專利名稱：一種電壓電流自適應(yīng)控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充電控制電路領(lǐng)域，尤其是一種電壓電流自適應(yīng)控制電路。
背景技術(shù)：
充電器是電子技術(shù)和電器結(jié)合的產(chǎn)品，我們無時(shí)無刻不在使用著它。便攜式電子 產(chǎn)品的快度發(fā)展，促使電池的品種增加及性能提高，并且使可充電電池的產(chǎn)量大增，同時(shí)對 充電器的要求也趨于效率高、體積小、成本低、重量輕并且安全實(shí)用。目前充電器采用開關(guān) 電源與線性穩(wěn)壓器結(jié)合實(shí)現(xiàn)，在線性穩(wěn)壓器進(jìn)行電流控制時(shí)，將會有很大的功耗損失，而本 發(fā)明提供了 一種電壓電流自適應(yīng)控制電路，實(shí)現(xiàn)了電壓電流自適應(yīng)控制，直接利用開關(guān)電 源實(shí)現(xiàn)高效率充電管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種電壓電流自適應(yīng)控制電路，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不 足，是一種效率高、易操作的電壓電流自適應(yīng)控制電路。本發(fā)明的技術(shù)方案一種電壓電流自適應(yīng)控制電路，包括帶有電壓輸出端Vout和 反饋電壓信號采集端VFB的Buck型DCDC芯片，其特征在于它是由反饋電阻單元、分壓單 元、反向放大器單元、正向放大器單元、電流采樣電阻RIC、固定電容Cl、固定電容C2、固定 電阻RC、固定電阻RV、節(jié)點(diǎn)Vin2、外部基準(zhǔn)信號Vrefl和外部基準(zhǔn)信號Vref2組成；其中， 所說的反饋電阻單元的一端連接Buck D⑶C芯片的電壓輸出端Vout，一端接地，其輸出端 與Buck型DCDC芯片的反饋電壓信號采集端VFB連接，為其提供反饋電壓信號；所說的反饋 電阻單元還經(jīng)固定電阻RC與正向放大器單元的輸出端連接，同時(shí)經(jīng)固定電阻RC和固定電 容C2接地；所說的反饋電阻單元還經(jīng)固定電阻RV與反向放大器單元的輸出端連接，同時(shí) 經(jīng)固定電阻RV和固定電容Cl接地；所說的分壓單元的一端連接VFB，一端接地，輸出端與 反向放大器單元的輸入端連接；所說的反向放大器單元反向輸入端與分壓單元的輸出端連 接，其正向輸入端采集外部基準(zhǔn)信號Vrefl，其輸出端經(jīng)固定電阻RV與反饋電阻單元連接， 同時(shí)經(jīng)固定電容Cl接地；所說的正向放大器單元正向輸入端連接電流采樣電阻RIC和節(jié)點(diǎn) Vin2，其負(fù)向輸入端接收外部基準(zhǔn)信號Vref2，其輸出端經(jīng)固定電阻RC與反饋電阻單元連 接，同時(shí)經(jīng)固定電容C2接地。上述所說的反饋電阻單元包括固定電阻R0、固定電阻RF1、和固定電阻RF2 ；其中 所說的固定電阻RF2的一端連接Buck型D⑶C芯片的電壓輸出端Vout，另一端串聯(lián)固定電 阻RF1，且二者之間有連接點(diǎn)V3 ；所說的固定電阻RFl的另一端串聯(lián)固定電阻R0，且二者之 間的連接點(diǎn)連接Buck D⑶C芯片的反饋電壓信號采集端VFB ；所說的固定電阻RO另一端接 地；所說的固定電阻RFl和固定電阻RF2之間的連接點(diǎn)V3分別經(jīng)固定電阻RC、固定電阻RV 與正向放大器單元的輸出端、反向放大器單元的輸出端連接。上述所說的分壓單元是由固定電阻RBl和固定電阻RB2組成，二者相互串聯(lián)，其中 固定電阻RB2的另一端連接VB，固定電阻RB1的另一端接地；固定電阻RB1和固定電阻RB2之間有節(jié)點(diǎn)Vinl，且該節(jié)點(diǎn)與反向放大器單元的輸入端連接。上述所說的反向放大器單元是由固定電阻RVI、固定電阻RVF及運(yùn)算放大器Al構(gòu) 成；其中所說的運(yùn)算放大器Al負(fù)向輸入端經(jīng)固定電阻RVI與分壓單元中的節(jié)點(diǎn)Vinl連 接，同時(shí)經(jīng)固定電阻RVF與運(yùn)算放大器Al的輸出端連接，其正向輸入端采集外部基準(zhǔn)信號 Vrefl，所說的運(yùn)算放大器Al的輸出端經(jīng)固定電阻RV與反饋電阻單元連接，同時(shí)經(jīng)固定電 容Cl接地。