本技術(shù)屬于電子電路,尤其涉及一種用于電源管理芯片的功率防倒灌器件。
背景技術(shù):
1、目前,電子設(shè)備的種類越來越豐富,常用的各類電子設(shè)備都需要使用各種各樣的適配器,無論是手機、電腦還是移動電源或相機,幾乎大多是移動設(shè)備都需要專用的充電器,由于不同設(shè)備提供的電壓和功率各不相同,這種情況將會在一定范圍內(nèi)長期存在。為了提高編寫式電子設(shè)備的使用便捷性,提高適配器使用的通用性,從而減少充電設(shè)備數(shù)量,通常使用具備usb接口和電源管理芯片的器件進行電源輸入充電,在系統(tǒng)正常工作時,穩(wěn)定電壓源還可以對備用電池電源進行充電管理。
2、在電池充電管理系統(tǒng)中,通常提供快充、超充等即提供高功率輸入,而直流電源給電池充電過程中存在一條功率通路,當(dāng)電池充電到一定電壓值以后,已經(jīng)可以給負載供電,電池充當(dāng)供電電源,此時系統(tǒng)如果出現(xiàn)輸出電壓(電池電壓)高于輸入電壓(充電電源電壓),尤其是當(dāng)充電電源被移除時,如果充電時的功率通路不受控制,那么就有可能出現(xiàn)電流倒灌,也就是電池電源除了給負載供電,還同時會對輸入端倒灌電流,這對系統(tǒng)的正常使用和電池的使用時間都會造成影響。因此,亟需提供一種用于電源管理芯片的功率防倒灌器件。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述問題,本實用新型提供一種電源管理芯片的功率防倒灌器件,該器件能夠提高功率傳輸和電源管理的可靠性,防止電池發(fā)生倒灌,可以用于各類充電產(chǎn)品。
2、為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型采用了如下技術(shù)方案:
3、本實用新型提供了一種用于電源管理芯片的功率防倒灌器件,包括充電管理模塊、防倒灌保護電路和功率管理模塊,所述防倒灌保護電路、所述功率管理模塊均與所述充電管理模塊連接,所述防倒灌保護電路與所述功率管理模塊連接;
4、所述充電管理模塊包括電池、充電單元、電源調(diào)整單元、主控單元和轉(zhuǎn)換單元,所述電源調(diào)整單元、所述電池、所述充電單元均與所述主控單元連接,所述電源調(diào)整單元與所述電池連接,所述充電單元與所述轉(zhuǎn)換單元連接,所述電源調(diào)整單元、所述功率管理模塊均與所述轉(zhuǎn)換單元連接,所述充電單元、所述電池均與所述防倒灌保護電路連接;
5、其中,所述主控單元接收所述充電單元的輸入電壓控制所述功率管理模塊調(diào)整所述充電單元的充電功率給所述電池充電,當(dāng)所述充電單元斷電時,所述防倒灌保護電路用于給所述電池提供防倒灌保護。
6、作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述防倒灌保護電路包括三極管q1、三極管q2、多個電阻、穩(wěn)壓二極管z1、mos管m0、運算放大器u1和電容c2,三極管q1與所述電池連接;
7、所述電池有電壓且以正確的極性接入時,所述三極管q1的基極、發(fā)射極正偏導(dǎo)通,所述mos管m0導(dǎo)通,所述電池正常充電,充電電流從左到右流過mos管m0,遠算放大器u1輸出低電平,三極管q2截止;
8、當(dāng)所述電池接反時,所述三極管q1的基極、發(fā)射極反偏而截止,所述mos管m0截止,以防止所述電池反接;
9、當(dāng)所述充電單元的輸入電壓斷電時,所述二極管q1、所述mos管m0維持導(dǎo)通,所述遠算放大器u1輸出高電平,所述二極管q2導(dǎo)通,所述mos管m0斷開,以防止所述電池倒灌。
10、作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述電源調(diào)整單元包括第一級電源調(diào)整電路、第二級電源調(diào)整電路、關(guān)斷邏輯產(chǎn)生電路、電壓基準電路和振蕩計數(shù)電路,所述第一級電源調(diào)整電路、第二級電源調(diào)整電路、所述電壓基準電路均與所述關(guān)斷邏輯產(chǎn)生電路連接,所述振蕩計數(shù)電路與所述電壓基準電路連接,所述第一級電源調(diào)整電路、所述第二級電源調(diào)整電路均與所述電壓基準電路連接;
11、所述第一級電源調(diào)整電路用于對高壓輸入進行初級調(diào)整并限制輸出電壓最大值,所述第一級電源調(diào)整電路輸出穩(wěn)定后切換至所述第二級電源調(diào)整電路,輸出電壓由精確的片上基準電壓和分壓電阻決定,所述振蕩計數(shù)電路通過內(nèi)部產(chǎn)生的振蕩時鐘作為計時基準,并經(jīng)過所述振蕩計數(shù)電路中的計數(shù)器來實現(xiàn)計數(shù)延時,所述關(guān)斷邏輯產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生高、低壓控制信號以關(guān)斷高壓mos管和其他低壓模塊,使電路最終輸出高精度的低壓供電電源vcc。
