电池快速充电控制电路、适配器及移动设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电源管理技术领域，具体涉及一种电池快速充电控制电路、适配器及移动设备。
【背景技术】
[0002]手持智能移动终端的发展，及人们日益对它的依赖，加之快速的生活节奏，迫使人们不断地追求大容量的电池及其在电量耗尽之后极速的再恢复能力。也就是说，大容量电池的快速充电能力是目前电源电路厂商(包括板级和芯片级)亟待解决的问题。
[0003]图1是现有技术的快速充电控制电路。图中的适配器(DFP)通过电缆线给移动设备(UFP)提供充电能量。要实现快速充电，就要适配器给移动设备提供大功率的输入。由于适配器和移动设备是分离的且通过线缆端来连接的，而这三者又可能是不同的生产制造商提供的，因此，他们之间的功率是否匹配，决定了这个电池充电系统能否安全地实现(最大功率的)快速充电。
[0004]在USB2.0时代，给移动设备充电的线缆端电压VBUS是5V的，而在VBUS与GND的充电回路上的电流有100mA，500mA，900mA等。后来在苹果手机及其平板电脑出现后，这个充电电流已经达到了 1A，甚至2.4A。这时候适配器和移动设备之间是通过线缆端中D+和D-的不同电压组合来判断寻找最合适的功率来进行充电的。
[0005]再后来，高通公司提出了QC2.0的标准，苹果公司、TI(德州仪器)等也相继各自提出它们的一种新的快充标准(协议)。在新的标准中，为了克服因大电流而造成的线缆端2的线损，都提出了将VBUS的电压提高到9V、12V、20V。这时候，适配器与移动设备之间的匹配性就显得更加重要了。在这些标准中，这两者之间的通信握手还是通过D+和D-的电压组合来判断。在最近的USB3.1的TYPE-C接口中，还有一条线CC来辨别。
[0006]综观所有这些标准，都需要知道各家厂商对D+、D_、CC的电压设定逻辑，然后不停地去枚举是否符合适配器及移动设备之间的设置。这就需要在电源管理的基础上，分别在适配器端和移动设备增加一个握手电路。尤其是在刚颁布不久的TYPE-C标准中，在线缆端中都必须增加专用协议芯片来实现握手的功能。由于逻辑组合种类多，就引生了一种专门的集成电路来实现这个握手功能。不但增加整个充电系统成本(需要两个握手电路)；而且还有可能，有些设定逻辑并没有包含在握手芯片电路的逻辑中，从而导致握手失败而无法充电，或者只能为保证安全以最小功率充电。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电池快速充电控制电路、适配器及移动设备。
[0008]为达到所述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0009]本发明实施例提供一种电池快速充电控制电路，该电路包括适配器端、线缆端、移动设备端；
[0010]所述适配器端，用于根据所述的线缆端反馈回来的信号，向线缆端提供足够高的电压和足够大的电流；
[0011]所述移动设备端，用于先判断线缆端传递的电压及电流是否达到充电管理电路预先设定的电压及电流，当无法达到时则将通过所述线缆端将需求发送给所述适配器端，然后所述适配器端根据反馈的信号调整功率输出，直到满足所述移动设备端的预定充电功率或达到所述适配器端的最大输出功率；
[0012]所述线缆端，用于连接所述适配器端和所述移动设备端，并提供电压和电流回路，同时反馈移动设备端对输入电压的需求。
[0013]上述方案中，所述移动设备端，还用于线缆端传递的电压及电流达到充电管理电路预先设定的电压及电流时，按当前的电压、电流对电池进行充电。
[0014]本发明实施例还提供一种电池快速充电控制电路，该电路包括适配器端、线缆端、移动设备端，所述适配器端通过线缆端与移动设备端连接；
