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CN104348202A - 充电控制电路、方法及电子设备 - Google Patents

充电控制电路、方法及电子设备 Download PDF

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CN104348202A
CN104348202A CN201310335403.7A CN201310335403A CN104348202A CN 104348202 A CN104348202 A CN 104348202A CN 201310335403 A CN201310335403 A CN 201310335403A CN 104348202 A CN104348202 A CN 104348202A
Authority
CN
China
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circuit
output
voltage
load
secondary battery
Prior art date
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Pending
Application number
CN201310335403.7A
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English (en)
Inventor
何豁然
罗勇进
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fairchild Semiconductor Suzhou Co Ltd
Original Assignee
Fairchild Semiconductor Suzhou Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fairchild Semiconductor Suzhou Co Ltd filed Critical Fairchild Semiconductor Suzhou Co Ltd
Priority to CN201310335403.7A priority Critical patent/CN104348202A/zh
Priority to US14/338,146 priority patent/US20150035369A1/en
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    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
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    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
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Abstract

本发明公开了一种充电控制电路，包括：外部电源、开关电路、以及包含第一输出电路和第二输出电路的充电路径电路；其中，所述外部电源，配置为通过所述第一输出电路为二次电池充电，并通过所述第二输出电路为负载供电；所述开关电路，配置为当存在所述外部电源时，断开所述二次电池与所述负载之间的连接。本发明同时公开了一种充电控制方法及电子设备，采用本发明，由两个输出电路分别连接二次电池及负载，在为二次电池充电的过程中，负载不会分摊充电电流，如此，能有效地缩短充电时间，从而能延长二次电池的使用寿命。

Description

充电控制电路、方法及电子设备
技术领域
本发明涉及开关充电器(switching charger)技术，尤其涉及一种充电控制电路、方法及电子设备。
背景技术
便携式设备(Portable Device)因其具有体积小、易携带的优点而备受用户的喜爱。在现有的Portable Device中，通常采用二次电池如锂电池为PortableDevice供电。当二次电池放完电后，则需要通过Portable Device中的开关充电器(switching charger)为二次电池充电。
目前，开关充电器的电路中一般只有一个输出端，且这个输出端同时连接二次电池和Portable Device内部的负载，比如：电源管理集成电路(PMIC，PowerManagement Integrated Circuit)等。这样，在二次电池充电的过程中，会有电流流过与开关充电器电路的输出端连接的负载，如此，会延长对二次电池充电的时间，同时还会影响负载的工作效率。
举个例子来说，假设负载为PMIC，而PMIC的低压差线性(LDO，LowDropOut)稳压器一般工作在一个较小的电压下，那么，当为二次电池充电时，由于有电流流经PMIC，使得LDO稳压器的工作电压升高，如此，会使得LDO稳压器的工作效率下降。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种充电控制电路、方法及电子设备。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种充电控制电路，包括：外部电源、开关电路、以及包含第一输出电路和第二输出电路的充电路径电路；其中，
所述外部电源，配置为通过所述第一输出电路为二次电池充电，并通过所述第二输出电路为负载供电；
所述开关电路，配置为当存在所述外部电源时，断开所述二次电池与所述负载之间的连接。
