充电电路与充电控制方法技术

一种充电电路与充电控制方法，用以提供充电电源而对电池电路充电。充电电路包含转换开关电路、至少一电容与转换控制电路。转换开关电路耦接于充电电源与接地电位之间，包括多个串联的转换开关，且转换开关电路具有多个电池电压平衡节点，电连接至电池电路，使每一电池的阳极与阴极，对应电连接至多个电池电压平衡节点。转换控制电路与转换开关电路耦接，用以提供多个转换开关操作信号给转换开关电路，以分别对应操作多个转换开关，而使电容周期性地与电池电路中的每一电池并联，以平衡每一电池的电池跨压。

【技术实现步骤摘要】
充电电路与充电控制方法
本专利技术涉及一种充电电路与充电控制方法，特别是指一种在串联电池中，具有平衡每一电池的电池跨压功能的充电电路与充电控制方法。
技术介绍
与本申请相关的在前申请有：“A50MHz5V3W90％Efficiency3-LevelBuckConverterwithReal-TimeCalibration,XunLiuet.al,2016SymposiumonVLSICircuitsDigestofTechnicalPapers”，“AnalysisandDesignConsiderationsofIntegrated3-LevelBuckConverters,XunLiuet.al,,IEEETRANSACTIONSONCIRCUITSANDSYSTEMSVol.63,No.5,May2016”以及“ConstantON-Time3-LevelBuckConverterforLowPowerApplications,BrianM.Cassidyet.al,IEEE,2015”。图1揭示一种现有技术的充电电路(充电电路1)，其包含一具有直接充电能力的电源适配器(adaptor)11，电源适配器11可提供直流电流或直流电压，直接经由一缆线20(例如USB缆线)以及一负载开关40(loadswitch)对一电池电路50进行恒定电流(CC,constantcurrent)或恒定电压(CV,constantvoltage)充电，其中直流电流与充电电流ICHG大致上相等。其中，电池电路50包含串联的电池51与电池52。图1中所示的现有技术，具有至少如下述的缺点。由于电池51与电池52在实际的应用上，往往会有彼此电池跨压不同的情况；在此情况下，由于充电电路1仅根据充电电压VCHG，也就是电池51与电池52电池跨压的总和，决定是否完成充电程序，因此造成电池51与电池52个别的过度充电或充电不足的情形。有鉴于此，本专利技术提出一种能够在串联电池中，平衡每一电池的电池跨压的充电电路与充电控制方法。
技术实现思路
就其中一个观点言，本专利技术提供了一种充电电路，用以提供一充电电源以对一电池电路充电，其中该电池电路包括多个串联电池，该充电电路包含：一转换开关电路，耦接于该充电电源与一接地电位之间，该转换开关电路包括多个串联的转换开关，且该转换开关电路具有多个电池电压平衡节点，电连接至该电池电路，使每一电池的阳极与阴极，对应电连接至该多个电池电压平衡节点；至少一电容，与该转换开关电路耦接；以及一转换控制电路，与该转换开关电路耦接，用以提供多个转换开关操作信号给该转换开关电路，以分别对应操作该多个转换开关，而使该电容周期性地与该电池电路中的每一电池并联，以平衡每一电池的一电池跨压。在一较佳实施例中，该充电电路还包含一电源发送单元，与该转换开关电路耦接，用以将一电源转换为一输入电源，使该充电电路将该输入电源转换为该充电电源。在一较佳实施例中，该充电电路还包含一缆线，用以耦接该电源发送单元与该转换开关电路，其中该缆线是符合通用串行总线规范或通用串行总线供电规范的缆线，该缆线包括一电源线与一信号线，其中该电源线用以耦接该电源，该信号线用以传送该电源相关信号。在一较佳实施例中，该转换控制电路还于该电池电路供应一电池电源给一负载电路时，提供该多个转换开关操作信号给该转换开关电路，以分别对应操作该多个转换开关，而使该电容周期性地与该电池电路中的每一电池并联，以平衡每一电池的该电池跨压。在一较佳实施例中，该充电电路还包含一电源回路晶体管，耦接于该电池电路与该负载电路之间，以控制该电池电源。在一较佳实施例中，该充电电路还包括至少一反向阻断开关电路(reverseblockingswitchcircuit)，与该转换开关电路串联耦接，用以阻断流经该转换开关的本体二极管的寄生本体电流(parasiticbodycurrent)，其中该反向阻断开关电路具有至少一反向阻断开关，该反向阻断开关具有一本体二极管，其中该至少一反向阻断开关的本体二极管与至少一该转换开关的本体二极管反向耦接。就另一个观点言，本专利技术也提供了一种充电控制方法，用以提供一充电电源以对一电池电路充电，其中该电池电路包括多个串联电池，该充电控制方法包含：提供一转换开关电路，耦接于该充电电源与一接地电位之间，该转换开关电路包括多个串联的转换开关，且该转换开关电路具有多个电池电压平衡节点，电连接至该电池电路，使每一电池的阳极与阴极，对应电连接至该多个电池电压平衡节点；提供至少一电容，与该转换开关电路耦接；以及提供多个转换开关操作信号给该转换开关电路，以分别对应操作该多个转换开关，而使该电容周期性地与该电池电路中的每一电池并联，以平衡每一电池的一电池跨压。以下通过具体实施例详加说明，应当更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。附图说明图1显示一种现有技术充电电路的示意图。图2显示本专利技术的充电电路的一实施例示意图。图3显示本专利技术的充电电路的另一个实施例示意图。图4显示本专利技术的充电电路的另一个实施例示意图。图5显示本专利技术的充电电路的另一个实施例示意图。图6显示本专利技术的充电电路的另一个实施例示意图。图7显示本专利技术的充电电路的另一个实施例示意图。图8显示本专利技术的充电电路中，电源回路晶体管的一实施例示意图。具体实施方式本专利技术中的附图均属示意，主要意在表示各电路间的耦接关系，以及各信号波形之间的关系，至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。请参阅图2，图中所示为本专利技术的充电电路的一种实施例(充电电路2)，充电电路2用以提供一充电电源而对电池电路50充电，其中电池电路50包括串联的电池51与电池52。输入电源PI具有输入电压VIN以及输入电流IIN，用以供应给充电电路2。而充电电源PCHG则包括充电电压VCHG以及充电电流ICHG。充电电路2包含电源转换电路30，其中包括转换开关电路31、转换控制电路32以及电容33。请继续参阅图2，转换开关电路31耦接于充电电压VCH与接地电位GND之间。转换开关电路31包括多个串联的转换开关SW1、SW2、SW3与SW4。转换开关电路31具有多个电池电压平衡节点NB1、NB2与NB3，电连接至电池电路50。如图所示，电池51的阳极(+)与阴极(-)，分别对应电连接至电池电压平衡节点NB1与NB2；电池52的阳极(+)与阴极(-)，分别对应电连接至电池电压平衡节点NB2与NB3。其中，根据本专利技术，充电电路2包含至少一电容33，与转换开关电路31耦接。转换控制电路32与转换开关电路31耦接，用以分别提供多个转换开关操作信号CP1、CP2、CP3与CP4给转换开关电路31，以分别对应操作多个转换开关SW1、SW2、SW3与SW4，而使电容33周期性地与电池电路50中的每一电池(在本实施例中为电池51与电池52)并联，以平衡每一电池的电池跨压。当然，充电电路2也可以包含多个电容33，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电电路，用以提供一充电电源以对一电池电路充电，其中该电池电路包括多个串联电池，该充电电路包含：/n一转换开关电路，耦接于该充电电源的一充电电压与一接地电位之间，该转换开关电路包括多个串联的转换开关，且该转换开关电路具有多个电池电压平衡节点，电连接至该电池电路，使每一电池的阳极与阴极，对应电连接至该多个电池电压平衡节点；/n至少一电容，与该转换开关电路耦接；以及/n一转换控制电路，与该转换开关电路耦接，用以提供多个转换开关操作信号给该转换开关电路，以分别对应操作该多个转换开关，而使该电容周期性地与该电池电路中的每一电池并联，以平衡每一电池的一电池跨压。/n

