電流源用以提供參考電流。第四電流鏡接收參考電流，以依據參考電流提供一第二電流。第五電晶體具有第一端、第二端及閘極端，其第一端耦接至第四電流鏡，閘極端耦接至模式選擇電路，用以根據設定電壓的準位決定第二電流的路徑的導通狀態。第五電流鏡耦接第五電晶體的第二端，用以接收第二電流並根據第二電流產生第三電流。第六電流鏡串接第五電流鏡，用以接收並傳送第三電流。第二電流感測器用以感測充電電池的正極端的準位，以產生第二感測電流。第七電流鏡耦接第二電流感測器，用以接收第二感測電流並根據第二感測電流產生第四電流，其中該充電終止電路根據該第三電流與該第四電流之間的電流差決定該第六電流鏡與該第七電流鏡之間的節點電壓準位。

在本發明的一實施例中，上述的充電終止電路更包括：反相器，具有輸入端及輸出端，其輸入端耦接於該第六電流鏡與該第七電流鏡之間，其輸出端耦接至該第六電晶體，用以根據該第六電流鏡與該第七電流鏡之間的節點電壓準位輸出反相結果。

在本發明的一實施例中，上述的充電管理裝置更包括第六電晶體(M_C)，具有第一端、第二端及閘極端，而第六電晶體的第一端耦接系統電壓，第六電晶體的第二端耦接至電源開關的閘極端，其閘極端耦接至充電終止電路，並根據反相結果決定導通狀態。

基於上述，本發明提出一種具有平滑轉換電路以及充電終止電路的充電架構，一方面本案藉由平滑轉換電路交錯切換充電模式達成連續輸出穩壓的功能，藉此緩和輸出端的電壓位準及改善鏈波電壓，另一方面，本案透過充電終止電路精準的將電池容量充滿，而直接透過電晶體感測電流以減少判斷上的誤差，從而能夠更精準的關閉充電流程。因此，本發明所提出的充電架構既不會傷害的電池，也能夠精準的充飽鋰電池，大大改善充電品質以及延長電池的壽命。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧充電架構

100‧‧‧充電管理裝置

102‧‧‧充電電池

104‧‧‧電源供應裝置

110‧‧‧平滑轉換電路

112~116‧‧‧電流鏡

120‧‧‧模式選擇電路

122、124‧‧‧電壓比較器

130‧‧‧充電終止電路

131~134‧‧‧電流鏡

135、140‧‧‧電流感測器

136‧‧‧反相器

M_P‧‧‧電源開關

M1~M4、M_CAP1、M_CAP2、M_P1~M_P4、M_N1~M_N4、M_EN、M_E、M_EOC、M_F、M_S、M_C、M_D、M_VA、M_L、M_N‧‧‧電晶體

Vc‧‧‧節點電壓

Vdd‧‧‧系統電壓

Vss‧‧‧接地電壓

Vo‧‧‧輸出端電壓

V_G‧‧‧閘極電壓

Vset‧‧‧設定電壓

V_eoc‧‧‧控制偏壓

Vcom、VI、Vref‧‧‧參考電壓

R_sen‧‧‧感測電阻

R_set1、R_set2、R_set3‧‧‧設定電阻

R_fb1、R_fb2‧‧‧分壓電阻

I1、I2、I3、I4、I_H、I_L‧‧‧電流

I_CC、I_CV‧‧‧控制電流

ID1、ID2‧‧‧感測電流

I_cut-off‧‧‧斷路電流源

I_BIAS‧‧‧偏壓電流源

t_cut-off‧‧‧截止時間

V_L、V_n‧‧‧預設電壓準位

V_STOP‧‧‧電壓準位

Asen‧‧‧電壓比較器

Acc、Acv‧‧‧誤差放大器

圖1是本發明的一實施例的一種充電管理裝置的充電流程的波形圖。

圖2是本發明的一實施例的一種充電管理裝置的電路示意圖。

圖3是本發明的一實施例的一種充電架構的方塊圖。

現將詳細參考本揭露之示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/符號代表相同或類似部分。

首先，圖3為本發明的一實施例的一種充電架構的方塊圖。請參照圖3，充電架構10包括：電源供應裝置104、充電管理裝置100以及充電電池102。在本實施例中，電源供應裝置104可以為至少具有電能輸出功能的充電器、行動電源、或燃料電池模組等等，但並不限制於此。另外，充電管理裝置100以及充電電池102可配置於不同類型的終端裝置中，例如：電動車或手持式裝置(例如：智慧型手機、平板電腦等)，但並不限制於此。