本发明还提供了一种充电控制方法，包括：
当存在外部电源时，断开所述二次电池与负载之间的连接；同时，所述外部电源通过充电路径电路的第一路输出为所述二次电池充电，并通过所述充电路径电路的第二路输出为所述负载供电。
本发明又提供了一种电子设备，包括：主板、外壳以及充电控制电路，所述充电控制电路包括：外部电源、开关电路、以及包含第一输出电路和第二输出电路的充电路径电路；其中，
所述外部电源，配置为通过所述第一输出电路为二次电池充电，并通过所述第二输出电路为负载供电；
所述开关电路，配置为当存在所述外部电源时，断开所述二次电池与所述负载之间的连接。
本发明提供的充电控制电路、方法及电子设备，当存在外部电源时，断开二次电池与负载之间的连接；同时，所述外部电源通过充电路径电路的第一路输出为所述二次电池充电，并通过所述充电路径电路的第二路输出为所述负载供电，由两个输出电路分别连接二次电池及负载，在为二次电池充电的过程中，负载不会分摊充电电流，如此，能有效地缩短充电时间，从而能延长二次电池的使用寿命。
另外，由两个输出电路分别连接二次电池及负载，在为二次电池充电的过程中，负载不会分摊充电电流，如此，能降低电路的功耗，从而使电路具有较好的热稳定性。
除此以外，通过所述第二路输出将所述外部电源提供的直流电压或者转换后的低于所述外部电源提供的直流电压的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，为所述负载供电，如此，能有效地保证负载的工作效率。
并且，在实际应用时，采用一个具有超小导通电阻的金属氧化物半导体场效应(MOS)管作为设置在二次电池与负载之间的开关，如此，能进一步降低电路的功耗，进一步提高了电路的热稳定性。
附图说明
图1为本发明充电控制电路结构示意图；
图2为本发明中充电路径电路结构示意图；
图3为本发明实际应用中充电控制电路结构示意图；
图4为本发明的第一种充电控制方法流程示意图；
图5为本发明的第二种充电控制方法流程示意图；
图6为本发明的第三种充电控制方法流程示意图；
图7为本发明的第四种充电控制方法流程示意图；
图8为本发明的第五种充电控制方法流程示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：当存在外部电源时，断开二次电池与负载之间的连接；同时，所述外部电源通过充电路径电路的第一路输出为所述二次电池充电，并通过所述充电路径电路的第二路输出为所述负载供电。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明充电控制电路，如图1所示，包括：外部电源11、包含第一输出电路和第二输出电路的充电路径电路12、以及开关电路15；其中，
当存在所述外部电源11时，所述开关电路12断开所述二次电池13与所述负载14之间的连接；同时，所述外部电源11通过所述第一输出电路为二次电池13充电，并通过所述第二输出电路为负载14供电。
其中，所述第一输出电路将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述二次电池相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述二次电池，为所述二次电池充电；
所述第二输出电路将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述负载，为所述负载供电。
如图2所示，所述充电路径电路12可以包括：降压电路121、第一输出电路122、以及第二输出电路123；其中，
所述降压电路121将所述外部电源11提供的直流电压转换成低于所述提供的直流电压的直流电压；
所述第一输出电路122将所述降压电路121输出的直流电压转换成与所述二次电池13相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述二次电池13，为所述二次电池13充电；
所述第二输出电路123将所述降压电路121输出的直流电压转换成与所述负载14相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述负载14，为所述负载供电。
这里，所述低于所述提供的直流电压的直流电压的具体电压值可根据需要进行设置。
所述将所述降压电路121输出的直流电压转换成与所述二次电池13相匹配的直流电压，是指：将所述降压电路121输出的直流电压转换成能直接为所述二次电池13充电的直流电压，举个例子来说，假设所述二次电池13为锂电池，锂电池的充电电压一般为4.2V的直流电压，则所述将所述降压电路121输出的直流电压转换成能直接为所述二次电池13充电的直流电压是指：将所述降压电路121输出的直流电压转换成4.2V的直流电压，以便更好地为所述二次电池13充电。
所述将所述降压电路121输出的直流电压转换成与所述负载14相匹配的直流电压，是指：将所述降压电路121输出的直流电压转换成能让所述负载14的工作效率较高的直流电压，举个例子来说，假设所述负载14为PMIC，PMIC中的LDO稳压器在工作电压较小时工作效率较优，则所述将所述降压电路121输出的直流电压转换成能让所述负载14的工作效率较高的直流电压是指：将所述降压电路121输出的直流电压转换成较小的直流电压，以便让PMIC中的LDO稳压器的工作效率较优。
所述二次电池13可以是锂电池等；所述负载14可以为PMIC等。
当不存在所述外部电源11时，所述开关电路15接通所述二次电池13与所述负载14；所述二次电池13为所述负载14供电。
本发明提供的充电控制电路，在实际应用时，如图3所示，所述充电路径电路12，还可以包括充电路径控制电路124以及滤波电路125；其中，
