技术摘要：
本发明涉及电子技术领域，提供了一种电池充放电控制电路，包括充电控制模块、电容、第一功率晶体管、第二功率晶体管、电感、第三功率晶体管、第四功率晶体管、放电控制模块；所述充电控制模块用于在连接适配器时，检测并根据充电电流控制第一功率晶体管和第二功率晶体  全部
背景技术：
在1.5V供电领域中，现有技术主要采用一次性电池。而一次性电池具有严重的环 境污染问题，且不能重复使用。为了解决这一问题，使用可重复充放电且节能环保的电池， 来代替一次性电池的方法迫在眉睫，其方法也应运而生。 图1为现有的一种电池充放电控制电路的基本结构框图。如图1所示，所述电池充 放电控制电路包括可重复充放电电池B0、功率晶体管  M0、功率晶体管  M1、功率晶体管M2、 储能电感L0、滤波电容C0、输入输出接口VAP、充电控制模块01、放电控制模块02。当VAP接入 5V适配器，充电控制模块01工作，为可重复充放电电池B0充电，此为可重复充放电电池代替 一次性电池的充电过程。当VAP浮空或者接入应用设备，放电控制模块02工作，使得VAP输出 1.5V电压，此为可重复充放电电池代替一次性电池的放电过程。 图2为所述充电控制模块01的结构示意图。如图2所示，所述充电控制模块01包括 充电电流采样模块11、带隙基准模块12、第一运算跨导放大器13、第二运算跨导放大器14、 第三运算跨导放大器15。第三运算跨导放大器15的输出端与图1 中的功率晶体管M0的栅极 连接。 在图1中，充电控制模块01根据电池电压分为两个阶段，分别是恒流充电阶段和恒 压充电阶段。对应到图2中，充电电流采样模块11、第一运算跨导放大器13、第三运算跨导放 大器15构成恒流充电环路；第二运算跨导放大器14和第三运算跨导放大器15构成恒压充电 环路。 在充电过程中，当充电电流下降时，充电电流采样模块11的输出信号vsense同比 例下降，第一运算跨导放大器13的输出信号otaout1下降，第三运算跨导放大器15的输出信 号Pgate下降，从而导致图1  中功率晶体管  M0的电流上升，维持充电电流采样模块11的输 出信号vsense与阈值电压vref1相等。通过设置阈值电压vref1，可以得到恒定的充电电流， 实现恒流充电控制。 当可重复充放电电池B0的BAT电压上升时，BAT电压反馈信号BAT_fb 同比例上升， 第二运算跨导放大器14的输出信号otaout2上升，第三运算跨导放大器15的输出信号Pgate 上升，从而导致所述图1 中功率晶体管M0的充电电流下降。当可重复充电电池B0的BAT电压 的反馈信号BAT_fb与阈值电压vref2相等时，充电电流下降为0，充电截止，实现恒压充电控 制。 可见，现有的充电控制模块01采用线性控制方式来实现恒流充电和恒压充电。在 充电过程中，放电控制模块02停止工作，功率晶体管M1和功率晶体管M2完全关断；充电控制 模块01工作，根据BAT电压的大小，通过控制功率晶体管M0的栅端，使功率晶体管M0工作于 关断区、亚阈值区、饱和区三种状态。其效率公式为： 5 CN 111555416 A 说　明　书 2/12 页 式中， 表示电池正极电流， 表示适配器电流， 与 基本相等。 表示适配 器电压，通常为5V。 表示电池电压，当 为3V时，充电效率仅为60%。低效率充电会导 致芯片容易发热，不仅影响芯片性能，而且存在安全隐患。
技术实现要素：
本发明提供一种电池充放电控制电路，以解决现有技术采用线控控制方式进行充 电时存在的电池充电效率低、易发热的问题。 本发明的是这样实现的，一种电池充放电控制电路，包括： 充电控制模块、电容、第一功率晶体管、第二功率晶体管、电感、第三功率晶体管、第四 功率晶体管、放电控制模块； 所述充电控制模块的第一输入端、所述第一功率晶体管的第一端、所述电容的第一端、 所述放电控制模块的输入端共接于所述电池充放电控制电路的输入输出接口，所述电容的 第二端接地； 所述充电控制模块的第二输入端连接电池正极； 所述充电控制模块的第一输出端与所述第一功率晶体管的第二端连接，第二输出端与 所述第二功率晶体管的第一端连接； 所述放电控制模块的第一输出端与所述第三功率晶体管的第一端连接，第二输出端与 所述第四功率晶体管的第一端连接； 所述第一功率晶体管的第三端与所述第二功率晶体管的第二端之间的共接点连接所 述电感的第一端； 