一種充電電路、充電狀態(tài)檢測(cè)方法及充電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域，尤其是涉及鋰電池充電電路、充電狀態(tài)檢測(cè)方法及充 電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了增加智能手機(jī)的續(xù)航時(shí)間，如今大部分手機(jī)廠商都采用了 "大容量電池"的解 決方案，比如：Xperia Z(2330mAh)、HTC 0ne(2300mAh)、Galaxy S 4(2600mAh)和LG Optimus G Pro(3140mAh)，大有全都突破3000mAh的趨勢(shì)，甚至有跨界設(shè)備（如華為Ascend Mat e的4050mAh)提前走進(jìn)了 4000mAh時(shí)代。
[0003] 不過(guò)，雖然智能手機(jī)的使用時(shí)間得到了有效地延長(zhǎng)，用戶也為此而感到欣悅，但是 大電池方案也引發(fā)了一些并發(fā)癥，其中最明顯的莫過(guò)于當(dāng)電池耗盡時(shí)，在廠商無(wú)單獨(dú)提供 快速充電技術(shù)的情況下，充滿電往往需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。為了解決這一難題，德州儀器(TI) 研發(fā)了一種新的鋰離子電池充電器集成電路(1C)，可以為平板電腦和智能手機(jī)縮短一半的 充電時(shí)間。
[0004] 德州儀器這些全新的鋰離子電池充電器集成電路稱為"快速充電單元"，共分有多 個(gè)型號(hào)，包括匕9241904924192士924192丨士924193士924195士9241951^和匕924196。所有的 快速充電單元均是4.5A輸出和20V輸入標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)12C接口進(jìn)行充電電壓、電流控制，并支持 USB 0TG。據(jù)介紹，bq2419x系列電路單元之所以能讓單芯（Single-cell)電池組充電更快， 主要是通過(guò)獨(dú)特的電池組路徑阻抗補(bǔ)償來(lái)加速充電，并且這些電路單元均集成有Power Path控制器、同步控制器M0SFET、集成式電流感應(yīng)器、內(nèi)部回路補(bǔ)償控制器和自舉二極管。
[0005] 但是，由于TI的充電芯片昂貴，同時(shí)功耗較高，整個(gè)電路復(fù)雜。所以，需要一種功耗 低、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格更實(shí)惠的手機(jī)鋰電池充電裝置。
[0006] LTC4054是一款完整的單節(jié)鋰電池恒流恒壓線性充電1C。它采用極小的S0T-23-5L 封裝，只需要外接極少的外部元件，使它能完全適用于便攜式產(chǎn)品的應(yīng)用，一般專為USB電 源特性設(shè)計(jì)。同時(shí)也可以作為獨(dú)立的線性鋰電池充電器。如圖1所示，其中管腳及功能按照 如下的表進(jìn)行分類：
[0007]
[0008] 如圖2所示，是基于LTC4054芯片的，作為600mA單鋰電池充電器的電路結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0009] 其中，
[0010] VIN：4.5V TO 6.5V
[0011 ] BAT接口 ：4.2VLi-lonBattery;BAT⑶：充電電流輸出腳。向電池提供充電電流，同 時(shí)控制充電完成電壓為4.2V。內(nèi)部精確電阻分壓器從改腳引出，控制輸出電壓。關(guān)斷模式 下，此電阻分壓器從改腳斷開(kāi)連接。
[0012] PR0G管腳：1.5k;PR0G(5):充電電流編程器腳，充電電流監(jiān)測(cè)與充電開(kāi)關(guān)。可通過(guò) 此腳與地之間鏈接的1%電阻來(lái)設(shè)定充電電流。當(dāng)芯片處于恒流充電狀態(tài)時(shí)，此腳上的電平 定義為IV。所有工作狀態(tài)下，充電電流的大小可按下式計(jì)算：
[0013] Ibat = 900Vprog/Rprog
[0014] 此腳也可作為充電開(kāi)關(guān)腳，將此腳和地?cái)嚅_(kāi)，充電器進(jìn)入關(guān)斷模式，充電停止，芯 片的輸入電流降至25μΑ以下。
[0015] VCC管腳：1.0uF T010uF;VCC⑷：電源輸入正極。向充電器供電，電壓范圍4.5V至 6.5V。接lyF對(duì)地電容以減少紋波。
[0016] CHRG管腳：lk和LED;CHRG( 1):開(kāi)漏極充電狀態(tài)輸出腳。當(dāng)對(duì)電池充電時(shí)，內(nèi)部NM0S 管將此引腳拉低，充電狀態(tài)指示LED亮;當(dāng)充電完成時(shí)，內(nèi)部NM0S管為高阻態(tài)，LED滅。
[0017] 上述充電電路的缺陷在于:僅能夠通過(guò)LED燈的熄滅來(lái)指示鋰電池的充電情況，無(wú) 法提供實(shí)時(shí)檢測(cè)充電狀況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種電路簡(jiǎn)單、耗能低、價(jià)格實(shí)惠的鋰電池充電 電路。
