201的輸出端流到輸出端的限流電流1UT不再由第二偏置電流IB2通過MOS晶體管M21和M22形成的電流鏡鏡像得到,而是由輸入電壓VIN通過電阻R6和電阻R7分壓后的電壓控制MOS晶體管(例如PMOS晶體管)M22的柵源電壓得到1UTmax,而第二偏置電流IB2也不再由MOS晶體管M5和M19形成的電流鏡鏡像得到,而是由輸入電壓VIN除以電阻R6和電阻R7得到最終值IB2end ;此時,限流電流1UT與流過限流電阻RO的電流一起,除了作為輸出電容CO的充電電流,還作為由輸出電壓VOUT供電的負(fù)載電流I load ;
[0156]當(dāng)輸出電壓VOUT逐步上升到輸入電壓VIN的電壓Vl時,內(nèi)部電源電壓LVDD維持箝位電壓LVDDclamp,輸出電壓VOUT和輸入電壓VIN檢測比較后的比較信號IUMIT0的電壓上升至電壓值V3并維持,第一限流控制信號IUMITl維持低電平(電壓為O),第二限流控制信號IUMIT2維持高電平(電壓為輸出電壓V0UT),第一偏置電流IBl維持限流值IBllimit,第二偏置電流12維持最終值IB2end,輸出的限流電流1UT維持1UTmax,且由于輸出電容CO的充電電流逐步減小到0,即完成充電,則限流電流1UT與流過限流電阻RO的電流全都轉(zhuǎn)化為負(fù)載電流Iload ;
[0157]以上是第三階段,即輸出電容CO的完成充電過程,流過限流電阻RO的電流和限流電流1UT共同為負(fù)載提供負(fù)載電流Iload。需要說明的是,雖然圖7中所示限流電流1UT為最大值1UTmax,但這僅僅表示限流電流1UT具有大于限流值1UTlimit的能力,根據(jù)負(fù)載的實際需求,限流電流1UT在第三階段可以大于、小于或等于限流值1UTlimit,而其最大值為1UTmax,也就是可能的最大供電能力。
[0158]第三實施例
[0159]參考圖8,圖8示出了第三實施例的電源充電電路200的電路結(jié)構(gòu)示意圖。第三實施例的電源充電電路200與第一實施例基本相同,區(qū)別在于,第三實施例的限流檢測電路202中省略了限流遲滯電路,這可以從圖9所示的具體電路結(jié)構(gòu)中看出。
[0160]關(guān)于圖8和圖9所示的電路結(jié)構(gòu)可以參照第一實施例的相關(guān)描述,這里不再贅述。
[0161]參考圖10,圖10示出了圖9所示具體電路的工作信號波形。圖10中包含的信號有:輸入電壓VIN、輸出電壓V0UT、內(nèi)部電源電壓LVDD、第一限流控制信號IUMITl、延時信號IDELAY、第二限流控制信號IUMIT2、第一偏置電流IB1、第二偏置電流IB2以及限流電流1UT0
[0162]結(jié)合圖8至圖10,第三實施例的包含限流控制的電源充電電路的工作原理簡述如下:
[0163]初始時輸入電壓VIN為VI,輸出電壓VOUT為0,則輸入電壓VIN跟輸出電壓VOUT的電壓差大于由限流檢測電路202中的電阻Rl與電阻R2確定的限流控制判斷點(V1-V2),則進(jìn)入限流控制;而第二限流控制信號IUMIT2也為0,即低電平,則由第二限流控制信號ILIMIT2控制的MOS晶體管(例如PMOS晶體管)M20導(dǎo)通,第二偏置電流IB2通過MOS晶體管M21和M22形成的電流鏡產(chǎn)生從限流控制電路201的輸入端流至輸出端的限流電流10UT,與流過限流電阻RO的電流一起作為輸出電容CO的充電電流,即開始限流充電;但是,由于此時輸出電壓VOUT為O,MOS晶體管(例如NMOS晶體管)M4關(guān)斷,則內(nèi)部電源電壓LVDD為O,這樣第一偏置電流IB1、第二偏置電流IB2和限流電流1UT也都為0,那么輸出電容CO的充電電流只有流過限流電阻RO的電流,但由于限流電阻RO的電阻值較大,充電電流較小,則輸出電壓VOUT緩慢上升;
[0164]以上是第一階段,即輸出電容CO的開始充電過程。
