[發明專利]具有輸出電流校準的反激轉換器

在審

• 申請號: 201910345407.0
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN111293886A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 劉文鐸;姚建明;大衛·恩古勒恩;李韜
• 申請（專利權）人: 戴濼格半導體股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02J7/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 林強

本公開涉及具有輸出電流校準的反激轉換器。公開了一種輸出電流校準以增加反激轉換器的恒定電流模式的準確度和精度。

技術領域

本申請涉及反激轉換器，更具體地涉及具有輸出電流校準的反激轉換器。

背景技術

根據電池充電的狀態，通過各種恒定電壓或恒定電流模式對電池供電設備的電池進行充電。如名稱所暗示的，充電電壓在恒定電壓模式期間保持恒定在某個固定水平，而充電電流可以變化。相反，充電電流在恒定電流模式期間保持恒定，而充電電壓可以變化。就電池壽命而言，恒定電壓和恒定電流模式的正確排序和控制至關重要。例如，智能電話的電池經常是集成且不可拆卸的。如果此類設備的電池損壞，則必須更換整個智能電話。因此，移動設備傳統上包括控制電池的充電電壓和充電電流的電池管理電路。

由于移動設備內的電池管理電路正在控制施加到電池的充電電壓和充電電流，因此放寬了向移動設備供電的開關功率轉換器的容差。圖1中示出了示例性充電系統。諸如反激轉換器100之類的開關功率轉換器在恒定電壓操作模式期間將輸入電壓轉換為經調節的輸出電壓V_OUT。諸如智能電話105之類的電池供電設備包括電池管理電路110，其控制應用于電池的恒定電壓或恒定電流充電，以使用來自反激轉換器100的輸出功率為系統115供電。例如，在恒定電壓模式下，電池管理電路110將來自反激轉換器100的恒定輸出電壓調節為電池的恒定充電電壓。類似地，在恒定電流模式中，電池管理電路110將來自反激轉換器100的恒定輸出電流調節為電池的恒定充電電流。電池管理電路100的該調節為反激轉換器100中的調節提供了一定程度的容差。

例如，對于恒定電壓和恒定電流操作模式，如圖2所示，反激轉換器100的輸出電壓和輸出電流容差可以是+/-5％。對于5V的期望恒定電壓模式，5％容差意味著輸出電壓實際上可以在4.75V至5.25V的范圍內。為了在恒定電壓操作期間保持調節，反激轉換器100中的初級側控制器(未示出)需要一些感測輸出電壓的裝置。在僅初級反饋配置中，可以通過輔助繞組(或通過初級繞組)來感測輸出電壓。同樣如圖2所示，在恒定電流操作模式期間，輸出電流出現類似的容差范圍。就像輸出電壓一樣，初級側控制器無法直接感測輸出電流，但必須改為間接感測輸出電流。為了間接地感測輸出電流，初級側控制器可以使用感測電阻器感測開關循環中通過功率開關的峰值電流。然后可以估計輸出電流，因為輸出電流與峰值電流成比例。具體而言，該比例性取決于包括變壓器匝數比、開關周期、感測電阻器電阻和變壓器復位時間在內的許多因素。

諸如圖2所示，如果輸出電流容差相當大，則輸出電流的這種間接感測是足夠的。但是已經開發出如下便攜式設備，其中在本文中表示為直接充電系統之物中電池管理電路100要么不存在要么被旁路。在直接充電系統中，功率轉換器自身直接為便攜式設備的電池充電。但請注意，現代智能電話通常將電池不可拆卸地集成到電話中，所以如果電池有缺陷，則整個智能電話變得有缺陷。鑒于現代智能電話的高成本，這尤其成問題。因此至關重要的是：諸如反激轉換器100之類的功率轉換器以相當高的精度調節恒定電壓和恒定電流模式，以便使移動設備的電池保持健康。因此，在直接充電系統中降低了這些操作模式的容差(例如，期望的恒定電流或恒定電壓的+/-1％)。盡管降低了容差，但請注意，控制峰值電流和輸出電流之間的比例性的組件參數(諸如感測電阻和變壓器復位時間)存在可觀的容差。因此，輸出電流的初級側調節在恒定電流操作期間實現必要的容差是有問題的。

因此，本領域中存在對在恒定電流操作期間具有對輸出電流的改進初級側調節的反激轉換器的需要。

發明內容

用于直接充電應用的反激轉換器設置有次級側輸出電流校準電路。該校準電路感測輸出電流，使得可以響應于所感測的輸出電流而調整對恒定電流操作模式中的功率開關循環的調節。但是，與功率開關循環頻率相比，輸出電流的該感測相對不頻繁地進行，使得恒定電流操作的控制回路的穩定性不受輸出電流校準的影響。

附圖說明

圖1是傳統移動設備充電系統的示圖，其中移動設備包括功率管理電路。