專利名稱：終端充電保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子領(lǐng)域，特別是涉及一種終端充電保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的發(fā)展以及手機(jī)的逐漸普及，手機(jī)的充電方式越來(lái)越多。一個(gè)手機(jī)可能同時(shí)支持多種充電方式，例如，通過(guò)充電器充電、通過(guò)通用串行總線(UniversalSerial BUS，簡(jiǎn)稱為USB)端口充電、座充充電 、車載充電器充電等。為了方便設(shè)計(jì)，降低成本，一些手機(jī)將諸多充電端口設(shè)計(jì)為一個(gè)復(fù)用端口(例如，USB 口)，手機(jī)只需要通過(guò)一根電源線(例如，USB線)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)若干充電源的兼容。在這種方式下，由于不同的充電方式都采用同一端口，容易將該充電端口損壞，而且有時(shí)使用起來(lái)不是很方便，特別在使用是座充及車載充電器的時(shí)候。因此在多數(shù)的手機(jī)中，還是將車載充電端口、座充端口與USB端口分開(kāi)設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量及用戶體驗(yàn)。當(dāng)同一部手機(jī)有兩個(gè)充電端口時(shí)，會(huì)存在以下問(wèn)題I、如果兩個(gè)充電端電壓不同，會(huì)導(dǎo)致充電器之間存在電流倒灌或互灌的問(wèn)題；2、當(dāng)充電源正、負(fù)極性接反時(shí)，充電保護(hù)電路不能自動(dòng)保護(hù)手機(jī)而使其損壞。為解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)通常采用在各充電通路上串聯(lián)二極管，圖I是現(xiàn)有技術(shù)中防倒灌電路的示意圖，如圖I所示，其中USB_VBUS_C0N為接充電器或電腦時(shí)的充電端口，CARKI T_CHG為車載充電端口，VCHG為終端內(nèi)部充電端，如圖I所示的充電保護(hù)電路利用二極管的單向?qū)ㄐ詠?lái)實(shí)現(xiàn)防止電流倒灌及充電源正負(fù)反插時(shí)的保護(hù)功能。上述方案存在以下技術(shù)問(wèn)題1、二極管導(dǎo)通時(shí)因壓降的存在使得在某種場(chǎng)合下手機(jī)電池電壓存在充不滿的問(wèn)題。例如手機(jī)外部通過(guò)USB充電端充電，其范圍為4. 75V
5.25V。假設(shè)二極管壓降為O. 3V，則實(shí)際到基帶芯片的充電電壓VaieStASVNtgSVt5而電池特性要求，電池要充滿，Vaffi最小電壓為Vmxsa+0. 5V，其中，Vma■為電池充滿時(shí)的電壓值(典型值為4. 2V)，S卩，要求Vaffi必須大于4. 7V。因此二極管壓降的存在使得USB充電端電壓低于5V時(shí)電池不能充滿，影響電池的使用壽命。2、二極管的反向漏電流較大，如果外源接反時(shí)，二極管反向壓差太大而使反向漏電流過(guò)大，將導(dǎo)致?lián)p壞外部充電器。3、二極管上壓降的存在，使在充電的過(guò)程中，自身?yè)p耗較大，充電效率降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種終端充電保護(hù)電路，以防止終端和充電器之間電流倒灌、以及預(yù)防充電電源反插時(shí)將終端損壞。本實(shí)用新型提供一種終端充電保護(hù)電路，包括第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)(Positive Channel Metal OxideSemiconductor,簡(jiǎn)稱為PMOS)晶體管的漏極連接第一充電端口，第一 PMOS晶體管的襯底連接至第一PMOS晶體管的源極，該源極連接終端內(nèi)部充電端，第一PMOS晶體管的柵極連接至第二充電端口；[0008]第二 PMOS晶體管的漏極連接第二充電端口，第二 PMOS晶體管的襯底連接至第二PMOS的源極，該源極連接終端內(nèi)部充電端，第二 PMOS晶體管的柵極連接至第一充電端口 ；第一充電端口連接至第一電阻的一端，第一電阻的另一端接地，第二充電端口連接至第二電阻的一端，第二電阻的另一端接地，終端內(nèi)部充電端連接至第三電阻的一端，第三電阻的另一端接地。優(yōu)選地，第一 PMOS晶體管的柵極通過(guò)第四電阻連接至第二充電端口。