CN104079011B - 充电电路 - Google Patents

Abstract

一种充电电路，包括电源管理单元、马达、MOS晶体管、第一二极管、第二二极管以及电池，该电源管理单元用于驱动马达以及控制MOS晶体管的导通与截止；当该电源管理单元驱动该马达时，该MOS晶体管处于导通状态；当该电源管理单元停止驱动该马达时，该马达产生一个反向电动势，此时该MOS晶体管截止，该反向电动势给电池充电；当反向电动势停止充电时，该MOS晶体管导通，反向电动势通过第二二极管释放。本发明的充电电路，将该反向电动势对电池充电，即消除了反向电动势的危害，又充分利用了能源。

Description

充电电路

技术领域

本发明涉及一种充电电路，尤其涉及一种应用于便携式电子装置的充电电路。

背景技术

越来越多的手机内部都安装有震动马达，由于马达是一个电感线圈，在马达断开电源时，马达会产生一个反向电动势，为了防止该反向电动势烧坏驱动该马达的电源管理单元（Power Management Unit，PMU），通常的做法是马达并联一个续流二极管，该续流二极管和马达形成回路，从而将反向电动势消耗掉。

随着手机功能的增加，手机电池的电能消耗也势必增加，需要频繁地通过手机的充电电路给电池充电，给使用者带来麻烦。

发明内容

针对上述问题，有必要提供一种可回收利用反向电动势的充电电路。

一种充电电路，包括电源管理单元、马达、金属氧化物半导体（Mental-Oxide-Semiconductor，MOS）晶体管、第一二极管、第二二极管以及电池，该电源管理单元用于驱动马达以及控制MOS晶体管的导通与截止，该马达电连接MOS晶体管的漏极，该第一二极管的阳极电连接于该马达和MOS晶体管的漏极之间的节点，该电池的负极、MOS晶体管的源极以及第二二极管的阳极均接地，该第二二极管的阴极电连接于该马达与电源管理单元之间的节点；当该电源管理单元驱动该马达工作时，该MOS晶体管处于导通状态；当该电源管理单元停止驱动该马达时，该马达产生一个反向电动势，此时该MOS晶体管截止，该反向电动势给电池充电；当反向电动势停止充电时，该MOS晶体管导通，反向电动势通过第二二极管释放。

本发明的充电电路，将该反向电动势对电池充电，即消除了反向电动势的危害，又充分利用了能源。

附图说明

图1为本发明较佳实施方式的充电电路的电路图。

图2为本发明充电电路的另一实施例的电路图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明较佳实施方式的充电电路100包括电源管理单元10、马达20、金属氧化物半导体（Mental-Oxide-Semiconductor，MOS）晶体管M、第一二极管D1、第二二极管D2、电感L、电容C以及电池30。

该电源管理单元10包括电源输出引脚VIB及控制引脚GPIO。

该马达20和电源管理单元10的电源输出引脚VIB相连接，以让电源管理单元10为马达20提供电源。将马达20与电源输出引脚VIB连接的一端设为第一节点A，另一端设为第二节点B。

该MOS晶体管M的漏极d电性连接于马达20的B端，以使马达20电连接于电源输出引脚VIB和漏极d之间，该MOS晶体管M的源级s接地，该MOS晶体管M的栅极g电性连接控制引脚GPIO，在控制引脚GPIO输出高电平时，该MOS晶体管M导通，在控制引脚GPIO输出低电平时，该MOS晶体管M截止。

该第一二极管D1的阳极电连接于MOS晶体管M的漏极d，该第一二极管D1的阴极电连接于电感L。该第二二极管D2的阳极接地，该第二二极管D2的阴极电连接于第一节点A。在本实施例中，该第一二极管D1和第二二极管D2为肖特基二极管。

该电感L以及电容C用于平滑电压。该电感L一端电连接于第一二极管D1的阴极，另一端电连接于电池30的正极。该电容C与该电池30并联。

该电池30用于储存电能。该电池30的负极接地。在本实施例中，该电池30的电压在3.4V至4.3V之间，该电压大于电源输出引脚VIB输出的电压。

使用时，该电源管理单元10的电源输出引脚VIB输出电压以对该马达20驱动，该电源管理单元10的控制引脚GPIO输出高电平以使该MOS晶体管M处于导通状态。由于电池30的电压大于电源输出引脚VIB的输出电压，使第一二极管D1的阴极处的电压大于第一二极管D1的阳极处的电压，从而第一二极管D1截止。所述电源输出引脚VIB输出电流，经过马达20、MOS晶体管M直至地，形成一回路，此时该马达20处于工作状态。

