CN101989760A

CN101989760A - 一种充电控制模块及其充电控制方法

Info

Publication number: CN101989760A
Application number: CN2010105710259A
Authority: CN
Inventors: 林子华; 刘科; 顾建良
Original assignee: Huizhou TCL Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Huizhou TCL Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2011-03-23

Abstract

本发明提供了一种充电控制模块，包括电源管理芯片，电源管理芯片将电池电压与预设电压相比较，根据比较的结果判断电池电压的档位，并根据电池电压的所处档位相应提供不同的充电电流。本发明还提供了一种充电控制方法。通过上述方式，本发明充电控制模块及其充电控制方法在不改变原有充电电路的情况下，缩短了充电时间，又保证了原有充电电路的安全。

Description

一种充电控制模块及其充电控制方法

【技术领域】

本发明涉及一种控制模块及其控制方法，特别涉及一种充电控制模块及其充电控制方法。

【背景技术】

从手机等便携设备的发展趋势来看，所使用的锂电池容量会越来越大，特别是智能手机的应用，对耗电的需求直接导致要求使用大容量电池。使用大容量电池，如果不提高恒流充电(CC)电流，那么电池的充电时间就会变得很长，每次充电就可能充不满。如果提高充电电流，充电时间会缩短，但是大电流会带来的一系列安全问题，对器件的要求也比较高，会增加硬件成本。

有鉴于此，有必要提供一种充电控制模块及其充电控制方法，以在保证充电电路安全的前提下缩短充电时间。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种充电控制模块及其充电控制方法，以保证在充电电路安全的前提下缩短充电时间。

本发明提供了一种充电控制模块，其包括电源管理芯片，电源管理芯片将电池电压与预设电压相比较，根据比较的结果判断电池电压的档位，并根据电池电压所处的档位相应提供不同的充电电流。

根据本发明的一优选实施例，电源管理芯片连接外部的充电接口，充电接口提供一电源电压，预设电压包括第一预设电压、第二预设电压及第三预设电压，第一预设电压＜第二预设电压＜第三预设电压＜电源电压。

根据本发明的一优选实施例，电源电压为5V，第一预设电压为3.2V，第二预设电压为3.6V，第三预设电压为4V。

根据本发明的一优选实施例，充电电流包括第一预设电流、第二预设电流及第三预设电流，当电源管理芯片比较得出电池电压大于或等于第一预设电压且小于第二预设电压时，电源管理芯片控制充电电流为第一预设电流；当电源管理芯片比较得出电池电压大于或等于第二预设电压且小于第三预设电压时，电源管理芯片控制充电电流为第二预设电流；当电源管理芯片比较得出电池电压大于或等于第三预设电压时，电源管理芯片控制充电电流为第三预设电流。

根据本发明的一优选实施例，充电控制模块还包括开关管，电源管理芯片通过开关管控制充电电流，第一预设电流＝开关管的安全功耗/(电源电压-第一预设电压)；第二预设电流＝开关管的安全功耗/(电源电压-第二预设电压)；第三预设电流＝开关管的安全功耗/(电源电压-第三预设电压)。

根据本发明的一优选实施例，充电控制模块还包括开关管和电流检测单元，开关管的输入极连接所述电源管理芯片的VCHG管脚，开关管的输出极连接电流检测单元的输入端，开关管的控制极连接电源管理芯片的控制信号输出管脚，电流检测单元的输出端连接于电源管理芯片的电池电压检测管脚。

本发明还提供了一种充电控制方法，该方法包括：

将电池电压与预设电压相比较；

根据比较的结果判断电池电压的档位；

根据电池电压所处的档位相应提供不同的充电电流进行充电。

根据本发明的一优选实施例，充电控制方法还包括提供一电源电压，且预设电压包括第一预设电压、第二预设电压及第三预设电压，其中，第一预设电压＜第二预设电压＜第三预设电压＜电源电压。

根据本发明的一优选实施例，充电电流包括第一预设电流、第二预设电流及第三预设电流，当比较得出电池电压大于或等于第一预设电压且小于第二预设电压时，提供第一预设电流进行充电；当比较得出电池电压大于或等于第二预设电压且小于第三预设电压时，提供第二预设电流进行充电；当比较得出电池电压大于或等于第三预设电压时，提供第三预设电流进行充电。

根据本发明的一优选实施例，利用开关管控制充电电流，且第一预设电流＝开关管的安全功耗/(电源电压-第一预设电压)；第二预设电流＝开关管的安全功耗/(电源电压-第二预设电压)；第三预设电流＝开关管的安全功耗/(电源电压-第三预设电压)。