所述充电路径控制电路124控制所述降压电路121、所述第一输出电路122、以及所述第二输出电路123，使所述外部电源11依次通过所述降压电路121及所述第一输出电路122为所述二次电池12充电，并使所述外部电源11依次通过所述降压电路121及所述第二输出电路123为所述负载14供电；
当存在所述外部电源11时，所述滤波电路125消除所述第一输出电路122及所述第二输出电路123输出电压的纹波。这里，所述消除所述第一输出电路122及所述第二输出电路123输出电压的纹波是指：使所述第一输出电路122及所述第二输出电路123输出的直流电压更加平滑。
在实际应用时，如图3所示，所述二次电池13可以是锂电池；所述负载14可以是PMIC。
如图3所示，所述降压电路121，可以包括：第一P沟道金属氧化物半导体场效应管(PMOS)MP1、第一N沟道金属氧化物半导体场效应管(NMOS)MN1、以及电感器Lf；所述第一输出电路122可以包括：第二NMOS MN2以及第一电阻R1；所述第二输出电路123可以包括：第二PMOS MP2；所述充电路径控制电路124可以包括：合成器(Synthesizer)、第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第一驱动器D1、第二驱动器D2、第一电容C1、第二电容C2、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、以及第十一电阻R11。
如图3所示，所述滤波电路125，可以包括第三电容Cf；所述开关电路15可以包括：第三PMOS MP3。
图3所示的充电控制电路的各部件的连接关系为：
在所述降压电路121中，第一PMOS MP1的栅极连接所述充电路径控制电路124中的合成器的输出端，第一PMOS MP1的源极连接所述外部电源11的输出电压Vin，第一PMOS MP1的漏极与电感器Lf的一端及第一NMOS MN1的漏极连接，第一NMOS MN1的栅极连接所述充电路径控制电路124中的合成器的输出端，第一NMOS MN1的源极接地；电感器Lf的另一端与所述第一输出电路122中的第二NMOS MN2的源极及所述第二输出电路123中的第二PMOS MP2的源极连接；
在所述第一输出电路122中，第二NMOS MN2的栅极连接所述充电路径控制电路124中的第二驱动器D2的输出端，第二NMOS MN2的源极及漏极均与衬底连接，且第二NMOS MN2的漏极与所述充电路径控制电路124中的第八电阻R8的一端、第一电阻R1的一端、以及所述滤波电路125中的第三电容Cf的一端连接，第一电阻R1的另一端连接所述二次电池13；
在所述第二输出电路123中，第二PMOS MP2的栅极连接所述充电路径控制电路124中的第一驱动器D1的输出端，第二PMOS MP2的源极及漏极均与衬底连接，且第二PMOS MP2的漏极与所述充电路径控制电路124中的第十电阻R10的一端、所述滤波电路125中的第三电容Cf的另一端、以及所述负载14连接；
在所述充电路径控制电路124中，第一比较器的正极与第二比较器的输出端以及第一电容C1的一端连接，第一比较器的负极连接第一三角波信号Tril，第一比较器的输出端连接第一驱动器D1的输入端及合成器的一个输入端，第一电容C1的另一端连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端与第二比较器的正极及第三电阻R3的一端连接，第二比较器的负极通过第四电阻R4连接第二参考信号Ref2，第三电阻R3的另一端连接第十电阻R10的另一端，第十电阻R10的另一端连接第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端接地；第三比较器的正极与第四比较器的输出端以及第二电容C2的一端连接，第三比较器的负极连接第二三角波信号Tri2，第三比较器的输出端连接第二驱动器D2的输入端及合成器的另一个输入端，第二电容C2的另一端连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端与第四比较器的正极及第六电阻R6的一端连接，第四比较器的负极通过第七电阻R7连接第一参考信号Refl，第六电阻R6的另一端连接第八电阻R8的另一端，第八电阻R8的另一端连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端接地；
所述开关电路15中，第三PMOS MP3的栅极连接控制信号，第三PMOSMP3的源极及漏极均与衬底连接，且第三PMOS的源极连接所述负载14，第三PMOS的漏极连接所述二次电池13。
图3所示的充电控制电路的工作原理为：
当存在所述外部电源11时，控制信号致使第三PMOS MP3断开所述二次电池13与所述负载14之间的连接；同时，合成器将第一比较器及第三比较器输出的脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation)信号的逻辑电平进行合成，生成与导通或关断第一PMOS MP1、第一NMOS MN1所对应的驱动电压，致使第一PMOS MP1及第一NMOS MN1根据合成器输出的PWM信号周期性导通或关断；同时，第一驱动器D1将第一比较器输出的PWM信号的逻辑电平转换成与导通或关断第二PMOS MP2所对应的驱动电压，致使第二PMOSMP2根据第一驱动器D1输出的PWM信号周期性导通或关断，第二驱动器D2将第三比较器输出的PWM信号的逻辑电平转换成与导通或关断第二NMOSMN2所对应的驱动电压，致使第二NMOS MN2根据第二驱动器D2输出的PWM信号周期性导通或关断，从而在为所述二次电池13充电的过程中，使得所述外部电源11的输出电压Vin经第一PMOS MP1及电感器Lf后，转换成低于所述外部电源11的输出电压Vin的直流电压；一方面，电感器Lf输出的直流电压再经过第二NMOS MN2以及第一电阻R1，转换成能直接为所述二次电池13充电的直流电压，为所述二次电池13充电；另一方面，电感器Lf输出的直流电压再经过第二PMOS MP2，转换成让所述负载14具有高工作效率的直流电压，使所述负载14正常工作，且具有较高的工作效率。
