CN101989755A - 混成式充电器及其控制电路和方法 - Google Patents

混成式充电器及其控制电路和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101989755A
CN101989755A CN2009101654524A CN200910165452A CN101989755A CN 101989755 A CN101989755 A CN 101989755A CN 2009101654524 A CN2009101654524 A CN 2009101654524A CN 200910165452 A CN200910165452 A CN 200910165452A CN 101989755 A CN101989755 A CN 101989755A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control signal
transistor
hybrid
type charger
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009101654524A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101989755B (zh
Inventor
龚能辉
朱冠任
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Richtek Technology Corp
Original Assignee
Richtek Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Richtek Technology Corp filed Critical Richtek Technology Corp
Priority to CN200910165452.4A priority Critical patent/CN101989755B/zh
Publication of CN101989755A publication Critical patent/CN101989755A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101989755B publication Critical patent/CN101989755B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

一种混成式充电器，其特征在于包括：电源输入端，接受输入电压；电源输出端，供应输出电压及输出电流；输出级，连接所述电源输入端及所述电源输出端；误差放大器，连接所述输出级，根据所述输出电压及所述输出电流产生第一及第二误差信号；线性控制器，连接所述误差放大器，根据所述第一误差信号产生第一控制信号；PWM控制器，连接所述误差放大器，根据所述第二误差信号产生第二及第三控制信号；以及多任务器，连接所述线性控制器、所述PWM控制器及所述输出级，根据模式信号选择所述第一控制信号给所述输出级，以操作所述混成式充电器于线性模式，或所述第二及第三控制信号给所述输出级，以操作所述混成式充电器于切换模式。

