CN116667503B - 电源管理系统和电源管理方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电源管理系统和电源管理方法。该电源管理系统包括：BUCK‑BOOST单元、BUCK单元、可配置BUCK‑BOOST单元和BUCK单元的控制中心单元、两个接口、分别与两个接口电连接的两个快充控制单元，两个接口包括第一接口和第二接口；BUCK‑BOOST单元和BUCK单元分别连接系统电源，每个接口均与BUCK‑BOOST单元和BUCK单元电连接，快充控制单元从接口获取电参数并传输给控制中心单元，控制中心单元根据电参数控制电源管理系统的工作路径。该电源管理系统的电路外围构成简单，成本较低。

Description

电源管理系统和电源管理方法

技术领域

本申请涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源管理系统和电源管理方法。

背景技术

目前市场上的支持双向独立的电源管理系统方案，常见的如采用两个BUCK-BOOST电路结构的双向升降压模块，每个BUCK-BOOST电路结构上对应一PD（Power Delivery）快充控制模块，每个BUCK-BOOST电路结构和PD快充控制模块的组合分别连接并控制其TYPE-C接口实现充放电功能。目前的双向独立的电源管理系统方案的实现效果不错，但是在实际电路生产中的外围电路结构较复杂，电路实现成本较高。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种电源管理系统和电源管理方法，用以解决目前双向独立的电源管理系统的电路实现成本较高的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种电源管理系统，包括：

BUCK-BOOST单元、BUCK单元、可配置所述BUCK-BOOST单元和所述BUCK单元的控制中心单元、两个接口、分别与两个所述接口电连接的两个快充控制单元，两个所述接口包括第一接口和第二接口；

所述BUCK-BOOST单元和所述BUCK单元分别连接系统电源，每个所述接口均与所述BUCK-BOOST单元和所述BUCK单元电连接，所述快充控制单元从所述接口获取电参数并传输给所述控制中心单元，所述控制中心单元根据所述电参数控制所述电源管理系统的工作路径。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，当所述电源管理系统为负载供电时，若只有第一负载接入，所述控制中心单元从所述快充控制单元获取申请功率，若所述申请功率大于第一预设功率，则切断所述系统电源到所述BUCK单元的供电路径，使得所述BUCK单元置为高阻状态，以及，通过所述控制中心单元将所述第一负载的所述申请功率配置给所述BUCK-BOOST单元，所述BUCK-BOOST单元通过相应的所述接口为所述第一负载供电；

若所述第一负载的所述申请功率不大于所述第一预设功率，导通所述系统电源到所述BUCK单元的供电路径，使得所述BUCK单元置为导通状态，以及，通过所述控制中心单元将所述第一负载的所述申请功率配置给所述BUCK单元，所述BUCK单元通过相应的所述接口为所述第一负载供电。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，当新增负载接入时，若所述电源管理系统为采用所述BUCK单元为所述第一负载供电的情况，则通过所述控制中心单元将所述第二负载的所述申请功率配置给所述BUCK-BOOST单元，以通过所述BUCK-BOOST单元为所述第二负载供电；

若所述电源管理系统为采用所述BUCK-BOOST单元为所述第一负载供电的情况，所述控制中心单元控制导通所述系统电源到所述BUCK单元的供电路径，所述控制中心单元将配置补充功率给所述BUCK单元，以通过所述BUCK单元为所述第二负载供电。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在所述电源管理系统为系统电源充电时，所述BUCK单元置为高阻状态。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在所述电源管理系统为所述系统电源充电时，若所述电源管理系统为采用所述第一接口或所述第二接口接入第一充电设备充电，所述第一接口或所述第二接口将根据接入的所述第一充电设备获取所述第一充电设备的输入功率并发送到对应的所述快充控制单元，通过所述快充控制单元传输所述第一充电设备的所述输入功率给所述控制中心单元，并由所述控制中心单元将所述第一充电设备的所述输入功率配置给所述BUCK-BOOST单元，以通过所述BUCK-BOOST单元为所述系统电源充电。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述BUCK单元包括BUCK模块和预设输出电压的输出模块，所述输出模块与两个所述接口连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在所述电源管理系统为所述系统电源充电时，若所述电源管理系统为已采用所述第一接口或所述第二接口接入第一充电设备充电，则当第二充电设备接入时，若所述第一充电设备提供的所述输入功率已为所述电源管理系统所支持的最大输入功率，则所述电源管理系统不处理所述第二充电设备的充电逻辑；

