CN105610319A - 直流/直流转换器、电池充电控制器以及电池充电控制方法 - Google Patents

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郭国勇
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Abstract

本发明公开了一种直流/直流转换器、电池充电控制器及电池充电控制方法。电池充电控制方法包括:由第一误差放大器比较指示输出电压的第一监测信号和指示电池电压的第二监测信号之间的差值与指示电池充电电流的目标值的参考电流信号,第一监测信号与第二监测信号之间的差值指示电池充电电流;由第二误差放大器比较第二监测信号与指示电池电压的目标值的参考电压信号;以及由耦合于第一误差放大器和第二误差放大器的偏置电流源根据第一误差放大器和第二误差放大器的比较结果来调整环路控制信号,从而调整输出电压的目标值,进而调整输出电压。本发明利用电池充电控制器对直流/直流转换器进行环路控制,以使直流/直流转换器提供可变的输出电压。

Description

直流/直流转换器、电池充电控制器以及电池充电控制方法
技术领域
本发明涉及用于直流/直流转换器的控制器,尤其涉及一种输出电压可变的直流/直流转换器、电池充电控制器及电池充电控制方法。
背景技术
直流/直流(Direct-CurrenttoDirect-Current,简称为DC/DC)转换器用来将一个直流输入电压转换成一个直流输出电压。DC/DC转换器可以降低或升高直流输入电压。一种降压型转换器为同步降压型转换器。该同步降压型转换器通常有一个控制器、驱动器、一对开关和一个与该对开关相连的电感电容(LC)滤波器。该控制器提供控制信号(例如,脉宽调制(PWM)信号)给驱动器,从而驱动该对开关(例如,一个高侧开关和一个低侧开关)。该驱动器交替地闭合和断开该对开关,从而控制流经电感的电流和DC/DC转换器的输出电压。
如果脉宽调制(PWM)信号为高电平,则高侧开关为闭合(ON)并且低侧开关为断开(OFF)。此开关状态称为“开关闭合”(SwitchON)状态。在该状态下,电感与输入电压源相连。因此,流经电感的电流开始斜线上升,并且将磁场能量存储到电感中。如果脉宽调制(PWM)信号为低电平,则高侧开关为断开(OFF)并且低侧开关为闭合(ON)。此开关状态称为“开关断开”(SwitchOFF)状态。在该状态下,电感释放存储在其中的磁场能量。因此,流经电感的电流开始斜线下降。脉宽调制(PWM)信号的占空比决定开关的闭合时间和断开时间。该占空比可以通过一个检测电阻或比较输出电压和参考电压电平的方式来调整。
如图1A所示为现有的DC/DC转换器100,用于将直流输入电压VIN转换成直流输出电压VOUT。DC/DC转换器100为同步降压型转换器,包括:DC/DC控制器102、驱动器104、一对开关电路106(包括一个高侧开关Q1和一个低侧开关Q2)和低通滤波器108。该低通滤波器108包括一个电感L和一个电容C。该低通滤波器108还包括耦合于电感L的检测电阻R1,用来提供表示流经电感L的电流值的反馈电压值给DC/DC控制器102的管脚CSN和CSP。
DC/DC控制器102具有一个能设定目标输出电压的目标输入管脚SLEW。电容CSLEW基于电阻分压器R2/R3的电阻值和参考电压信号REF充电,电容CSLEW上的斜坡电压从0升高至峰值电压,该峰值电压是由电阻分压器R2/R3的比值和参考电压信号REF确定的一个值。DC/DC控制器102的VFB管脚可接收指示输出电压VOUT的监测信号。基于斜坡电压的峰值电压(目标输出电压)和VFB管脚所接收的监测信号(指示输出电压VOUT),DC/DC控制器102可提供一个脉宽调制信号PWM1和低侧开关使能信号EN给驱动器104。基于脉宽调制信号PWM1和低侧开关使能信号EN,驱动器104控制高侧开关Q1和低侧开关Q2的状态。