於本實施例中，當有充電需求而將充電電池連接至電源供應裝置104時，則充電管理裝置100會根據充電電池102的正極端的電壓準位調整對應的充電模式，當對於充電電池102進行充電的充電電流降至預設電流值時，充電管理裝置100會終止充電動作。在本實施例中，充電電池可以為鋰電池，但並不限制於此。

圖1為本發明的一實施例的一種充電管理裝置的充電流程的波形圖。請同時參照圖1以及圖3，對於一般的鋰電池所採用的定電流(Constant Current，CC)充電模式以及定電壓(Constant Voltage，CV)充電模式是現今最為廣泛使用的充電方法，而在本實施例中，充電管理裝置100對於充電電池102的充電過程可分為四個充電模式，分別為小電流充電(Trickle Charge，TC)模式、CC模式、CC-CV模式、CV模式以及截止充電模式，其中虛線曲線代表電池電壓，右側垂直軸代表充電電壓，實線曲線代表電池電流，左側垂直軸代表充電電流，而橫軸則表示充電時間。

在TC模式下，由於充電電池過度放電而電池電壓偏低，故充電管理裝置100先用小電流進行充電，當充電電池102的電池電壓準位充到預設電壓準位V_L後，充電管理裝置100再將充電模式轉為CC模式。值得一提的是，由於充電管理裝置100初期對電池採用小電流進行充電，可避免直接用大電流(或稱為定電流)對電池充電而導致電池溫度上升或造成電池損毀，從而達到充電安全的功效。在本實施例中，於TC模式到CC模式的轉換點，也就是預設電壓準位V_L約位於充電電池102的電壓值在2.8V至3.2V之間，但不以此為限。

接著，在CC模式下，充電管理裝置100則會用定電流I_H對充電電池102進行定電流充電。隨著充電電池102的電池電壓逐漸提升至預設電壓準位V_n時，則充電管理裝置100中的定電流迴路(未繪示)逐漸失效，而逐漸由充電管理裝置100中的定電壓迴路(未繪示)進行取代。換句話說，此時充電管理裝置100對於充電電池102的充電電流隨著電池電壓升高而逐漸遞減，而充電管理裝置100也會進入一種CC-CV的混合模式，也就是如同圖1所示CC模式與CV模式之間的轉換點。本實施例中，預設電壓準位V_n約位於充電電池的電壓值在4.2V，但不以此為限。

此外，應注意的是，此時充電管理裝置100中的平滑轉換電路(未繪示)採用交錯控制、來回切換CC模式與CV模式的狀態，以穩定充電管理裝置100的輸出端電壓(容後參照圖2作更進一步說明)，減少模式切換過程中發生的鏈波電壓(ripple voltage)，從而達到平滑轉換的效果。而之後電路逐漸進入CV模式，此時輸出電壓將緩慢上升，充電電流迅速下降。最後，充電管理裝置100對於充電電池102進行充電的充電電流低於斷路電流值(例如是I_cut-off)時，而充電管理裝置100則會從CV模式切換進入截止充電模式(容後參照圖2作更進一步說明)。

為了更清楚說明，底下即搭配上述圖1、圖2中充電管理裝置100中的各項元件，以說明本發明的充電管理裝置100具體的操作流程。

圖2為本發明的一實施例的一種充電管理裝置的電路示意圖。請參照圖2，充電管理裝置100至少包括：電源開關M_P、平滑轉換電路(Analog Smooth Transition Circuit，ASTC)110、模式選擇電路120、充電終止電路(End Of Charge Circuit，EOC)130以及電流感測器140，其中電源開關M_P的第一端耦接至系統電壓Vdd，電源開關M_P的第二端耦接至模式選擇電路120、充電終止電路130以及電流感測器140，同時電源開關M_P的第二端可作為充電管理裝置100的輸出電壓端，而電源開關M_P的閘極端則耦接至平滑轉換電路110、充電終止電路130以及電流感測器140。

在一實施例中，模式選擇電路120包括：電晶體M_L、設定電阻R_SET1、設定電阻R_SET2、設定電阻R_SET3、電壓比較器122、電壓比較器124以及電晶體M_N，其中電晶體M_L以PMOS電晶體為示例，而電晶體M_L以NMOS電晶體為示例。電晶體M_L具有第一端、第二端以及閘極端，電晶體M_L第一端耦接至系統電壓Vdd，其閘極端耦接至電壓比較器122的輸出端，電晶體M_L的第二端輸出設定電壓。