若所述第一充电设备提供的所述输入功率不为所述电源管理系统所支持的所述最大输入功率，则所述控制中心单元获取所述第二充电设备的输入功率，并将所述第一充电设备的所述输入功率和所述第二充电设备的所述输入功率进行比较，取功率大者所对应的所述接口作为目标接口，并采用所述目标接口接入的所述第一充电设备或所述第二充电设备为所述系统电源充电。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述控制中心单元还用于向所述BUCK单元发出使能信号，所述使能信号用于控制所述BUCK单元高阻或导通。

第二方面，本申请实施例提供了一种电源管理方法，包括电源管理系统执行的如下步骤：

通过第一接口或第二接口接入第一设备；

根据所述第一设备确定电能输送状态，其中，所述电能输送状态包括输入工作状态和输出工作状态；

根据所述电能输送状态，利用BUCK-BOOST单元实现充电功能或放电功能，或者，利用BUCK单元实现放电功能，其中，所述电源管理系统如第一方面所述的电源管理系统。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：

在已接入所述第一设备的情况下，接入第二设备；

根据所述电能输送状态和所述第二设备确定所述电源管理系统的工作路径。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述电能输送状态和所述第二设备确定所述电源管理系统的工作路径，包括：

当所述电能输送状态为所述输入工作状态时，若所述第一设备提供的输入功率已为所述电源管理系统所支持的最大输入功率，则所述电源管理系统不处理所述第二设备的充电逻辑；

若所述第一设备提供的所述输入功率不为所述电源管理系统所支持的所述最大输入功率，则选取所述第一设备和所述第二设备中所述输入功率的功率大者所对应的接口作为目标接口，通过目标接口为所述电源管理系统充电；

当所述电能输送状态为所述输出工作状态时，通过所述第一接口和所述第二接口为所述第一设备和所述第二设备供电。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述电能输送状态，利用BUCK-BOOST单元实现充电功能或放电功能，或者，利用BUCK单元实现放电功能，包括：

当所述电能输送状态为所述输出工作状态时，通过控制中心单元获取第一功率；

若所述第一功率大于第二预设功率，切断系统电源到所述BUCK单元的供电路径，使得所述BUCK置为高阻状态，并且，将所述第一功率配置给BUCK-BOOST单元，以通过所述BUCK-BOOST单元实现负载供电；

若所述第一功率不大于所述第二预设功率，导通所述系统电源到所述BUCK单元的供电路径，使得所述BUCK单元置为导通状态，并且，将所述第一功率配置给所述BUCK单元，以通过所述BUCK单元实现负载供电。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述电能输送状态，利用BUCK-BOOST单元实现充电功能或放电功能，或者，利用BUCK单元实现放电功能，包括：

当所述电能输送状态为所述输入工作状态时，切断系统电源到所述BUCK单元的供电路径，使得所述BUCK单元置为高阻状态；

通过控制中心单元获取由第一快充控制单元或第二快充控制单元发送的第二功率；

根据所述第二功率配置BUCK-BOOST单元，并打开所述第一接口或所述第二接口进行充电。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述电能输送状态，利用BUCK-BOOST单元实现充电功能或放电功能，或者，利用BUCK单元实现放电功能，包括：