所述第三功率晶体管的第二端与所述第四功率晶体管的第二端之间的共接点连接所 述电感的第二端； 所述第三功率晶体管的第三端连接电池正极； 所述第二功率晶体管的第三端、第四功率晶体管的第三端、所述充电控制模块的第三 输出端共接于电池负极，所述电池负极接地； 所述放电控制模块用于在所述电池充放电控制电路的输入输出接口连接适配器时，控 制所述第三功率晶体管完全导通、所述第四功率晶体管完全关断；所述充电控制模块用于 在所述电池充放电控制电路的输入输出接口连接适配器时，检测充电电流，根据所述充电 电流控制所述第一功率晶体管和所述第二功率晶体管的导通与关断，以对电池进行恒流充 电；以及检测电池电压，根据所述电池电压控制所述第一功率晶体管和所述第二功率晶体 管的导通与关断，以对电池进行恒压充电； 所述充电控制模块用于在所述电池充放电控制电路的输入输出接口连接用电设备或 浮空时，控制所述第一功率晶体管完全导通、所述第二功率晶体管完全关断；所述放电控制 模块用于在所述电池充放电控制电路的输入输出接口连接用电设备或浮空时，检测放电电 压，根据所述放电电压控制所述第三功率晶体管和所述第四功率晶体管的导通与关断，以 使放电电压保持稳定。 6 CN 111555416 A 说　明　书 3/12 页 可选地，所述第二功率晶体管、第四功率晶体管为N沟道功率晶体管，所述第一功 率晶体管、第三功率晶体管为P沟道功率晶体管。 可选地，所述第一功率晶体管、第二功率晶体管、第三功率晶体管、第四功率晶体 管均为N沟道功率晶体管。 可选地，所述充电控制模块包括： 信号检测电路、逻辑控制电路； 所述信号检测电路的第一输入端连接所述电池充放电控制电路的输入输出接口，第二 输入端连接电池正极，输出端与所述逻辑控制电路的输入端连接； 所述逻辑控制电路的第一输出端与所述第一功率晶体管的第二端连接，第二输出端与 所述第二功率晶体管的第一端连接； 所述信号检测电路用于通过第一输入端检测充电电流/通过第二输入端检测电池电 压，根据所述充电电流/电池电压与预设阈值之间的差值产生第一载波信号，并将所述第一 载波信号发送至所述逻辑控制电路； 所述逻辑控制电路用于根据所述第一载波信号产生脉宽调制信号，并在所述脉宽调制 信号为高电平时向所述第一功率晶体管输出低电平和向所述第二功率晶体管输出高电平； 所述逻辑控制电路还用于产生时钟信号，并根据所述时钟信号的上升沿向所述第一功 率晶体管输出高电平和向所述第二功率晶体管输出低电平。 可选地，所述信号检测电路包括： 采样电路、第一跨导放大器、第一带隙基准电路、第二跨导放大器； 所述采样电路的输入端连接所述电池充放电控制电路的输入输出接口，输出端与所述 第一跨导放大器的正相输入端连接； 所述第一带隙基准电路的第一基准电压输出端与所述第一跨导放大器的反相输入端 连接，第二基准电压输出端与所述第二跨导放大器的反相输入端连接； 所述第二跨导放大器的正相输入端连接电池正极； 所述第一跨导放大器的输出端与所述第二跨导放大器的输出端之间的共接点作为所 述信号检测电路的输出端； 所述第一带隙基准电路用于向所述第一跨导放大器提供第一基准电压，向所述第二跨 导放大器提供第二基准电压； 所述采样电路用于检测充电电流，输出与所述充电电流成比例的电压信号到所述第一 跨导放大器，所述第一跨导放大器用于对所述电压信号与第一基准电压之间的偏差进行放 大，得到第一载波信号； 所述第二跨导放大器用于检测电池电压，对所述电池电压与第二基准电压之间的偏差 进行放大，得到第一载波信号。 可选地，所述逻辑控制电路包括： 第一运算放大器、第一比较器、第一振荡器以及第一逻辑控制器； 所述第一运算放大器的正相输入端连接第三基准电压，反相输入端与所述信号检测电 路的输出端连接； 所述第一比较器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端连接，正相输入端与所 述第一振荡器的第一输出端连接； 7 CN 111555416 A 说　明　书 4/12 页 所述第一比较器的输出端与所述第一逻辑控制器的第一输入端连接； 所述第一振荡器的第二输出端与所述第一逻辑控制器的第二输入端连接； 所述第一逻辑控制器的第一输出端与所述第一功率晶体管的第二端连接，第二输出端 与所述第二功率晶体管的第一端连接； 所述第一运算放大器用于对所述第一载波信号与第三基准电压之间的差值进行放大， 