通过上述方式，本发明充电控制模块及其充电控制方法在不改变原有充电电路的情况下，缩短了充电时间，又保证了原有充电电路的安全。

【附图说明】

图1是本发明充电控制方法的流程示意图；

图2是本发明一优选实施例的充电控制方法的流程图；以及

图3是本发明一优选实施例的充电控制模块的电路示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

根据锂电池的放电曲线可知，锂电池主要容量集中在4V-3.6V之间，当电池电压降到3.2V时，电池容量已接近0。本发明根据锂电池这个特性以及充电开关管的功率指标，提出了在不同阶段的电池电压下采用不同充电电流的充电控制方法。

图1是本发明充电控制方法的流程示意图。如图1所示，本发明充电控制方法包括以下步骤：

a.将电池电压与预设电压相比较；

b.根据比较的结果判断电池电压的档位；

c.根据电池电压所处的档位相应提供不同的充电电流进行充电。

详细而言，本发明的充电控制方法中，以电池电压V作为分档条件，将电池电压与预设电压相比较，根据电池电压所处的档位相应提供不同的充电电流进行充电。

请一同参阅图2所示，图2为本发明一优选实施例的充电控制方法的流程示意图。

在本实施例中，使用输出电压为5V的充电器充电，即电源电压为5V。以电池电压分为第一预设电压V1、第二预设电压V2以及第三预设电压V3三档进行举例说明。其中，各预设电压与电源电压之间的关系为：

第一预设电压＜第二预设电压＜第三预设电压＜电源电压。

在本实施方式中，设置第一预设电压V1为3.2V，第二预设电压V2为3.6V，第三预设电压V3为4V。

与充电电压分为三个档位对应，充电电流设置为三档，分别为：第一预设电流、第二预设电流以及第三预设电流。其中，预设电流的大小可根据充电电路中的开关管的安全功耗、电源电压以及预设电压计算获知，具体如下：

第一预设电流＝开关管的安全功耗/(电源电压-第一预设电压)；

第二预设电流＝开关管的安全功耗/(电源电压-第二预设电压)；

第三预设电流＝开关管的安全功耗/(电源电压-第三预设电压)。

选用1W的三极管Q1作为开关管进行说明，三极管Q1上承受的安全功耗选定为0.9W。

依照前文所述的预设电流的计算方法可计算出对应的如下三档充电电流：

第一预设电流500mA、第二预设电流640mA、第三预设电流900mA。

详细而言，本发明的充电控制方法包括：

1)在充电开始后，当比较得出电池电压大于或等于第一预设电压且小于第二预设电压时，由于此时开关管两端电压差比较大，因此采用最小电流进行充电，即：对应提供第一预设电流进行充电，使开关管上的功率控制在安全功耗的指标范围内；

2)电池电压随着充电过程上升，开关管两端的电压差将变小，因此，当比较得出电池电压大于或等于第二预设电压且小于第三预设电压时，提供高一档的充电电流，即：第二预设电流，进行充电，以缩短充电时间；

3)当电池电压达到第三预设电压后，因电压差下降到比较小的程度，因此当比较得出电池电压大于或等于第三预设电压时，提供更高一档的电流，即第三预设电流，进行充电，以最大程度缩短充电时间。

若电池电压＞＝4.2V，则表示充电电池已充满，充电结束。

采用本实施例的充电控制方法进行充电，在保证充电电路安全的前提下，3.5小时基本就能充满一个2000mAh的电池，如果使用1500mAh的电池则2.5-3小时之内基本就能充满，缩短了充电时间。

图3是本发明一优选实施例的充电控制模块的电路图。如图3所示，充电控制模块包括电源管理芯片PMU 10、开关管20和电流检测单元30。

电源管理芯片PMU 10通过控制开关管20来控制充电电流和充电电压，在本实施例中，开关管20为PNP三极管Q1。

电源管理芯片PMU 10通过电流检测单元30检测充电电流的大小，在本实施例中，电流检测单元30为电阻R1。

具体而言，电源管理芯片PMU 10的VCHG管脚连接外部的充电接口40，充电接口40提供一电源电压。三极管Q1的输入极连接电源管理芯片PMU 10的VCHG管脚，三极管Q1的输出极连接电阻R1的输入端，三极管Q1的控制极连接电源管理芯片PMU 10的控制信号输出管脚CHG_CNTL。电阻R1的输出端连接于电源管理芯片PMU的电池电压检测管脚VBAT。此外，电源管理芯片PMU 10通过ISNS_P管脚、ISNS_N管脚检测电阻R1两端电压差计算出充电电流，获取充电电流后，电源管理芯片PMU 10通过控制三极管Q1的导通程度来控制调整充电电流，使充电电流维持在设定值。

