[發明專利]高效率的電池喚醒充電方法和電路

有效

• 申請號: 200710080177.7
• 申請日: 2007-02-14
• 公開（公告）號: CN101051755A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 瑪利安·尼古拉;康斯坦丁·布克
• 申請（專利權）人: 美國凹凸微系有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/04
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊勇;鄭建暉

技術領域

本發明系關于電源管理拓撲結構，具體為電池充電控制器。

背景技術

各種便攜式電子裝置都有一個電源管理系統，該系統監視、控制并引導各種電源給電子裝置的系統負載供電。這些電源通常都包括一個固定輸出的交流直流(ACDC)適配器和一個或多個可充電電池。該電源系統包括一個電源轉換模塊，例如，一個直流/直流轉換器，該轉換器可把ACDC適配器提供的固定直流電壓轉換為一個精確的可控制的可變輸出直流電壓給電池充電。

電源系統從ACDC適配器或主電池供電給系統，如果符合適當的條件，并進行電池充電。如此，通常有一個用于選擇性的連接ACDC適配器和系統的ACDC電源開關，一個用于選擇性的連接主電池和系統的電池開關，以及一個連接主電池和直流/直流轉換器的輸出來充電的充電開關。當系統由ACDC適配器供電時，ACDC電源開關閉合，而電池開關斷開，充電開關可以是閉合或者斷開。相反，當系統由電池供電時，電池開關閉合，而ACDC電源開關和充電開關皆斷開。

為了使電池充電達到其最大工作電壓，ACDC適配器的輸出電壓通常選擇為高于電池的最大工作電壓(通常至少高出1至2伏)。因為ACDC適配器的輸出電壓為固定值，而電池的輸出電壓可能變化很大(根據充電狀態)，所以ACDC適配器和電池不能在某段時間并聯給系統負載供電。這種電壓差異會導致產生高電壓電源(ACDC適配器)到低電壓電源(電池)之間的不需要的內部電流。結果是，為了解決系統的暫時高電壓需要，ACDC適配器通常會偏大，從而大大增加了電源系統的成本。

另外，因為ACDC適配器的輸出電壓固定，它的輸出電壓不能用來給要求精確充電電壓和電流控制的電池充電。如此，必須有一個由直流/直流轉換器完成第二步電源轉換步驟。第二步電源轉換步驟進一步造成了成本的增加并且降低了電源系統的總效率。

因此，本領域對電源管理拓撲結構存在一種需要，即電源管理拓撲結構能僅用一步電源轉換就可提供一個可控制直流輸出給系統負載和電池，或能使并聯的可控制直流電源和電池給系統負載供電，或者同時具有上述兩個特征。

發明內容

本發明之優點在于提供了一種用于高效地給電池充電的方法和電路，該方法和電路縮短了充電時間，并節約了成本。

本發明提供了一種用于給電池充電的方法。該方法的步驟包括生成一個第一信號，其電壓值取決于電池電壓，將第一信號的電壓值與一個可設定的電壓相比較，該可設定的電壓值代表了電池的最大充電電流，生成一個第二信號，該信號代表了提供給電池的充電電流。第二信號的電壓值從第一信號和可設定電壓的電壓值中選取較小值。

本發明提供了一種可變喚醒電路，該電路可提供一個喚醒信號，該信號代表了一個提供給電池的充電電流。可變喚醒電路包括一個信號處理電路和一個比較電路。信號處理電路可能為一個加法類型電路，該電路接收一個第一可設定電壓，該電壓代表最小喚醒電流，接收一個第三信號，該信號代表電池電壓。信號處理電路用于生成一個第一輸出信號，其電壓值取決于第一可設定電壓和第三信號。比較電路用于接收第一輸出信號和第二可設定電壓，第二可設定電壓代表允許的最大喚醒電流，比較電路還用于生成喚醒信號。喚醒信號的電壓值從第一輸出信號和第二可設定電壓的電壓值之中選取較小值。

本發明還提供了一種可變喚醒電路，該電路通過一個串聯在電池充電路徑上的電流控制設備至少可設定和控制一個提供給電池的喚醒電流。該可變喚醒電路包括一個可變喚醒電流值電路、一個誤差放大器和一個驅動電路。可變喚醒電流值電路響應一個第一信號，該信號代表電池的瞬間電壓，響應一個第一可設定電壓，該電壓代表電池的最小喚醒電流，并響應一個第二可設定電壓，該電壓代表電池允許的最大喚醒電流。可變喚醒電流值電路還可生成一個喚醒信號，該信號代表用于電池充電的喚醒電流。該喚醒信號的電壓值至少取決于第一可設定電壓和第一信號的電壓值。誤差放大器接收上述喚醒信號和一個電池電流檢測信號，該電池電流檢測信號代表流經電流控制設備的電池的瞬間充電電流。誤差放大器根據喚醒信號和電池電流檢測信號的差值生成一個誤差信號。驅動電路至少根據上述誤差信號生成一個設備驅動信號。該設備驅動信號可命令電流控制設備根據喚醒信號的值將瞬間充電電流保持在一個相應的大小。