当所述电能输送状态为所述输出工作状态时，若所述电源管理系统已采用所述BUCK单元实现单向独立负载供电，则通过控制中心单元获取第一快充控制单元或第二快充控制单元的第三功率，根据所述第三功率配置BUCK-BOOST单元，以通过所述BUCK-BOOST单元实现双向独立输出功能；

若所述电源管理系统采用所述BUCK-BOOST单元实现所述单向独立负载供电，则导通所述BUCK单元，并通过所述控制中心单元获取所述第一快充控制单元或所述第二快充控制单元的第三功率，根据所述三功率配置所述BUCK单元，以通过所述BUCK单元实现所述双向独立输出功能。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述电能输送状态，利用BUCK-BOOST单元实现充电功能或放电功能，或者，利用BUCK单元实现放电功能，包括：

当所述电能输送状态为所述输入工作状态时，控制中心单元选取第四功率的接口作为目标接口，且关闭第五功率的所述接口，其中，所述第四功率大于所述第五功率，并采用所述第四功率作为所述目标接口的输入功率，打开所述目标接口进行充电。

在本申请中，提出一种电源管理系统，该电源管理系统包括BUCK-BOOST单元、BUCK单元、可配置BUCK-BOOST单元和BUCK单元的控制中心单元、两个接口、分别与两个接口电连接的两个快充控制单元，两个接口包括第一接口和第二接口；其中，BUCK-BOOST单元和BUCK单元分别连接系统电源，每个接口均与BUCK-BOOST单元和BUCK单元电连接。本申请可通过快充控制单元从接口获取电参数并传输给控制中心单元，控制中心单元根据电参数控制电源管理系统的工作路径。本申请在充电、放电场景下可应用到该BUCK-BOOST单元，通过连接的两接口实现充电、放电功能；而在放电场景下可应用到BUCK-BOOST单元和BUCK单元，尤其在应对功率要求较低的放电场景下，可具体应用到该BUCK单元。该BUCK单元能够控制单向的电压降压，能够满足低功率负载的供电需求。本申请的电源管理系统中，通过快充控制单元以及控制中心单元，可根据接入设备控制电源管理系统的工作路径，以满足不同应用场景的需求。该电源管理系统与现有技术中实现的双向独立的电源管理系统相比，其电路实现更简单，能够有效降低电路实现成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本申请实施例中一种现有的双接口的双向独立电源管理系统的结构示意图；

图2是本申请实施例中一种双接口的双向独立电源管理系统的结构示意图；

图3是本申请实施例中一种双TYPE-C口输出工作状态流程图；

图4是本申请实施例中一种双TYPE-C口输入工作状态流程图。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的相同的字段，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述预设范围等，但这些预设范围不应限于这些术语。这些术语仅用来将预设范围彼此区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一预设范围也可以被称为第二预设范围，类似地，第二预设范围也可以被称为第一预设范围。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。

本申请的电源管理系统具体可以是指移动电源等能够实现电力存储、电力输出的系统。目前市场上的双向独立的电源管理系统方案，其一般采用两个BUCK-BOOST模块实现。这种电源管理系统的电路外围构成较为复杂，且实现成本较高，另外，在实现双接口的双向独立输出时，会采用降功率方案，造成功率浪费。

图1是本申请实施例中一种现有的双接口的双向独立电源管理系统的结构示意图。如图1所示，该双接口的双向独立电源管理系统的结构示意图包括BAT（battery）电源、两路含单个PD控制模块的BUCK-BOOST电路构成，两路上分别包括BUCK-BOOST模块1和BUCK-BOOST模块2，BUCK-BOOST模块1对应PD快充控制模块1，BUCK-BOOST模块2对应PD快充控制模块2。该双接口的双向独立电源管理系统还包括TYPE-C1口和TYPE-C2口，用于插入充电设备或负载，每个TYPE-C口上具体可设置为5V-20V输入输出模块。

