[發明專利]用于多輸出充電設備的電流共享

在審

• 申請號: 201980038210.0
• 申請日: 2019-08-21
• 公開（公告）號: CN113383487A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: E·H·郭;A·J·庫爾卡尼;李然;R·S·圣皮埃爾
• 申請（專利權）人: 電力集成公司
• 主分類號: H02M1/44
• 分類號: H02M1/44;H02M3/335;H02J7/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

一種充電設備包括被配置為提供第一輸出功率的第一功率轉換器、被配置為提供第二輸出功率的第二功率轉換器。開關耦合到所述第一功率轉換器和所述第二功率轉換器。第一插口被配置為將來自所述第一功率轉換器的所述第一輸出功率遞送到第一受電設備。第二插口被配置為將來自所述第二功率轉換器的所述第二輸出功率遞送到第二受電設備。功率遞送(PD)控制器被配置為檢測所述第一插口到所述第一受電設備的耦合。另外，所述PD控制器被配置為檢測所述第二插口到所述第二受電設備的耦合的不存在。此外，所述PD控制器被配置為控制所述開關以將所述第一輸出功率和所述第二輸出功率提供給所述第一受電設備。

背景信息

技術領域

本發明總體上涉及為受電設備(powered device)提供由充電設備中的一個或多個功率轉換器生成的功率。

背景技術

電子設備(諸如，蜂窩電話、平板計算機、膝上型計算機等)使用電力運行。由于開關模式功率轉換器效率高、體積小和重量輕，因此它們通常被用來為現今的許多電子設備供電。常規的壁式插座提供高壓交流電。在開關功率轉換器中，通過能量傳遞元件轉換高壓交流(ac)輸入，以向負載提供良好調節的直流(dc)輸出。在運行中，利用開關來通過改變占空比(通常是開關的導通時間與總開關周期的比率)、改變開關頻率或改變開關模式功率轉換器中的開關的每單位時間的脈沖的數目來提供期望的輸出。

充電設備可以耦合到壁式插座以接收ac輸入，并且包括生成提供給負載的dc輸出的功率轉換器。功率可以通過電纜諸如通用串行總線(USB)電纜提供給電子設備，所述電子設備也可以被稱為受電設備。受電設備可以通過充電設備被供電和/或充電。受電設備通常包括可再充電電池，并且開關模式功率轉換器除了提供功率以使受電設備運行之外通常還對電池充電。通常，電纜利用插頭接口連接到充電設備和受電設備。電纜的每端可以具有連接到充電設備或受電設備的相應的插口的插頭。

具有多個插口的充電設備可以被配置為對多個受電設備充電。充電設備可以包括一個或多個功率轉換器，所述一個或多個功率轉換器接收ac輸入電壓，并且將dc輸出提供給受電設備。輸出電壓乘以輸出電流被定義為輸出功率。一般，每個功率轉換器可以經由插口提供給受電設備的功率的量可以通過確保功率(assured power)條件和共享功率(shared power)條件來描述。在一個實施例中，確保功率可以被描述為功率轉換器可以提供給受電設備的功率的最小量。在又一實施例中，共享功率可以被描述為功率轉換器可以提供給受電設備的功率的最大量。

通常，對于被配置為對兩個受電設備充電的充電設備，該充電設備包括兩級功率轉換器。在一個實施例中，該功率轉換器的第一級可以包括反激轉換器。該第一級的輸出被用作第二級功率轉換器的輸入，該第二級功率轉換器可以包括降壓轉換器或降壓\升壓轉換器。每個第二級功率轉換器被最佳地設計以在插入單個受電設備時向受電設備提供共享功率。然而，當插入兩個受電設備時，該充電設備被配置為僅提供確保功率，該確保功率顯著地小于共享功率。兩級功率轉換器的效率可以被計算為第一級功率轉換器的效率的倒數乘以第二級功率轉換器的效率的倒數。具有兩級功率轉換器可能減小總效率，這可以增加充電設備的熱量耗散。為了使熱量耗散，充電設備可以包括散熱器以使熱量耗散。因此，總體充電設備的設計的尺寸和成本增加。

附圖說明

參考以下附圖描述本發明的非限制性和非窮舉性實施方案，其中除非另有說明，否則相同的參考數字在所有各個視圖中指代相同的部分。

圖1A例示了根據本公開內容的實施方案的多輸出充電設備的一實施例，該多輸出充電設備包括多個功率轉換器和由功率遞送(PD控制器)控制的雙向開關。

圖1B例示了根據本公開內容的實施方案的向一個或多個受電設備提供功率的如圖1A中所示出的多輸出充電設備的一實施例。

圖1C是例示了在圖1A和圖1B的充電設備中利用的插口和插頭的互連的簡化引腳分配圖。