充电电路及其电源转换电路制造技术

一种充电电路，用以提供一充电电源而对一电池充电，包含一电源发送单元以及一电源转换电路。该电源转换电路包括，与一电感器耦接，其包括至少一转换开关，一前级开关用以导通该直流电源而产生一中介电源，以及一直接充电开关。其中于切换式充电模式下，转换开关转换该中介电源于一充电节点上产生该充电电源；于直接充电模式下，该电源发送单元调节该直流电流，该前级开关与该直接充电开关导通该直流电流而于该充电节点上产生该充电电流。该前级开关的本体二极管与该转换开关的本体二极管反向耦接，且该前级开关的本体二极管与该直接充电开关的本体二极管反向耦接，用以阻断一寄生本体电流。另外，本发明专利技术还提出用于充电电路的电源转换电路。

【技术实现步骤摘要】
充电电路及其电源转换电路
本专利技术涉及一种充电电路，特别是指一种整合直接充电模式与切换式充电模式的电容式电源转换电路。本专利技术也涉及用于充电电路的电源转换电路。
技术介绍
图1揭示一种现有技术的充电电路(充电电路1)，其包含一切换式转换电路60，在充电模式下，可将电源适配器11所提供的电源(例如但不限于USBPD的5V或9V或12V的VBUS)转换为充电电流ICHG，而对电池50进行充电。图1中所示的现有技术的缺点在于，由于采用两级电源转换(电源适配器11以及切换式转换电路60)，因而电源转换效率会较低，此外，在例如智能型手机等小尺寸的应用中，特别在相对较大的恒定充电电流ICHG需求下(例如大于3A)，切换式充电电路60的操作温度可能会太高，因此仅能以较小的恒定充电电流ICHG(例如小于3A)进行充电，因而无法有效缩短充电时间。图2揭示另一种现有技术的充电电路(充电电路2)，其与充电电路1类似，充电电路2还包含一负载开关40(loadswitch)，其中在需要较大充电电流的充电阶段中，以直接充电的模式，使具有直接充电能力的电源适配器12可直接提供一恒定的直流电流IDC经由一缆线20(例如USB缆线)以及负载开关40对电池50进行恒定电流(CC,constantcurrent)充电，其中直流电流IDC与充电电流ICHG大致上相等。充电电路2在直接充电模式下，由于仅有单级的电源转换(电源适配器12)，因而其电源转换效率较高，且在例如智能型手机等小尺寸的应用中，可以相对较大的恒定充电电流(例如大于3A)对电池进行充电，因而可有效缩短充电时间，且仍不致造成智能型手机等行动装置的操作温度过高。而在其他充电阶段中，则由切换式充电电路60转换电源适配器12所提供的电源(例如但不限于USBPD的5V或9V或12V的VBUS)而对电池50进行预充电或是恒定电压充电等。然而图2中所示的现有技术的缺点在于，一般而言，切换式充电电路60与负载开关40分别各为独立的集成电路(integratedcircuit)，因此充电电路2的控制较为复杂，且成本较高。本专利技术相较于图1的现有技术，其优点在于同时具有直接充电路径与切换式电源转换充电路径，可以相对较大的电流进行充电，因此可大幅所短充电时间，且不致造成智能型手机等行动装置的操作温度过高。而本专利技术相较于图2的现有技术而言，可将如前述的切换式充电电路与负载开关整合于一集成电路(或一集成电路封装)中，具有易于控制、缩小尺寸、以及降低成本等优点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种充电电路及其电源转换电路，可以同时具有直接充电路径与切换式电源转换充电路径，可以相对较大的电流进行充电，因此可大幅所短充电时间，且不致造成智能型手机等行动装置的操作温度过高；另外，还可将如前述的切换式充电电路与负载开关整合于一集成电路(或一集成电路封装)中，达到具有易于控制、缩小尺寸、以及降低成本等优点。