一种双向开关电路的控制装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双向开关电路的控制电路和控制方法。所述双向开关电路。所述双向开关电路具有Buck模式和Boost模式。其中在Buck模式下，电池处于充电状态，在Boost模式下，电池处于放电状态。Buck模式和Boost的模式根据第二端电流反馈控制信号和第一端电压反馈控制信号的大小来决定，以保证在电源供电不足的情况下，电池和电源同时对负载供电，满足负载要求。本发明专利技术公开的双向开关电路的控制电路和控制方法，可用于电池供电管理系统，具有电路结构简单和无缝换向切换的优点。

A control device and method for bidirectional switch circuit

The invention discloses a control circuit and a control method for a bidirectional switch circuit. The bidirectional switch circuit is described. The bidirectional switch circuit has Buck mode and Boost mode. In the Buck mode, the battery is in charge state, and in the Boost mode, the battery is in the discharge state. The Buck mode and the Boost mode are determined according to the size of the second terminal current feedback control signal and the voltage feedback control signal at the first end to ensure that the battery and the power supply can supply the load at the same time to meet the load requirements under the condition of insufficient power supply. The control circuit and control method of the open bi-directional switching circuit can be used in the battery power supply management system, which has the advantages of simple circuit structure and seamless switching switching.

【技术实现步骤摘要】
一种双向开关电路的控制装置和方法
本专利技术涉及一种电子电路，特别地，涉及开关电路中的双向开关电路。
技术介绍
图1示出了现有的电池供电管理系统10，适用于充电宝，蓝牙耳机等应用。系统负载由电阻RL表征。当系统10连接电源VS时，由电源VS给系统负载RL供电，并且同时对电池BATT充电；当系统10未连接电源VS时，电池BATT给系统负载RL供电。在系统10连接电源VS的情况下，当系统负载RL较大时，电源VS将减小对电池BATT的充电电流，以满足系统负载RL的要求；当系统负载RL继续增大至超过电源VS的功率时，电源VS和电池BATT同时对系统负载RL供电。因而，电源VS到电池BATT之间需要有一个双向电路，既能支持电源VS到电池BATT的充电通路，又能支持电池BATT到系统负载RL的放电通路。图1所示的电感L1、开关Q1和Q2即构成电源VS和电池BATT之间的双向开关电路101。开关Q3耦接在电源VS双向开关电路101之间，在电池供电管理系统10正常工作时保持长通状态。当电源VS对电池BATT进行充电时，电感L1、开关Q1和Q2构成BUCK电路；当电池BATT对系统负载RL放电时，电感L1、开关Q1和Q2构成BOOST电路。但在BUCK电路向BOOST电路切换的过程中，即电池BATT由充电状态切换至放电状态时，提供给系统负载RL的能量会有间断，即可能会有掉电现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双向开关电路的控制装置及控制方法，所要解决的技术问题是采用简单的控制方式来实现双向开关电路的无缝换向。