当不存在所述外部电源11时，控制信号致使第三PMOS MP3接通所述二次电池13及所述负载14，由所述二次电池13为所述负载14供电；同时，第一PMOS MP1的源极不与所述外部电源11的输出电压Vin连接，从而实现由所述二次电池13为所述负载14供电。
当不存在所述外部电源11时，合成器输出的地电平信号致使第一PMOSMP1及第一NMOS MN1关断，同时，第一驱动器D1输出的地电平信号致使第二PMOS MP2关断，第二驱动器D2输出的地电平信号致使第二NMOS MN2关断，从而使整个所述充电路径电路12停止工作。这里，所述地电平信号是指：与地相同的电平信号。
其中，第二PMOS MP2、第三PMOS MP3中，源极及漏极均与衬底连接后形成背对背(back to back)体二极管；相应地，第二NMOS MN2中，源极及漏极均与衬底连接后形成头靠头(head to head)体二极管，采用这种连接方式的目的是：对电流方向进行控制，换句话说，只让电流单方向流动，防止逆向电流产生。
第三电容Cf形成滤波器，用于对经过第二PMOS MP2及第二NMOS MN2的直流电压进行滤波处理，得到纯净的直流电压。
第三PMOS MP3为具有超小导通电阻的PMOS，它的作用为开关。这里，采用具有超小导通电阻的PMOS的目的是：减少导通功耗，从而降低电路的功耗。所述具有超小导通电阻的PMOS的导通电阻阻值可以根据需要设置，比如15mΩ等。
所述控制信号致使第三PMOS MP3断开所述二次电池13与所述负载14之间的连接是指：没有电流从所述二次电池13经第三PMOS MP3流至所述负载14。
合成器将第一比较器及第三比较器输出的PWM信号的逻辑电平进行合成时，如果第一比较器输出的PWM信号为高电平信号，第三比较器输出的PWM信号为高电平信号，则合成器将第一比较器及第三比较器输出的PWM信号合成为高电平PWM信号；如果第一比较器输出的PWM信号为低电平信号，第三比较器输出的PWM信号为高电平信号，则合成器将第一比较器及第三比较器输出的PWM信号合成为低电平PWM信号；如果第一比较器输出的PWM信号为高电平信号，第三比较器输出的PWM信号为低电平信号，则合成器将第一比较器及第三比较器输出的PWM信号合成低高电平PWM信号；如果第一比较器输出的PWM信号为低电平信号，第三比较器输出的PWM信号为低电平信号，则合成器将第一比较器及第三比较器输出的PWM信号合成为低电平PWM信号，从而生成与导通或关断第一PMOS MP1、第一NMOS MN1所对应的驱动电压。
这里，需要说明的是：当存在所述外部电源11且所述二次电池13充满电后，所述外部电源11仍然依次通过第一PMOS MP1、电感器Lf、以及第二PMOSMP2为所述负载14供电，换句话说，只要存在所述外部电源11，控制信号就会将所述第三PMOS MP3关断，从而断开所述二次电池13与所述负载14之间的连接，由所述外部电源11为所述负载14供电。
基于上述充电控制电路，本发明还提供了一种充电控制方法，如图4所示，该方法包括：
步骤401：当存在外部电源时，断开所述二次电池与负载之间的连接；
步骤402：同时，所述外部电源通过充电路径电路的第一路输出为所述二次电池充电，并通过所述充电路径电路的第二路输出为所述负载供电。
其中，本步骤的具体操作如图5中步骤402a所示，通过所述第一路输出将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述二次电池相匹配的直流电压，为所述二次电池充电；并通过所述第二路输出将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，为所述负载供电。
在实际应用时，步骤401与步骤402同时进行。
具体地，所述外部电源通过充电路径电路的第一路输出为所述二次电池充电，包括：
通过所述第一路输出将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述二次电池相匹配的直流电压，为所述二次电池充电；
相应地，所述通过所述充电路径电路的第二路输出为所述负载供电，具体包括：
通过所述第二路输出将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，为所述负载供电。
在实际应用时，本步骤的具体操作如图6中步骤402b所示，所述充电路径电路将所述外部电源提供的直流电压转换成低于所述提供的直流电压的直流电压；通过所述第一路输出将转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成与所述二次电池相匹配的直流电压，为所述二次电池充电；并通过所述第二路输出将转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，为所述负载供电。
具体地，所述外部电源通过充电路径电路的第一路输出为所述二次电池充电，具体包括：
所述充电路径电路将所述外部电源提供的直流电压转换成低于所述提供的直流电压的直流电压；
通过所述第一路输出将转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成与所述二次电池相匹配的直流电压，为所述二次电池充电；
相应地，所述通过所述充电路径电路的第二路输出为所述负载供电，具体包括：