上述所說的正向放大器單元是由固定電阻RCI、固定電阻RCF及運(yùn)算放大器A2構(gòu) 成；其中所說的運(yùn)算放大器A2負(fù)向輸入端經(jīng)固定電阻RCI采集外部基準(zhǔn)信號Vrefl，同時(shí) 經(jīng)固定電阻RCF與運(yùn)算放大器A2的輸出端連接，其正向輸入端與電流采樣電阻RIC和節(jié)點(diǎn) Vin2連接，其輸出端則經(jīng)固定電阻RC與反饋電阻單元連接，同時(shí)經(jīng)固定電容C2接地。本發(fā)明的工作原理電阻RF2、RFU RO構(gòu)成DCDC的反饋電阻網(wǎng)絡(luò)；電阻RBI、RB2 構(gòu)成電壓VB的分壓網(wǎng)絡(luò)，產(chǎn)生電壓節(jié)點(diǎn)Vinl ；電阻RVI、RVF、運(yùn)算放大器Al構(gòu)成反向放大 器，將節(jié)點(diǎn)Vinl的電壓放大至電壓Vl ；電阻RIC為電流采樣電阻，流過電阻RIC的電流I產(chǎn) 生電壓降Vin2 ；電阻此1、1^^、運(yùn)算放大器42構(gòu)成正向放大器，將節(jié)點(diǎn)￥^12的電壓放大至 電壓V2 ；節(jié)點(diǎn)電壓VI、V2將D⑶C的反饋電阻網(wǎng)絡(luò)中電阻RF2、RFURO分壓的節(jié)點(diǎn)V3處的 電流進(jìn)行分流，從而通過VB的電壓以及電流I來實(shí)現(xiàn)DCDC輸出Vout的調(diào)節(jié)。具體步驟如 下①反饋電阻單元，其輸出電壓為 Vout = V3+(VFB/RO+(V3-V1)/RV+(V3-V2)/RC)*RF2②而根據(jù)分壓定理，則可以算出節(jié)點(diǎn)V3的電壓為V3 = (R0+RF1)*VFB/R0③根據(jù)分壓定理，分壓單元中節(jié)點(diǎn)Vinl的輸出電壓為Vinl = RB1*VB/(RB1+RB2)④而根據(jù)運(yùn)算放大器Al的特性，可以將節(jié)點(diǎn)Vinl的電壓放大至電壓VI，即V1 = RVF*(Vrefl-Vinl)/RVI⑤電阻RIC為電流采樣電阻，流過采樣電阻RIC的電流I產(chǎn)生電壓降Vin2，即 Vin2 = I*RIC⑥同樣，根據(jù)運(yùn)算放大器A2的特性，可以將節(jié)點(diǎn)Vin2的電壓放大至電壓V2，即 V2 = RCF*(Vin2-Vref2)/RCI+Vin2⑦由步驟①至步驟⑥所得的公式，可以推導(dǎo)出節(jié)點(diǎn)VI、節(jié)點(diǎn)V2的電壓以及輸出電 壓 Vout Vl = RVF*(Vrefl-RB1*VB/(RB1+RB2))/RVIV2 = RCF*(I*RIC-Vref2)/RCI+I*RICVout = (R0+RF1)*VFB/R0+(VFB/RO+((R0+RF1)*VFB/R0-V1)/RV+((R0+RF1)*VFB/ R0-V2)/RC)*RF2⑧由Vout的輸出結(jié)果只于電壓VB與電流I相關(guān)，即可以通過本發(fā)明的電路實(shí)現(xiàn) 電壓電流自適應(yīng)控制。本發(fā)明的優(yōu)越性結(jié)構(gòu)簡單，輸出電壓及輸出電流易于控制，具有較高的充電效 率；應(yīng)用于充電器控制；利用DCDC實(shí)現(xiàn)高效率充電管理。

