[發明專利]用于電子裝置的高效電池充電器的實施方案

在審

• 申請號: 201810486366.2
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108964457A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 羅伯特·克蘭II·科斯比;彼得·克里斯蒂亞安斯
• 申請（專利權）人: 恩智浦有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M3/07;H02J7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王洵

一種電力轉換器，其包括：降壓轉換器，用以接收輸入電力且設定所述電力轉換器的工作電壓；電流感測電路，用以確定所述電力轉換器的輸入電流；電荷泵電路，用以存儲由電壓調節電路遞送的電荷且將大于所述輸入電流的電流輸出到負載及電池組；以及電池組控制器，用以在所述電力轉換器內控制切換且提供反饋。

相關申請的交叉引用

本申請案是于2017年5月19日提交的序列號為15/600,244的部分繼續申請案，所述部分繼續申請案如本文中完全闡述一般出于所有目的以引用的方式并入。

技術領域

本文中所公開的各種實施例涉及對移動和其它電子裝置充電，包括針對設計用于高電壓直流電池充電的高效2∶1、3∶1和3∶2切換電容器轉換器的實施方案選項。可替換的是，裝置可以提供從Vin到Vout的直流1∶1電力路徑的旁路模式設定。描述兩種8-FET和9-FET拓撲方法連同適用控制電路。描述額外9-FET拓撲，其中將降壓調節器放置成平行于第九FET，以當Vin與Vout比率高于可用切換電容器轉換器比率時提供高效電力傳遞。

背景技術

智能手機、其它移動裝置和小型電子裝置的快速電池充電在過去幾年中變得越來越重要。歸因于線纜、連接器的限制以及移動裝置中的鋰離子(Li離子)電池的充電接受率，傳統上充電電流限制在約3安培。最近可實現的充電接受率方面的進展允許一些移動裝置電池以高得多的電流進行充電，例如，對于三安培-小時電池，電流在六安培與十安培之間。通過使用大電流旅行適配器來實施對此新電池能力的市場可購響應，所述電流旅行適配器兩端具有專用高電流線纜和高電流連接器，從而在電池的充電狀態下在變化電壓下提供高電流。

發明內容

下文呈現各種實施例的簡要概述。在以下概述中可以做出一些簡化和省略，其意在突出和介紹各種實施例的一些方面，但不限制本發明的范圍。在稍后的章節中將詳細描述足以讓本領域的普通技術人員能獲得且使用本發明性概念的實施例。

各種實施例包括一種電力轉換器，所述電力轉換器包括：降壓轉換器，用以接收輸入電力且設定所述電力轉換器的工作電壓；電流感測電路，用以確定所述電力轉換器的輸入電流；電荷泵電路，用以存儲由電壓調節電路遞送的電荷且將大于所述輸入電流的電流輸出到負載及電池組；以及電池組控制器，用以在所述電力轉換器內控制切換且提供反饋。

降壓轉換器可用于反向升壓模式中以將來自電池組的電力供應回到電壓輸入。

電荷泵電路可包括在第一電壓額定值下的多個第一晶體管和在第二電壓額定值下的多個第二晶體管，所述第二電壓額定值是所述第一電壓額定值的兩倍。輸出電壓可以輸入電壓的1.5倍、兩倍或三倍的比率產生。

降壓轉換器可包括一對晶體管和電感器。

電荷泵電路可包括多個背柵晶體管，以阻擋從輸出到輸入的泄漏電流。

電荷泵電路可包括被交替切換以將電力提供到負載的一對飛跨電容器。

電荷泵電路可包括一對輸入晶體管且電荷泵電路包括一對背柵晶體管、一對中點晶體管和一對接地晶體管。

輸入晶體管和中點晶體管可被接通以對電荷泵充電且被切斷以使電荷泵放電。背柵晶體管和接地晶體管可被接通以使電荷泵放電且被切斷以對電荷泵充電。背柵晶體管可被開啟以防止電力轉換器中從輸出到輸入的反向電流。

各種實施例還包括對具有電力轉換器的電源適配器充電的方法，所述方法包括：使用降壓轉換器接收輸入電力且設定電力轉換器的工作電壓；使用電流感測電路確定電力轉換器的輸入電流；通過電荷泵電路存儲由電壓調節電路遞送的電荷且將大于輸入電流的電流輸出到負載及電池組；以及使用電池組控制器在電力轉換器內控制切換且提供反饋。