可以理解地，在采用两路含单个PD控制模块的BUCK-BOOST电路作为实现双向独立的逻辑控制模块时，由于BUCK-BOOST电路本身的复杂性，在实际电路设计和生产中时的电路较为复杂，且成本也会比较高。

鉴于此，本申请提供了一种双接口的双向独立电源管理系统，包括：

BUCK-BOOST单元、BUCK单元、可配置BUCK-BOOST单元和BUCK单元的控制中心单元、两个接口、分别与两个接口电连接的两个快充控制单元，两个接口包括第一接口和第二接口；

BUCK-BOOST单元和BUCK单元分别连接系统电源，每个接口均与BUCK-BOOST单元和BUCK单元电连接，快充控制单元从接口获取电参数并传输给控制中心单元，所述控制中心单元根据电参数控制电源管理系统的工作路径。

在一实施例中，系统电源（BAT电源）可在插入负载时释放电能，此时其运作的状态为输出工作状态（供电、放电）；系统电源可在插入充电设备时存储电能，此时其运作的工作状态为输入工作状态（充电）。本申请中的电源管理系统能够通过两个接口（第一接口和第二接口）实现电能的存储和释放，且每个接口支持双向（充电、放电）独立（两个接口互不干扰）的充电功能和放电功能。

在一实施例中，电源管理系统为了实现双接口的充电、放电功能，需要配置控制双向电压升降的BUCK-BOOST单元，以在输入工作状态以及输出工作状态时对系统电源、接口的电压进行升压、降压等控制，从而实现充电或放电功能。此外，该电源管理系统还配置有可配置BUCK-BOOST单元和BUCK单元的控制中心单元和快充控制单元，以利用从接口获取的电参数（如功率配置信息等）控制电源管理系统的工作路径，从而在不同的应用场景下能够切换不同的工作路径，在支持充电、放电的前提下还充分利用功率。

在一实施例中，电源管理系统中除了设置有BUCK-BOOST单元，还设置有BUCK单元。该BUCK单元能够实现系统电源到第一接口或第二接口的降压功能，支持任意一接口接入负载实现放电功能。

需要说明的是，本申请设计的电压管理系统，包括对充电过程和放电过程的保护。单独的充电过程或单独的放电过程，只要是采用到本申请的电源框架实现的、以本申请的电源框架为基础生产的产品或执行的方法，均应落入到本申请的保护范围之内。

具体地，在电源管理系统为输入工作状态时，此时电源管理系统通过第一接口或第二接口实现电能存储。在此应用场景下，由于电源管理系统接入的是充电设备进行充电，此时的BUCK单元是没有需要用到的，可以停止该BUCK单元的运作，仅通过BUCK-BOOST单元实现电能存储。

具体地，在电源管理系统为输出工作状态时，在只用一个接口的情况下，当负载输出的功率没有太高时，可以采用BUCK单元实现放电，当负载输出的功率较高时，可以采用BUCK-BOOST单元实现放电；在两个接口都使用的情况下，那么两接口之间也不会相互干扰，仍会正常地对两个负载分别独立进行供电。

需要说明的是，在采用两个BUCK-BOOST电路的双接口双向独立的电源管理系统中，在采用两个接口独立输出时，一般会采取降功率方案，这会造成一定的功率浪费，并且，由于采取降功率方案，原本独立输出的接口需要重启，通过发送配置功率的数据包后才能输出。而本申请中设计的电路框架，可以将各单元的功率的发挥到较佳，其在功率分配上有更明显的优势，并且，原本独立输出的接口不受后面接入的独立输出的接口的影响，在后面接入接口时不需要重启。

此外，本申请中设计的电路框架，其电路设计及实现会更简单，成本较低，且仍能实现双接口的双向独立充放电功能，相比现有的双接口的双向独立电源管理系统，本申请的电源管理系统具有较多的优势及改进。

