[實用新型]充電電路及其電容式電源轉換電路

有效

• 申請號: 201720171096.7
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN206619917U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 黃宗偉;林水木;黃威仁;佘憲治;陳登政
• 申請（專利權）人: 立锜科技股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M3/07
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 張一軍,趙靜

技術領域

本實用新型涉及一種充電電路，特別是指一種可倍增電流的充電電路。本實用新型也涉及用于充電電路中的電容式電源轉換電路。

背景技術

圖1揭示一種現有技術的充電電路(充電電路1)，其包含一具有直接充電能力的電源適配器(adaptor)11，可提供充電電流IBAT經由一纜線20(例如USB纜線)以及一負載開關40(load switch)對一電池50進行恒定電流(CC,constant current)充電。然而圖1中所示的現有技術，在使用例如USB纜線等標準纜線的情況下，其纜線的電流限額一般來說相對較低，例如約為5A或以下，充電時間因而較長。若欲加速充電時間而提高充電電流(例如8A或以上)，則必須使用線徑較粗的專用快速充電纜線，除了因使用非標準纜線造成使用者的不便之外，快速充電纜線也因為線徑較粗不易撓曲而不便于使用。

圖2揭示另一種現有技術的充電電路(充電電路2)，其包含一切換式充電電路60，可將電源適配器11所提供的電源(例如但不限于USB PD的5V或9V或12V的VBUS)轉換為充電電流IBAT，而對電池50進行恒定電流(CC,constant current)充電。圖2中所示的現有技術的缺點在于，在切換式充電電路60中，難以選用合適規格的電感器與開關(未示出)來兼顧充電電流量、電流漣波幅度、開關導通電阻、能量轉換效率等各種參數的優化，導致設計優化不易達成。

本實用新型相較于圖1的現有技術，其優點在于可提供倍增的充電電流對電池充電，可縮短充電時間，卻又可以使用如USB纜線等標準纜線，在相對較低的纜線電流下操作，方便使用者的應用，而本實用新型相較于圖2的現有技術而言，具有無需電感器，縮小尺寸，降低成本，以及零件選用易于優化以達最佳能量轉換效率等優點。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足與缺陷，提出一種充電電路及其電容式電源轉換電路，提供倍增的充電電流對電池充電，可縮短充電時間，卻又可以使用如USB纜線等標準纜線，在相對較低的纜線電流下操作，方便使用者的應用，另外，本實用新型還具有無需電感器，縮小尺寸，降低成本，以及零件選用易于優化以達最佳能量轉換效率等優點。

為達上述目的，就其中一個觀點言，本實用新型提供了一種充電電路，用以對一電池提供一充電電源，該充電電源包括一充電電壓以及一充電電流，該充電電路包含：一電源發送單元，將一輸入電源轉換為一直流輸出電源，該直流輸出電源包括一直流輸出電壓以及一直流輸出電流；以及一或多個電容式電源轉換電路，包括一轉換開關電路，包括多個轉換開關，與一或多個轉換電容器耦接，用以將該直流輸出電源轉換為該充電電源；其中該電源發送單元調節該直流輸出電流于一預設的輸出電流位準；該電容式電源轉換電路于多個轉換時段中，對應操作該多個轉換開關，使該一或多個轉換電容器周期性地對應耦接于一或多個分壓節點、該直流輸出電壓、以及該接地點其中的一對節點之間，其中該充電電源耦接于該一或多個分壓節點中的一節點，使得該充電電流的位準大致為該預設的輸出電流位準的一默認的增流倍數(current scale-up factor)，其中該充電電流大于該直流輸出電流。

在一較佳實施例中，該轉換控制電路還產生一同步控制訊號，且根據該同步控制訊號，控制該多個電容式電源轉換電路的各多個轉換時段之間為同步。

在一較佳實施例中，在任一轉換時段中，于該一或多個分壓節點、該直流輸出電壓、以及該接地點其中的任一對節點之間，至多耦接于該多個轉換電容器之一。

在一較佳實施例中，該電容式電源轉換電路包括一第一電容式電源轉換電路，該轉換電容器包括一第一轉換電容器，該多個轉換時段包括一第一轉換時段以及一第二轉換時段；其中該轉換控制電路控制該多個轉換開關，使該第一轉換電容器的第一端于該第一轉換時段與該第二轉換時段中分別對應切換而電性連接于該直流輸出電壓與該充電電壓之間，且使該第一轉換電容器的第二端于該第一轉換時段與該第二轉換時段中分別對應切換而電性連接于該充電電壓與該接地點之間；其中該充電電流的位準大致為該預設的輸出電流位準的二倍。

在一較佳實施例中，該轉換電容器還包括一第二轉換電容器；其中該轉換控制電路控制該多個轉換開關，使該第二轉換電容器的第一端于該第二轉換時段與該第一轉換時段中分別對應切換而電性連接于該直流輸出電壓與該充電電壓之間，且使該第二轉換電容器的第二端于該第二轉換時段與該第一轉換時段中分別對應切換而電性連接于該充電電壓與該接地點之間。