12、作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述第一級電源調(diào)整電路包括由電阻rc、電阻r10、mos管mp1、mos管mp2、mos管mn1、mos管mn2和mos管mn3組成的啟動電流產(chǎn)生電路、以及mndep、二極管d0,所述電阻rc用于設(shè)定啟動電流的大小,mndep和二極管d0構(gòu)成所述第一級電源調(diào)整電路的輸出端,所述第一級電源調(diào)整電路的輸出電壓被所述二極管d0鉗位,在所述第二級電源調(diào)整電路未啟動時提供限壓保護,其中,mndep為耗盡型mos管。
13、作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述第二級電源調(diào)整電路包括運算放大器op、電阻r11、電阻r12、mos管mp0和mos管mn0,啟動時選用參考電壓vr11,電壓基準電路通過開關(guān)s1、開關(guān)s2與運算放大器op連接,啟動完成后切換至參考電壓vr12并開始穩(wěn)定工作;
14、其中,參考電壓vr11小于參考電壓vr12,在上電時,開關(guān)s1閉合,選擇參考電壓vr11作為運算放大器op的負端輸入電壓,運算放大器op的正端接輸出電壓的分壓電阻r11和電阻r12的節(jié)點電壓vf。
15、作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,當(dāng)電路上電時即開始啟動計時,振蕩計數(shù)電路輸出邏輯信號控制開關(guān)s1和開關(guān)s2,啟動初始態(tài),開關(guān)s1閉合,開關(guān)s2斷開,輸入到運算放大器op的負端的電壓為參考電壓vr11;
16、當(dāng)?shù)竭_設(shè)定的計數(shù)時間后,振蕩計數(shù)電路輸出控制邏輯信號控制開關(guān)s1斷開,同時令開關(guān)s2閉合,將參考電壓vr12接至運算放大器op的負端。
17、作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述電壓基準電路包括mos管p1、mos管p2、mos管p3、osc產(chǎn)生電路、三極管q3、三極管q4、三極管q5、電阻r14、電阻r15和電阻r16,運算放大器op的負端連接mos管p1和三極管q3,運算放大器op的正端連接mos管p2、電阻r14和三極管q4,os管p3和電阻r15用于輸出參考電壓vr12,電阻r15、電阻r16和三極管q5用于輸出參考電壓vr11。
18、作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述關(guān)斷邏輯產(chǎn)生電路包括反相器inv1、反相器inv2和多個mos管,所述關(guān)斷邏輯產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生關(guān)斷mos管的使能控制信號。
19、作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述轉(zhuǎn)換單元包括dcdc轉(zhuǎn)換器、電感l(wèi)、電阻r9、電容c0、電容c1、mos管mn10和mos管mn11,電感l(wèi)、電阻r9、電容c0、電容c1、mos管mn10、mos管mn11均與dcdc轉(zhuǎn)換器連接,電阻r9與電容c0串聯(lián)再與電容c1并聯(lián),mos管mn1與電感l(wèi)串聯(lián)。
20、作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選,所述dcdc轉(zhuǎn)換器為功率管外置的同步升壓dcdc轉(zhuǎn)換器,mos管mn10和mos管mn11均為nmos管。
21、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型的有益效果為:
22、通過設(shè)置充電管理模塊、防倒灌保護電路和功率管理模塊,主控單元接收充電單元的輸入電壓控制功率管理模塊調(diào)整充電單元的充電功率給電池充電,轉(zhuǎn)換單元可以給各個模塊提供精確和穩(wěn)定的電壓,當(dāng)充電單元斷電時,防倒灌保護電路用于給電池提供防倒灌保護,功率管理模塊可提供更高的輸出功率,電源調(diào)整單元包括第一級電源調(diào)整電路和第二級電源調(diào)整電路,第一級電源調(diào)整電路可使電路獲得較低的待機工作電流,第二級電源調(diào)整電路可以降低損耗和獲得更高的輸出電壓,防倒灌保護電路可以防止電池反接和發(fā)生倒灌的問題,有效保證了電源管理芯片的工作可靠性和安全性。