无极调节的供电电路、方法及具有该供电电路的充电设备技术

本发明专利技术提供了一种无极调节的供电电路、方法及具有该供电电路的充电设备，供电电路包括电容，还包括：电压输入端；电压输出端；第一MOS管，漏极连接至电容的第一端，源极连接至电压输入端；第二MOS管，漏极连接至电容的第二端，源极接地；第三MOS管，源极连接至电容的第一端，漏极连接至电压输出端；第四MOS管，源极连接至电容的第二端，漏极连接至电压输出端；微控制单元，与第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管的栅极连接，控制第一MOS管和第二MOS管导通，并周期性地控制第二MOS管和第三MOS管、及第一MOS管和第四MOS管择一导通，以控制输出输出电压Vout和向电容充电。采用上述技术方案后，除应用在充电上外，还可取代供电buck，提升电源的效率。

【技术实现步骤摘要】
无极调节的供电电路、方法及具有该供电电路的充电设备
本专利技术涉及电子设备领域，尤其涉及一种无极调节的供电电路、方法及具有该供电电路的充电设备。
技术介绍
随着智能终端的快速发展，用户于日常使用智能终端的情形越来越多。由于电池容量的限制，为提高智能终端的续航能力，不少智能终端的厂商提出不断提高的充电技术。例如，随着以智能终端为代表的消费类电子的充电功率越来越大，从5W，10W，27W，65W至目前为止最为成熟的120W。该充电功率的提升，其重要的原因在于，充电方案从之前的buck升压开关充电过度到了chargerpump方案，chargerpump就是电荷泵，基本原理利用电容可以存储电荷的特性，来实现电压的调节。目前采用的chargerpump方案都是固定比例的4:2、2：1或者3:1，即输入电压是输出电压的2倍或者3倍，无法实现输入电压与输出电压间的任意比例，使得chargerpump方案无法完全取代buck开关充电的方案，限制了充电功率的进一步提升。因此，需要一种新型无极调节的供电电路、方法及具有该供电电路的充电设备，可完全取代buck开关充电的方案，并更进一步地增加充电功率。
技术实现思路
为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种无极调节的供电电路、方法及具有该供电电路的充电设备，除应用在充电上外，还可取代供电buck，提升电源的效率。本专利技术公开了一种无极调节的供电电路，包括用于存储电能的电容，供电电路还包括：电压输入端，连接市电接收电能以形成一输入电压Vin；电压输出端，与电压输入端连接，并连接至一外部负载，向外部负载输出一输出电压Vout；第一MOS管，第一MOS管的漏极连接至电容的第一端，第一MOS管的源极连接至电压输入端；第二MOS管，第二MOS管的漏极连接至电容的第二端，第二MOS管的源极接地；第三MOS管，第三MOS管的源极连接至电容的第一端，第三MOS管的漏极连接至电压输出端；第四MOS管，第四MOS管的源极连接至电容的第二端，第四MOS管的漏极连接至电压输出端；微控制单元，分别与第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管的栅极连接；微控制单元控制第一MOS管和第二MOS管导通，以向电容充电，微控制单元周期性地控制第二MOS管和第三MOS管、及第一MOS管和第四MOS管择一导通，以择一控制输出输出电压Vout和向电容充电。优选地，微控制单元于一第一控制时间Δt1内控制第一MOS管和第二MOS管导通，第三MOS管和第四MOS管关断，直至Vin＝X·Vout，其中Δt1＝t2-t1，t1为第一MOS管和第二MOS管导通、第三MOS管和第四MOS管关断的时刻，t2为第一MOS管和第四MOS管关断、第二MOS管和第三MOS管导通的时刻。优选地，微控制单元于一第二控制时间内Δt2控制第二MOS管和第三MOS管导通，直至电容的两端电压降低至Vout’，其中Vout’＝Vout-ΔV，Δt2＝t3-t2，t3为第一MOS管和第四MOS管导通、第二MOS管和第三MOS管关断的时刻，t2为第一MOS管和第四MOS管关断、第二MOS管和第三MOS管导通的时刻。优选地，微控制单元于一第三控制时间内Δt3控制第一MOS管和第四MOS管导通，直至电容的两端电压提升至Vout，其中Δt3＝t4-t3，t4为第一MOS管和第四MOS管再次关断、第二MOS管和第三MOS管再次导通的时刻，t3为第一MOS管和第四MOS管再次关断、第二MOS管和第三MOS管再次导通的时刻。本专利技术还公开了一种充电设备，包括壳体，壳体内安装有如上所述的供电电路。