[發明專利]包含雙向直流變換器的電源電路及其控制方法

在審

• 申請號: 201410174091.0
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN104092277A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 趙晨;張凌棟
• 申請（專利權）人: 矽力杰半導體技術(杭州)有限公司
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;劉鋒

1.一種包含雙向直流變換器的電源電路，包括：

第一端子，用于耦接外部電源；

第二端子，用于耦接負載；

第三端子，用于耦接電池；

串聯耦接在所述第一端子和所述第二端子之間的第一半導體開關和第二半導體開關；以及

模式切換模塊，分別與所述第一半導體開關、所述第二半導體開關和所述雙向直流變換器耦接，

其中，所述雙向直流變換器耦接在所述第一半導體開關和所述第二半導體開關的中間節點與所述第三端子之間，并且可以在用于給所述電池充電的第一工作模式和用于從所述電池向所述負載供電的第二工作模式之間切換。

2.根據權利要求1所述的電源電路，其中，所述模式切換模塊用于控制所述第一半導體開關和所述第二半導體開關的開關狀態，以及用于切換所述雙向直流變換器的工作模式。

3.根據權利要求2所述的電源電路，其中，在啟動所述電源電路時，如果檢測到所述外部電源，所述模式切換模塊控制所述第一半導體開關和所述第二半導體開關均導通，并控制所述雙向直流變換器以所述第一工作模式運行，以及

在啟動所述電源電路時，如果未檢測到所述外部電源，所述模式切換模塊控制所述第一半導體開關斷開和所述第二半導體開關導通，并控制所述雙向直流變換器以所述第二工作模式運行。

4.根據權利要求2所述的電源電路，其中，在所述雙向直流變換器以所述第一工作模式運行期間，當未檢測到所述外部電源時，所述模式切換模塊停止所述雙向直流變換器的工作且斷開所述第一半導體開關，然后所述雙向直流變換器才開始以所述第二工作模式運行，以及

在所述雙向直流變換器以所述第二工作模式運行期間，當檢測到所述外部電源時，所述模式切換模塊停止所述雙向直流變換器的工作且導通所述第一半導體開關，然后所述雙向直流變換器才開始以所述第一工作模式運行。

5.根據權利要求2所述的電源電路，其中，在所述雙向直流變換器以所述第一工作模式運行期間，所述模式切換模塊可以斷開所述第二半導體開關，使得來自所述外部電源的電能全部供給所述電池充電。

6.根據權利要求2所述的電源電路，其中，在所述外部電源、所述負載和所述電池中的任一個短路時，所述模式切換模塊斷開所述第一半導體開關、所述第二半導體開關和所述雙向直流變換器中的相應一個，從而啟動對所述電源電路的保護功能。

7.根據權利要求6所述的電源電路，其中，在啟動對所述電源電路的保護功能時，仍然維持所述電源電路給所述電池充電和向所述負載供電的功能至少之一。

8.根據權利要求2所述的電源電路，還包括：耦接在所述雙向直流變換器和所述第三端子之間的第三半導體開關，其中，所述模式切換模塊還用于控制所述第三半導體開關的開關狀態。

9.根據權利要求8所述的電源電路，其中，在所述雙向直流變換器的輸出短路時，所述模式切換模塊斷開所述第三半導體開關，從而啟動對所述電源電路的保護功能。

10.根據權利要求2所述的電源電路，其中，在所述外部電源超過額定輸入電壓時，所述模式切換模塊斷開所述第二半導體開關。

11.根據權利要求2所述的電源電路，其中，在所述外部電源超過額定輸入電壓時，所述模式切換模塊使得所述第二半導體開關工作在線性狀態，將輸出給所述負載的電壓箝位在期望的安全電壓之下。

12.根據權利要求2所述的電源電路，還包括：至少一個附加的端子，每一個所述附加的端子具有各自的輸出電壓，并且用于耦接各自的負載。

13.根據權利要求12所述的電源電路，還包括：與至少一個所述附加的端子耦接的線性電壓調節器，用于從所述外部電源和所述電池產生其輸出電壓。

14.根據權利要求1所述的電源電路，其中所述雙向直流變換器包括：

串聯耦接在一起的高側半導體開關和低側半導體開關；

磁性元件，耦接至所述高側半導體開關和所述低側半導體開關的中間節點；以及

開關控制模塊，分別控制所述高側半導體開關和所述低側半導體開關的導通或斷開。

15.根據權利要求14所述的電源電路，其中所述第一工作模式為同步降壓工作模式，所述第二工作模式為同步升壓工作模式。