为达上述目的，就其中一个观点言，本专利技术提供了一种充电电路，用以将一输入电源转换为一充电电源而对一电池充电，其中该充电电源包括一充电电压以及一充电电流；该充电电路包含：一电源发送单元，用以将该输入电源转换为一直流电源，其中该直流电源包括一直流电压以及一直流电流；一电源转换电路，包括：一转换开关电路，与一电感器耦接，包括至少一转换开关；一前级开关，耦接于该直流电源与一中介节点之间，用以导通该直流电源而于该中介节点上产生一中介电源，其中该中介电源包括一中介电压以及一中介电流；一直接充电开关，耦接于该中介节点与一充电节点间；以及一控制电路，用以产生一前级开关控制讯号、一直接充电开关控制讯号以及一转换开关控制讯号，分别用于控制该前级开关、该直接充电开关以及该转换开关；其中于一切换式充电模式下，该控制电路控制该前级开关导通、该直接充电开关不导通、且切换该转换开关以转换该中介电源于该充电节点上产生该充电电源；其中于一直接充电模式下，该控制电路控制该前级开关与该直接充电开关导通，使该直流电源于该充电节点上产生该充电电源。在一较佳实施例中，该转换开关、该前级开关、以及该直接充电开关分别各具有一本体二极管(bodydiode)，该前级开关的本体二极管与该转换开关的本体二极管反向耦接，且该前级开关的本体二极管与该直接充电开关的本体二极管反向耦接，用以阻断该转换开关或该直接充电开关的本体二极管的一寄生本体电流(parasiticbodycurrent)。在一较佳实施例中，于该直接充电模式下，该电源发送单元根据一直流电流相关讯号而调节该直流电流于一预设的直流电流位准，及/或根据一直流电压相关讯号而调节该直流电压于一默认的直流电压位准。在一较佳实施例中，该前级开关用于感测该直流电流而产生该直流电流相关讯号。在一较佳实施例中，该充电电路还包含一缆线及/或一连接器，耦接于该电源发送单元与该前级开关之间，其中该缆线及/或该连接器符合通用串行总线规范或通用串行总线供电规范(USB或USBPD)的缆线及/或连接器，该缆线及/或该连接器包括一电源部与一讯号部，其中该电源部用以耦接该直流电源，该讯号部用以传送该直流电流相关讯号及/或该直流电压相关讯号及/或该充电电流相关讯号及/或该充电电压相关讯号。在一较佳实施例中，该前级开关及/或该直接充电开关更用于以下保护操作的至少之一：(1)直流电压过高电压保护(2)直流电流及/或中介电流及/或充电电流的过高电流保护(3)直流电源断线(plug-out)保护。为达上述目的，就另一个观点言，本专利技术也提供了一种电源转换电路，用于一充电电路中，该充电电路用以将一输入电源转换为一充电电源而对一电池充电，其中该充电电源包括一充电电压以及一充电电流；该充电电路包含：一电源发送单元，用以将该输入电源转换为一直流电源，其中该直流电源包括一直流电压以及一直流电流；该电源转换电路包含：一转换开关电路，与一电感器耦接，包括至少一转换开关；一前级开关，耦接于该直流电源与一中介节点之间，用以导通该直流电源而于该中介节点上产生一中介电源，其中该中介电源包括一中介电压以及一中介电流；一直接充电开关，耦接于该中介节点与一充电节点间；以及一控制电路，用以产生一前级开关控制讯号、一直接充电开关控制讯号以及一转换开关控制讯号，分别用于控制该前级开关、该直接充电开关以及该转换开关；其中于一切换式充电模式下，该控制电路控制该前级开关导通、该直接充电开关不导通、且切换该转换开关以转换该中介电源于该充电节点上产生该充电电源；其中于一直接充电模式下，该控制电路控制该前级开关与该直接充电开关导通，使该直流电源于该充电节点上产生该充电电源。为达上述目的，就另一个观点言，本专利技术也提供了一种电源转换电路，用于一充电电路中，该充电电路用以将一输入电源转换为一充电电源而对一电池充电，其中该充电电源包括一充电电压以及一充电电流；该充电电路包含：一电源发送单元，用以将该输入电源转换为一直流电源，其中该直流电源包括一直流电压以及一直流电流；以及一直接充电开关，耦接于一中介节点与一充电节点间；该电源转换电路包含：一转换开关电路，与一电感器耦接，包括至少一转换开关；一前级开关，耦接于该直流电源与该中介节点之间，用以导通该直流电源而于该中介节点上产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充电电路，用以将一输入电源转换为一充电电源而对一电池充电，其中该充电电源包括一充电电压以及一充电电流；其特征在于，该充电电路包含：