Description

混成式充电器及其控制电路和方法
技术领域
本发明涉及一种充电器，具体地说，是一种混成式充电器及其控制电路和方法。
背景技术
充电器有切换式(switching type)和线性式(linear type)两种。切换式充电器如图1所示，线性式充电器如图2所示。
参照图1，在切换式充电器中，误差放大器12检测电源输出端VOUT的输出电压以及流经电流感测电阻RD的输出电流IOUT，据以产生误差信号EA给脉宽调变(PWM)控制器10，PWM控制器10根据误差信号EA提供控制信号PWM1和PWM2分别切换上桥晶体管14和下桥晶体管16，将电源输入端VIN的输入电压经电感L转换成电流，从电源输出端VOUT供应输出电流IOUT对电池Bat充电。
参照图2，在线性式充电器中，误差放大器22检测电源输出端VOUT的输出电压，据以决定误差信号EA给线性控制器20，线性控制器20根据误差信号EA提供控制信号VG给晶体管24，以供应输出电流IOUT对电池Bat充电。
上述两种充电器各具有优缺点。线性式充电器的构造及控制十分简单，但效率不佳，易产生大量热能。切换式充电器虽具有良好的效率，且产生的热能低，但却会产生电磁干扰(Electro-Magnetic Interfering；EMI)。
因此已知的充电器及其控制电路存在着上述种种不便和问题。
发明内容
本发明的目的，在于提出一种混成式充电器。
本发明的另一目的，在于提出一种混成式充电器的控制电路。
本发明的又一目的，在于提出一种混成式充电器的控制方法。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种混成式充电器，其特征在于包括：
电源输入端，接受输入电压；
电源输出端，供应输出电压及输出电流；
输出级，连接所述电源输入端及所述电源输出端；
误差放大器，连接所述输出级，根据所述输出电压及所述输出电流产生第一及第二误差信号；
线性控制器，连接所述误差放大器，根据所述第一误差信号产生第一控制信号；
PWM控制器，连接所述误差放大器，根据所述第二误差信号产生第二及第三控制信号；以及
多任务器，连接所述线性控制器、所述PWM控制器及所述输出级，根据模式信号选择所述第一控制信号给所述输出级，以操作所述混成式充电器于线性模式，或所述第二及第三控制信号给所述输出级，以操作所述混成式充电器于切换模式。
本发明的混成式充电器还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的充电器，其中所述输出级包括：
第一晶体管，连接在所述电源输入端及第一节点之间，所述第一晶体管在所述线性模式下受控于所述第一控制信号，在所述切换模式下受控于所述第二控制信号；
第二晶体管，连接在所述第一节点及接地端之间，所述第二晶体管在所述线性模式下截止，在所述切换模式下受控于所述第三控制信号；
电感，连接在所述第一节点及第二节点之间；以及
电流感测电阻，连接在所述第二节点及所述电源输出端之间。
前述的充电器，其中所述输出级包括：
第一晶体管，连接在所述电源输入端及第一节点之间，所述第一晶体管在所述线性模式下截止，在所述切换模式下受控于所述第二控制信号；
第二晶体管，连接在所述第一节点及接地端之间，所述第二晶体管在所述线性模式下截止，在所述切换模式下受控于所述第三控制信号；
电感，连接在所述第一节点及第二节点之间；
第三晶体管，连接在所述电源输入端及所述第二节点之间，所述第三晶体管在所述线性模式下受控于所述第一控制信号，在所述切换模式下截止；以及
电流感测电阻，连接在所述第二节点及所述电源输出端之间。
前述的充电器，其中所述输出级包括：
第一晶体管，连接在所述电源输入端及第一节点之间，所述第一晶体管在所述线性模式下截止，在所述切换模式下受控于所述第二控制信号；
第二晶体管，连接在所述第一节点及接地端之间，所述第二晶体管在所述线性模式下截止，在所述切换模式下受控于所述第三控制信号；
电感，连接在所述第一节点及第二节点之间；
电流感测电阻，连接在所述第二节点及所述电源输出端之间；以及
第三晶体管，连接在所述电源输入端及所述电源输出端之间，所述第三晶体管在所述线性模式下受控于所述第一控制信号，在所述切换模式下截止。
一种混成式充电器的控制电路，其特征在于包括：
误差放大器，根据所述混成式充电器的输出电压及输出电流产生第一及第二误差信号；
线性控制器，连接所述误差放大器，根据所述第一误差信号产生第一控制信号；
PWM控制器，连接所述误差放大器，根据所述第二误差信号产生第二及第三控制信号；以及
多任务器，连接所述线性控制器及所述PWM控制器，根据模式信号选择所述第一控制信号或所述第二及第三控制信号输出。
一种混成式充电器的控制方法，其特征在于包括：
根据所述混成式充电器的输出电压及输出电流产生第一及第二误差信号；
根据所述第一误差信号产生第一控制信号；
根据所述第二误差信号产生第二及第三控制信号；以及