[0015]所述适配器端包括第一运算放大器、反馈电阻R1、反馈电阻R2，所述反馈电阻R1的第一端与适配器端的输出端V0UT连接，第二端与反馈电阻R2的第一端相连接，并且所述第二端连接在第一运算放大器的反相输入端上，所述反馈电阻R2的第二端与适配器端的GND端连接，所述第一运算放大器的同相输入端连接在适配器端中的一个基准参考电压VREF1上；
[0016]所述线缆端包括VBUS导线、IDRV导线、GND导线；
[0017]所述移动设备端包括电池、充电管理电路、第二运算放大器、开关管M1、开关管M2、开关管M3，所述开关管Ml的源极连接在地端，而其栅极连接在第二运算放大器的输出端;所述第二运算放大器的同相输入端连接到移动设备端中的基准电压源VREF2，所述第二运算放大器的反相输入端FB2连接反馈电阻R3、反馈电阻R4的一端，同时这一端连接开关管M2的漏极;所述反馈电阻R3的另一端接在移动设备端的正电源输入端VIN，所述反馈电阻R4的另一端接着反馈电阻R5的一端、开关管M2的源极和开关管M3的漏极，所述反馈电阻R5的另一端接在反馈电阻R6的一端以及开关管M3的源极;所述反馈电阻R6的另一端接在移动设备端的地GND端，所述开关管M2的栅极接在充电管理电路的一个输出端，所述开关管M3的栅极接在充电管理电路的另一个输出端;所述充电管理电路的又一个输出端接在电池的正极，所述电池的负极接在移动设备端的地GND端；
[0018]所述适配器端的正端输出OUT通过线缆端中的VBUS导线连接到移动设备端的正端输入端VIN，所述适配器端的回路地端GND通过线缆端中的GND导线连接到移动设备端的地端输入端GND，所述适配器端中的第一运算放大器的反相输入端FBI通过线缆端中的IDRV导线连接到移动设备端的中开关管Ml的漏极。
[0019]上述方案中，所述反相输入端FB2接在了分压电阻的最低端R6上，设定电压的开关管M2及开关管M3接于反相输入端FB2的上面。
[0020]本发明实施例提供一种适配器，该适配器端的快速充电电路包括第一运算放大器、反馈电阻R1、反馈电阻R2，所述反馈电阻R1的第一端与适配器端的输出端V0UT连接，第二端与反馈电阻R2的第一端相连接，并且所述第二端连接在第一运算放大器的反相输入端上，所述反馈电阻R2的第二端与适配器端的GND端连接，所述第一运算放大器的同相输入端连接在适配器端中的一个基准参考电压VREF1上。
[0021]上述方案中，所述适配器端的正端输出VOUT连接有齐纳稳压二极管D1的阴极，所述齐纳稳压二极管D1的阳极接在第一运算放大器的反相输入端FBI上，实现在反馈电阻R1并联。
[0022]上述方案中，所述适配器端的正端输出V0UT连接有开关管M6的漏极，所述开关管M6的源极接在第一运算放大器的反相输入端FBI上，其栅极接在反馈分压电阻R12及反馈分压电阻R11的一端，反馈分压电阻R12的另一端接在适配器端的正端输出V0UT上，反馈分压电阻R11的另一端接在第一运算放大器的反相输入端FBI上。
[0023]上述方案中，所述适配器端的正端输出V0UT连接有精确电压基准源的电流流入端，其电流流出端接在第一运算放大器的反相输入端FBI上，其电压控制端接在反馈分压电阻R12及反馈分压电阻R11的一端，所述反馈分压电阻R12的另一端接在适配器端的正端输出V0UT上，所述反馈分压电阻R11的另一端接在第一运算放大器的反相输入端FBI上。
[0024]本发明实施例还提供一种移动设备，该移动设备端的快速充电电路包括包括电池、充电管理电路、第二运算放大器、开关管M1、开关管M2、开关管M3，所述开关管Ml的源极连接在地端，而其栅极连接在第二运算放大器的输出端;所述第二运算放大器的同相输入端连接到移动设备端中的基准电压源VREF2，所述第二运算放大器的反相输入端FB2连接反馈电阻R3、反馈电阻R4的一端，同时这一端连接开关管M2的漏极;所述反馈电阻R3的另一端接在移动设备端的正电源输入端VIN，所述反馈电阻R4的另一端接着反馈电阻R5的一端、开关管M2的源极和开关管M3的漏极，所述反馈电阻R5的另一端接在反馈电阻R6的一端以及开关管M3的源极;所述反馈电阻R