图1B所示为图1A中的高侧开关Q1和低侧开关Q2在脉宽调制信号PWM1和低侧开关使能信号EN控制下的各种开关状态的示意图。在框122处,低侧开关使能信号EN为1,如果脉宽调制信号PWM1为数字1,高侧开关Q1闭合(ON)并且低侧Q2断开(OFF),则开关电路106处于开关闭合状态。如果脉宽调制信号PWM1为数字0,高侧开关Q1断开(OFF)并且低侧开关Q2闭合(ON),则开关电路106处于开关断开状态。在框124处,低侧开关使能信号EN为0,如果脉宽调制信号PWM1为数字1,高侧开关Q1闭合(ON)并且低侧开关Q2断开(OFF),则开关电路106处于开关闭合状态。如果脉宽调制信号PWM1为数字0,高侧开关Q1断开(OFF)并且低侧开关Q2断开(OFF),则开关电路106处于开关无效状态(跳过模式)。
在工作过程中,DC/DC控制器102的管脚SLEW处接收的斜坡电压从零增加峰值电压,并且DC/DC控制器102根据峰值电压(目标输出电压)和VFB管脚所接收的监测信号(指示输出电压VOUT)来调整低侧开关使能信号EN以及脉宽调制信号PWM1的占空比,以将输出电压VOUT调整至峰值电压所设定的目标输出电压。
然而,由于DC/DC控制器102的斜坡电压的峰值电压是由电阻分压器R2/R3的电阻值以及参考电压信号REF决定的恒定值,调整后的输出电压VOUT也是恒定不可变的值,这将无法满足输出电压可变的应用需求(例如,为电池充电)。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种直流/直流转换器、电池充电控制器以及电池充电控制方法,能够提供可变的输出电压来满足电池充电的需求。
为解决上述技术问题,本发明提供一种直流/直流转换器,用于将直流输入电压转换成直流输出电压并且为电池充电,所述直流/直流转换器包括:直流/直流控制器,用于根据输出电压的目标值以及指示所述输出电压的第一监测信号来产生驱动信号以控制开关电路并且调整所述输出电压;以及电池充电控制器,耦合于所述直流/直流控制器和所述电池,接收指示所述输出电压的第一监测信号以及指示电池电压的第二监测信号,并且根据所述第一监测信号以及所述第二监测信号来产生环路控制信号以调整所述输出电压的目标值,其中所述第一监测信号以及所述第二监测信号之间的差值指示电池充电电流。
本发明还提供了一种电池充电控制器,用于控制直流/直流转换器为电池充电,直流/直流转换器将直流输入电压转换成直流输出电压,所述电池充电控制器包括:第一误差放大器,用于比较指示所述输出电压的第一监测信号和指示电池电压的第二监测信号之间的差值与指示电池充电电流的目标值的参考电流信号,其中所述第一监测信号以及所述第二监测信号之间的差值指示所述电池充电电流;第二误差放大器,用于比较所述第二监测信号与指示所述电池电压的目标值的参考电压信号;以及偏置电流源,耦合于所述第一误差放大器和所述第二误差放大器,用于根据所述第一误差放大器和所述第二误差放大器的比较结果来调整环路控制信号,从而调整输出电压的目标值并且由耦合于所述电池充电控制器的直流/直流控制器相应调整所述输出电压。
本发明还提供了一种电池充电控制方法,用于由电池充电控制器控制直流/直流转换器为电池充电,所述直流/直流转换器将直流输入电压转换成直流输出电压,所述电池充电控制方法包括:由第一误差放大器比较指示所述输出电压的第一监测信号和指示电池电压的第二监测信号之间的差值与指示电池充电电流的目标值的参考电流信号,其中所述第一监测信号以及所述第二监测信号之间的差值指示所述电池充电电流;由第二误差放大器比较所述第二监测信号与指示所述电池电压的目标值的参考电压信号;以及由耦合于所述第一误差放大器和所述第二误差放大器的偏置电流源根据所述第一误差放大器和所述第二误差放大器的比较结果来调整环路控制信号,从而调整输出电压的目标值并且由耦合于所述电池充电控制器的直流/直流控制器相应调整所述输出电压。