该电源输出引脚VIB的输出电压断开时，该马达20由工作状态到停止状态过程中，马达20减速以产生一个反向电动势，即在马达20上产生一个与电源输出引脚VIB输出电压正负极相反的电压。在电源输出引脚VIB输出电压断开的同时，该控制引脚GPIO的电压也断开，以使MOS晶体管M截止。由于此时反向电动势的电压大于电池30的电压，所述马达20、第一二极管D1、电感L、电池30及第二二极管D2形成一回路，从而实现对该电池30充电。

电池30充电过程中，该反向电动势逐渐减小，直至该反向电动势与电池30的电压差小于第一二极管D1的导通电压时，此时该第一二极管D1截止，电池30停止充电。所述马达20的反向电动势并没有完全释放，该电源管理单元10的控制引脚GPIO输出高电平以使该MOS晶体管M导通。此时所述马达20、MOS晶体管M及第二二极管D2形成一回路，快速将反向电动势完全释放。

该电池30充电时该MOS晶体管M需要处于截至状态，其他时间内该MOS晶体管M都是处于导通状态。在本实施例中，通过软件设定控制引脚GPIO的高电平和低电平来控制MOS晶体管M的导通截止时间，因为马达20的反向电动势给电池30充电很快，故一般设定控制引脚GPIO低电平的时间为几毫秒。

优选的，如图2，通过增加一个采集电路40来采集第二节点B的电压从而相应控制该控制引脚GPIO输出的电平状态。该采集电路40包括第一电阻R1以及第二电阻R2。该第一电阻R1一端电性连接于第二节点B，该第一电阻R1的另一端和第二电阻R2电性连接，该第二电阻R2接地。该第一电阻R1和第二电阻R2连接用于分压，该电源管理单元10还包括采集引脚ADC，该采集引脚ADC连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间，用于检测第二节点B的电压，从而控制该控制引脚GPIO输出高电平或者低电平。当第二节点B的电压大于电池30的电压时，该控制引脚GPIO输出低电平，MOS晶体管M截止。当第二节点B的电压小于电池30的电压时，该控制引脚GPIO输出高电平，MOS晶体管M导通。

本发明的利用反向电动势的充电电路100，将该反向电动势对电池30充电，即消除的反向电动势的危害，又充分利用了能源。

另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其他形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种充电电路，该充电电路包括电池，其特征在于：该充电电路还包括电源管理单元、马达、金属氧化物半导体(MOS)晶体管、第一二极管以及第二二极管，该电源管理单元用于驱动马达以及控制MOS晶体管的导通与截止，该马达电连接MOS晶体管的漏极，该第一二极管的阳极电连接于该马达和MOS晶体管的漏极之间的节点，该电池的负极、MOS晶体管的源极以及第二二极管的阳极均接地，该第二二极管的阴极电连接于该马达与电源管理单元之间的节点；当该电源管理单元驱动该马达工作时，该MOS晶体管处于导通状态；当该电源管理单元停止驱动该马达时，该马达产生一个反向电动势，此时该电源管理单元控制该MOS晶体管截止，该反向电动势给电池充电；当该反向电动势与电池的电压差小于第一二极管的导通电压时，反向电动势停止充电，该电源管理单元控制该MOS晶体管导通，反向电动势通过第二二极管释放。

2.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：该第一二极管和第二二极管为肖特基二极管。

3.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：该电源管理单元包括电源输出引脚以及控制引脚，该电源输出引脚电性连接至该马达，以为该马达提供电源，该控制引脚电性连接至该MOS晶体管的栅极，以控制该MOS体管的导通与截止。

4.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：该充电电路还包括采集电路，该采集电路包括包括第一电阻以及第二电阻，该第一电阻与第二电阻相互串联至马达与MOS晶体管之间的第二节点，该第一电阻和第二电阻连接用于分压，该电源管理单元还包括采集引脚，该采集引脚连接在第一电阻和第二电阻之间的节点，从而控制该控制引脚输出高电平或者低电平，当马达与MOS晶体管之间的节点处的电压大于电池的电压时，该控制引脚输出低电平，即MOS晶体管截止，当马达与MOS晶体管之间的节点处的电压小于电池的电压时，该控制引脚输出高电平，即MOS晶体管导通。

5.如权利要求1所述的充电电路，其特征在于：该充电电路还包括电感以及电容，该电感一端电连接该第一二极管的阴极，该电感的另一端电连接该电池的阳极，该电容与电池并联，所述电感与电容用于平滑该反向电动势的电压。