依据本专利技术一实施例的双向开关电路，所述双向开关电路具有第一端和第二端，包括：第二端电流反馈控制电路，接收第二端电流反馈信号，并且基于第二端电流反馈信号，输出第二端电流反馈控制信号；第一端电压反馈控制电路，接收第一端电压反馈信号，并且基于第一端电压反馈信号，输出第一端电压反馈控制信号；最小值选择电路，接收第二端电流反馈控制信号和第一端电压反馈控制信号，输出两者中的较小值作为反馈控制信号；比较电路，接收反馈控制信号，表征流过第一开关的第一电流检测信号和表征流过第二开关的第二电流检测信号，并且基于反馈控制信号与第一电流检测信号的比较结果输出第一复位信号，基于反馈控制信号与第二电流检测信号的比较结果输出第二复位信号；模式比较器，接收反馈控制信号和模式基准信号，并且基于反馈控制信号和模式基准信号，输出模式选择信号；以及逻辑电路，接收模式选择信号、第一复位信号、第二复位信号以及置位信号，并且基于模式选择信号、第一复位信号、第二复位信号以及置位信号，输出第一开关控制信号和第二开关控制信号。在一个实施例中，双向开关电路的控制电路还包括：第二端电压反馈控制电路，接收第二端电压反馈信号，并且基于第二端电压反馈信号，输出第二端电压反馈控制信号；其中：最小值选择电路接收第二端电流反馈控制信号、第二端电压反馈控制信号和第一端电压反馈控制信号，并且输出第二端电流反馈控制信号、第二端电压反馈控制信号和第一端电压反馈控制信号中的最小值作为反馈控制信号。在一个实施例中，双向开关电路的控制电路还包括电源电流反馈控制电路，接收电源电流反馈信号，并且基于电源电流反馈信号，输出电源电流反馈控制信号；其中：最小值选择电路，接收第二端电流反馈控制信号、第一端电压反馈控制信号和电源电流反馈控制信号，并且输出第二端电流反馈控制信号、第一端电压反馈控制信号和电源电流反馈控制信号中的最小值作为反馈控制信号。在一个实施例中，双向开关电路的控制电路还包括第二端电压反馈控制电路，接收第二端电压反馈信号，并且基于第二端电压反馈信号，输出第二端电压反馈控制信号；以及电源电流反馈控制电路，接收电源电流反馈信号，并且基于电源电流反馈信号，输出电源电流反馈控制信号；其中：最小值选择电路，接收第二端电流反馈控制信号、第一端电压反馈控制信号、第二端电压反馈信号和电源电流反馈控制信号，并且输出第二端电流反馈控制信号、第一端电压反馈控制信号、第二端电压反馈信号和电源电流反馈控制信号中的最小值作为反馈控制信号。依据本专利技术一实施例的双向开关电路路，包括前述任一实施例的双向开关电路的控制电路，还包括：第一开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接双向开关电路的第一端，所述控制端接收第一开关控制信号；第二开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至第一开关的第二端，所述第二端接地，所述控制端接收第二开关控制信号；以及电感，具有第一端和第二端，所述第一端耦接第一开关和第二开关的连接点，所述第二端耦接双向开关电路的第二端。依据本专利技术一实施例的电池供电管理系统，包括前述双向开关电路，还包括：输入电源，耦接至双向开关电路的第一端；以及电池，耦接至双向开关电路的第二端。依据本专利技术一实施例双向开关电路的控制方法，所述双向开关电路具有第一端和第二端，包括：基于第二端电流反馈信号生成第二端电流反馈控制信号，所述第二端电流反馈控制信号随着第二端电流反馈信号的增大而减小，随着第二端电流反馈信号的减小而增大，其中所述第二端电流反馈信号表征双向开关电路的第二端输出电流；基于第一端电压反馈信号生成第一端电压反馈控制信号，所述第一端电压反馈控制信号随着第一端电压反馈信号的增大而增大，随着第一端电压反馈信号的减小而减小，所述第一端电压反馈信号表征双向开关电路的第一端电压；选择第二端电流反馈控制信号和第一端电压反馈控制信号中的较小值作为反馈控制信号；将反馈控制信号与模式基准信号作比较，当反馈控制信号大于模式基准信号时，双向开关电路工作于Buck模式，当反馈控制信号小于模式基准信号时，双向开关电路工作于Boost模式；将反馈控制信号与表征流过第一开关的电流的第一电流检测信号作比较，并基于比较结果输出第一复位信号，同时将反馈控制信号与流过第二开关的电流的第二电流检测信号作比较，并基于比较结果输出第二复位信号；以及在Buck模式下，采用第一复位信号控制第一开关的关断，采用置位信号控制第一开关的导通，而在Boost模式下，采用第二复位信号控制第二开关的关断，采用置位信号控制第二开关的导通。在一个实施例中，所述双向开关电路的控制方法还包括：基于第二端电压反馈信号生成第二端电压反馈控制信号，所述第二端电压反馈控制信号随着第二端电压反馈信号的增大而减小，随着第二端电压反馈信号的减小而增大，并且所述第二端电压反馈控制信号的最小值被箝位在模式基准信号的值，其中所述第二端电压反馈信号表征双向开关电路的第二端电压；以及选择第二端电流反馈控制信号、第一端电压反馈控制信号和第二端电压反馈控制信号中的最小值作为反馈控制信号。在一个实施例中，所述双向开关电路的控制方法还包括：基于电源电流反馈信号生成电源电流反馈控制信号，所述电源电流反馈控制信号随着电源电流反馈信号的增大而减小，随着电源电流反馈信号的减小而增大，其中，所述电源电流反馈信号表征双向开关电路第一端所耦接的电源的输出电流；以及选择第二端电流反馈控制信号、第一端电压反馈控制信号和电源电流反馈控制信号中的最小值作为反馈控制信号。