一电源发送单元，用以将该输入电源转换为一直流电源，其中该直流电源包括一直流电压以及一直流电流；一电源转换电路，包括：一转换开关电路，与一电感器耦接，包括至少一转换开关；一前级开关，耦接于该直流电源与一中介节点之间，用以导通该直流电源而于该中介节点上产生一中介电源，其中该中介电源包括一中介电压以及一中介电流；一直接充电开关，耦接于该中介节点与一充电节点间；以及一控制电路，用以产生一前级开关控制讯号、一直接充电开关控制讯号以及一转换开关控制讯号，分别用于控制该前级开关、该直接充电开关以及该转换开关；其中于一切换式充电模式下，该控制电路控制该前级开关导通、该直接充电开关不导通、且切换该转换开关以转换该中介电源于该充电节点上产生该充电电源；其中于一直接充电模式下，该控制电路控制该前级开关与该直接充电开关导通，使该直流电源于该充电节点上产生该充电电源。

【技术特征摘要】
2016.10.21 US 62/411,1711.一种充电电路，用以将一输入电源转换为一充电电源而对一电池充电，其中该充电电源包括一充电电压以及一充电电流；其特征在于，该充电电路包含：一电源发送单元，用以将该输入电源转换为一直流电源，其中该直流电源包括一直流电压以及一直流电流；一电源转换电路，包括：一转换开关电路，与一电感器耦接，包括至少一转换开关；一前级开关，耦接于该直流电源与一中介节点之间，用以导通该直流电源而于该中介节点上产生一中介电源，其中该中介电源包括一中介电压以及一中介电流；一直接充电开关，耦接于该中介节点与一充电节点间；以及一控制电路，用以产生一前级开关控制讯号、一直接充电开关控制讯号以及一转换开关控制讯号，分别用于控制该前级开关、该直接充电开关以及该转换开关；其中于一切换式充电模式下，该控制电路控制该前级开关导通、该直接充电开关不导通、且切换该转换开关以转换该中介电源于该充电节点上产生该充电电源；其中于一直接充电模式下，该控制电路控制该前级开关与该直接充电开关导通，使该直流电源于该充电节点上产生该充电电源。2.如权利要求1所述的充电电路，其中，该转换开关、该前级开关、以及该直接充电开关分别各具有一本体二极管，其中该前级开关的本体二极管与该转换开关的本体二极管反向耦接，且该前级开关的本体二极管与该直接充电开关的本体二极管反向耦接，用以阻断该转换开关或该直接充电开关的本体二极管的一寄生本体电流。3.如权利要求1所述的充电电路，其中，于该直接充电模式下，该电源发送单元根据一直流电流相关讯号而调节该直流电流于一预设的直流电流位准，及╱或根据一直流电压相关讯号而调节该直流电压于一默认的直流电压位准。4.如权利要求1所述的充电电路，其中，该前级开关用于感测该直流电流而产生该直流电流相关讯号。5.如权利要求1所述的充电电路，还包含一缆线及╱或一连接器，耦接于该电源发送单元与该前级开关之间，其中该缆线及╱或该连接器符合通用串行总线规范或通用串行总线供电规范的缆线及╱或连接器，该缆线及╱或该连接器包括一电源部与一讯号部，其中该电源部用以耦接该直流电源，该讯号部用以传送该直流电流相关讯号及╱或该直流电压相关讯号及╱或该充电电流相关讯号及╱或该充电电压相关讯号。6.如权利要求1所述的充电电路，其中，该前级开关及╱或该直接充电开关还用于以下保护操作的至少之一：(1)直流电压过高电压保护(2)直流电流及╱或中介电流及╱或充电电流的过高电流保护(3)直流电源断线保护。7.如权利要求1所述的充电电路，其中，该电源转换电路整合于一集成电路中或封入于一集成电路封装中。8.一种电源转换电路，用于一充电电路中，该充电电路用以将一输入电源转换为一充电电源而对一电池充电，其中该充电电源包括一充电电压以及一充电电流；该充电电路包含：一电源发送单元，用以将该输入电源转换为一直流电源，其中该直流电源包括一直流电压以及一直流电流；其特征在于，该电源转换电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宗伟，李昱辉，石淳仁，彭睿竑，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71