在本申请实施例中，可通过快充控制单元从接口获取电参数并传输给控制中心单元，控制中心单元根据电参数控制电源管理系统的工作路径。本申请在充电、放电场景下可应用到该BUCK-BOOST单元，通过连接的两接口实现充电、放电功能；在放电场景下可应用到BUCK-BOOST单元和BUCK单元，尤其在对功率要求较低的放电场景下，可具体应用到该BUCK单元。该BUCK单元能够控制单向的电压降压，能够满足低功率负载的供电需求。本申请的电源管理系统中，通过快充控制单元以及控制中心单元，可根据接入设备控制电源管理系统的工作路径，以满足不同应用场景的需求。该电源管理系统与现有技术中实现的双向独立的电源管理系统相比，其电路实现更简单，能够有效降低电路实现成本。在一实施例中，在第一接口被插入使用，或者第二接口被插入使用，亦或者第一接口和第二接口同时处于插入使用状态时，控制中心单元将根据该不同的使用场景选择第一接口和/或第二接口被插入使用时不同的工作路径。其中，BUCK-BOOST单元在所有场景下均为导通状态。BUCK单元在充电场景，或者单口大功率放电场景时为高阻状态，在单口小功率放电场景或者双口同时放电场景时为导通状态。本申请实施例中，在确定接口对应的工作路径后，控制中心单元将根据预设的协议信息对BUCK-BOOST单元和/或BUCK单元进行控制。具体地，协议信息中可包括功率配置信息，用于对处于工作状态的BUCK-BOOST单元和/或BUCK单元完成功率配置。具体地，BUCK-BOOST单元在接收到功率配置信息后，可相应地调整充放电时的功率，从而按照该配置后的功率实现充放电功能；BUCK单元在接收到功率配置信息后，可相应地调整放电时的功率，从而按照该配置后的功率实现放电功能。

在一实施例中，在第一接口和/或第二接口被插入使用时，控制中心单元将对应配置BUCK-BOOST单元或BUCK单元，并且，在确定接口对应的工作路径后，将根据协议信息对BUCK-BOOST单元或BUCK单元进行控制。具体地，协议信息中可包括功率配置信息，BUCK-BOOST单元或BUCK单元在接收到功率配置信息后，可相应地调整充放电时的功率，从而按照该配置后的功率，通过第一接口或第二接口实现充放电功能。

进一步地，现有的双接口的双向独立电源管理系统中，第一快充控制单元和第二快充控制单元都是分开设置的，例如第一快充控制单元和第一BUCK-BOOST单元集成，并连接配置有一对应的第一接口；第二快充控制单元和第二BUCK-BOOST单元集成，并连接配置有一对应的第二接口。而在本申请中的电路框架中，第一快充控制单元、第二快充控制单元、控制中心单元和BUCK-BOOST单元可集成在同一功能模块中，这样，例如当用户在插入第一接口或第二接口进行充电时，可在集成的第一快充控制单元和第二快充控制单元中选择相关接口的控制，从而实现任一接口的充电功能。可以理解地，相对地，BUCK单元上电路的电路结构会相对简单，这也有效了降低电路实现成本。

在一实施例中，控制中心单元具有向BUCK单元进行功率配置的功能，具体地，控制中心单元可作为主机，BUCK单元作为从机，两者之间采用IIC协议进行通讯。控制中心单元通过第一快充控制单元或第二快充控制单元负载的申请功率确定对应的功率配置信息，并采用IIC协议向BUCK单元发送功率配置信息实现功率配置功能。本申请中，将BUCK单元的功率配置的权限赋予控制中心单元，可让控制中心单元集成实现不同充放电场景下的功率分配功能，通过一控制中心单元便实现对接口功率设置的统一管理，使得电路设计的外围电路更加简单，电路设计成本更低。