本专利技术又公开了一种无极调节的供电方法，供电方法包括以下步骤：电压输入端连接市电接收电能，并形成一输入电压Vin；将一第一MOS管的漏极连接至一电容的第一端，并将第一MOS管的源极连接至电压输入端；将一第二MOS管的漏极连接至电容的第二端，并将第二MOS管的源极接地；将一第三MOS管的源极连接至电容的第一端，并将第三MOS管的漏极连接至一电压输出端；将一第四MOS管的源极连接至电容的第二端，并将第四MOS管的漏极连接至电压输出端；将一微控制单元分别与第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管的栅极连接，并控制第一MOS管和第二MOS管导通，以向电容充电；微控制单元周期性地控制第二MOS管和第三MOS管、及第一MOS管和第四MOS管择一导通，以择一控制输出输出电压Vout和向电容充电。优选地，微控制单元周期性地控制第二MOS管和第三MOS管、及第一MOS管和第四MOS管择一导通，以择一控制输出输出电压Vout和向电容充电的步骤包括：微控制单元于一第一控制时间Δt1内控制第一MOS管和第二MOS管导通，第三MOS管和第四MOS管关断，直至Vin＝X·Vout，其中Δt1＝t2-t1，t1为第一MOS管和第二MOS管导通、第三MOS管和第四MOS管关断的时刻，t2为第一MOS管和第四MOS管关断、第二MOS管和第三MOS管导通的时刻。优选地，微控制单元周期性地控制第二MOS管和第三MOS管、及第一MOS管和第四MOS管择一导通，以择一控制输出输出电压Vout和向电容充电的步骤还包括：微控制单元于一第二控制时间内Δt2控制第二MOS管和第三MOS管导通，直至电容的两端电压降低至Vout’，其中Vout’＝Vout-ΔV，Δt2＝t3-t2，t3为第一MOS管和第四MOS管导通、第二MOS管和第三MOS管关断的时刻，t2为第一MOS管和第四MOS管关断、第二MOS管和第三MOS管导通的时刻。优选地，微控制单元周期性地控制第二MOS管和第三MOS管、及第一MOS管和第四MOS管择一导通，以择一控制输出输出电压Vout和向电容充电的步骤还包括：微控制单元于一第三控制时间内Δt3控制第一MOS管和第四MOS管导通，直至电容的两端电压提升至Vout，其中Δt3＝t4-t3，t4为第一MOS管和第四MOS管再次关断、第二MOS管和第三MOS管再次导通的时刻，t3为第一MOS管和第四MOS管再次关断、第二MOS管和第三MOS管再次导通的时刻。采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：1.实现chargerpump的输入电压和输出电压之间的任意比例关系后，可以取代buck开关充电的方案，比如高通的QC2/3.0充电，或利用平台电源IC的buck给电池充电；无极调节比例的chargerpump可以取代buck来给电池充电。2.由于使用本身是无损器件的电容，不消耗能量，由此充电的效率可以大大提升；3.除了上述应用外，还可以取代供电buck，用作为电源。附图说明图1为符合本专利技术一优选实施例中供电电路的电路连接示意图；图2为符合本专利技术一优选实施例中供电方法的流程示意图。具体实施方式以下结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无极调节的供电电路，包括用于存储电能的电容，其特征在于，所述供电电路还包括：/n电压输入端，连接市电接收电能以形成一输入电压Vin；/n电压输出端，与所述电压输入端连接，并连接至一外部负载，向所述外部负载输出一输出电压Vout；/n第一MOS管，所述第一MOS管的漏极连接至所述电容的第一端，所述第一MOS管的源极连接至所述电压输入端；/n第二MOS管，所述第二MOS管的漏极连接至所述电容的第二端，所述第二MOS管的源极接地；/n第三MOS管，所述第三MOS管的源极连接至所述电容的第一端，所述第三MOS管的漏极连接至所述电压输出端；/n第四MOS管，所述第四MOS管的源极连接至所述电容的第二端，所述第四MOS管的漏极连接至所述电压输出端；/n微控制单元，分别与所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管的栅极连接；/n所述微控制单元控制所述第一MOS管和第二MOS管导通，以向所述电容充电，所述微控制单元周期性地控制所述第二MOS管和第三MOS管、及所述第一MOS管和第四MOS管择一导通，以择一控制输出所述输出电压Vout和向所述电容充电。/n