[0165]當(dāng)輸出電壓VOUT上升到MOS晶體管(例如NMOS晶體管)M4的開啟電壓VGS4時,MOS晶體管M4導(dǎo)通,則內(nèi)部電源電壓LVDD開始增大,且隨著輸出電壓VOUT上升而上升,則第一偏置電流IB1、第二偏置電流IB2和限流電流1UT也開始增大,那么輸出電容CO的充電電流也隨著增大,則輸出電壓VOUT開始加快上升;
[0166]此時輸入電壓VIN跟輸出電壓VOUT的電壓差大于由限流檢測電路202中電阻Rl與電阻R2確定的限流控制判斷點(V1-V2),則檢測比較后的比較信號ILIMIT0的電壓較小,那么MOS晶體管(例如NMOS晶體管)M9關(guān)斷,第一限流控制信號IUMITl為高電平(其電壓為內(nèi)部電源電壓LVDD),則限流延時電路205中的MOS晶體管(例如PMOS晶體管)Ml I關(guān)斷、MOS晶體管(例如NMOS晶體管)M12導(dǎo)通,電容Cl通過MOS晶體管M12放電,由于放電電流不受限,延時時間很短,可忽略,即輸出的延時信號IDELAY為低電平(電壓為O),則電平位移電路203中的MOS晶體管(例如NMOS晶體管)M15關(guān)斷、MOS晶體管(例如NMOS晶體管)M16導(dǎo)通,這樣第二限流控制信號IUMIT2被MOS晶體管(例如NMOS晶體管)M16下拉,仍為低電平(電壓為O),將繼續(xù)控制MOS晶體管(例如PMOS晶體管)M20導(dǎo)通,第二偏置電流IB2繼續(xù)通過MOS晶體管M21和M22形成的電流鏡產(chǎn)生從限流控制電路的輸入端流至輸出端的輸出電流1UT作為輸出電容CO的充電電流,即繼續(xù)進(jìn)行限流充電;
[0167]當(dāng)輸出電壓VOUT上升到箝位二極管Dl的箝位電壓VZl時,內(nèi)部電源電壓LVDD也就達(dá)到箝位電壓LVDDclamp,則第一偏置電流IB1、第二偏置電流12和限流電流1UT也分別達(dá)到限流值IBllimit、1UTlimit,那么輸出電容CO的充電電流也達(dá)到限流值,則輸出電壓VOUT按照最快速度、也是固定速度上升;
[0168]以上是第二階段,即輸出電容CO的加快充電過程。需要說明的是,如果在限流電流1UT上升至限流值1UTlimit之前,已經(jīng)完成充電,就直接進(jìn)入第三階段;如果在限流電流1UT上升至限流值1UTlimit之后,還未完成充電,那限流電流1UT保持限流值1UTlimit繼續(xù)充電,直到完成充電后進(jìn)入第三階段。
[0169]當(dāng)輸出電壓VOUT上升到比較點V2時,該電壓跟輸入電壓VIN的電壓差小于由限流檢測電路202中電阻Rl與電阻R2確定的限流判斷點(V1-V2),則退出限流控制,且檢測比較后的輸出電壓IUMITO大于MOS晶體管(例如NMOS晶體管)M9的開啟電壓VGS9,那么MOS晶體管M9導(dǎo)通,第一限流控制信號IUMITl由高電平(其電壓為內(nèi)部電源LVDDclamp)跳變?yōu)榈碗娖?其電壓為O),則限流延時電路205中的MOS晶體管(例如PMOS晶體管)Mll導(dǎo)通、MOS晶體管(例如NMOS晶體管)M12關(guān)斷,電容Cl通過MOS晶體管Mll充電,由于充電電流受到第一偏置電流IBl通過MOS晶體管M5和M6形成的電流鏡、MOS晶體管M7和MlO形成的電流鏡得到的電流限制,產(chǎn)生了延時時間Td,即輸出的延時信號IDELAY經(jīng)過Td時間延時后由低電平(電壓為O)跳變?yōu)楦唠娖?其電壓為內(nèi)部電源LVDDclamp),則電平位移電路203中MOS晶體管(例如NMOS晶體管)M15也經(jīng)過Td時間延時后才導(dǎo)通、MOS晶體管(例如NMOS晶體管)M16經(jīng)過Td時間延時后關(guān)斷,這樣第二限流控制信號IUMIT2經(jīng)過Td時間延時后被MOS晶體管(例如PMOS晶體管)M18上拉,由低電平(其電壓為O)跳變?yōu)楦唠娖?