与现有技术相比,本发明提供的直流/直流转换器、电池充电控制器以及电池充电控制方法能够利用电池充电控制器对直流/直流转换器进行环路控制,以使直流/直流转换器提供可变的输出电压,从而能够满足为电池充电的需求。
附图说明
图1A为一种现有的包括DC/DC控制器的DC/DC转换器;
图1B所示为图1A中的高侧开关和低侧开关在脉宽调制信号和低侧开关使能信号控制下的各种开关状态的示意图。
图2为根据本发明的一个实施例的包括DC/DC控制器和电池充电控制器的DC/DC转换器的示例性方框图;
图3为图2中的电池充电控制器的结构示意图;
图4为图2中的电池充电电流和电池电压随着时间变化的波形图;以及
图5为根据本发明的一个实施例的电池充电控制方法的示例流程图。
具体实施方式
以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明,但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反,本发明涵盖后附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。
另外,为了更好的说明本发明,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解,没有这些具体细节,本发明同样可以实施。在另外一些实例中,对于大家熟知的方法、流程、元件和电路未作详细描述,以便于凸显本发明的主旨。
图2为根据本发明的一个实施例的包括DC/DC控制器202和电池充电控制器212的DC/DC转换器200的示例性方框图。DC/DC转换器200用于将直流输入电压VIN转换成直流输出电压VOUT并且为电池(例如,电池210)充电。如图2所示,DC/DC转换器200为同步降压型转换器,包括:DC/DC控制器202、驱动器204、一对开关电路206(包括一个高侧开关Q1和一个低侧开关Q2)和低通滤波器208。该低通滤波器包括一个电感L和一个电容C。该低通滤波器208还包括耦合于电感L的检测电阻R1,用来提供表示流经电感L的电流值的反馈电压值给DC/DC控制器202的管脚CSN和CSP。不同于图1的DC/DC转换器100,图2所示的DC/DC转换器200可以利用电池充电控制器212来提供可变的输出电压并且为电池210充电。
DC/DC控制器202包括管脚VDDA、DRV、LDR_EN、SP、CSN、CSP、GND、VFB以及SLEW1。管脚VDDA接收电力VDD。管脚DRV和LDR_EN用于分别提供脉宽调制信号PWM1和低侧开关使能信号EN给驱动器204。基于脉宽调制信号PWM1和低侧开关使能信号EN,驱动器204能控制高侧开关Q1和低侧开关Q2的状态。管脚SP用于选择性地使能DC/DC控制器202的跳过模式,例如,当低通滤波器中的电感L上的电流为零(例如,能量存储元件完全放电时),管脚SP上的SKIP信号为第一状态(例如,数字1)以使高侧开关Q1和低侧开关Q2都处于断开状态。跳过模式有利于小负载状况,因为当负载使能量存储元件(例如,电容C)放电时,就会开始一个新的脉宽调制信号周期,从而减小高侧开关Q1和低侧开关Q2的切换损耗。
管脚CSN和CSP用于从检测电阻R1接收表示流经电感L的电流值的第一反馈电压值和第二反馈电压值。管脚GND接地。管脚VFB用于接收指示输出电压VOUT的监测信号。