優(yōu)選地，第二 PMOS晶體管的柵極通過(guò)第五電阻連接至第一充電端口。優(yōu)選地，第一充電端口為以下之一通用串行總線USB充電端口、車載充電端口、充電器充電端口。優(yōu)選地，第二充電端口為以下之一通用串行總線USB充電端口、車載充電端口、充電器充電端口。本實(shí)用新型有益效果如下通過(guò)采用PMOS管代替二極管，解決了現(xiàn)有技術(shù)中終端的不同充電電源之間電流倒灌、以及充電電源反插的問(wèn)題，能夠保證在終端有多個(gè)充電電源充電時(shí)無(wú)電流倒灌現(xiàn)象，在電源反插時(shí)終端可進(jìn)行自我保護(hù)，此外，還使得終端電池在各種充電源下都能夠充滿電量，增強(qiáng)了終端充電的安全性，增加了電池的使用壽命及用戶體驗(yàn)度，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

圖I是現(xiàn)有技術(shù)中防倒灌電路的示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的終端充電保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的終端充電保護(hù)電路的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中終端和充電器之間電流倒灌、以及充電電源反插的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種終端充電保護(hù)電路，
以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不限定本實(shí)用新型。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供了一種終端充電保護(hù)電路，圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的終端充電保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的終端充電保護(hù)電路包括第一 PMOS晶體管20、第一充電端口 21、終端內(nèi)部充電端22、第二充電端口23、第二 PMOS晶體管24、第一電阻25、第二電阻26、以及第三電阻27，其中，第一 PMOS晶體管20中包括寄生第一體二極管、第二 PMOS晶體管24中包括寄生第二體二極管，以下對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的各個(gè)模塊進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。 具體地，第一 PMOS晶體管20的漏極連接第一充電端口 21，第一 PMOS晶體管20的襯底連接至第一 PMOS晶體管20的源極，該源極連接終端內(nèi)部充電端22，第一 PMOS晶體管20的柵極連接至第二充電端口 23 ；優(yōu)選地，第一 PMOS晶體管20的柵極可以通過(guò)第四電阻連接至第二充電端口 23，第四電阻的作用是保護(hù)第一 PMOS晶體管20的柵極。[0023]第二 PMOS晶體管24的漏極連接第二充電端口 23，第二 PMOS晶體管24的襯底連接至第二 PMOS的源極，該源極連接終端內(nèi)部充電端22，第二 PMOS晶體管24的柵極連接至第一充電端口 21 ；優(yōu)選地，第二 PMOS晶體管24的柵極可以通過(guò)第五電阻連接至第一充電端口 21，第五電阻的作用是保護(hù)第二 PMOS晶體管24的柵極。第一充電端口 21連接至第一電阻25的一端,第一電阻25的另一端接地,第二充電端口 23連接至第二電阻26的一端，第二電阻26的另一端接地，終端內(nèi)部充電端22連接至第三電阻27的一端，第三電阻27的另一端接地。需要說(shuō)明的是，第一充電端口 21可以為通用串行總線USB充電端口、車載充電端口、充電器充電端口等充電端口。第二充電端口 23可以為通用串行總線USB充電端口、車載充電端口、充電器充電端口等充電端口。需要說(shuō)明的是，上述終端充電保護(hù)電路的終端可以是任何需要2個(gè)端口進(jìn)行充電的終端。下面以手機(jī)為例，對(duì)本實(shí)用新型上述技術(shù)方案進(jìn)行舉例說(shuō)明。在手機(jī)的兩個(gè)充電端分別加入一個(gè)PMOS管，利用其導(dǎo)通時(shí)源端與漏端壓降幾乎為O的特性，使手機(jī)內(nèi)部充電信號(hào)VCHG電壓與外部充電源輸出的電壓相等，實(shí)現(xiàn)將電池充滿。