S管M116的栅极连接电压信号Vfb3_i，NM0S管 M116的源极连接NM0S管M115的源极，同时连接所述放大器0P1的同相输入端。
[0069]此实施例中，匪0S管M3的漏极和电阻R7的连接节点连接PM0S管Mno的栅极；电阻R5 和电阻R6的连接节点连接PM0S管M1Q6的栅极；电阻R!和电阻R2的连接节点连接PM0S管Μ 108的 栅极。
[0070] 通过给PM0S管M1Q1、PM0S管M1Q2取相同的M0S管宽长尺寸，得到相同的电流，其电流 关系为：
[0071
(5)
[0072] 其中，ID112为NM0S管Mm上的漏极电流，IsdPMOS管M1Q1的漏极电流，W/L为M0S管的 宽长比。
[0073] 其中，PM0S 管 Mi〇6 和 PM0S 管 Mi〇7、PM0S 管 Miqs 和 PM0S 管 Mi〇9、PM0S 管 Μιιο 和 PM0S 管 Mm 分 别构成单边输出差动电路，则它们的增益表达式为：
[0074]
C6)
[0075] 其中，Ri8 = RiQ = Rii = Ri2 = Ri3 = Ri4 = R;gm是M0S管的跨导，表示M0S管漏极电流的 微变量diD与引起这个变化的栅源电压的微变量dUGS之比，其表达式为：
[0076]
(7)
[0077] NM0S管Mm、匪0S管Mm、NM0S管M115、匪0S管M116分别和R15、R 16构成源跟随器，它们 的电压增益约为1，增益表达式为：
[0078]
(8)
[0079]本实用新型通过把恒流充电、恒压充电和输入电压低钳位三个环路合并在一起的 多环路反馈复合型误差放大单元，这三个环路反馈形成"或"的关系然后进行一次性补偿， 从而减少了环路补偿占用的面积、实现了多环路模式连续性相互转换的功能。由于设计有 输入电压低钳位环路功能，解决了当输入电压降低时钳制它不至于降到太低而导致停止充 电的问题。
【主权项】
1. 一种电池充电转换器电路，包括驱动电路(2)、补偿网络和放大器0P1，补偿网络的两 端分别连接放大器0P1的同相输入端和输出端，放大器OP 1的输出端连接驱动电路(2 )，其特 征在于，所述转换器电路还包括多环路反馈复合型误差放大单元（1)、恒压充电单元(3)、电 压低钳位单元(4)和恒流充电单元(5)，其中，多环路反馈复合型误差放大单元(1)包括第一 输入端a、第二输入端b、第三输入端c、第四输入端d、第一输出端e和第二输出端f，第一输入 端a连接恒压充电单元(3)，第二输入端b连接电压低钳位单元(4)，第三输入端c连接恒流充 电单元(5)，第四输入端d连接基准电压VR，第一输出端e和第二输出端f均连接所述放大器 0P1的同相输入端和反向输入端;所述驱动电路（2)与恒压充电单元(3)、电压低钳位单元 (4)和恒流充电单元(5)均连接，恒流充电单元(5)连接恒压充电单元(3)。2. 如权利要求1所述的电池充电转换器电路，其特征在于，所述多环路反馈复合型误差 放大单元（1)包括电流源IS2、电阻Rs、电阻R9、PM0S管M2(n、PM0S管M 2q2、PM0S管M2q3、PM0S管 M2〇4、PMOS 管 M2〇5 和 PM0S 管 M2〇6;其中： 电流源Is2-端接地，另一端连接?105管此〇1的漏极;？1105管此〇1的源极连接内部电源V DD， PM0S管M2Q1的栅极连接PM0S管M2Q^漏极和PM0S管M2Q2的栅极;PM0S管M 2Q2的源极连接内部电 源Vdd，PM0S管M2Q2的漏极与PM0S管M2Q3的源极、PM0S管M2〇4的源极、PM0S管此〇 5的源极和PM0S管 M206的源极均连接;PM0S管M2Q3的栅极连接基准电压Vr，PM0S管M2Q3的漏极连接所述放大器 0P1的反相输入端，且通过电阻Rs连接到地； PM0S管M2〇4的栅极连接所述恒压充电单元(3)，PM0S管M2〇4的漏极通过电阻R 9连接到地； PM0S管M2Q5的栅极连接所述电压低钳位单元(4)，PM0S管跑〇5的漏极通过电阻R 9连接到地； PM0S管M2Q6的栅极连接所述恒流充电单元(5)，PM0S管M2Q6的漏极通过电阻R 9连接到地，同时 连接放大器0P1的同相输入端。3. 如权利要求1所述的电池充电转换器电路，其特征在于，所述多环路反馈复合型误差 放大单元（1)包括电流源 I si、PM0S管Mm、PM0S管M1Q2、PM0S管M1Q3、PM0S管M1Q4、PM0S管M 105、 PM0S 管 Mi〇6、PM0S 管 Mi〇7、PM0S 管 Mios、PM0S 管 Mi〇9、PM0S 管 Miiq、PM0S 管 Mm、NM0S 管 Mm、NM0S 管 Mii3、NM0S 管 Mm、NM0S 管 Mils 和 NM0S 管 Mii6;其中： 电流源IS1的一端接地，另一端连接PM0S管M1Q1的漏极； PM0S管M1Q1和PM0S管M1Q2构成电流镜，二者的源极均连接内部电源VDD，PM0S管M 1Q1的栅极 与PM0S管Miqi的漏极、PM0S管Mi〇2的概极、PM0S管Mi〇3的概极、PM0S管施〇4的概极和?]