【技术特征摘要】
1.一种充电电路，用以提供一充电电源以对一电池电路充电，其中该电池电路包括多个串联电池，该充电电路包含：
一转换开关电路，耦接于该充电电源的一充电电压与一接地电位之间，该转换开关电路包括多个串联的转换开关，且该转换开关电路具有多个电池电压平衡节点，电连接至该电池电路，使每一电池的阳极与阴极，对应电连接至该多个电池电压平衡节点；
至少一电容，与该转换开关电路耦接；以及
一转换控制电路，与该转换开关电路耦接，用以提供多个转换开关操作信号给该转换开关电路，以分别对应操作该多个转换开关，而使该电容周期性地与该电池电路中的每一电池并联，以平衡每一电池的一电池跨压。


2.如权利要求1所述的充电电路，还包含一电源发送单元，与该转换开关电路耦接，用以将一电源转换为一输入电源，使该充电电路将该输入电源转换为该充电电源。


3.如权利要求2所述的充电电路，还包含一缆线，用以耦接该电源发送单元与该转换开关电路，其中该缆线是符合通用串行总线规范或通用串行总线供电规范的缆线，该缆线包括一电源线与一信号线，其中该电源线用以耦接该电源，该信号线用以传送该电源相关信号。


4.如权利要求1所述的充电电路，其中该转换控制电路，还于该电池电路供应一电池电源给一负载电路时，提供该多个转换开关操作信号给该转换开关电路，以分别对应操作该多个转换开关，而使该电容周期性地与该电池电路中的每一电池并联，以平衡每一电池的该电池跨压。


5.如权利要求4所述的充电电路，还包含一电源回路晶体管，耦接于该电池电路与该负载电路之间，以控制该电池电源。


6.如权利要求1所述的充电电路，还包含至少一反向阻断开关电路，与该转换开关电路串联耦接，用以阻断流经该转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄威仁，黄顺煜，黄宗伟，林水木，
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