[發明專利]具有調節回路的電池充電系統

有效

• 申請號: 201680090325.0
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN109964384B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 曼弗雷德·科勒;霍爾格·彼得森
• 申請（專利權）人: DIALOG半導體（英國）有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 張全文

描述了用于電子設備的電池(140)的充電系統(100，200)。充電系統(100，200)包括被配置用以從電源獲得轉換電壓(121)下的轉換電流的適配器(110)。此外，充電系統(100，200)包括被配置用以通過使用轉換電壓(121)下的轉換電流用電池電壓(141)下的電池電流對電子設備的電池(140)充電的電池充電器(130)。另外，充電系統(100，200)包括被配置用以將轉換電壓(121)下的轉換電流傳輸給電池充電器(130)的功率傳輸裝置。另外，充電系統(100，200)包括被配置用以將指示電池電壓和/或電池電流的反饋信息從電池充電器(130)傳輸到適配器(110)的通信裝置。適配器(110)被配置用以根據反饋信息設置轉換電壓(121)和/或轉換電流。

技術領域

本文件涉及以節能方式對電池充電的系統和方法。

背景技術

輸入電壓V_in在20V范圍內的高壓(HV)電池充電器通常利用基于電感器的功率轉換器，實現的轉換效率在約為90％的范圍內。這種相對低效是由于電感性降壓功率轉換器的效率對僅略低于輸入電壓V_in的輸出電壓V_out(即轉換比V_out/V_in約為1時)才是最佳的。

電池或輸出電壓通常為V_out＝3.6V(即4.2V)且來自外部電源的輸入電壓V_in(本文也稱為轉換電壓)可高達20V。作為其結果，轉換比V_in/V_out相對較高且功率轉換效率通常降低。開關頻率是影響電感性降壓轉換器效率的一個參數，其中當開關頻率降低時功率轉換器的效率通常增加。另一方面，相對較低開關頻率下的合理電流紋波通常需要具有相對較高電感的電感器。電感器的尺寸通常隨著電感的增加而增加。因此，具有相對較高電感的電感器的使用通常與現代便攜式電子設備(如薄平板PC或智能電話)不兼容。因此，用于便攜式電子設備的電池充電器通常使用相對低電感的線圈，從而觸發相對較高的開關頻率，由此限制了電池充電器的功率轉換器可實現的最大轉換效率。

本文件解決了提供節能和緊湊的用于對電子設備的電池充電的系統的技術問題。

獨立權利要求解決了該技術問題。此外，在從屬權利要求中描述了改進。

發明內容

根據一個方面，描述了一種用于電子設備電池的充電系統。充電系統包括被配置用以從電源獲取轉換電壓下的功率的適配器。特別地，適配器可以被配置用以在轉換電壓下獲取轉換電流。舉例來說，電源可以以AC電壓(如AC頻率為60Hz或50Hz的110V或230V)提供AC電。另一方面，轉換電壓通常為DC電壓(如10V范圍內)且轉換電流通常為DC電流。這樣，適配器可包括用于從電源提供的AC功率中獲取在DC轉換電壓下的功率的AC/DC轉換器。適配器可包括墻插頭適配器，即適配器可包括用于將適配器與墻插座(如市電電源的墻插座)連接的功率插頭。

此外，充電系統包括電池充電器，該電池充電器被配置用以通過使用轉換電壓下的功率，特別是使用轉換電壓下的轉換電流，以電池電壓下的電池電流對電子設備的電池充電。這樣，在電池充電器的輸出端就提供了電池電壓下的電池電流。電池電流可被調節到(可能預定的)目標電池電流(如調節到恒定目標電池電流或遵循預定充電曲線的目標電池電流；目標電池電流可例如取決于溫度和/或取決于待充電電池的歷史和/或取決于先前的充電行為)。電池電流的調節可以由電池充電器內的電流調節器或功率適配器內的電流調節器來執行。電池充電器可實現為電子設備的一部分。通常，適配器和電池充電器實現為獨立的物理單元，特別是獨立的集成電路(ICs)。