管脚SLEW1用于设定所需要的输出电压的目标值。不同于图1A所示的固定取值,图2中的管脚SLEW1是从电池充电控制器212的管脚SLEW2接收环路控制信号214。DC/DC控制器202根据管脚SLEW1上的环路控制信号214和管脚VFB上的指示输出电压VOUT的监测信号来调整管脚DRV上的脉宽调制信号PWM1的占空比,从而改变流经电感L的平均电流。以此方式,将输出电压VOUT调整成环路控制信号214所确定的目标值,从而提升环路控制性能(包括带宽和响应速度)并且提供可变的输出电压。
具体地,电池充电控制器212包括管脚ISET、VSET、ICHP、ICHM以及SLEW2。DC/DC转换器200还包括检测电阻R4,用来分别提供电压值VA和VB给电池充电控制器212的管脚ICHP和ICHM。如图2所示,电压值VA等于输出电压VOUT,并且电压值VB等于电池210的电池电压。因此,管脚ICHP和ICHM上的电压VA与VB的差值可指示流经检测电阻R4的电流值,即电池210的电池充电电流。管脚ISET用于接收指示电池充电电流的目标值ITAR(未示出)的参考电流信号IREF。管脚VSET用于接收指示电池电压的目标值VTAR(未示出)的参考电压信号VREF。在一个实施例中,参考电压信号VREF可等于电池电压的目标值VTAR。在另一实施例中,参考电压信号VREF可与电池电压的目标值VTAR成比例关系,其并非本发明的限制。在管脚SLEW2上,电池充电控制器212基于管脚ISET上的参考电流信号IREF、管脚VSET上的参考电压信号VREF、管脚ICHP和ICHM上的电压VA和VB(即,实际的电池充电电流和电池电压)来调整输出给DC/DC控制器202的管脚SLEW1的环路控制信号214。DC/DC控制器202可以根据管脚SLEW1上的环路控制信号214来相应调整所需要的输出电压的目标值,从而调整输出电压VOUT。以此方式,提供了可变的输出电压VOUT,提升了DC/DC转换器200的环路控制性能,获得了更大的带宽和更快的响应速度并且保证了环路控制的稳定性。
图3为图2中的电池充电控制器212的结构示意图。如图3所示,电池充电控制器212包括误差放大器302、304、和306。电池充电控制器212还包括偏置电流源308。
误差放大器302比较管脚ICHP和ICHM上的电压VA与VB,并且产生指示电压VA与VB的差值(即,指示电池210的电池充电电流)的输出303。误差放大器304比较误差放大器302的输出303与管脚ISET上的参考电流信号IREF(指示电池充电电流的目标值ITAR(未示出))。误差放大器306比较管脚ICHM上的电压VB(即,电池210的电池电压)与管脚VSET上的参考电压信号VREF(指示电池电压的目标值VTAR(未示出))。在误差放大器304、306以及偏置电流源308的共同作用下,电池充电控制器212根据误差放大器304和306的比较结果来调整管脚SLEW2上的环路控制信号214,从而调整DC/DC转换器200的输出电压、电池电压以及电池充电电流。在图3的示例中,误差放大器304和306被特殊设计为只能灌电流(sinkcurrent)不能拉电流(sourcecurrent)。然而,本领域技术人员应可理解,这仅是示例性的描述而并非本发明的限制。相反地,可适当采用其它类型的元件和结构来实现本发明的技术方案。
图4为图2中的电池充电电流、电池电压VB和输出电压VOUT(即,VA)随着时间变化的波形图。请结合图4来理解图3,典型的电池充电过程包括两个阶段,分别是恒流充电模式(ConstantCurrentChargingMode)和恒压充电模式(ConstantVoltageChargingMode)。在恒流充电模式中,DC/DC转换器200将用预定恒定充电电流(例如,由管脚ISET上的参考电流信号IREF决定的电池充电电流的目标值ITAR)为电池充电而电池电压VB逐渐增大。一旦电池电压VB增大至预定恒定充电电压(例如,由管脚VSET上的参考电压信号VREF决定的电池电压的目标值VTAR),电池充电过程从恒流充电模式切换至恒压充电模式。在恒压充电模式中,DC/DC转换器200将用预定恒定充电电压(例如,由管脚VSET上的参考电压信号VREF决定的电池电压的目标值VTAR)为电池充电,而电池充电电流逐渐从预定恒定充电电流(例如,由管脚ISET上的参考电流信号IREF决定的电池充电电流的目标值ITAR)下降到预定电流值(例如,0)。以此方式,完成电池充电过程。