根据模式信号选择所述第一控制信号操作所述混成式充电器于线性模式，或所述第二及第三控制信号操作所述混成式充电器于切换模式。
采用上述技术方案后，本发明的混成式充电器及其控制电路和方法具有可根据系统当前的需求切换操作模式的适应性优点。
附图说明
图1为已知切换式充电器的示意图；
图2为已知线性式充电器的示意图；
图3为本发明第一实施例的示意图；
图4为本发明第二实施例的示意图；以及
图5为本发明第三实施例的示意图。
图中，10、PWM控制器12、误差放大器14、晶体管16、晶体管20、线性控制器22、误差放大器24、晶体管30、控制电路302、线性控制器304、PWM控制器306、多任务器308、误差放大器32、输出级321、晶体管322、晶体管34、输出级341、晶体管342、晶体管343、晶体管36、输出级361、晶体管362、晶体管363、晶体管EA 1、误差信号EA2、误差信号L、电感N1、节点N2、节点RD、电流感测电阻SM、模式信号VG、控制信号V IN、电源输入端VOUT、电源输出端PWM1、控制信号PWM2、控制信号。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。
现请参阅图3，图3是本发明第一实施例的示意图。如图所示，所述混成式充电器包括控制电路30和输出级32。在控制电路30中，线性控制器302及PWM控制器304皆连接至多任务器306，误差放大器308检测电源输出端VOUT的输出电压和流经电流感测电阻RD的输出电流IOUT，据以产生误差信号EA1和EA2分别给线性控制器302和PWM控制器304，线性控制器302根据误差信号EA1产生控制信号VG，PWM控制器304根据误差信号EA2产生控制信号PWM1和PWM2，多任务器306根据模式信号SM决定混成式充电器操作在线性模式或切换模式，而选择控制信号VG或控制信号PWM1和PWM2提供给输出级32。在输出级32中，晶体管321连接在电源输入端VIN和节点N1之间，晶体管322连接在节点N1和接地端之间，受多任务器306提供的信号控制，电感L连接在节点N1和N2之间，电流感测电阻RD连接在节点N2和电源输出端VOUT之间。当混成式充电器以线性模式工作时，多任务器306选择控制信号VG给输出级32，其仅控制晶体管321，晶体管322维持截止。当混成式充电器以切换模式工作时，多任务器306选择控制信号PWM1和PWM2分别切换晶体管321和322，因而转换输入电压VIN成为输出电压VOUT，且供应输出电流TOUT对电池Bat充电。
图4是本发明第二实施例的示意图，在此混成式充电器中，控制电路30和图3的实施例相同。在输出级34中，晶体管341连接在电源输入端VIN和节点N1之间，晶体管342连接在节点N1和接地端之间，晶体管343连接在电源输入端VIN和节点N2之间，电感L连接在节点N1和N2之间，电流感测电阻RD连接在节点N2和电源输出端VOUT之间。当混成式充电器以线性模式工作时，多任务器306选择控制信号VG给晶体管343，晶体管341和342皆维持截止，因此输出电流IOUT系从电源输入端VIN经晶体管343和电流感测电阻RD供应到电源输出端VOUT。当混成式充电器以切换模式工作时，多任务器306选择控制信号PWM1和PWM2分别切换晶体管341和342，晶体管343维持截止，因而转换输入电压VIN成为输出电压VOUT，且供应输出电流IOUT对电池Bat充电。
图5为本发明第三实施例的示意图，此混成式充电器的控制电路30和图3的实施例相同。在输出级36中，晶体管361连接在电源输入端VIN和节点N1之间，晶体管362连接在节点N1和接地端之间，电感L连接在节点N1和N2之间，电流感测电阻RD连接在节点N2和电源输出端VOUT之间，晶体管363连接在电源输入端VIN和电源输出端VOUT之间。当混成式充电器以线性模式工作时，多任务器306选择控制信号VG给晶体管363，晶体管361和362皆维持截止，因此输出电流IOUT系从电源输入端VIN经晶体管363供应到电源输出端VOUT。当混成式充电器以切换模式工作时，多任务器306选择控制信号PWM 1和PWM2分别切换晶体管361和362，晶体管363维持截止，因而转换输入电压VIN成为输出电压VOUT，且供应输出电流IOUT对电池Bat充电。在本实施例中，线性模式的输出电流IOUT不经过电流感测电阻RD，因此节省电流感测电阻RD消耗的功率，效能提高。
本发明的混成式充电器具有适应性，可根据系统当前的需求切换操作模式。当系统需要以较佳EMI工作时，模式信号SM将其切换成线性模式；当系统不需考虑EMI但需要较佳效率时，模式信号SM将其切换到切换模式。模式信号SM除了由EMI和效能需求决定之外，也可以由散热需求或其它实际需求决定。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (6)