【技术特征摘要】
1.一种无极调节的供电电路，包括用于存储电能的电容，其特征在于，所述供电电路还包括：
电压输入端，连接市电接收电能以形成一输入电压Vin；
电压输出端，与所述电压输入端连接，并连接至一外部负载，向所述外部负载输出一输出电压Vout；
第一MOS管，所述第一MOS管的漏极连接至所述电容的第一端，所述第一MOS管的源极连接至所述电压输入端；
第二MOS管，所述第二MOS管的漏极连接至所述电容的第二端，所述第二MOS管的源极接地；
第三MOS管，所述第三MOS管的源极连接至所述电容的第一端，所述第三MOS管的漏极连接至所述电压输出端；
第四MOS管，所述第四MOS管的源极连接至所述电容的第二端，所述第四MOS管的漏极连接至所述电压输出端；
微控制单元，分别与所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管的栅极连接；
所述微控制单元控制所述第一MOS管和第二MOS管导通，以向所述电容充电，所述微控制单元周期性地控制所述第二MOS管和第三MOS管、及所述第一MOS管和第四MOS管择一导通，以择一控制输出所述输出电压Vout和向所述电容充电。


2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，
所述微控制单元于一第一控制时间Δt1内控制第一MOS管和第二MOS管导通，第三MOS管和第四MOS管关断，直至Vin＝X·Vout，其中Δt1＝t2-t1，t1为第一MOS管和第二MOS管导通、第三MOS管和第四MOS管关断的时刻，t2为第一MOS管和第四MOS管关断、第二MOS管和第三MOS管导通的时刻。


3.如权利要求2所述的供电电路，其特征在于，
所述微控制单元于一第二控制时间内Δt2控制第二MOS管和第三MOS管导通，直至所述电容的两端电压降低至Vout’，其中Vout’＝Vout-ΔV，Δt2＝t3-t2，t3为第一MOS管和第四MOS管导通、第二MOS管和第三MOS管关断的时刻，t2为第一MOS管和第四MOS管关断、第二MOS管和第三MOS管导通的时刻。


4.如权利要求3所述的供电电路，其特征在于，
所述微控制单元于一第三控制时间内Δt3控制第一MOS管和第四MOS管导通，直至所述电容的两端电压提升至Vout，其中Δt3＝t4-t3，t4为第一MOS管和第四MOS管再次关断、第二MOS管和第三MOS管再次导通的时刻，t3为第一MOS管和第四MOS管再次关断、第二MOS管和第三MOS管再次导通的时刻。


5.一种充电设备，包括壳体，其特征在于，所述壳体内安装有如权利要求1-4任一项所述的供电电路。


6.一种无极调节的供电方法，其特征在于，所述供电方法包括以下步骤：
电压输入端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐科狄，
申请(专利权)人：南昌黑鲨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36