具体来看,从时间点t0到时间点t1,电池充电过程处于恒流充电模式,DC/DC转换器200用恒定保持在电池充电电流的目标值ITAR的充电电流为电池210充电。在恒流充电模式中(时间段t0-t1),电池电压VB低于电池电压的目标值VTAR(例如,参考电压信号VREF),因此误差放大器304灌电流而误差放大器306不灌电流,偏置电流源308拉电流到管脚SLEW2以使环路控制信号214的电压上升,从而DC/DC控制器202根据管脚SLEW1上接收的环路控制信号214来增大输出电压VOUT(即,VA)和电池电压VB(例如,通过增大脉宽调制信号PWM1的占空比)。
在时间点t1处,电池电压VB增大到电池电压的目标值VTAR(例如,参考电压信号VREF),电池充电过程从恒流充电模式切换至恒压充电模式。从时间点t1到时间点t2,电池充电过程处于恒压充电模式,即电池电压恒定等于电池电压的目标值VTAR(例如,参考电压信号VREF)而电池充电电流逐渐从电池充电电流的目标值ITAR下降到预定电流值(例如,0)。误差放大器304停止灌电流并且误差放大器306开始灌电流。由于误差放大器306代替误差放大器304进行灌电流,管脚SLEW1上的环路控制信号214的电压不变。因此,DC/DC控制器202将根据管脚SLEW1上接收的环路控制信号214来维持输出电压VOUT和电池电压VB实质不变。
请注意,如图4所示,在实际操作的时间点t1到t2之间,输出电压VOUT并非维持完全不变。这是因为:在确保电池电压VB不变并且电池充电电流逐渐减小的情况下,在检测电阻R4两端的压降会存在轻微变化。输出电压VOUT等于恒定的电池电压VB叠加检测电阻R4两端的压降,因此输出电压VOUT也会存在小幅下降(可忽略不计,视为实质不变)。
此外,请注意,输出电压VOUT和环路控制信号214两者仅为波形变化趋势一致,其具体数值可相同或不同,其并非本发明的限制。
图5为根据本发明的一个实施例的电池充电控制方法500的示例流程图。图5将结合图2至图4进行描述。图5所涵盖的具体步骤仅作为示例。也就是说,本发明也适用于执行其他合理的步骤或对图5进行改进的步骤。
在步骤502中,接收指示输出电压的第一监测信号以及指示电池电压的第二监测信号,其中第一监测信号和第二监测信号之间的差值指示电池充电电流。
例如,在电池充电控制器212的管脚ICHP和ICHM上分别接收指示输出电压(例如,VOUT)的第一监测信号(例如,电压值VA)以及指示电池电压的第二监测信号(例如,电压值VB)。电压VA与VB的差值可指示流经检测电阻R4的电流值,即电池210的电池充电电流。
在步骤504中,由第一误差放大器比较第一监测信号和第二监测信号之间的差值与参考电流信号,并且由第二误差放大器比较第二监测信号与参考电压信号。
例如,误差放大器302比较管脚ICHP和ICHM上的电压VA与VB(即,第一监测信号和第二监测信号)并且产生指示电压VA与VB的差值的输出303(即,指示电池210的电池充电电流)。误差放大器304(即,第一误差放大器)比较误差放大器302的输出303与管脚ISET上的参考电流信号IREF(指示电池充电电流的目标值ITAR)。误差放大器306(即,第二误差放大器)比较管脚ICHM上的电压VB(即,第二监测信号)与管脚VSET上的参考电压信号VREF(指示电池电压的目标值VTAR)。