通过所述第二路输出将转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，为所述负载供电。
这里，所述将转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成与所述二次电池相匹配的直流电压，是指：将所述转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成能直接为所述二次电池充电的直流电压，举个例子来说，假设所述二次电池为锂电池，锂电池的充电电压一般为4.2V的直流电压，则所述将转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成能直接为所述二次电池充电的直流电压是指：将所述转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成4.2V的直流电压，以便更好地为所述二次电池充电。
所述将转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，是指：将所述转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成能让所述负载14的工作效率较高的直流电压，举个例子来说，假设所述负载为PMIC，PMIC中的LDO稳压器在工作电压较小时工作效率较优，则所述将所述转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成能让所述负载的工作效率较高的直流电压是指：将所述转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成较小的直流电压，以便让PMIC中的LDO稳压器的工作效率较优。
所述二次电池可以是锂电池等；所述负载可以为PMIC等。
如图7所示，该方法还可以进一步包括：步骤403：当存在所述外部电源时，消除所述第一路输出及所述第二路输出的输出电压的纹波。其中，所述消除所述第一路输出及所述第二路输出的输出电压的纹波是指：使所述第一路输出及所述第二电路输出所输出的直流电压更加平滑。在实际应用时，步骤403与步骤402b同时进行。
如图8所示，该方法还可以包括：步骤404：当不存在所述外部电源时，接通所述二次电池与所述负载；所述二次电池为所述负载供电。
基于上述充电控制电路，本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括：主板、外壳、以及充电控制电路，如图1所示，所述充电控制电路包括：外部电源11、包含第一输出电路和第二输出电路的充电路径电路12、以及开关电路15；其中，
当存在所述外部电源11时，所述开关电路12断开所述二次电池13与所述负载14之间的连接；同时，所述外部电源11通过所述第一输出电路为二次电池13充电，并通过所述第二输出电路为负载14供电。
其中，所述第一输出电路将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述二次电池相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述二次电池，为所述二次电池充电；
所述第二输出电路将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述负载，为所述负载供电。
如图2所示，所述充电路径电路12可以包括：降压电路121、第一输出电路122、以及第二输出电路123；其中，
所述降压电路121将所述外部电源11提供的直流电压转换成低于所述提供的直流电压的直流电压；
所述第一输出电路122将所述降压电路121输出的直流电压转换成与所述二次电池13相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述二次电池13，为所述二次电池13充电；
所述第二输出电路123将所述降压电路121输出的直流电压转换成与所述负载14相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述负载14，为所述负载供电。
这里，所述低于所述提供的直流电压的直流电压的具体电压值可根据需要进行设置。
所述将所述降压电路121输出的直流电压转换成与所述二次电池13相匹配的直流电压，是指：将所述降压电路121输出的直流电压转换成能直接为所述二次电池13充电的直流电压，举个例子来说，假设所述二次电池13为锂电池，锂电池的充电电压一般为4.2V的直流电压，则所述将所述降压电路121输出的直流电压转换成能直接为所述二次电池13充电的直流电压是指：将所述降压电路121输出的直流电压转换成4.2V的直流电压，以便更好地为所述二次电池13充电。
所述将所述降压电路121输出的直流电压转换成与所述负载14相匹配的直流电压，是指：将所述降压电路121输出的直流电压转换成能让所述负载14的工作效率较高的直流电压，举个例子来说，假设所述负载14为PMIC，PMIC中的LDO稳压器在工作电压较小时工作效率较优，则所述将所述降压电路121输出的直流电压转换成能让所述负载14的工作效率较高的直流电压是指：将所述降压电路121输出的直流电压转换成较小的直流电压，以便让PMIC中的LDO稳压器的工作效率较优。
所述二次电池13可以是锂电池等；所述负载14可以为PMIC等。
当不存在所述外部电源11时，所述开关电路15接通所述二次电池13与所述负载14；所述二次电池13所述负载14供电。
本发明提供的充电控制电路，在实际应用时，如图3所示，所述充电路径电路12，还可以包括充电路径控制电路124以及滤波电路125；其中，
