[發(fā)明專利]電容計(jì)算裝置、方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110767126.1
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113612385B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋益圭;夏曉明
• 申請（專利權(quán)）人: 上海伏達(dá)半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;G01R27/26;H02J7/00
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11449
• 代理人: 楊思雨

本公開提供了一種電容計(jì)算裝置、方法及系統(tǒng)。方法包括：提供流過開關(guān)電容功率轉(zhuǎn)換器中第一飛跨電容的電流；在第一電壓測量時(shí)刻測量第一飛跨電容的第一端子處的第一電壓；在第二電壓測量時(shí)刻測量第一飛跨電容的第一端子處的第二電壓；基于第一電壓、第二電壓、第一電壓測量時(shí)刻和第二電壓測量時(shí)刻計(jì)算第一飛跨電容的電容值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電容計(jì)算裝置、方法和系統(tǒng)，且在一些具體的實(shí)施例中，涉及開關(guān)電容功率轉(zhuǎn)換器中的電容計(jì)算裝置、方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種電子設(shè)備(例如移動(dòng)電話、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)、MP3播放器和/或其他類似的電子設(shè)備)已經(jīng)流行起來。每個(gè)便攜式設(shè)備可以采用多個(gè)可充電的電池單元(battery cell)。這些可充電的電池單元可以串聯(lián)或并聯(lián)連接，以形成用于存儲(chǔ)電能的可充電電池組。

電池充電器被用來恢復(fù)電池的能量。電池充電器被控制以向電池提供電壓(例如，恒壓充電模式)和電流(例如，恒流充電模式)，以便恢復(fù)電池的能量。

適合于給電池充電的功率轉(zhuǎn)換拓?fù)淇赡苁嵌喾N多樣的。根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同，功率轉(zhuǎn)換拓?fù)淇煞譃槿悾撮_關(guān)型功率轉(zhuǎn)換器、線性穩(wěn)壓器和開關(guān)電容型功率轉(zhuǎn)換器(以下簡稱為開關(guān)電容轉(zhuǎn)換器或開關(guān)電容功率轉(zhuǎn)換器)。與其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比，由于開關(guān)電容轉(zhuǎn)換器由多個(gè)開關(guān)和一個(gè)飛跨電容(flying capacitor)構(gòu)成，所以開關(guān)電容轉(zhuǎn)換器的復(fù)雜性較低。因此，開關(guān)電容轉(zhuǎn)換器可以提供緊湊而高效的電源以實(shí)現(xiàn)電池充電。

開關(guān)電容轉(zhuǎn)換器的輸出電壓紋波與該開關(guān)電容轉(zhuǎn)換器的飛跨電容的電容值直接相關(guān)。由于各種各樣的原因，飛跨電容的電容值可能會(huì)降低。降低的電容值可能導(dǎo)致更大的電壓紋波。當(dāng)采用開關(guān)電容轉(zhuǎn)換器給電池充電時(shí)，較大的電壓紋波可能會(huì)縮短電池的壽命。另外，當(dāng)采用雙相開關(guān)電容轉(zhuǎn)換器(dual-phase switched-capacitor converter)對電池進(jìn)行充電時(shí)，兩個(gè)飛跨電容的不平衡電容值可能會(huì)降低電池的壽命。因此，在向電池施加充電電流之前，希望能對飛跨電容的狀態(tài)進(jìn)行診斷。更具體地說，希望能夠計(jì)算飛跨電容的電容值，并基于計(jì)算出的電容值確定充電電流。本發(fā)明為滿足這一需求提供了解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本公開提供了一種開關(guān)電容功率轉(zhuǎn)換器中的電容計(jì)算裝置、方法和系統(tǒng)，在本公開的一些優(yōu)選實(shí)施例中，上述問題及其他問題通常被解決或規(guī)避，并且可獲得技術(shù)優(yōu)勢。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種功率轉(zhuǎn)換器，包括：串聯(lián)在輸入電壓總線和地之間的第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)和第四開關(guān)；第一飛跨電容，連接在第一開關(guān)和第二開關(guān)的公共節(jié)點(diǎn)與第三開關(guān)和第四開關(guān)的公共節(jié)點(diǎn)之間；第一電流阱(current sink)，連接在第三開關(guān)和第四開關(guān)的公共節(jié)點(diǎn)和地之間；以及控制器，被配置為將第一電流注入至第一飛跨電容中，并基于第一飛跨電容的多個(gè)檢測電壓和相應(yīng)的電壓測量時(shí)刻來計(jì)算第一飛跨電容的電容值。

根據(jù)另一實(shí)施例，提供了一種用于計(jì)算電容的方法，包括：提供流過開關(guān)電容功率轉(zhuǎn)換器中的第一飛跨電容的電流；在第一電壓測量時(shí)刻，測量第一飛跨電容的第一端子處的第一電壓；在第二電壓測量時(shí)刻，測量第一飛跨電容的所述第一端子處的第二電壓；以及基于第一電壓、第二電壓、第一電壓測量時(shí)刻和第二電壓測量時(shí)刻計(jì)算第一飛跨電容的電容值。