其電壓為輸出電壓VOUT),這樣輸出電容CO的充電電流繼續(xù)維持限流值,則輸出電壓VOUT也仍舊按照最快速度、也是固定速度上升,這樣能加快輸出電壓VOUT上升速度,也能穩(wěn)定輸出電壓VOUT ;而當(dāng)?shù)诙蘖骺刂菩盘朓UMIT2跳變后,那么由第二限流控制信號IUMIT2控制的MOS晶體管M20關(guān)斷,從限流控制電路201的輸入端流至輸出端的限流電流1UT不再由第二偏置電流IB2通過MOS晶體管M21和M22形成的電流鏡鏡像得到,而是由輸入電壓VIN通過電阻R6和電阻R7的分壓電壓控制MOS晶體管(例如PMOS晶體管)M22的柵源電壓得到1UTmax,而第二偏置電流IB2也不再由MOS晶體管M5和M19形成的電流鏡鏡像得到,而是由輸入電壓VIN除以電阻R6和電阻R7得到最終值IB2end ;此時,限流電流1UT與流過限流電阻RO的電流一起,除了作為輸出電容CO的充電電流,還作為由輸出電壓VOUT供電的負(fù)載電流Iload ;
[0170]當(dāng)輸出電壓VOUT逐步上升跟輸入電壓VIN —致時,內(nèi)部電源電壓LVDD維持箝位電壓LVDDclamp,輸出電壓VOUT和輸入電壓VIN檢測比較后得到的比較信號IUMIT0上升電壓值V3并維持,第一限流控制信號IUMITl維持低電平(電壓為O),延時信號IDELAY維持高電平(電壓為內(nèi)部電源LVDDclamp),第二限流控制信號IUMIT2維持高電平(電壓為輸出電壓V0UT),第一偏置電流IBl維持限流值IBllimit,第二偏置電流12維持最終值IB2end,輸出電流1UT維持1UTmax,且由于輸出電容CO的充電電流逐步減小到0,即完成充電,則輸出電流1UT與流過限流電阻RO的電流全都轉(zhuǎn)為負(fù)載電流Iload ;
[0171]以上是第三階段,即輸出電容CO的完成充電過程,流過限流電阻RO的電流和限流電流1UT共同為負(fù)載提供負(fù)載電流Iload。需要說明的是,雖然圖10中所示限流電流1UT為最大值1UTmax,但這僅僅表示限流電流1UT具有大于限流值1UTlimit的能力,根據(jù)負(fù)載的實際需求,限流電流1UT在第三階段可以大于、小于或等于限流值1UTlimit,而其最大值為1UTmax,也就是可能的最大供電能力。
[0172]以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例而已,并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。因此,凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,只是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單的修改、等同的變換,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電源充電電路,包括: 限流電阻,其第一端連接輸入電壓正端; 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; 其特征在于,還包括: 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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源充電電路,其特征在于,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, 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; 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; 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。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源充電電路,其特征在于,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