在步骤506中,在第一误差放大器、第二误差放大器以及偏置电流源的共同作用下,根据第一误差放大器和第二误差放大器的比较结果来调整环路控制信号,从而调整输出电压、电池电压以及电池充电电流。
例如,在误差放大器304、306以及偏置电流源308的共同作用下,电池充电控制器212根据误差放大器304和306的比较结果来调整管脚SLEW2上的环路控制信号214,从而调整DC/DC转换器200的输出电压、电池电压以及电池充电电流。在一个实施例中,误差放大器304和306被特殊设计为只能灌电流(sinkcurrent)不能拉电流(sourcecurrent),然而其并非限制。
具体而言,电池充电过程包括两个阶段,分别是恒流充电模式和恒压充电模式。结合图4的波形图来理解,从时间点t0到时间点t1,电池充电过程处于恒流充电模式,DC/DC转换器200用恒定保持在电池充电电流的目标值ITAR的充电电流为电池210充电。在恒流充电模式中(时间段t0-t1),电池电压VB低于电池电压的目标值VTAR(例如,参考电压信号VREF),因此误差放大器304灌电流而误差放大器306不灌电流,偏置电流源308拉电流到管脚SLEW2以使环路控制信号214的电压上升,从而DC/DC控制器202根据管脚SLEW1上接收的环路控制信号214来增大输出电压VOUT(即,VA)和电池电压VB(例如,通过增大脉宽调制信号PWM1的占空比)。
在时间点t1处,电池电压VB增大到电池电压的目标值VTAR(例如,参考电压信号VREF),电池充电过程从恒流充电模式切换至恒压充电模式。从时间点t1到时间点t2,电池充电过程处于恒压充电模式,即电池电压恒定等于电池电压的目标值VTAR(例如,参考电压信号VREF)而电池充电电流逐渐从电池充电电流的目标值ITAR下降到预定电流值(例如,0)。误差放大器304停止灌电流并且误差放大器306开始灌电流。由于误差放大器306代替误差放大器304进行灌电流,管脚SLEW1上的环路控制信号214的电压不变。因此,DC/DC控制器202将根据管脚SLEW1上接收的环路控制信号214来维持输出电压VOUT和电池电压VB实质不变。
请注意,如图4所示,在实际操作的时间点t1到t2之间,输出电压VOUT并非维持完全不变。这是因为:在确保电池电压VB不变并且电池充电电流逐渐减小的情况下,在检测电阻R4两端的压降会存在轻微变化。输出电压VOUT等于恒定的电池电压VB叠加检测电阻R4两端的压降,因此输出电压VOUT也会存在小幅下降(可忽略不计,视为实质不变)。
有利地,以此方式,本发明利用电池充电控制器对直流/直流转换器进行环路控制,以使直流/直流转换器提供可变的输出电压,从而能够满足为电池充电的需求。
上文具体实施方式和附图仅为本发明的常用实施例。显然,在不脱离权利要求书所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解,本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此,在此披露的实施例仅用于说明而非限制,本发明的范围由所附权利要求及其合法等同物界定,而不限于此前的描述。

Claims (18)

1.一种直流/直流转换器,用于将直流输入电压转换成直流输出电压并且为电池充电,其特征在于,所述直流/直流转换器包括:
直流/直流控制器,用于根据输出电压的目标值以及指示所述输出电压的第一监测信号来产生驱动信号以控制开关电路并且调整所述输出电压;以及
电池充电控制器,耦合于所述直流/直流控制器和所述电池,接收指示所述输出电压的所述第一监测信号以及指示电池电压的第二监测信号,并且根据所述第一监测信号以及所述第二监测信号来产生环路控制信号以调整所述输出电压的目标值,其中所述第一监测信号以及所述第二监测信号之间的差值指示电池充电电流。