所述充电路径控制电路124控制所述降压电路121、所述第一输出电路122、以及所述第二输出电路123，使所述外部电源11依次通过所述降压电路121及所述第一输出电路122为所述二次电池12充电，并使所述外部电源11依次通过所述降压电路121及所述第二输出电路123为所述负载14供电；
当存在所述外部电源11时，所述滤波电路125消除所述第一输出电路122及所述第二输出电路123输出电压的纹波。这里，所述消除所述第一输出电路122及所述第二输出电路123输出电压的纹波是指：使所述第一输出电路122及所述第二输出电路123输出的直流电压更加平滑。
在实际应用时，如图3所示，所述二次电池13可以是锂电池；所述负载14可以是PMIC。
如图3所示，所述降压电路121，可以包括：第一PMOS MP1、第一NMOSMN1、以及电感器Lf；所述第一输出电路122可以包括：第二NMOS MN2以及第一电阻R1；所述第二输出电路123可以包括：第二PMOS MP2；所述充电路径控制电路124可以包括：合成器(Synthesizer)、第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、第一驱动器D1、第二驱动器D2、第一电容C1、第二电容C2、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、以及第十一电阻R11。
如图3所示，所述滤波电路125，可以包括第三电容Cf；所述开关电路15可以包括：第三PMOS MP3。
图3所示的充电控制电路的各部件的连接关系为：
在所述降压电路121中，第一PMOS MP1的栅极连接所述充电路径控制电路124中的合成器的输出端，第一PMOS MP1的源极连接所述外部电源11的输出电压Vin，第一PMOS MP1的漏极与电感器Lf的一端及第一NMOS MN1的漏极连接，第一NMOS MN1的栅极连接所述充电路径控制电路124中的合成器的输出端，第一NMOS MN1的源极接地；电感器Lf的另一端与所述第一输出电路122中的第二NMOS MN2的源极及所述第二输出电路123中的第二PMOS MP2的源极连接；
在所述第一输出电路122中，第二NMOS MN2的栅极连接所述充电路径控制电路124中的第二驱动器D2的输出端，第二NMOS MN2的源极及漏极均与衬底连接，且第二NMOS MN2的漏极与所述充电路径控制电路124中的第八电阻R8的一端、第一电阻R1的一端、以及所述滤波电路125中的第三电容Cf的一端连接，第一电阻R1的另一端连接所述二次电池13；
在所述第二输出电路123中，第二PMOS MP2的栅极连接所述充电路径控制电路124中的第一驱动器D1的输出端，第二PMOS MP2的源极及漏极均与衬底连接，且第二PMOS MP2的漏极与所述充电路径控制电路124中的第十电阻R10的一端、所述滤波电路125中的第三电容Cf的另一端、以及所述负载14连接；
在所述充电路径控制电路124中，第一比较器的正极与第二比较器的输出端以及第一电容C1的一端连接，第一比较器的负极连接第一三角波信号Tri1，第一比较器的输出端连接第一驱动器D1的输入端及合成器的一个输入端，第一电容C1的另一端连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端与第二比较器的正极及第三电阻R3的一端连接，第二比较器的负极通过第四电阻R4连接第二参考信号Ref2，第三电阻R3的另一端连接第十电阻R10的另一端，第十电阻R10的另一端连接第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端接地；第三比较器的正极与第四比较器的输出端以及第二电容C2的一端连接，第三比较器的负极连接第二三角波信号Tri2，第三比较器的输出端连接第二驱动器D2的输入端及合成器的另一个输入端，第二电容C2的另一端连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端与第四比较器的正极及第六电阻R6的一端连接，第四比较器的负极通过第七电阻R7连接第一参考信号Ref1，第六电阻R6的另一端连接第八电阻R8的另一端，第八电阻R8的另一端连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端接地；
所述开关电路15中，第三PMOS MP3的栅极连接控制信号，第三PMOSMP3的源极及漏极均与衬底连接，且第三PMOS的源极连接所述负载14，第三PMOS的漏极连接所述二次电池13。
图3所示的充电控制电路的工作原理为：
当存在所述外部电源11时，控制信号致使第三PMOS MP3断开所述二次电池13与所述负载14之间的连接；同时，合成器将第一比较器及第三比较器输出的PWM信号的逻辑电平进行合成，生成与导通或关断第一PMOS MP1、第一NMOS MN1所对应的驱动电压，致使第一PMOS MP1及第一NMOS MN1根据合成器输出的PWM信号周期性导通或关断；同时，第一驱动器D1将第一比较器输出的PWM信号的逻辑电平转换成与导通或关断第二PMOS MP2所对应的驱动电压，致使第二PMOS MP2根据第一驱动器D1输出的PWM信号周期性导通或关断，第二驱动器D2将第三比较器输出的PWM信号的逻辑电平转换成与导通或关断第二NMOS MN2所对应的驱动电压，致使第二NMOSMN2根据第二驱动器D2输出的PWM信号周期性导通或关断，从而在为所述二次电池13充电的过程中，使得所述外部电源11的输出电压Vin经第一PMOSMP1及电感器Lf后，转换成低于所述外部电源11的输出电压Vin的直流电压；一方面，电感器Lf输出的直流电压再经过第二NMOS MN2以及第一电阻R1，转换成能直接为所述二次电池13充电的直流电压，为所述二次电池13充电；另一方面，电感器Lf输出的直流电压再经过第二PMOS MP2，转换成让所述负载14具有高工作效率的直流电压，使所述负载14正常工作，且具有较高的工作效率。