至於設定電阻R_SET1、R_SET2、R_SET3的部份，設定電阻R_SET1具有第一端以及第二端，設定電阻R_SET1的第一端耦接至電晶體M_L的第二端。設定電阻R_SET2具有第一端以及第二端，設定電阻R_SET2的第一端耦接至設定電阻R_SET1的第二端。設定電阻R_SET3具有第一端以及第二端，設定電阻R_SET3的第一端耦接至設定電阻R_SET2的第二端，設定電阻R_SET3的第二端耦接至接地電壓Vss。在本實施例中，上述設定電阻R_SET1、R_SET2、R_SET3的數量可依據設計選擇進行調整，並不以此為限。

此外，模式選擇電路120中的電壓比較器122具有正輸入端、負輸入端以及輸出端，電壓比較器122的正輸入端耦接至設定電阻R_SET1的第二端以及設定電阻R_SET2的第一端，電壓比較器122的負輸入端耦接至參考電壓VI，用以鎖定設定電阻R_SET1與設定電阻R_SET2之間節點的電壓。此外，電壓比較器124具有正輸入端、負輸入端以及輸出端，電壓比較器124的正輸入端接收輸出端電壓Vo，電壓比較器124的負輸入端接收參考電壓Vcom，用以比較輸出端電壓Vo與參考電壓Vcom，以輸出控制偏壓V_eoc。在本實施例中，參考電壓Vcom約為3V，但不以此為限。模式選擇電路120中的電晶體M_N具有第一端、第二端以及閘極端，電晶體M_N的第一端耦接至設定電阻R_SET3的第一端，電晶體M_N的第二端耦接至設定電阻R_SET3的第二端，電晶體M_N的閘極端耦接至電壓比較器124的輸出端，用以根據控制偏壓V_eoc決定導通狀態。

更具體而言，模式選擇電路120可根據輸出端電壓Vo的電壓準位決定充電管理裝置100的充電模式為TC模式或CC模式。舉例來說，當輸出端電壓Vo小於參考電壓Vcom時，電壓比較器124輸出低準位(例如，0V)的控制偏壓V_eoc，致使電晶體M_N關斷，則流經電晶體M_L的電流順著設定電阻R_SET1、R_SET2、R_SET3的路徑流動，進而模式選擇電路120輸出對應的設定電壓Vset(例如是Vset1)，則此時充電管理裝置100會以TC模式對充電電池進行充電。當輸出端電壓Vo大於參考電壓Vcom時，電壓比較器124 輸出高準位的控制偏壓V_eoc，致使電晶體M_N導通，則流經電晶體M_L的電流順著設定電阻R_SET1、R_SET2、電晶體M_N的路徑流動，進而模式選擇電路120輸出對應的設定電壓Vset(例如是Vset2)，則此時充電管理裝置100則切換至CC模式對充電電池進行充電。

另一方面，充電管理裝置100無論在TC模式或是CC模式下時，充電管理裝置100中的電流感測器140用以感測流經電源開關M_P的電流，從而產生感測電流ID1。

在一實施例中，充電管理裝置100包括感測電阻R_sen以及誤差放大器Acc。感測電阻R_sen具有第一端與第二端，其第一端耦接至電流感測器140，其第二端耦接至接地電壓Vss，用以根據感測電流ID1產生感測電壓。誤差放大器Acc具正輸入端以及負輸入端，其正輸入端耦接至感測電阻R_sen的第一端，其負輸入端耦接至模式選擇電路120，用以接收並比較感測電壓與設定電壓Vset，以產生第一控制偏壓至平滑轉換電路110，如圖2所示。

在一實施例中，充電管理裝置100更包括分壓電阻R_fb1、分壓電阻R_fb2以及誤差放大器Acv。分壓電阻R_fb1具有第一端與第二端，其第一端耦接至輸出端電壓Vo。分壓電阻R_fb2具有第一端與第二端，其第一端耦接至分壓電組R_fb1的第一端，其第二端耦接至接地電壓Vss。誤差放大器Acv具正輸入端以及負輸入端，其正輸入端耦接至分壓電阻R_fb1的第二端與分壓電阻R_fb2的第一端以接收分壓，其負輸入端接收參考電壓Vref，用以接收並比較分壓與參考電壓Vref，以產生第二控制偏壓至平滑轉換電路110，如圖2所示。

