[實用新型]交流/直流快充系統及用于其的快充協議芯片

有效

• 申請號: 202022115257.5
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN214227918U
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 姚超;張允超;張秀紅
• 申請（專利權）人: 昂寶電子（上海）有限公司
• 主分類號: H02J7/10
• 分類號: H02J7/10;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: 田琳婧

公開了一種交流/直流快充系統及用于其的快充協議芯片。用于交流/直流快充系統的快充協議芯片包括恒壓放大器和恒壓補償電路，其中：恒壓放大器的第一端子與快充協議芯片中的第一數模轉換器的輸出端連接，第二端子與恒壓補償電路的第一端子連接，第三端子與恒壓補償電路的第二端子和快充協議芯片的光耦驅動腳連接，第四端子接地；恒壓補償電路的第一端子與恒壓放大器的第二端子連接，第二端子與恒壓放大器的第三端子和快充協議芯片的光耦驅動腳連接，第三端子與快充協議芯片的電壓輸入腳連接，第四端子接地。

技術領域

本實用新型涉及電路領域，更具體地涉及一種交流/直流快充系統及用于其的快充協議芯片。

背景技術

在交流/直流(AC/DC)快充系統中，由于輸出電壓的檔位多、步進小，為了能輸出精確的恒壓/恒流(CV/CC)，通常在變壓器的副邊側進行恒壓/恒流(CV/CC)環路補償。相對于傳統的TL431補償方式，目前更多的做法是將TL431誤差放大器集成在快充協議芯片上，并將TL431補償電路設置在快充協議芯片外部，以節省快充協議芯片的面積。

圖1示出了傳統的AC/DC快充系統100的系統架構的示意圖。如圖1 所示，AC/DC快充系統100包括設置在變壓器T1的原邊側的脈寬調制 (PWM)控制芯片102、設置在變壓器T1的副邊側的同步整流(SR)芯片104、以及設置在變壓器T1的副邊側的快充協議芯片106，其中： PWM控制芯片102用于控制功率管P1的開啟和關斷；SR芯片104用于代替肖特基二極管實現同步整流功能，可以大大提高AC/DC快充系統100 的充電效率；快充協議芯片106集成了快充協議和恒壓/恒流環路的誤差放大器部分，而恒壓/恒流環路的補償電路設置在快充協議芯片106外部。

當圖1所示的AC/DC快充系統100工作時，快充協議芯片106通過通訊腳CC1/CC2/DP/DN與被充電設備進行通訊，并且通訊腳 CC1/CC2/DP/DN被提供以不同的電壓/電流/功率。具體地，快充協議芯片 106通過通訊腳CC1/CC2或者DP/DN與被充電設備通訊，告知被充電設備AC/DC快充系統100支持的電壓、電流、以及功率等信息，同時可以響應被充電設備要求的電壓和電流等控制要求。

圖2示出了用在圖1所示的AC/DC快充系統100中的反激式控制架構的示意圖。如圖2所示，變壓器T1的原邊電感Np和副邊電感Nsec為異名端；在功率管P1開啟期間，原邊電感Np儲存能量；在功率管P1關斷期間，原邊電感Np將儲存的能量傳遞到副邊電感Nsec，副邊電感Nsec退磁并將能量提供給負載Ro。

圖3示出了用在圖1所示的AC/DC快充系統100中的快充協議芯片 106的內部架構的示意圖。如圖3所示，快充協議芯片106包括恒壓放大器和恒流放大器，它們的工作原理如下：在恒壓工作模式下，恒流放大器處于開環狀態，恒壓放大器將AC/DC快充系統100的輸出電壓Vo經由片外分壓電阻Rup和Rdn分壓得到的分壓值vo_div(由電壓采樣腳VFB輸入快充協議芯片106)與內部恒壓基準電壓vref_cv進行比較，將兩者的誤差通過誤差放大器CV_EA的放大后送到漏極開路結構的N型金屬-氧化物 -半導體(NMOS)晶體管NM_CV轉換成光耦電流，將信號傳遞給變壓器 T1的原邊側的PWM控制芯片102的反饋腳FB從而將AC/DC快充系統100的輸出電壓Vo調節到設定值；在恒流工作模式下，恒壓放大器處于開環狀態，恒流放大器將AC/DC快充系統100的輸出電流的采樣放大值 vcs_amp與內部恒流基準電壓vref_cc進行比較，將兩者的誤差通過誤差放大器CC_EA的放大后送到漏極開路結構的NMOS晶體管NM_CC轉換成光耦電流，將信號傳遞給變壓器T1的原邊側的PWM控制芯片102的反饋腳FB從而將AC/DC快充系統100的輸出電流調節到設定值。

在圖1所示的AC/DC快充系統100中，恒流放大器和恒壓放大器的補償電路均設置在快充協議芯片106外部，即恒壓放大器的補償電路跨接在快充協議芯片106的光耦驅動腳OPTO和電壓采樣腳VFB之間，恒流放大器的補償電路跨接在快充協議芯片106的光耦驅動腳OPTO和電流采樣放大腳IFB之間。