当不存在所述外部电源11时，控制信号致使第三PMOS MP3接通所述二次电池13及所述负载14，由所述二次电池13为所述负载14供电；同时，第一PMOS MP1的源极不与所述外部电源11的输出电压Vin连接，从而实现由所述二次电池13为所述负载14供电。
当不存在所述外部电源11时，合成器输出的地电平信号致使第一PMOSMP1及第一NMOS MN1关断，同时，第一驱动器D1输出的地电平信号致使第二PMOS MP2关断，第二驱动器D2输出的地电平信号致使第二NMOS MN2关断，从而使整个所述充电路径电路12停止工作。这里，所述地电平信号是指：与地相同的电平信号。
其中，第二PMOS MP2、第三PMOS MP3中，源极及漏极均与衬底连接后形成背对背(back to back)体二极管；相应地，第二NMOS MN2中，源极及漏极均与衬底连接后形成头靠头(head to head)体二极管，采用这种连接方式的目的是：对电流方向进行控制，换句话说，只让电流单方向流动，防止逆向电流产生。
第三电容Cf形成滤波器，用于对经过第二PMOS MP2及第二NMOS MN2的直流电压进行滤波处理，得到纯净的直流电压。
第三PMOS MP3为具有超小导通电阻的PMOS，它的作用为开关。这里，采用具有超小导通电阻的PMOS的目的是：减少导通功耗，从而降低电路的功耗。所述具有超小导通电阻的PMOS的导通电阻阻值可以根据需要设置，比如15mΩ等。
所述控制信号致使第三PMOS MP3断开所述二次电池13与所述负载14之间的连接是指：没有电流从所述二次电池13经第三PMOS MP3流至所述负载14。
合成器将第一比较器及第三比较器输出的PWM信号的逻辑电平进行合成时，如果第一比较器输出的PWM信号为高电平信号，第三比较器输出的PWM信号为高电平信号，则合成器将第一比较器及第三比较器输出的PWM信号合成为高电平PWM信号；如果第一比较器输出的PWM信号为低电平信号，第三比较器输出的PWM信号为高电平信号，则合成器将第一比较器及第三比较器输出的PWM信号合成为低电平PWM信号；如果第一比较器输出的PWM信号为高电平信号，第三比较器输出的PWM信号为低电平信号，则合成器将第一比较器及第三比较器输出的PWM信号合成低高电平PWM信号；如果第一比较器输出的PWM信号为低电平信号，第三比较器输出的PWM信号为低电平信号，则合成器将第一比较器及第三比较器输出的PWM信号合成为低电平PWM信号，从而生成与导通或关断第一PMOS MP1、第一NMOS MN1所对应的驱动电压。
这里，需要说明的是：当存在所述外部电源11且所述二次电池13充满电后，所述外部电源11仍然依次通过第一PMOS MP1、电感器Lf、以及第二PMOSMP2为所述负载14供电，换句话说，只要存在所述外部电源11，控制信号就会将所述第三PMOS MP3关断，从而断开所述二次电池13与所述负载14之间的连接，由所述外部电源11为所述负载14供电。
所述电子设备可以是手机、ipad、笔记本电脑等。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种充电控制电路，其特征在于，所述充电控制电路包括：外部电源、开关电路、以及包含第一输出电路和第二输出电路的充电路径电路；其中，
所述外部电源，配置为通过所述第一输出电路为二次电池充电，并通过所述第二输出电路为负载供电；
所述开关电路，配置为当存在所述外部电源时，断开所述二次电池与所述负载之间的连接。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一输出电路，配置为将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述二次电池相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述二次电池，为所述二次电池充电；
所述第二输出电路，配置为将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述负载，为所述负载供电。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述充电路径电路还包括：降压电路；其中，
所述降压电路，配置为将所述外部电源提供的直流电压转换成低于所述提供的直流电压的直流电压；
相应地，所述第一输出电路，配置为将所述降压电路输出的直流电压转换成与所述二次电池相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述二次电池，为所述二次电池充电；
所述第二输出电路，配置为将所述降压电路输出的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述负载，为所述负载供电。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述充电路径电路还包括充电路径控制电路，配置为控制所述降压电路、所述第一输出电路、以及所述第二输出电路，使所述外部电源依次通过所述降压电路及所述第一输出电路为所述二次电池充电，并使所述外部电源依次通过所述降压电路及所述第二输出电路为所述负载供电。
5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述充电路径还包括：滤波电路，配置为消除所述第一输出电路及所述第二输出电路输出电压的纹波。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关电路，还配置为不存在所述外部电源时，接通所述二次电池与所述负载；