其中一個(gè)PMOS管的導(dǎo)通與關(guān)斷由另一個(gè)充電端電壓控制，并保證兩個(gè)PMOS的寄生二極管為背靠背狀態(tài)，防止PMOS關(guān)閉時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)充電端口電流反灌，以及外部電源反插時(shí)，具有自身保護(hù)功能，圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的終端充電保護(hù)電路的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，USB_VBUS_C0N為接充電器或電腦時(shí)的充電端口，CARKIT_CHG為車載充電端口，VCHG為手機(jī)內(nèi)部充電端。PMOSl和PM0S2為2個(gè)PMOS管，R1、R2、R3、R4、R5為電阻，D3、D4分別為PMOSl和PM0S2的寄生二極管。PMOSl和PM0S2襯底電位都連接VCHG，則其寄生二極管D3、D4處于背靠背狀態(tài)。PMOSl的柵極通過(guò)R3連至CARKIT_CHG，PM0S2的柵極通過(guò)R2連至USB_VBUS_C0N。充電保護(hù)分以下幾種情況1，當(dāng)只插入充電器或電腦時(shí)，將PMOSl開(kāi)關(guān)導(dǎo)通而使USB_VBUS_C0N電壓傳至VCHG端，且二者電壓幾乎相等(壓降較小)，從而保證電池可以充滿；此時(shí)使PM0S2開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，USB_VBUS_C0N與CARKIT_CHG之間沒(méi)有通路，從而沒(méi)有電流的倒灌；情況2，當(dāng)只插入車載充電器CARKIT_CHG時(shí)，將PM0S2開(kāi)關(guān)導(dǎo)通而使CARKIT_CHG電壓傳至VCHG端，且二者電壓幾乎相等，保證電池可以充滿；此時(shí)PMOSl開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，USB_VBUS_C0N與CARKIT_CHG之間也沒(méi)有通路，從而沒(méi)有電流的倒灌；情況3，當(dāng)兩種充電端都插上時(shí)，將兩個(gè)PMOS同時(shí)關(guān)閉，兩個(gè)充電端通過(guò)PMOS寄生二極管對(duì)電池進(jìn)行充電，兩個(gè)二極管處于背靠背狀態(tài)，也能防止USB_VBUS_C0N與CARKIT_CHG之間的電流互灌，此時(shí)通常不能保證電池充滿，在手機(jī)說(shuō)明書上應(yīng)加以說(shuō)明。同樣，當(dāng)外部充電端之一出現(xiàn)反插時(shí)，將PMOS斷開(kāi)從而使負(fù)電壓不能傳輸至內(nèi)部VCHG端，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)充電電源反插時(shí)的保護(hù)。需要說(shuō)明的是，不允許外部?jī)蓚€(gè)充電端均反插，這種情況不能實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)的保護(hù)，在實(shí)際應(yīng)用中，手機(jī)用戶說(shuō)明書上需要對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)用新型采用PMOS管代替現(xiàn)有方案中的二極管，在保持原有防充電電源反插和電流互灌功能的同時(shí)，減小了原來(lái)二極管上面的壓降，保證在各種情況下手機(jī)電池可以充滿，同時(shí)減小了二極管自身的 功率損耗，提高了充電的效率；而且采用PMOS管，當(dāng)柵源電壓差Vgs為O時(shí),漏電流為nA級(jí)，比二極管反向漏電流(一般為200uA)更小,更能保護(hù)充電器的安全。以下以手機(jī)為例對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的終端充電保護(hù)電路防倒灌工作過(guò)程和防電源反插工作過(guò)程進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。