繼續參照圖2，充電管理裝置100中的平滑轉換電路110包括：偏壓電流源I_BIAS、電流鏡114、電流鏡112、電流鏡116以及電晶體M_VA，其中電晶體M_VA以PMOS電晶體為示例。偏壓電流源I_BIAS用以提供偏壓電流。電流鏡114包括電晶體M1、M3，其中電晶體M1、M3以NMOS電晶體為示例，電流鏡114耦接偏壓電流源I_BIAS，用以接收偏壓電流，並依據偏壓電流提供電流I1。電流鏡112包括電晶體M2、M4，電晶體M2、M4以NMOS電晶體為示例，電流鏡112串接電流鏡114。電流鏡116包括電晶體M_CAP1、M_CAP2，其中M_CAP1、M_CAP2以PMOS電晶體為示例，而電流鏡116耦接至電流鏡114，並根據誤差放大器Acc所產生的第一控制偏壓調整控制電流I_CC的大小。至於平滑轉換電路110中的電晶體M_VA具有第一端、第二端及閘極端，電晶體M_VA的第一端接收系統電壓Vdd，且電晶體M_VA的閘極端接收並根據誤差放大器Acv所產生的第二控制偏壓調整控制電流I_CV的大小。

更具體而言，由於偏壓電流源I_BIAS透過電流鏡114、112產生電流I1，也由於電流I1與控制電流I_CC以及控制電流I_CV位於同一路徑上，故控制電流I_CC以及控制電流I_CV之間的電流和將被電流I1所鎖定，故平滑轉換電路110在CC模式與CV模式之間，可根據控制電流I_CC與控制電流I_CV之間的電流和交錯調整(類似於一種電流拉扯的變化)，以緩和電源開關M_P的閘極電壓V_G的電壓準位，從而達成連續輸出穩壓的功能，藉此改善輸出端的電壓位準及減少鏈波電壓。

在一實施例中，充電終止電路130包括：斷路電流源I_cut-off、電流鏡131、電晶體M_EN、電流鏡133、電流鏡132、電流鏡134、電流感測器135以及反相器136，其中電晶體M_EN以NMOS電晶體為示例。斷路電流源I_cut-off用以提供參考電流。充電終止電路130中的電流鏡131包括電晶體M_N3、電晶體M_N4，其中電晶體M_N3、電晶體M_N4以NMOS電晶體為示例，而電流鏡131接收參考電流，以依據參考電流提供電流I2。電晶體M_EN具有第一端、第二端及閘極端，電晶體M_EN的第一端耦接至電流鏡131，電晶體M_EN的閘極端耦接至模式選擇電路120，用以根據控制偏壓V_eoc的電壓準位決定電流I2的傳遞路徑的導通狀態。

更具體而言，當模式選擇電路120中的電壓比較器124的輸出端所拉出來的控制偏壓V_eoc的電壓準位為低準位(例如，0伏特)時，則會關斷電晶體M_EN，即關斷電流I2的傳遞路徑。當模式選擇電路120中的電壓比較器124的輸出端所拉出來的控制偏壓V_eoc的電壓準位為高準位時，則會導通電晶體M_EN，即導通電流I2的傳遞路徑。

請繼續參照圖2，充電終止電路130中的電流鏡133包括電晶體M_P2、電晶體M_P4，其中電晶體M_P2、電晶體M_P4以PMOS電晶體為示例，電流鏡133耦接電晶體M_EN的第二端。電流鏡132包括電晶體M_P1以及電晶體M_P3，其中電晶體M_P1以及電晶體M_P3以PMOS電晶體為示例，而電流鏡132串接電流鏡133。當電晶體M_EN導通時，電流鏡132用以接收並根據電流I2產生電流I3。，而電流鏡133則用以接收並傳送電流I3，其中電流I2等於電流I3。