所述二次电池，配置为为所述负载供电。
7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述二次电池为锂电池。
8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述负载为电源管理集成电路(PMIC)。
9.一种充电控制方法，其特征在于，所述方法包括：
当存在外部电源时，断开所述二次电池与负载之间的连接；同时，所述外部电源通过充电路径电路的第一路输出为所述二次电池充电，并通过所述充电路径电路的第二路输出为所述负载供电。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述外部电源通过充电路径电路的第一路输出为所述二次电池充电，包括：
通过所述第一路输出将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述二次电池相匹配的直流电压，为所述二次电池充电；
相应地，所述通过所述充电路径电路的第二路输出为所述负载供电，包括：
通过所述第二路输出将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，为所述负载供电。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述外部电源通过充电路径电路的第一路输出为所述二次电池充电，包括：
所述充电路径电路将所述外部电源提供的直流电压转换成低于所述提供的直流电压的直流电压；
通过所述第一路输出将转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成与所述二次电池相匹配的直流电压，为所述二次电池充电；
相应地，所述通过所述充电路径电路的第二路输出为所述负载供电，包括：
通过所述第二路输出将转换后的低于所述提供的直流电压的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，为所述负载供电。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
消除所述第一路输出及所述第二路输出的输出电压的纹波。
13.根据权利要求要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当不存在所述外部电源时，接通所述二次电池与所述负载；所述二次电池为所述负载供电。
14.一种电子设备，包括：主板、外壳以及充电控制电路，其特征在于，所述充电控制电路包括：外部电源、开关电路、以及包含第一输出电路和第二输出电路的充电路径电路；其中，
所述外部电源，配置为通过所述第一输出电路为二次电池充电，并通过所述第二输出电路为负载供电；
所述开关电路，配置为当存在所述外部电源时，断开所述二次电池与所述负载之间的连接。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述第一输出电路，配置为将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述二次电池相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述二次电池，为所述二次电池充电；
所述第二输出电路，配置为将所述外部电源提供的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述负载，为所述负载供电。
16.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述充电路径电路还包括：降压电路；其中，
所述降压电路，配置为将所述外部电源提供的直流电压转换成低于所述提供的直流电压的直流电压；
相应地，所述第一输出电路，配置为将所述降压电路输出的直流电压转换成与所述二次电池相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述二次电池，为所述二次电池充电；
所述第二输出电路，配置为将所述降压电路输出的直流电压转换成与所述负载相匹配的直流电压，并将转换后的直流电压输出至所述负载，为所述负载供电。
17.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述充电路径电路还包括充电路径控制电路，配置为控制所述降压电路、所述第一输出电路、以及所述第二输出电路，使所述外部电源依次通过所述降压电路及所述第一输出电路为所述二次电池充电，并使所述外部电源依次通过所述降压电路及所述第二输出电路为所述负载供电。
18.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述充电路径还包括：滤波电路，配置为消除所述第一输出电路及所述第二输出电路输出电压的纹波。
19.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述开关电路，还配置为不存在所述外部电源时，接通所述二次电池与所述负载；
所述二次电池，配置为为所述负载供电。
20.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述二次电池为锂电池。
21.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述负载为PMIC。
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