附圖為本發(fā)明所涉一種電壓電流自適應(yīng)控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一種電壓電流自適應(yīng)控制電路(見附圖)，包括帶有電壓輸出端Vout和 反饋電壓信號采集端VFB的Buck型DCDC芯片，其特征在于它是由反饋電阻單元、分壓單 元、反向放大器單元、正向放大器單元、電流采樣電阻RIC、固定電容Cl、固定電容C2、固定 電阻RC、固定電阻RV、節(jié)點(diǎn)Vin2、外部基準(zhǔn)信號Vrefl和外部基準(zhǔn)信號Vref2組成；其中， 所說的反饋電阻單元的一端連接Buck D⑶C芯片的電壓輸出端Vout，一端接地，其輸出端 與Buck型DCDC芯片的反饋電壓信號采集端VFB連接，為其提供反饋電壓信號；所說的反饋 電阻單元還經(jīng)固定電阻RC與正向放大器單元的輸出端連接，同時(shí)經(jīng)固定電阻RC和固定電 容C2接地；所說的反饋電阻單元還經(jīng)固定電阻RV與反向放大器單元的輸出端連接，同時(shí) 經(jīng)固定電阻RV和固定電容Cl接地；所說的分壓單元的一端連接VFB，一端接地，輸出端與 反向放大器單元的輸入端連接；所說的反向放大器單元反向輸入端與分壓單元的輸出端連 接，其正向輸入端采集外部基準(zhǔn)信號Vrefl，其輸出端經(jīng)固定電阻RV與反饋電阻單元連接， 同時(shí)經(jīng)固定電容Cl接地；所說的正向放大器單元正向輸入端連接電流采樣電阻RIC和節(jié)點(diǎn) Vin2，其負(fù)向輸入端接收外部基準(zhǔn)信號Vref2，其輸出端經(jīng)固定電阻RC與反饋電阻單元連 接，同時(shí)經(jīng)固定電容C2接地。上述所說的反饋電阻單元(見附圖)包括固定電阻R0、固定電阻RF1、和固定電阻 RF2 ；其中所說的固定電阻RF2的一端連接Buck型DOTC芯片的電壓輸出端Vout，另一端串 聯(lián)固定電阻RF1，且二者之間有連接點(diǎn)V3 ；所說的固定電阻RFl的另一端串聯(lián)固定電阻R0， 且二者之間的連接點(diǎn)連接Buck D⑶C芯片的反饋電壓信號采集端VFB ；所說的固定電阻RO 另一端接地；所說的固定電阻RFl和固定電阻RF2之間的連接點(diǎn)V3分別經(jīng)固定電阻RC、固 定電阻RV與正向放大器單元的輸出端、反向放大器單元的輸出端連接。上述所說的分壓單元(見附圖)是由固定電阻RBl和固定電阻RB2組成，二者相 互串聯(lián)，其中固定電阻RB2的另一端連接VB，固定電阻RBl的另一端接地；固定電阻RBl和 固定電阻RB2之間有節(jié)點(diǎn)Vinl，且該節(jié)點(diǎn)與反向放大器單元的輸入端連接。上述所說的反向放大器單元(見附圖)是由固定電阻RVI、固定電阻RVF及運(yùn)算放 大器Al構(gòu)成；其中所說的運(yùn)算放大器Al負(fù)向輸入端經(jīng)固定電阻RVI與分壓單元中的節(jié)點(diǎn) Vinl連接，同時(shí)經(jīng)固定電阻RVF與運(yùn)算放大器Al的輸出端連接，其正向輸入端采集外部基 準(zhǔn)信號Vrefl，所說的運(yùn)算放大器Al的輸出端經(jīng)固定電阻RV與反饋電阻單元連接，同時(shí)經(jīng) 固定電容Cl接地。上述所說的正向放大器單元(見附圖)是由固定電阻RCI、固定電阻RCF及運(yùn)算 放大器A2構(gòu)成；其中所說的運(yùn)算放大器A2負(fù)向輸入端經(jīng)固定電阻RCI采集外部基準(zhǔn)信號 Vrefl，同時(shí)經(jīng)固定電阻RCF與運(yùn)算放大器A2的輸出端連接，其正向輸入端與電流采樣電阻 RIC和節(jié)點(diǎn)Vin2連接，其輸出端則經(jīng)固定電阻RC與反饋電阻單元連接，同時(shí)經(jīng)固定電容C2 接地。
權(quán)利要求
1.一種電壓電流自適應(yīng)控制電路，包括帶有電壓輸出端Vout和反饋電壓信號采集端 VFB的Buck型DCDC芯片，其特征在于它是由反饋電阻單元、分壓單元、反向放大器單元、正 向放大器單元、電流采樣電阻RIC、固定電容Cl、固定電容C2、固定電阻RC、固定電阻RV、節(jié) 點(diǎn)Vin2、外部基準(zhǔn)信號Vrefl和外部基準(zhǔn)信號Vref2組成；其中，所說的反饋電阻單元的一 端連接Buck D⑶C芯片的電壓輸出端Vout，一端接地，其輸出端與Buck型D⑶C芯片的反 饋電壓信號采集端VFB連接，為其提供反饋電壓信號；所說的反饋電阻單元還經(jīng)固定電阻 RC與正向放大器單元的輸出端連接，同時(shí)經(jīng)固定電阻RC和固定電容C2接地；所說的反饋 電阻單元還經(jīng)固定電阻RV與反向放大器單元的輸出端連接，同時(shí)經(jīng)固定電阻RV和固定電 容Cl接地；所說的分壓單元的一端連接VFB，一端接地，輸出端與反向放大器單元的輸入端 