另一方面，充電終止電路130中的電流感測器135用以感測充電電池的正極端的電壓準位，以產生感測電流ID2。充電終止電路130中的電流鏡134包括電晶體M_N1以及電晶體M_N2，其中電晶體M_N1以及電晶體M_N2以NMOS電晶體為示例，而電流鏡134耦接電流感測器135，用以接收感測電流ID2並根據感測電流ID2產生電流I4，其中感測電流ID2等於電流I4。至於充電終止電路130中的反相器136的輸入端則耦接於電流鏡133與電流鏡134之間，反相器136的輸出則耦接至電晶體M_c的閘極端。由於電流I3為固定電流值且與電流I4位於相同的傳輸路徑上，故依照電流I3與電流I4之間的電流差即可決定電流鏡133與電流鏡134之間的節點電壓Vc的電壓準位。換句話說，當電流I4的值上升時，則節點電壓Vc的電壓準位即會下降；相反而言，當電流I4的值下降時，則節點電壓Vc的電壓準位即會上升。而後，經由反相器136輸出反相結果。

在本實施例中，充電管理裝置100更包括電晶體M_c，具有第一端、第二端及閘極端，而電晶體M_c的第一端耦接系統電壓Vdd，電晶體M_c的第二端耦接至電源開關M_p的閘極端，電晶體M_c的閘極端耦接至充電終止電路130的反相器136，並根據反相器136所輸出的反相結果切換導通狀態，其中電晶體M_c以PMOS電晶體為示例。當電晶體M_c的閘極端接收到的反相結果為高準位時，則導通並使電源開關M_P的閘極電壓V_G的電壓準位被拉高，導致電源開關M_P被關斷，對於充電電池的充電電流降至預設電流值(例如是I_cut-off)，以致於充電管理裝置100進入截止充電模式，並終止充電動作。藉此，充電終止電路130可以精準的判斷電池被充飽，並且及時的關閉充電流程，以防止電池的過充，從而達到保護鋰離子充電器電路及電池的目的。

綜上所述，本發明提出一種具有平滑轉換電路以及充電終止電路的充電架構，一方面本案藉由平滑轉換電路交錯切換充電模式達成連續輸出穩壓的功能，藉此緩和輸出端的電壓位準及改善鏈波電壓；另一方面，本案透過充電終止電路精準的將電池容量充滿，而直接透過電晶體感測電流以減少判斷上的誤差，從而能夠更精準的關閉充電流程。因此，本發明所提出的充電架構既不會傷害的電池，也能夠精準的充飽鋰電池，大大改善充電品質以及延長電池的壽命。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧充電架構