/[〇3管]\11〇5 的栅极均连接，PM0S管M1Q2的漏极连接电压信号VR_B，并通过电阻Rn连接NM0S管Mm的漏极； NM0S管Mm的栅极连接NM0S管Mm的漏极，NM0S管Mm的源极接地； PM0S管M1Q3的源极连接内部电源VDD，PM0S管M1Q3的漏极连接PM0S管M 1Q6的源极和PM0S管 Mm的源极;PM0S管M1Q6的栅极连接所述恒压充电单元(3)，PM0S管M1Q6的漏极通过电阻R 18连 接到NM0S管Mm的漏极;PM0S管施〇7的栅极连接基准电压VR1，PM0S管施〇7的漏极连接电压信号 Vfbi-1，同时通过电阻Rio连接到NM0S管Mm的漏极； PM0S管Mkm的源极连接内部电源VDD，PM0S管M1Q4的漏极连接PM0S管M 1Q8的源极;PM0S管 M1〇8的栅极连接所述电压低钳位单元(4)，PM0S管M1Q8的漏极通过电阻Rn连接到NM0S管Mm的 漏极;PM0S管M1Q9的栅极连接基准电压VR2，PM0S管M1Q9的栅极连接电压信号Vfh，同时通过 电阻Ri2连接到NM0S管Mm的漏极； PM0S管此〇5的源极连接内部电源VDD，PM0S管％〇5的漏极连接PM0S管Mno的源极;PM0S管 M11〇的栅极连接所述恒流充电单元(5)，PM0S管Mno的漏极通过电阻R13连接到NMOS管Mm的漏 极;PM0S管Mm的栅极连接基准电压VR3，PM0S管Mm的栅极连接电压信号Vmj，同时通过电 阻Rw连接到NM0S管Mm的漏极； NM0S管Mm的漏极连接内部电源VDD，匪0S管Mm的栅极连接电压信号Vr_b，NM0S管Mm的 源极连接输出所述放大器0P1的反相输入端，同时通过电阻R15连接到地； NM0S管Mm的漏极连接内部电源VDD，NM0S管Mm的栅极连接电压信号Vfbij，NM0S管Mm的 源极通过电阻R16连接到地； NM0S管施15的漏极连接内部电源VDD，NM0S管M115的栅极连接电压信号Vfb2_i，NM0S管M 115的 源极连接NM0S管Mm的源极； NM0S管M116的漏极连接内部电源VDD，NM0S管M116的栅极连接电压信号Vfb3_i，NM0S管M 116的源极连接NM0S管M115的源极，同时连接所述放大器0P1的同相输入端。4. 如权利要求1-3中任一权利要求所述的电池充电转换器电路，其特征在于，所述驱动 电路(2)包括比较器COMP、驱动、NM0S管MjPNMOS管M2，驱动包括三个输出端，其中两个输出 端分别连接匪0S管施的栅极和匪03管跑的栅极，匪03管％的源极与匪03管跑的漏极和驱动 的第三个输出端连接;比较器COMP的同相输入端连接所述放大器OP 1的输出端，驱动的第三 个输出端连接所述的恒流充电单元(5)。5. 如权利要求4所述的电池充电转换器电路，其特征在于，所述恒流充电单元(5)包括 电感L，电阻R3、电阻R4、电阻R?、放大器0P2和NM0S管M3,其中放大器0P2的同相输入端和反相 输入端分别连接电阻R3和电阻R4,电阻R3和电阻R4均与电感L连接，电感L的另一端连接所述 驱动的第三个输出端;放大器0P2的输出端连接NM0S管M3的栅极，匪0S管M3的漏极连接电阻 R7，电阻R?的另一端接地，NM0S管M3的漏极和电阻R7的连接节点连接所述第三输入端c。6. 如权利要求5所述的电池充电转换器电路，其特征在于，所述恒压充电单元(3)包括 电池 Vbat，电阻R5和电阻R6,其中电阻R5和电阻R6分别连接电池 Vbat的正极和负极，电池 Vbat的 负极接地，电池 Vbat的正极连接放大器0P2的同相输入端，电阻R5和电阻R6的连接节点连接所 述第一输入端a。7. 如权利要求4所述的电池充电转换器电路，其特征在于，所述电压低钳位单元(4)包 括电源Vin，电阻Ri和电阻R2,其中电阻Ri连接电源Vin的正极，电阻Ri和电阻R2串联，电阻R2 接地，阻Ri和电阻R2的连接节点连接所述第二输入端b，电源VIN的正极连接所述NM0S管施的 漏极。
【专利摘要】本实用新型公开了一种电池充电转换器电路，包括多环路反馈复合型误差放大单元、恒压充电单元、电压低钳位单元和恒流充电单元，本实用新型的多环路反馈复合型误差放大单元合并了恒流充电、恒压充电和输入电压低钳位三个控制环路单元，可以有效地解决转态过程连续性不平顺问题；采用输入电压低钳位设计使得充电电压降低时不至于降到太低导致停止充电，本实用新型先合多环路再补偿的设计可大大减少电路的占用面积。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN205319759
【申请号】CN201620059709
【发明人】李演明, 柴红, 张豪, 刘雨鑫, 张赞, 胡笑钏
【申请人】长安大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月21日