在一个实施例中，所述双向开关电路的控制方法还包括：基于第二端电压反馈信号生成第二端电压反馈控制信号，所述第二端电压反馈控制信号随着第二端电压反馈信号的增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向开关电路的控制电路，所述双向开关电路具有第一端和第二端，包括：第二端电流反馈控制电路，接收第二端电流反馈信号，并且基于第二端电流反馈信号，输出第二端电流反馈控制信号；第一端电压反馈控制电路，接收第一端电压反馈信号，并且基于第一端电压反馈信号，输出第一端电压反馈控制信号；最小值选择电路，接收第二端电流反馈控制信号和第一端电压反馈控制信号，输出两者中的较小值作为反馈控制信号；比较电路，接收反馈控制信号，表征流过第一开关的第一电流检测信号和表征流过第二开关的第二电流检测信号，并且基于反馈控制信号与第一电流检测信号的比较结果输出第一复位信号，基于反馈控制信号与第二电流检测信号的比较结果输出第二复位信号；模式比较器，接收反馈控制信号和模式基准信号，并且基于反馈控制信号和模式基准信号，输出模式选择信号；以及逻辑电路，接收模式选择信号、第一复位信号、第二复位信号以及置位信号，并且基于模式选择信号、第一复位信号、第二复位信号以及置位信号，输出第一开关控制信号和第二开关控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种双向开关电路的控制电路，所述双向开关电路具有第一端和第二端，包括：第二端电流反馈控制电路，接收第二端电流反馈信号，并且基于第二端电流反馈信号，输出第二端电流反馈控制信号；第一端电压反馈控制电路，接收第一端电压反馈信号，并且基于第一端电压反馈信号，输出第一端电压反馈控制信号；最小值选择电路，接收第二端电流反馈控制信号和第一端电压反馈控制信号，输出两者中的较小值作为反馈控制信号；比较电路，接收反馈控制信号，表征流过第一开关的第一电流检测信号和表征流过第二开关的第二电流检测信号，并且基于反馈控制信号与第一电流检测信号的比较结果输出第一复位信号，基于反馈控制信号与第二电流检测信号的比较结果输出第二复位信号；模式比较器，接收反馈控制信号和模式基准信号，并且基于反馈控制信号和模式基准信号，输出模式选择信号；以及逻辑电路，接收模式选择信号、第一复位信号、第二复位信号以及置位信号，并且基于模式选择信号、第一复位信号、第二复位信号以及置位信号，输出第一开关控制信号和第二开关控制信号。2.如权利要求1所述的双向开关电路的控制电路，还包括：第二端电压反馈控制电路，接收第二端电压反馈信号，并且基于第二端电压反馈信号，输出第二端电压反馈控制信号；其中：最小值选择电路接收第二端电流反馈控制信号、第二端电压反馈控制信号和第一端电压反馈控制信号，并且输出第二端电流反馈控制信号、第二端电压反馈控制信号和第一端电压反馈控制信号中的最小值作为反馈控制信号。3.如权利要求1所述的双向开关电路的控制电路，还包括：电源电流反馈控制电路，接收电源电流反馈信号，并且基于电源电流反馈信号，输出电源电流反馈控制信号；其中：最小值选择电路，接收第二端电流反馈控制信号、第一端电压反馈控制信号和电源电流反馈控制信号，并且输出第二端电流反馈控制信号、第一端电压反馈控制信号和电源电流反馈控制信号中的最小值作为反馈控制信号。4.如权利要求1所述的双向开关电路的控制电路，还包括：第二端电压反馈控制电路，接收第二端电压反馈信号，并且基于第二端电压反馈信号，输出第二端电压反馈控制信号；以及电源电流反馈控制电路，接收电源电流反馈信号，并且基于电源电流反馈信号，输出电源电流反馈控制信号；其中：最小值选择电路，接收第二端电流反馈控制信号、第一端电压反馈控制信号、第二端电压反馈信号和电源电流反馈控制信号，并且输出第二端电流反馈控制信号、第一端电压反馈控制信号、第二端电压反馈信号和电源电流反馈控制信号中的最小值作为反馈控制信号。5.如权利要求1-4任一项所述的双向开关电路的控制电路，其中逻辑电路包括：第一RS触发器，具有置位端、复位端和输出端，所述置位端接收置位信号，所述复位端接收第一复位信号；第二RS触发器，具有置位端、复位端和输出端，所述置位端接收置位信号，所述复位端接收第二复位信号；以及多路选择电路，具有第一输入端、第二输入端、控制端、第一输出端和第二输出端，所述第一输入端耦接至第一RS触发器的输出端，所述第二输入端耦接于第二RS触发器的输出端，所述控制端接收模式选择信号，当模式选择信号表征Buck模式时，所述第一输入端的信号，即第一RS触发器的输出端的信号被输出至第一输出端，作为控制第一开关管的第一开关控制信号，当模式选择信号选择Boost模式时，所述第二输入端的信号，即第二RS触发器的输出端的信号被输出至第二输出端，作为控制第二开关管的第二开关控制信号。6.一种双向开关电路，包括如权利要求1-4任一项所述的双向开关电路的控制电路，还包括：第一开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接双向...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐敏，杜磊，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51