I、防倒灌工作過(guò)程當(dāng)USB_VBUS_C0N接充電器或電腦(手機(jī)不插入車載充電器)時(shí)，PMOSI的柵極為CARKIT_CHG (被R3、R4下拉至GND)，PMOSl導(dǎo)通，進(jìn)行充電，此時(shí)PM0S2柵極為USB_VBUS_C0N電壓，從而使其關(guān)斷，并且其寄生二極管也反向截止，避免了 USB_VBUS_C0N倒灌至CARKIT_CHG，而且VCHG電壓與USB_VBUS_C0N幾乎相等，保證電池可以充滿；同理，CARKIT_CHG端進(jìn)行充電(手機(jī)不插入充電器或電腦)時(shí)，PMOSl關(guān)斷，PM0S2導(dǎo)通，D3反向截止，也能防止CARKIT_CHG電流倒灌至USB_VBUS_C0N ；VCHG電壓幾乎等于CARKIT_CHG，也可保證電池可以充滿；當(dāng)兩個(gè)端口同時(shí)插上且USB_VBUS_C0N和CARJIT_CHG電壓相等或相近(兩者電壓之差絕對(duì)值小于MOS管的閾值電壓)時(shí)，PMOSl和PM0S2同時(shí)關(guān)斷，但寄生二極管D3和D4正向?qū)?，兩端可同時(shí)進(jìn)行充電。若二者之一的電壓小于(VMAXSEL+0. 5+0. 7)V，則不能保證電池充滿，手機(jī)說(shuō)明書上應(yīng)指明這點(diǎn)，并建議用戶不要經(jīng)常使用這種方式。當(dāng)兩個(gè)端口同時(shí)插上，USB_VBUS_C0N和CARKIT_CHG電壓不相等且兩者壓差的絕對(duì)值大于MOS管的閾值電壓時(shí)，電壓較高的一端對(duì)應(yīng)的PMOS管導(dǎo)通，并進(jìn)行充電例如，USB_VBUS_C0N電壓較高，PMOSl導(dǎo)通，PM0S2不導(dǎo)通，從而防止電流從USB_VBUS_C0N流向CATKIT_CHG ；CARKIT_CHG電壓較高，PMOSl不導(dǎo)通，PM0S2導(dǎo)通，從而防止電流從CARKIT_CHG流向USB_VBUS_C0N。表I為防倒灌驗(yàn)證結(jié)果。表I
權(quán)利要求1.一種終端充電保護(hù)電路，其特征在于，包括 第一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)PMOS晶體管的漏極連接所述第一充電端口，所述第一 PMOS晶體管的襯底連接至所述第一 PMOS晶體管的源極，該源極連接所述終端內(nèi)部充電端，所述第一 PMOS晶體管的柵極連接至所述第二充電端口 ； 第二 PMOS晶體管的漏極連接所述第二充電端口，所述第二 PMOS晶體管的襯底連接至所述第二PMOS的源極，該源極連接所述終端內(nèi)部充電端，所述第二PMOS晶體管的柵極連接至所述第一充電端口； 所述第一充電端口連接至第一電阻的一端，所述第一電阻的另一端接地，所述第二充電端口連接至第二電阻的一端，所述第二電阻的另一端接地，所述終端內(nèi)部充電端連接至第三電阻的一端，所述第三電阻的另一端接地。
2.如權(quán)利要求I所述的終端充電保護(hù)電路，其特征在于，所述第一PMOS晶體管的柵極通過(guò)第四電阻連接至所述第二充電端口。
3.如權(quán)利要求I所述的終端充電保護(hù)電路，其特征在于，所述第二PMOS晶體管的柵極通過(guò)第五電阻連接至所述第一充電端口。
4.如權(quán)利要求I所述的終端充電保護(hù)電路，其特征在于，所述第一充電端口為以下之一通用串行總線USB充電端口、車載充電端口、充電器充電端口。
5.如權(quán)利要求I所述的終端充電保護(hù)電路，其特征在于，所述第二充電端口為以下之一通用串行總線USB充電端口、車載充電端口、充電器充電端口。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種終端充電保護(hù)電路。該終端充電保護(hù)電路包括第一PMOS晶體管的漏極連接第一充電端口，第一PMOS晶體管的襯底連接至第一PMOS晶體管的源極，該源極連接終端內(nèi)部充電端，第一PMOS晶體管的柵極連接至第二充電端口；第二PMOS晶體管的漏極連接第二充電端口，第二PMOS晶體管的襯底連接至第二PMOS的源極，該源極連接終端內(nèi)部充電端，第二PMOS晶體管的柵極連接至第一充電端口；第一充電端口連接至第一電阻的一端，第一電阻的另一端接地，第二充電端口連接至第二電阻的一端，第二電阻的另一端接地，終端內(nèi)部充電端連接至第三電阻的一端，第三電阻的另一端接地。
文檔編號(hào)H02H11/00GK202363936SQ20112048388
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者劉世偉, 寧金星, 李朝暉, 趙戰(zhàn)克, 馬彥青 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司