[發(fā)明專利]電容式電源轉(zhuǎn)換電路與充電控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710173266.X
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN107846143B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃宗偉
• 申請（專利權(quán)）人: 立锜科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;H02J7/00
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 張一軍;趙靜

1.一種電容式電源轉(zhuǎn)換電路，用以在一充電模式下，將一匯流節(jié)點上的一直流電源轉(zhuǎn)換為一充電電源而對一電池充電，其中該充電電源包括一充電電壓以及一充電電流，該電池具有一電池電壓，且用以在一供電模式下，將該電池電壓轉(zhuǎn)換成為一供電電壓；其中該直流電源包括一直流電壓以及一直流電流；其特征在于，該電容式電源轉(zhuǎn)換電路包括：

一轉(zhuǎn)換開關(guān)電路，包括多個轉(zhuǎn)換開關(guān)，與一或多個轉(zhuǎn)換電容器耦接；以及

一轉(zhuǎn)換控制電路，用以產(chǎn)生一開關(guān)控制訊號，以控制該多個轉(zhuǎn)換開關(guān)；

其中于該充電模式下，一電源發(fā)送單元轉(zhuǎn)換一輸入電源而于該匯流節(jié)點上產(chǎn)生該直流電源，該電源發(fā)送單元調(diào)節(jié)該直流電流于一預(yù)設(shè)的直流電流位準(zhǔn)，且該開關(guān)控制訊號于多個充電轉(zhuǎn)換時段中，對應(yīng)操作該多個轉(zhuǎn)換開關(guān)，使該一或多個轉(zhuǎn)換電容器周期性地對應(yīng)耦接于一或多個充電比例電壓節(jié)點、該匯流節(jié)點、以及一接地點其中的一對節(jié)點之間，由此以開回路方式使得該充電電流的位準(zhǔn)為該預(yù)設(shè)的直流電流位準(zhǔn)的一默認(rèn)的增流倍數(shù)；其中該充電電源耦接于該一或多個充電比例電壓節(jié)點中的一節(jié)點；

且其中于該供電模式下，該開關(guān)控制訊號于多個供電轉(zhuǎn)換時段中，對應(yīng)操作該多個轉(zhuǎn)換開關(guān)，使該一或多個轉(zhuǎn)換電容器周期性地對應(yīng)耦接于一或多個供電比例電壓節(jié)點、該電池電壓、以及該接地點其中的一對節(jié)點之間，而于該一或多個供電比例電壓節(jié)點中的一節(jié)點產(chǎn)生一輸出訊號，且根據(jù)該輸出訊號而于該匯流節(jié)點上產(chǎn)生一供電電壓，由此以開回路方式使得該供電電壓的位準(zhǔn)為該電池電壓位準(zhǔn)的一默認(rèn)的增壓倍數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述的電容式電源轉(zhuǎn)換電路，其中，該轉(zhuǎn)換電容器包括第一與第二轉(zhuǎn)換電容器，該多個供電轉(zhuǎn)換時段包括三供電轉(zhuǎn)換時段；其中于該供電模式下，該開關(guān)控制訊號控制該多個轉(zhuǎn)換開關(guān)，于該三供電轉(zhuǎn)換時段中，使該第一與第二轉(zhuǎn)換電容器周期性地對應(yīng)耦接于該多個供電比例電壓節(jié)點、該電池電壓、以及該接地點其中的一對節(jié)點之間，使得該增壓倍數(shù)為4/3，其中于一穩(wěn)態(tài)時，該第一與第二轉(zhuǎn)換電容器的跨壓分別為該電池電壓的2/3與1/3。

3.如權(quán)利要求1所述的電容式電源轉(zhuǎn)換電路，其中，該轉(zhuǎn)換電容器包括第一與第二轉(zhuǎn)換電容器，該多個供電轉(zhuǎn)換時段包括二供電轉(zhuǎn)換時段；其中于該供電模式下，該開關(guān)控制訊號控制該多個轉(zhuǎn)換開關(guān)，于該二供電轉(zhuǎn)換時段中，使該第一與第二轉(zhuǎn)換電容器周期性地對應(yīng)耦接于該多個供電比例電壓節(jié)點、該電池電壓、以及該接地點其中的一對節(jié)點之間，使得該增壓倍數(shù)為3/2，其中于一穩(wěn)態(tài)時，該第一與第二轉(zhuǎn)換電容器的跨壓皆為該電池電壓的1/2。

4.如權(quán)利要求1所述的電容式電源轉(zhuǎn)換電路，其中，該轉(zhuǎn)換電容器包括第一與第二轉(zhuǎn)換電容器，該多個充電轉(zhuǎn)換時段包括第一與第二充電轉(zhuǎn)換時段；其中于該充電模式下，該轉(zhuǎn)換控制電路控制該多個轉(zhuǎn)換開關(guān)，使該第一轉(zhuǎn)換電容器的第一端于該第一充電轉(zhuǎn)換時段與該第二充電轉(zhuǎn)換時段中分別對應(yīng)切換而電性連接于該直流電壓與該充電電壓之間，且使該第一轉(zhuǎn)換電容器的第二端于該第一充電轉(zhuǎn)換時段與該第二充電轉(zhuǎn)換時段中分別對應(yīng)切換而電性連接于該充電電壓與該接地點之間，且使該第二轉(zhuǎn)換電容器的第一端于該第二充電轉(zhuǎn)換時段與該第一充電轉(zhuǎn)換時段中分別對應(yīng)切換而電性連接于該直流電壓與該充電電壓之間，且使該第二轉(zhuǎn)換電容器的第二端于該第二充電轉(zhuǎn)換時段與該第一充電轉(zhuǎn)換時段中分別對應(yīng)切換而電性連接于該充電電壓與該接地點之間，使得該充電電流的位準(zhǔn)為該預(yù)設(shè)的直流電流位準(zhǔn)的2倍。

5.如權(quán)利要求1所述的電容式電源轉(zhuǎn)換電路，還包括一線性調(diào)節(jié)開關(guān)電路，用以于該供電模式下，轉(zhuǎn)換該輸出訊號于該匯流節(jié)點上產(chǎn)生該供電電壓，其中該轉(zhuǎn)換控制電路還產(chǎn)生一線性調(diào)節(jié)訊號，用以線性地控制該線性調(diào)節(jié)開關(guān)電路的一調(diào)節(jié)開關(guān)，使得該供電電壓的位準(zhǔn)調(diào)節(jié)于一默認(rèn)的輸出電壓位準(zhǔn)；且于該充電模式下，該調(diào)節(jié)開關(guān)受控制為導(dǎo)通狀態(tài)。

6.如權(quán)利要求5所述的電容式電源轉(zhuǎn)換電路，于該供電模式下，該轉(zhuǎn)換控制電路還根據(jù)一電池電壓相關(guān)訊號而確定該默認(rèn)的增壓倍數(shù)，使該輸出訊號大于該供電電壓，使得該調(diào)節(jié)開關(guān)的輸入端與輸出端之間的跨壓小于一默認(rèn)的壓差電壓。