1.一种混成式充电器，其特征在于包括：
电源输入端，接受输入电压；
电源输出端，供应输出电压及输出电流；
输出级，连接所述电源输入端及所述电源输出端；
误差放大器，连接所述输出级，根据所述输出电压及所述输出电流产生第一及第二误差信号；
线性控制器，连接所述误差放大器，根据所述第一误差信号产生第一控制信号；
PWM控制器，连接所述误差放大器，根据所述第二误差信号产生第二及第三控制信号；以及
多任务器，连接所述线性控制器、所述PWM控制器及所述输出级，根据模式信号选择所述第一控制信号给所述输出级，以操作所述混成式充电器于线性模式，或所述第二及第三控制信号给所述输出级，以操作所述混成式充电器于切换模式。
2.如权利要求1所述的混成式充电器，其特征在于，所述输出级包括：
第一晶体管，连接在所述电源输入端及第一节点之间，所述第一晶体管在所述线性模式下受控于所述第一控制信号，在所述切换模式下受控于所述第二控制信号；
第二晶体管，连接在所述第一节点及接地端之间，所述第二晶体管在所述线性模式下截止，在所述切换模式下受控于所述第三控制信号；
电感，连接在所述第一节点及第二节点之间；以及
电流感测电阻，连接在所述第二节点及所述电源输出端之间。
3.如权利要求1所述的混成式充电器，其特征在于，所述输出级包括：
第一晶体管，连接在所述电源输入端及第一节点之间，所述第一晶体管在所述线性模式下截止，在所述切换模式下受控于所述第二控制信号；
第二晶体管，连接在所述第一节点及接地端之间，所述第二晶体管在所述线性模式下截止，在所述切换模式下受控于所述第三控制信号；
电感，连接在所述第一节点及第二节点之间；
第三晶体管，连接在所述电源输入端及所述第二节点之间，所述第三晶体管在所述线性模式下受控于所述第一控制信号，在所述切换模式下截止；以及
电流感测电阻，连接在所述第二节点及所述电源输出端之间。
4.如权利要求1所述的混成式充电器，其特征在于，所述输出级包括：
第一晶体管，连接在所述电源输入端及第一节点之间，所述第一晶体管在所述线性模式下截止，在所述切换模式下受控于所述第二控制信号；
第二晶体管，连接在所述第一节点及接地端之间，所述第二晶体管在所述线性模式下截止，在所述切换模式下受控于所述第三控制信号；
电感，连接在所述第一节点及第二节点之间；
电流感测电阻，连接在所述第二节点及所述电源输出端之间；以及
第三晶体管，连接在所述电源输入端及所述电源输出端之间，所述第三晶体管在所述线性模式下受控于所述第一控制信号，在所述切换模式下截止。
5.一种混成式充电器的控制电路，其特征在于包括：
误差放大器，根据所述混成式充电器的输出电压及输出电流产生第一及第二误差信号；
线性控制器，连接所述误差放大器，根据所述第一误差信号产生第一控制信号；
PWM控制器，连接所述误差放大器，根据所述第二误差信号产生第二及第三控制信号；以及
多任务器，连接所述线性控制器及所述PWM控制器，根据模式信号选择所述第一控制信号或所述第二及第三控制信号输出。
6.一种混成式充电器的控制方法，其特征在于包括：
根据所述混成式充电器的输出电压及输出电流产生第一及第二误差信号；
根据所述第一误差信号产生第一控制信号；
根据所述第二误差信号产生第二及第三控制信号；以及
根据模式信号选择所述第一控制信号操作所述混成式充电器于线性模式，或所述第二及第三控制信号操作所述混成式充电器于切换模式。
CN200910165452.4A 2009-07-30 2009-07-30 混成式充电器及其控制电路和方法 Expired - Fee Related CN101989755B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910165452.4A CN101989755B (zh) 2009-07-30 2009-07-30 混成式充电器及其控制电路和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910165452.4A CN101989755B (zh) 2009-07-30 2009-07-30 混成式充电器及其控制电路和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101989755A true CN101989755A (zh) 2011-03-23
CN101989755B CN101989755B (zh) 2015-03-18