得到第二载波信号；所述第一振荡器通过第一输出端输出第一斜坡调制信号；所述第一比 较器用于将所述第二载波信号和第一斜坡调制信号进行比较，并根据比较结果产生脉宽调 制信号提供给所述第一逻辑控制器；所述第一振荡器还用于产生时钟信号，并将所述时钟 信号提供给所述第一逻辑控制器；所述第一逻辑控制器用于根据所述脉宽调制信号和时钟 信号产生互为反向的第一控制信号和第二控制信号； 其中所述第一控制信号提供给所述第一功率晶体管，当所述第一控制信号为高电平时 所述第一功率晶体管导通，当所述第一控制信号为低电平时所述第一功率晶体管关断；所 述第二控制信号提供给所述第二功率晶体管，当所述第二控制信号为高电平时所述第二功 率晶体管导通，当所述第二控制信号为低电平时所述第二功率晶体管关断。 可选地，所述放电控制模块包括： 第二带隙基准模块、第二运算放大器、第二比较器、第二振荡器以及第二逻辑控制器； 所述第二运算放大器的正相输入端与所述第二带隙基准模块的输出端连接，反相输入 端连接所述电池充放电控制电路的输入输出接口； 所述第二比较器的反相输入端与所述第二运算放大器的输出端连接，正相输入端与所 述第二振荡器的第一输出端连接； 所述第二比较器的输出端与所述第二逻辑控制器的第一输入端连接； 所述第二振荡器的第二输出端与所述第二逻辑控制器的第二输入端连接； 所述第二逻辑控制器的第一输出端与所述第三功率晶体管的第一端连接，第二输出端 与所述第四功率晶体管的第一端连接； 所述第二运算放大器用于检测放电电压，对所述放电电压与第四基准电压之间的差值 进行放大，得到第三载波信号；所述第二振荡器用于通过第一输出端输出第二斜坡调制信 号，所述第二比较器用于将所述第三载波信号和第二斜坡调制信号进行比较，并根据比较 结果产生脉宽调制信号提供给所述第二逻辑控制器；所述第二振荡器还用于产生时钟信 号，并将所述时钟信号提供给所述第二逻辑控制器；所述第二逻辑控制器用于根据所述脉 宽调制信号和时钟信号产生互为反向的第三控制信号和第四控制信号； 其中所述第三控制信号提供给所述第三功率晶体管，当所述第三控制信号为高电平时 所述第三功率晶体管导通，当所述第三控制信号为低电平时所述第三功率晶体管关断；所 述第四控制信号提供给所述第四功率晶体管，当所述第四控制信号为高电平时所述第四功 率晶体管导通，当所述第四控制信号为低电平时所述第四功率晶体管关断。 本发明提供的电池充放电控制电路，在现有技术的基础上增加一个功率晶体管并 结合开关式的充放电方式。当所述电池充放电控制电路的输入输出接口连接适配器时，令 第三功率晶体管完全导通，第四功率晶体管完全关断，由所述充电控制模块在根据充电电 流控制所述第一功率晶体管和所述第二功率晶体管的导通与关断，以对电池进行恒流充 电，以及根据所述电池电压控制所述第一功率晶体管和所述第二功率晶体管的导通与关 8 CN 111555416 A 说　明　书 5/12 页 断，以对电池进行恒压充电；当所述电池充放电控制电路的输入输出接口连接用电设备或 浮空时，令第一功率晶体管完全导通，第二功率晶体管完全关断，由所述放电控制模块根据 放电电压控制所述第三功率晶体管和所述第四功率晶体管的导通与关断，以使放电电压保 持稳定；从而使得整个充电过程的能量损耗主要为功率管的开关损耗和导通损耗，大大地 提高了电池的充电效率。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些 附图获得其他的附图。 图1是现有电池充放电控制电路的电路示意图； 图2是现有充电控制模块的电路示意图； 图3是本发明一实施例提供的电池充放电控制电路的电路示意图； 图4是本发明一实施例提供的充电控制模块的电路示意图； 图5是本发明一实施例提供的信号检测电路和逻辑控制电路的电路示意图； 图6是本发明另一实施例提供的时钟信号clk、第二载波信号eaout1、第一斜坡调制信 号vramp1、脉宽调制信号pwm1、第一控制信号Hgate1和第二控制信号Lgate1以及电感L的电 流波形的时序图； 图7是本发明一实施例提供的放电控制模块的电路示意图； 图8是本发明另一实施例提供的时钟信号clk、第二载波信号eaout2、第一斜坡调制信 号vramp2、脉宽调制信号pwm2、第一控制信号Hgate2和第二控制信号Lgate2以及电感L的电 流波形的时序图。