電源充電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電源充電技術(shù)，尤其涉及一種電源充電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源等各種類型的電源在工作時(shí)，都要先對電源輸出端口的輸出電容進(jìn)行充電，充電完成后，再對輸出端口的負(fù)載進(jìn)行供電。在電源充電時(shí)，為了防止充電電流過大而對輸出電容等元件造成損壞，一般都采用限流電阻對充電電流進(jìn)行限流。
[0003]參考圖1，圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種電源充電電路100的電路結(jié)構(gòu)示意圖。該電源充電電路100包括一限流電阻RO和一輸出電容CO，該電源充電電路用于向負(fù)載提供負(fù)載電流I load。
[0004]開始充電時(shí)，輸入電壓VIN通過限流電阻RO對輸出電容CO進(jìn)行充電，并由限流電阻RO限制充電電流的大小，使得輸出電壓VOUT從OV增大到接近輸入電壓VIN ;完成充電后，輸入電壓VIN又通過限流電阻RO為負(fù)載提供負(fù)載電流Iload，限流電阻RO也將限制負(fù)載電流Iload的大小。
[0005]利用限流電阻RO對輸出電容CO的充電電流進(jìn)行限制，存在充電時(shí)的過流風(fēng)險(xiǎn)和充電后的供電能力之間的矛盾。如果限流電阻RO的電阻值過大，那么充電時(shí)的電流將變小，不存在過流的風(fēng)險(xiǎn)，但是充電后，用于向負(fù)載供電的負(fù)載電流Iload也受到限制而變?。蝗绻蘖麟娮鑂O的電阻值過小，那么充電時(shí)的電流變大了，充電后供電的負(fù)載電流I load也變大了，但是，由于充電電流變大，存在過流的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的問題是提供一種電源充電電路，既能夠避免電源在充電過程中的過流風(fēng)險(xiǎn)，又可以在完成充電后提供足夠的負(fù)載電流。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電源充電電路，包括:
[0008]限流電阻，其第一端連接輸入電壓正端；
[0009]輸出電容，其第一端連接所述限流電阻的第二端，其第二端連接輸入電壓負(fù)端并接地，所述輸入電壓正端和輸入電壓負(fù)端之間的電壓為輸入電壓，所述輸出電容兩端的電壓為輸出電壓；
[0010]限流控制電路，其輸入端連接所述輸入電壓正端，其輸出端連接所述輸出電容的第一端，所述限流控制電路的輸出端輸出限流電流，所述限流電流在充電完成之前被限制為小于等于預(yù)設(shè)的限流值，所述限流電流在充電完成之后不再被限制。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電源充電電路對所述輸出電容的充電過程包括依次相接的第一階段、第二階段和第三階段，其中，
[0012]所述第一階段為所述輸出電容的開始充電過程，所述限流電流在第一階段為零，只有流過所述限流電阻的電流為所述輸出電容提供充電電流；
[0013]所述第二階段為所述輸出電容的加快充電過程，所述限流電流在第二階段逐漸上升至所述限流值，流過所述限流電阻的電流和所述限流電流共同為所述輸出電容提供充電電流；
[0014]所述第三階段為所述輸出電容完成充電后的過程，流過所述限流電阻的電流和所述限流電流共同為負(fù)載提供負(fù)載電流。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述第二階段中，如果所述限流電流上升至所述限流值之前，所述輸出電容已經(jīng)完成充電，則直接進(jìn)入所述第三階段；在所述第二階段中，如果所述限流電流上升至所述限流值之后，所述輸出電容未完成充電，則所述限流電流保持為所述限流值，直至完成充電后進(jìn)入所述第三階段。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述限流控制電路包括:
[0017]限流檢測電路，對所述輸入電壓和輸出電壓的電壓差進(jìn)行檢測，經(jīng)過比較后產(chǎn)生第一限流控制信號；
[0018]電平位移電路，直接或間接地對所述第一限流控制信號進(jìn)行電平位移以產(chǎn)生第二限流控制信號；