2.根据权利要求1所述的直流/直流转换器,其特征在于,所述电池充电控制器包括:
第一误差放大器,用于比较所述第一监测信号和所述第二监测信号之间的差值与指示所述电池充电电流的目标值的参考电流信号;
第二误差放大器,用于比较所述第二监测信号与指示所述电池电压的目标值的参考电压信号;以及
偏置电流源,耦合于所述第一误差放大器和所述第二误差放大器,用于根据所述第一误差放大器和所述第二误差放大器的比较结果来调整所述环路控制信号,从而调整所述输出电压的目标值并且由所述直流/直流控制器相应调整所述输出电压。
3.根据权利要求2所述的直流/直流转换器,其特征在于:
如果所述第二监测信号低于所述参考电压信号,则所述直流/直流转换器用恒定等于所述电池充电电流的目标值的电流值为所述电池充电,其中所述第一误差放大器灌电流而所述第二误差放大器不灌电流,所述偏置电流源增大所述环路控制信号以使所述输出电压和所述电池电压相应增大;以及
如果所述第二监测信号不低于所述参考电压信号,则所述直流/直流转换器用恒定等于所述电池电压的目标值的电压值为所述电池充电,其中所述第一误差放大器不灌电流而所述第二误差放大器灌电流,所述偏置电流源维持所述环路控制信号实质不变以使所述输出电压和所述电池电压实质不变。
4.根据权利要求3所述的直流/直流转换器,其特征在于,在所述直流/直流转换器用恒定电压值为所述电池充电的期间,所述电池充电电流逐渐从所述电池充电电流的目标值下降到预定电流值。
5.根据权利要求1所述的直流/直流转换器,其特征在于,所述驱动信号是脉冲宽度调制信号,并且所述直流/直流控制器通过调整所述脉冲宽度调制信号的占空比来调整所述输出电压。
6.根据权利要求5所述的直流/直流转换器,其特征在于,所述脉冲宽度调制信号具有第一状态和第二状态,其中:
当所述脉冲宽度调制信号处于所述第一状态时,所述脉冲宽度调制信号将所述开关电路驱动成开关闭合状态,并且其中流经所述直流/直流转换器中的电感上的电流增大;以及
当所述脉冲宽度调制信号处于所述第二状态时,所述脉冲宽度调制信号将所述开关电路驱动成开关断开状态,并且其中流经所述直流/直流转换器中的电感上的电流减小。
7.一种电池充电控制器,用于控制直流/直流转换器为电池充电,所述直流/直流转换器将直流输入电压转换成直流输出电压,其特征在于,所述电池充电控制器包括:
第一误差放大器,用于比较指示所述输出电压的第一监测信号和指示电池电压的第二监测信号之间的差值与指示电池充电电流的目标值的参考电流信号,其中所述第一监测信号以及所述第二监测信号之间的差值指示所述电池充电电流;
第二误差放大器,用于比较所述第二监测信号与指示所述电池电压的目标值的参考电压信号;以及
偏置电流源,耦合于所述第一误差放大器和所述第二误差放大器,用于根据所述第一误差放大器和所述第二误差放大器的比较结果来调整环路控制信号,从而调整输出电压的目标值并且由耦合于所述电池充电控制器的直流/直流控制器相应调整所述输出电压。
8.根据权利要求7所述的电池充电控制器,其特征在于:
如果所述第二监测信号低于所述参考电压信号,则所述直流/直流转换器用恒定等于所述电池充电电流的目标值的电流值为所述电池充电,其中所述第一误差放大器灌电流而所述第二误差放大器不灌电流,所述偏置电流源增大所述环路控制信号以使所述输出电压和所述电池电压相应增大;以及
如果所述第二监测信号不低于所述参考电压信号,则所述直流/直流转换器用恒定等于所述电池电压的目标值的电压值为所述电池充电,其中所述第一误差放大器不灌电流而所述第二误差放大器灌电流,所述偏置电流源维持所述环路控制信号实质不变以使所述输出电压和所述电池电压实质不变。