連接；所說的反向放大器單元反向輸入端與分壓單元的輸出端連接，其正向輸入端采集外 部基準(zhǔn)信號Vrefl，其輸出端經(jīng)固定電阻RV與反饋電阻單元連接，同時(shí)經(jīng)固定電容Cl接地； 所說的正向放大器單元正向輸入端連接電流采樣電阻RIC和節(jié)點(diǎn)Vin2，其負(fù)向輸入端接收 外部基準(zhǔn)信號Vref2，其輸出端經(jīng)固定電阻RC與反饋電阻單元連接，同時(shí)經(jīng)固定電容C2接 地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電壓電流自適應(yīng)控制電路，其特征在于所說的反饋電阻單 元包括固定電阻R0、固定電阻RF1、和固定電阻RF2 ；其中所說的固定電阻RF2的一端連接 Buck型D⑶C芯片的電壓輸出端Vout，另一端串聯(lián)固定電阻RF1，且二者之間有連接點(diǎn)V3 ； 所說的固定電阻RFl的另一端串聯(lián)固定電阻R0，且二者之間的連接點(diǎn)連接BuckD⑶C芯片的 反饋電壓信號采集端VFB ；所說的固定電阻RO另一端接地；所說的固定電阻RFl和固定電 阻RF2之間的連接點(diǎn)V3分別經(jīng)固定電阻RC、固定電阻RV與正向放大器單元的輸出端、反向 放大器單元的輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電壓電流自適應(yīng)控制電路，其特征在于所說的分壓單元是 由固定電阻RBl和固定電阻RB2組成，二者相互串聯(lián)，其中固定電阻RB2的另一端連接VB， 固定電阻RBl的另一端接地；固定電阻RBl和固定電阻RB2之間有節(jié)點(diǎn)Vinl，且該節(jié)點(diǎn)與 反向放大器單元的輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述一種電壓電流自適應(yīng)控制電路，其特征在于所說的反向 放大器單元是由固定電阻RVI、固定電阻RVF及運(yùn)算放大器Al構(gòu)成；其中所說的運(yùn)算放大 器Al負(fù)向輸入端經(jīng)固定電阻RVI與分壓單元中的節(jié)點(diǎn)Vinl連接，同時(shí)經(jīng)固定電阻RVF與 運(yùn)算放大器Al的輸出端連接，其正向輸入端采集外部基準(zhǔn)信號Vrefl，所說的運(yùn)算放大器 Al的輸出端經(jīng)固定電阻RV與反饋電阻單元連接，同時(shí)經(jīng)固定電容Cl接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種電壓電流自適應(yīng)控制電路，其特征在于所說的正向放 大器單元是由固定電阻RCI、固定電阻RCF及運(yùn)算放大器A2構(gòu)成；其中所說的運(yùn)算放大器 A2負(fù)向輸入端經(jīng)固定電阻RCI采集外部基準(zhǔn)信號Vrefl，同時(shí)經(jīng)固定電阻RCF與運(yùn)算放大 器A2的輸出端連接，其正向輸入端與電流采樣電阻RIC和節(jié)點(diǎn)Vin2連接，其輸出端則經(jīng)固 定電阻RC與反饋電阻單元連接，同時(shí)經(jīng)固定電容C2接地。
全文摘要
一種電壓電流自適應(yīng)控制電路，它是由反饋電阻單元、分壓單元、反向放大器單元、正向放大器單元、電流采樣電阻RIC、固定電容C1、固定電容C2、固定電阻RC、固定電阻RV、節(jié)點(diǎn)Vin2、外部基準(zhǔn)信號Vref1和外部基準(zhǔn)信號Vref2組成；其優(yōu)越性結(jié)構(gòu)簡單，輸出電壓及輸出電流易于控制，具有較高的充電效率；應(yīng)用于充電器控制；利用DCDC實(shí)現(xiàn)高效率充電管理。
文檔編號H02J7/00GK102097839SQ20101061604
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者呂英杰, 張小興, 戴宇杰, 王玉軍 申請人:天津南大強(qiáng)芯半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)有限公司