Family

ID=43746160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910165452.4A Expired - Fee Related CN101989755B (zh) 2009-07-30 2009-07-30 混成式充电器及其控制电路和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101989755B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103915889A (zh) * 2013-01-07 2014-07-09 立锜科技股份有限公司 切换电源转换装置及其切换控制器与驱动方法
WO2015096743A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-02 Mediatek Inc. Multipath charger and charging method thereof
CN108258745A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 上海岭芯微电子有限公司 一种具有大电流开关式充电和电源管理功能的芯片及应用
CN111294035A (zh) * 2020-01-22 2020-06-16 无锡艾为集成电路技术有限公司 一种电平选择电路及电平选择方法、芯片和电子设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6229289B1 (en) * 2000-02-25 2001-05-08 Cadence Design Systems, Inc. Power converter mode transitioning method and apparatus
US7064531B1 (en) * 2005-03-31 2006-06-20 Micrel, Inc. PWM buck regulator with LDO standby mode
CN101039070A (zh) * 2006-03-15 2007-09-19 麦奎尔有限公司 具有弱电流涓流模式的开关电压调节器
CN101136591A (zh) * 2006-09-01 2008-03-05 株式会社理光 电源装置及其操作控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6229289B1 (en) * 2000-02-25 2001-05-08 Cadence Design Systems, Inc. Power converter mode transitioning method and apparatus
US7064531B1 (en) * 2005-03-31 2006-06-20 Micrel, Inc. PWM buck regulator with LDO standby mode
CN101039070A (zh) * 2006-03-15 2007-09-19 麦奎尔有限公司 具有弱电流涓流模式的开关电压调节器
CN101136591A (zh) * 2006-09-01 2008-03-05 株式会社理光 电源装置及其操作控制方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103915889A (zh) * 2013-01-07 2014-07-09 立锜科技股份有限公司 切换电源转换装置及其切换控制器与驱动方法
WO2015096743A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-02 Mediatek Inc. Multipath charger and charging method thereof
CN105247755A (zh) * 2013-12-26 2016-01-13 联发科技股份有限公司 多路径充电器及其充电方法
US10277050B2 (en) 2013-12-26 2019-04-30 Mediatek Inc. Multipath charger and charging method thereof
US10804738B2 (en) 2013-12-26 2020-10-13 Mediatek Inc. Multipath charger and charging method thereof
CN108258745A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 上海岭芯微电子有限公司 一种具有大电流开关式充电和电源管理功能的芯片及应用
CN108258745B (zh) * 2016-12-29 2021-07-16 上海岭芯微电子有限公司 一种具有大电流开关式充电和电源管理功能的芯片及应用
CN111294035A (zh) * 2020-01-22 2020-06-16 无锡艾为集成电路技术有限公司 一种电平选择电路及电平选择方法、芯片和电子设备
CN111294035B (zh) * 2020-01-22 2023-04-18 无锡艾为集成电路技术有限公司 一种电平选择电路及电平选择方法、芯片和电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN101989755B (zh) 2015-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lee et al. Digital combination of buck and boost converters to control a positive buck–boost converter and improve the output transients
TWI500248B (zh) High efficiency bidirectional DC converter and its control method
US8000117B2 (en) Buck boost function based on a capacitor bootstrap input buck converter
US8853888B2 (en) Multiple-input DC-DC converter
CN103219887B (zh) 用于电源转换器的省能控制器及省能方法
CN101228684B (zh) 电源装置和使用该电源装置的电气设备
CN102904450B (zh) 电流型绝缘转换器
CN102130613B (zh) 具有一个被连接在绕组之间的开关的功率转换器
EP2378649A3 (en) Switching scheme for step up-step down converters using fixed frequency current-mode control
CN102545662A (zh) 开关控制电路、使用其的变换器和开关控制方法
CN101562395A (zh) 具有轻载效率提升功能的电压调制电路
US8269461B2 (en) Hybrid battery charger and control circuit and method thereof
CN202406021U (zh) Dc-dc转换器
CN102810987A (zh) 车辆电驱动系统和车辆电力系统
GB2441926A (en) DC/DC converter
CN104065266A (zh) 用于电压转换器的控制电路
CN104052275A (zh) 用于具有快速瞬态响应的两级降压升压转换器的系统和方法
CN109713901A (zh) 一种Boost端耦合电感式升降压变换电路及控制方法
CN102332827A (zh) 具省电机制的电源转换器及电源转换方法
KR20150040115A (ko) 모터 구동 장치
CN102882240A (zh) 电源管理电路和方法
CN104467406A (zh) Led恒流驱动器
CN101989755B (zh) 混成式充电器及其控制电路和方法
US9977445B2 (en) Low power standby mode for buck regulator
Cruz-Cozar et al. Resonant hybrid flyback: A novel topology with wide voltage range for DC microgrid applications

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150318

Termination date: 20150730

EXPY Termination of patent right or utility model