9.根据权利要求8所述的电池充电控制器,其特征在于,在所述直流/直流转换器用恒定电压值为所述电池充电的期间,所述电池充电电流逐渐从所述电池充电电流的目标值下降到预定电流值。
10.根据权利要求7所述的电池充电控制器,其特征在于,所述直流/直流控制器用于根据所述输出电压的目标值以及所述第一监测信号来产生驱动信号以控制开关电路并且调整所述输出电压。
11.根据权利要求10所述的电池充电控制器,其特征在于,所述驱动信号是脉冲宽度调制信号,并且所述直流/直流控制器通过调整所述脉冲宽度调制信号的占空比来调整所述输出电压。
12.根据权利要求11所述的电池充电控制器,其特征在于,所述脉冲宽度调制信号具有第一状态和第二状态,其中:
当所述脉冲宽度调制信号处于所述第一状态时,所述脉冲宽度调制信号将所述开关电路驱动成开关闭合状态,并且其中流经所述直流/直流转换器中的电感上的电流增大;以及
当所述脉冲宽度调制信号处于所述第二状态时,所述脉冲宽度调制信号将所述开关电路驱动成开关断开状态,并且其中流经所述直流/直流转换器中的电感上的电流减小。
13.一种电池充电控制方法,用于由电池充电控制器控制直流/直流转换器为电池充电,所述直流/直流转换器将直流输入电压转换成直流输出电压,其特征在于,所述电池充电控制方法包括:
由第一误差放大器比较指示所述输出电压的第一监测信号和指示电池电压的第二监测信号之间的差值与指示电池充电电流的目标值的参考电流信号,其中所述第一监测信号以及所述第二监测信号之间的差值指示所述电池充电电流;
由第二误差放大器比较所述第二监测信号与指示所述电池电压的目标值的参考电压信号;以及
由耦合于所述第一误差放大器和所述第二误差放大器的偏置电流源根据所述第一误差放大器和所述第二误差放大器的比较结果来调整环路控制信号,从而调整输出电压的目标值并且由耦合于所述电池充电控制器的直流/直流控制器相应调整所述输出电压。
14.根据权利要求13所述的电池充电控制方法,其特征在于:
如果所述第二监测信号低于所述参考电压信号,则所述直流/直流转换器用恒定等于所述电池充电电流的目标值的电流值为所述电池充电,其中所述第一误差放大器灌电流而所述第二误差放大器不灌电流,所述偏置电流源增大所述环路控制信号以使所述输出电压和所述电池电压相应增大;以及
如果所述第二监测信号不低于所述参考电压信号,则所述直流/直流转换器用恒定等于所述电池电压的目标值的电压值为所述电池充电,其中所述第一误差放大器不灌电流而所述第二误差放大器灌电流,所述偏置电流源维持所述环路控制信号实质不变以使所述输出电压和所述电池电压实质不变。
15.根据权利要求14所述的电池充电控制方法,其特征在于,在所述直流/直流转换器用恒定电压值为所述电池充电的期间,所述电池充电电流逐渐从所述电池充电电流的目标值下降到预定电流值。
16.根据权利要求13所述的电池充电控制方法,其特征在于,所述直流/直流控制器用于根据所述输出电压的目标值以及所述第一监测信号来产生驱动信号以控制开关电路并且调整所述输出电压。
17.根据权利要求16所述的电池充电控制方法,其特征在于,所述驱动信号是脉冲宽度调制信号,并且所述直流/直流控制器通过调整所述脉冲宽度调制信号的占空比来调整所述输出电压。
18.根据权利要求17所述的电池充电控制方法,其特征在于,所述脉冲宽度调制信号具有第一状态和第二状态,其中:
当所述脉冲宽度调制信号处于所述第一状态时,所述脉冲宽度调制信号将所述开关电路驱动成开关闭合状态,并且其中流经所述直流/直流转换器中的电感上的电流增大;以及
当所述脉冲宽度调制信号处于所述第二状态时,所述脉冲宽度调制信号将所述开关电路驱动成开关断开状态,并且其中流经所述直流/直流转换器中的电感上的电流减小。
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