[0019] 本發(fā)明還需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供對(duì)應(yīng)的充電狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路，通過(guò)充電引腳 判斷三種電池的狀態(tài)，包括:未充電、充電中、充電完成。
[0020] 本發(fā)明還提供了一種具有上述鋰電池充電電路以及充電狀態(tài)檢測(cè)電路的鋰電池 充電裝置。
[0021] 解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了 一種充電電路，包括：
[0022] 供電單元，經(jīng)由線纜輸出直流電進(jìn)行供電；
[0023] 1C芯片單元，通過(guò)將所述線纜輸出的電流電轉(zhuǎn)化后，向電池提供充電電流；以及 [0024]濾波單元，對(duì)所述供充電電流提供電容濾波；
[0025]充電電流編程單元，檢測(cè)充電電流。
[0026] 更進(jìn)一步，所述1C芯片單元是LTC4054芯片。
[0027]更進(jìn)一步，所述供電單元與1此電容裝置連接。
[0028]更進(jìn)一步，所述濾波單元分別與lyF、22〇yF電容裝置連接。
[0029] 更進(jìn)一步，充電電流編程單元與2k電阻連接。
[0030] 更進(jìn)一步，還包括充電狀態(tài)指示單元，控制電池的充電完成、充電中以及未充電狀 ??τ 〇
[0031] 更進(jìn)一步，所述充電狀態(tài)指示單元包括:供電電源單元，將提供工作電壓，高電平 輸出端通過(guò)限流電阻與1C芯片單元中的充電狀態(tài)指示引腳連接、低電平輸入端與1C芯片單 元中的充電狀態(tài)指示引腳連接。
[0032] 本發(fā)明還提供了一種充電狀態(tài)檢測(cè)方法，包括：
[0033] 單片機(jī)通過(guò)ADC檢測(cè)低電平輸入端CHRG_IN的電壓；
[0034] 若低電平輸入端CHRG_IN的電壓大于200mV，則充電狀態(tài)為未充電狀態(tài)；
[0035] 在高電平輸出端CHRG_0UT輸出高電平，
[0036] 單片機(jī)通過(guò)ADC檢測(cè)低電平輸入端CHRG_IN的電壓；
[0037] 若低電平輸入端CHRG_IN的電壓大于200mV，則充電狀態(tài)為充電完成狀態(tài)；
[0038] 若低電平輸入端CHRG_IN的電壓小于200mV，則充電狀態(tài)為充電中狀態(tài)。
[0039] 更進(jìn)一步，所述單片機(jī)為51單片機(jī)或者arm單片機(jī)。
[0040] 本發(fā)明還提供了一種鋰電池充電裝置，包括:權(quán)利要求1所述的充電電路以及充電 狀態(tài)檢測(cè)電路，
[0041 ] 所述充電電路包括：LTC4054芯片，與所述LTC4054芯片BAT引腳連接的濾波電容 C22和C23;與所述LTC4054芯片PR0G引腳連接的限流電阻R24;與所述LTC4054芯片VCC引腳 連接的電容C21;
[0042]所述充電狀態(tài)檢測(cè)電路包括:單片機(jī)單元與供電電源，所述LTC4054芯片的CHAR引 腳通過(guò)限流電阻R 2 5與所述供電電源連接；所述單片機(jī)的10接口分別與所述C H R G _ 0 U T、 CHRG_IN引腳連接，所述CHRG_0UT通過(guò)限流電阻R26與單片機(jī)連接。
[0043]本發(fā)明的有益效果：
[0044] 1)本發(fā)明通過(guò)設(shè)置限流電阻R24以及濾波電容021、022、023，以及與1^04054芯片 配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰聚合物電池的充電，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0045] 2)通過(guò)設(shè)置與單片機(jī)10引腳連接的充電狀態(tài)檢測(cè)電路，本發(fā)明還能夠同時(shí)檢測(cè)電 池的充電狀態(tài)，充電狀態(tài)可以包括未充電、充電中以及充電完成三個(gè)狀態(tài)。
[0046] 3)本發(fā)明中的充電狀態(tài)檢測(cè)方法，能夠節(jié)約充電功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的有效利用。
[0047] 4)本發(fā)明的充電裝置能夠作為手持電話，PDA，MP4/MP3播放器，藍(lán)牙設(shè)備的充電裝 置。
[0048] 5)本發(fā)明電池充電電路能夠用于鋰電池或鋰聚合物的充電。
【附圖說(shuō)明】
[0049] 圖1是LTC4054引腳結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]圖2是基于LTC4054芯片的，作為600mA單鋰電池充電器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051]圖3(a)是本發(fā)明一實(shí)施例中的充電電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]圖3(b)是本發(fā)明一實(shí)施例中的充電電路電路圖。
[0053]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中的電池充電狀態(tài)檢測(cè)電路圖。
[0054]圖5是本發(fā)明一實(shí)施例中的電池充電狀態(tài)檢測(cè)方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)