详细的，电源管理芯片PMU 10内部可包括判断单元(图未示)、控制单元(图未示)、存储单元(图未示)。其中，判断单元用于将电池电压与预设电压相比较，并根据比较的结果判断电池电压的档位。控制单元根据电池电压的所处档位相应提供不同的充电电流。存储单元用于存储预设电流与预设电压。

本发明充电控制模块中：

1)当电源管理芯片比较得出电池电压大于或等于第一预设电压且小于第二预设电压时，电源管理芯片控制充电电流为第一预设电流；

2)当电源管理芯片比较得出电池电压大于或等于第二预设电压且小于第三预设电压时，电源管理芯片控制充电电流为第二预设电流；

3)当电源管理芯片比较得出电池电压大于或等于第三预设电压时，电源管理芯片控制充电电流为第三预设电流。

本发明充电控制模块具体的工作流程和方法请一并参阅前文关于充电控制方法的说明，在此不再一一赘述。

通过上述方式，本发明充电控制模块及其充电控制方法在保证充电电路安全的前提下最大程度地缩短了充电时间，为用户提供更多的便利。

在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。

Claims

1.一种充电控制模块，所述充电控制模块包括：电源管理芯片，其特征在于，所述电源管理芯片将电池电压与预设电压相比较，根据所述比较的结果判断所述电池电压的档位，并根据所述电池电压所处的档位相应提供不同的充电电流。

2.根据权利要求1所述的充电控制模块，其特征在于，所述电源管理芯片连接外部的充电接口，所述充电接口提供一电源电压，所述预设电压包括第一预设电压、第二预设电压及第三预设电压，所述第一预设电压＜所述第二预设电压＜所述第三预设电压＜所述电源电压。

3.根据权利要求2所述的充电控制模块，其特征在于，所述电源电压为5V，所述第一预设电压为3.2V，第二预设电压为3.6V，第三预设电压为4V。

4.根据权利要求2所述的充电控制模块，其特征在于，所述充电电流包括第一预设电流、第二预设电流及第三预设电流，当所述电源管理芯片比较得出所述电池电压大于或等于所述第一预设电压且小于所述第二预设电压时，所述电源管理芯片控制所述充电电流为所述第一预设电流；当所述电源管理芯片比较得出所述电池电压大于或等于所述第二预设电压且小于所述第三预设电压时，所述电源管理芯片控制所述充电电流为所述第二预设电流；当所述电源管理芯片比较得出所述电池电压大于或等于所述第三预设电压时，所述电源管理芯片控制所述充电电流为所述第三预设电流。

5.根据权利要求4所述的充电控制模块，其特征在于，所述充电控制模块还包括开关管，所述电源管理芯片通过所述开关管控制所述充电电流，所述第一预设电流＝所述开关管的安全功耗/(所述电源电压-所述第一预设电压)；所述第二预设电流＝所述开关管的安全功耗/(所述电源电压-所述第二预设电压)；所述第三预设电流＝所述开关管的安全功耗/(所述电源电压-所述第三预设电压)。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的充电控制模块，其特征在于，所述充电控制模块还包括开关管和电流检测单元，所述开关管的输入极连接所述电源管理芯片的VCHG管脚，所述开关管的输出极连接所述电流检测单元的输入端，所述开关管的控制极连接所述电源管理芯片的控制信号输出管脚，所述电流检测单元的输出端连接于所述电源管理芯片的电池电压检测管脚。

7.一种充电控制方法，其特征在于，所述充电控制方法包括：

将电池电压与预设电压相比较；

根据所述比较的结果判断所述电池电压的档位；

根据所述电池电压所处的档位相应提供不同的充电电流进行充电。

8.根据权利要求7所述的充电控制方法，其特征在于，所述充电控制方法还包括提供一电源电压，且所述预设电压包括第一预设电压、第二预设电压及第三预设电压，其中，所述第一预设电压＜所述第二预设电压＜所述第三预设电压＜所述电源电压。

9.根据权利要求8所述的充电控制方法，其特征在于，所述充电电流包括第一预设电流、第二预设电流及第三预设电流，当比较得出所述电池电压大于或等于所述第一预设电压且小于所述第二预设电压时，提供所述第一预设电流进行充电；当比较得出所述电池电压大于或等于所述第二预设电压且小于所述第三预设电压时，提供所述第二预设电流进行充电；当比较得出所述电池电压大于或等于所述第三预设电压时，提供所述第三预设电流进行充电。

10.根据权利要求9所述的充电控制方法，其特征在于，利用开关管控制所述充电电流，且所述第一预设电流＝所述开关管的安全功耗/(所述电源电压-所述第一预设电压)；所述第二预设电流＝所述开关管的安全功耗/(所述电源电压-所述第二预设电压)；所述第三预设电流＝所述开关管的安全功耗/(所述电源电压-所述第三预设电压)。