[0019]限流輸出電路，與所述限流電阻并聯(lián)，在所述第二限流控制信號的控制下產(chǎn)生輸出所述限流電流。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電源充電電路對所述輸出電容的充電過程包括依次相接的第一階段、第二階段和第三階段，其中，
[0021]在所述第一階段，所述限流檢測電路檢測到所述輸出電壓為零，所述限流輸出電路產(chǎn)生的限流電流為零，只有流過所述限流電阻的電流作為所述輸出電容的充電電流，所述第一階段為所述輸出電容的開始充電過程；
[0022]在所述第二階段，所述限流檢測電路檢測到所述輸入電壓和輸出電壓的電壓差大于進(jìn)入限流控制判斷點(diǎn)，則所述第一限流控制信號為邏輯高電平，經(jīng)過電平位移電路產(chǎn)生的第二限流控制信號為邏輯低電平，則控制所述限流輸出電路產(chǎn)生的限流電流逐漸上升至所述限流值，所述限流電流與流過所述限流電阻的電流一并作為輸出電容的充電電流，所述第二階段為所述輸出電容的加快充電過程；
[0023]在所述第三階段，所述限流檢測電路檢測到所述輸入電壓和輸出電壓的電壓差小于退出限流控制判斷點(diǎn)，則所述第一限流控制信號為邏輯低電平，經(jīng)過所述電平位移電路產(chǎn)生的第二限流控制信號為邏輯高電平，則控制限流輸出電路產(chǎn)生的限流電流與流過所述限流電阻的電流共同為負(fù)載提供負(fù)載電流，所述第三階段為所述輸出電容完成充電后的過程。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述第二階段中，如果所述限流電流上升至所述限流值之前，所述輸出電容已經(jīng)完成充電，則直接進(jìn)入所述第三階段；在所述第二階段中，如果所述限流電流上升至所述限流值之后，所述輸出電容未完成充電，則所述限流電流保持為所述限流值，直至完成充電后進(jìn)入所述第三階段。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述限流控制電路還包括:限流延時(shí)電路，對所述第一限流控制信號延時(shí)以產(chǎn)生延時(shí)信號，所述電平位移電路對所述延時(shí)信號進(jìn)行電平位移以得到所述第二限流控制信號。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電源充電電路對所述輸出電容的充電過程包括依次相接的第一階段、第二階段和第三階段，其中，
[0027]在所述第一階段，所述限流檢測電路檢測到所述輸出電壓為零，所述限流輸出電路產(chǎn)生的限流電流為零，只有流過所述限流電阻的電流作為所述輸出電容的充電電流，所述第一階段為所述輸出電容的開始充電過程；
[0028]在所述第二階段，所述限流檢測電路檢測到所述輸入電壓和輸出電壓的電壓差大于進(jìn)入限流控制判斷點(diǎn)，則所述第一限流控制信號為邏輯高電平，經(jīng)過所述限流延時(shí)電路產(chǎn)生的延時(shí)信號為邏輯低電平，再經(jīng)過所述電平位移電路產(chǎn)生的第二限流控制信號為邏輯低電平，則控制所述限流輸出電路產(chǎn)生的限流電流逐漸上升至所述限流值，所述限流電流與流過所述限流電阻的電流一并作為所述輸出電容的充電電流，所述第二階段為所述輸出電容的加快充電過程；
[0029]在所述第三階段，所述限流檢測電路檢測到所述輸入電壓和輸出電壓的電壓差小于退出限流控制判斷點(diǎn)，則所述第一限流控制信號為邏輯低電平，經(jīng)過所述限流延時(shí)電路產(chǎn)生的延時(shí)信號為邏輯高電平，再經(jīng)過所述電平位移電路產(chǎn)生的第二限流控制信號為邏輯高電平，則控制所述限流輸出電路產(chǎn)生的限流電流與流過所述限流電阻的電流共同為負(fù)載提供負(fù)載電流，所述第三階段為所述輸出電容完成充電后的過程。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述第二階段中，如果所述限流電流上升至所述限流值之前，所述輸出電容已經(jīng)完成充電，則直接進(jìn)入所述第三階段；在所述第二階段中，如果所述限流電流上升至所述限流值之后，所述輸出電容未完成充電，則所述限流電流保持為所述限流值，直至完成充電后進(jìn)入所述第三階段。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述限流檢測電路包括:
[0032]內(nèi)部電源電壓生成電路，接收所述輸出電壓并將其轉(zhuǎn)換為內(nèi)部電源電壓；
[0033]第一偏置電流生成電路，將所述內(nèi)部電源電壓轉(zhuǎn)換為第一偏置電流；
[0034]第一電壓轉(zhuǎn)電流電路，將所述輸入電壓轉(zhuǎn)換為第一電流；
[0035]第二電壓轉(zhuǎn)電流電路，將所述輸出電壓轉(zhuǎn)換為第二電流；
[0036]第一電流鏡，其輸入端接收所述第一電流，其輸出端接收所述第二電流，所述電流鏡對所述第一電流和第二電流進(jìn)行比較以產(chǎn)生比較信號；
[0037]第九MOS晶體管，所述第一偏置電流經(jīng)過第二電流鏡和第三電流鏡鏡像后傳輸至所述第九MOS晶體管的漏極，所述第九MOS晶體管的柵極接收所述比較信號，所述第九MOS晶體管的源極接地，所述第九MOS晶體管的漏極輸出所述第一限流控制信號。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一電壓轉(zhuǎn)電流電路包括:第一電阻，其第一端接收所述輸入電壓，其第二端輸出所述第一電流。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第二電壓轉(zhuǎn)電流電路包括:第二電阻，其第一端接收所述輸出電壓，其第二端輸出所述第二電流。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第二電壓轉(zhuǎn)電流電路包括:
[0041]第二電阻，其第一端接收所述輸出電壓；
[0042]限流遲滯電路，其輸入端連接所述第二電阻的第二端，其輸出端輸出所述第二電流，所述限流遲滯電路在所述第二限流控制信號的控制下調(diào)節(jié)所述第二電流。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述限流遲滯電路包括:
[0044]第三電阻，其第一端連接所述第二電阻的第二端，其第二端連接所述第一電流鏡的輸出端；
[0045]第三MOS晶體管，其漏極連接所述第三電阻的第一端，其源極連接所述第三電阻的第二端，其柵極接收所述第二限流控制信號。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述內(nèi)部電源電壓生成電路包括:
[0047]第四電阻，其第一端接收所述輸出電壓；
[0048]第一鉗位二極管，其陰極連接所述第四電阻的第二端，其陽極接地；
[0049]第四MOS晶體管，其漏極接收所述輸出電壓，其柵極連接所述第四電阻的第二端，其源極輸出所述內(nèi)部電源電壓。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一偏置電流生成電路包括:第五電阻，其第一端連接所述第四MOS晶體管的源極，其第二端輸出所述第一偏置電流。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述限流延時(shí)電路包括:
[0052]充放電控制電路，所述第一偏置電流經(jīng)由第二電流鏡和第四電流鏡鏡像后傳輸至所述充放電控制電路的輸入端，所述充放電控制電路的控制端接收所述第一限流控制信號;
[0053]電容，其第一端連接所述充放電控制電路的輸出端，其第二端接地，所述充放電控制電路在所述第一限流控制信號的控制下，對所述電容進(jìn)行充電或者進(jìn)行放電，所述電容的第一端輸出所述延時(shí)信號。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述充放電控制電路包括:
[0055]第十一 MOS晶體管，其源極作為所述充放電控制電路的輸入端，其柵極接收所述第一限流控制信號，其漏極連接所述電容的第一端；
[0056]第十二 MOS晶體管，其漏極連接所述電容的第一端，其柵極接收所述第一限流控制信號，其源極接地。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電平位移電路包括:
[0058]反相器，對所述延時(shí)信號進(jìn)行反相；
[0059]第十五MOS晶體管，其柵極接收所述延時(shí)信號，其源極接地；
[0060]第十六MOS晶體管，其柵極連接所述反相器的輸出端以接收所述延時(shí)信號的反相信號，其源極