100‧‧‧充電管理裝置

102‧‧‧充電電池

104‧‧‧電源供應裝置

Claims

一種充電架構，包括：電源供應裝置，用以提供系統電壓；充電電池，並聯至該電源供應裝置；以及充電管理裝置，並聯至該電源供應裝置及該充電電池，用以根據該充電電池的正極端的電壓準位切換對應的充電模式，當對該充電電池進行充電的充電電流降至預設電流值時，則終止充電動作，其中該充電管理裝置包括：電源開關，具有第一端、第二端及閘極端，該電源開關的第一端接收該系統電壓，而該電源開關的第二端耦接該充電電池的正極端而得到輸出端電壓準位；以及平滑轉換電路，耦接該電源開關的閘極端，用以根據該電源開關的第二端的該輸出端電壓準位調整該電源開關的閘極端的電壓準位。
如申請專利範圍第1項所述的充電架構，其中該充電管理裝置更包括：充電終止電路，耦接該電源開關的第二端，用以透過其中的第二電流感測器感測該充電電流，並於該充電電流降至該預設電流值時，則終止該充電動作。
如申請專利範圍第2項所述的充電架構，其中該平滑轉換電路包括：偏壓電流源，用以提供偏壓電流；第一電流鏡，耦接該偏壓電流源，用以接收該偏壓電流，並依據該偏壓電流提供第一電流；第二電流鏡，串接該第一電流鏡；第三電流鏡，耦接至該第一電流鏡，並根據第一控制偏壓調整第一控制電流；以及第一電晶體，具有第一端、第二端及閘極端，該第一電晶體的第一端接收該系統電壓，且該第一電晶體的閘極端接收第二控制偏壓，並根據該第二控制偏壓調整第二控制電流，其中，該第一控制電流與該第二控制電流之間的電流和等於該第一電流，而該平滑轉換電路根據該電流和調整該電源開關的閘極端的閘極電壓準位。
如申請專利範圍第2項所述的充電架構，更包括模式選擇電路，用以根據該輸出端電壓準位決定充電模式，並輸出設定電壓，其中該充電終止電路包括：斷路電流源，用以提供參考電流；第四電流鏡，接收該參考電流，以依據該參考電流提供一第二電流；第五電晶體，具有第一端、第二端及閘極端，該第五電晶體的第一端耦接至該第四電流鏡，該閘極端耦接至該模式選擇電路，用以根據該設定電壓的準位決定該第二電流的路徑的導通狀態；第五電流鏡，耦接該第五電晶體的第二端，用以接收該第二電流並根據該第二電流產生第三電流；第六電流鏡，串接該第五電流鏡，用以接收並傳送該第三電流；該第二電流感測器，用以感測該充電電池的正極端的電流準位，以產生第二感測電流；以及第七電流鏡，耦接該第二電流感測器，用以接收該第二感測電流並根據該第二感測電流產生第四電流，其中該充電終止電路根據該第三電流與該第四電流之間的電流差決定該第六電流鏡與該第七電流鏡之間的節點電壓準位。
如申請專利範圍第4項所述的充電架構，其中該充電終止電路更包括：反相器，具有輸入端及輸出端，其輸入端耦接於該第六電流鏡與該第七電流鏡之間，其輸出端耦接至該充電管理裝置，用以根據該第六電流鏡與該第七電流鏡之間的節點電壓準位輸出反相結果。
如申請專利範圍第5項所述的充電架構，該充電管理裝置更包括：第六電晶體，具有第一端、第二端及閘極端，而該第六電晶體的第一端耦接該系統電壓，該第六電晶體的第二端耦接至該電源開關的閘極端，其閘極端耦接至該充電終止電路的該反相器的該輸出端，並根據該反相結果決定導通狀態。
如申請專利範圍第1項所述的充電架構，更包括：第一電流感測器，耦接於該電源開關與該平滑轉換電路之間，用以感測該電源開關的第二端的輸出端電壓準位，以產生第一感測電流。
如申請專利範圍第7項所述的充電架構，該充電管理裝置更包括：模式選擇電路，用以根據該輸出端電壓準位決定充電模式，並輸出設定電壓，其中包括：第一設定電阻，具有第一端以及第二端，其第一端耦接至第三電晶體的第二端；第二設定電阻，具有第一端以及第二端，其第一端耦接至該第一設定電阻的第二端；第三設定電阻，具有第一端以及第二端，其第一端耦接至該第二設定電阻的第二端，其第二端耦接至接地電壓；第一電壓比較器，具有正輸入端、負輸入端以及輸出端，其正輸入端耦接至該第一設定電阻的第二端以及該第二設定電阻的第一端，其負輸入端耦接至第三參考電壓，用以接收並比較該第三參考電壓以及該第一設定電阻與該第二設定電阻之間的分壓；該第三電晶體，具有第一端、第二端以及閘極端，其第一端耦接至該系統電壓，其閘極端耦接至該第一電壓比較器的輸出端，並由其第二端輸出該設定電壓；第二電壓比較器，具有正輸入端、負輸入端以及輸出端，其中該正輸入端接收該輸出端電壓，該負輸入端接收第一參考電壓，並比較該輸出端電壓與該第一參考電壓產生一第三控制偏壓；以及第四電晶體，具有第一端、第二端以及閘極端，其第一端耦接至該三設定電阻的第一端，其第二端耦接至該第三設定電阻的第二端，其閘極端耦接至該第一電壓比較器的輸出端，用以根據該第三控制偏壓決定導通狀態。
如申請專利範圍第8項所述的充電架構，該充電管理裝置更包括：感測電阻，具有第一端與第二端，其第一端耦接至該第一電流感測器，其第二端耦接至該接地電壓，用以根據該第一感測電流產生第一感測電壓；以及第一誤差放大器，具正輸入端以及負輸入端，其正輸入端耦接至該感測電阻的第一端，其負輸入端耦接至該模式選擇電路，用以接收並比較該第一感測電壓與設定電壓，以產生第一控制偏壓。
如申請專利範圍第1項所述的充電架構，該充電管理裝置更包括：第一分壓電阻，具有第一端與第二端，其第一端接收該輸出端電壓；第二分壓電阻，具有第一端與第二端，其第一端耦接至該第一分壓電阻的第一端，其第二端耦接至接地電壓；以及第二誤差放大器，具正輸入端以及負輸入端，其正輸入端耦接至該第一分壓電阻的第二端與該第二分壓電阻的第一端以接收分壓，其負輸入端接收第二參考電壓，用以接收並比較該分壓與該第二參考電壓，以產生第二控制偏壓。