进一步地，控制中心单元还用于向BUCK单元发出使能信号，使能信号用于控制BUCK单元置为高阻状态或导通状态。

进一步地，在电源管理系统运作在输入工作状态时，BUCK单元置为高阻状态。

本申请的电源管理系统还有特别设计，该特别设计是采用控制中心单元实现BUCK单元的高阻或导通。具体地，该控制中心单元设置有使能信号（EN信号）发出功能。在控制中心单元发出使能信号时，此时BUCK单元置为导通状态，此时对应的应用场景可以是输出工作状态下的采用较低输出功率的放电场景。当在不需要使用到BUCK单元时，例如输入工作状态下的场景，控制中心单元可以不发出使能信号，以使得BUCK单元置为高阻状态，此时BUCK单元可认为不消耗电能。本申请中将BUCK单元设置为可处于高阻状态或导通状态，能够有效地减少电源管理系统的功率消耗。应理解，该设计的关键在于BUCK单元的高阻状态及导通状态的切换，其他能够实现将BUCK单元置为高阻状态或导通状态的实施方式也应纳入到本申请的保护范围之内。

进一步地，BUCK单元包括两路供电路径，两路供电路径分别与第一接口和/或第二接口的供电引脚相连。

进一步地，BUCK单元具体可包括BUCK模块和预设输出电压的输出模块，其中，输出模块与两个所述接口连接。该预设输出电压的输出模块可以是5-12V的输出模块。进一步地，预设输出电压的输出模块也可以不包含在BUCK单元内，并与BUCK单元合作用于输出预设的输出电压。

在一实施例中，为了支持在输出工作状态下，用户将负载接入任一接口均可利用BUCK单元实现负载供电的效果，可在BUCK单元上设置两路供电路径，以使得BUCK单元通过该两路供电路径分别连接第一接口和第二接口。应理解，BUCK单元包括一路供电路径的实施方式也应纳入到本申请的保护范围之内。

在一实施例中，当电源管理系统为负载供电时，若只有第一负载接入，控制中心单元从快充控制单元获取申请功率，若申请功率大于第一预设功率，则切断系统电源到BUCK单元的供电路径，使得BUCK单元置为高阻状态，以及，通过控制中心单元将第一负载的申请功率配置给BUCK-BOOST单元，BUCK-BOOST单元通过相应的接口为第一负载供电；

若第一负载的申请功率不大于第一预设功率，导通系统电源到BUCK单元的供电路径，使得BUCK单元置为导通状态，以及，通过控制中心单元将第一负载的申请功率配置给BUCK单元，BUCK单元通过相应的接口为第一负载供电。

在一实施例中，电源管理系统运作在输出工作状态，如电源管理系统用于负载供电时，包括两种具体的场景。其中一种场景是第一负载插入第一接口或第二接口的场景，此时，该电源管理系统连接有第一负载。在该种场景下，本申请的电源管理系统将会对插入的第一负载进行判断，选择BUCK-BOOST单元或BUCK单元为第一负载提供电能输出。具体地，第一负载插入第一接口或第二接口都是允许的，且在实际供电效果上没有区别。例如第一负载插入的是第一接口，则电源管理系统首先会确定该第一负载所需的输出功率，具体可以是指第一负载的申请功率。当该第一负载的申请功率大于第一预设功率时，认为第一负载所需的功率较大，此时可通过控制中心单元向第一快充控制单元申请该第一负载的申请功率，并选择能够满足该功率的BUCK-BOOST单元给第一负载供电。具体地，控制中心单元通过协议信息建立BUCK-BOOST单元与第一接口的连接通道，并让BUCK-BOOST单元以第一负载的申请功率为输出功率为第一负载供电。当第一负载的申请功率不大于第一预设功率时，认为第一负载所需的功率较小，此时可让控制中心单元向BUCK单元发送使能信号，使BUCK单元置为导通状态，然后向第一快充控制单元申请该第一功率，并选择BUCK单元给第一负载供电。具体地，控制中心单元通过协议信息建立BUCK单元与第一接口的连接通道，并让BUCK单元以第一负载的申请功率为输出功率为负载供电。

可以理解地，每一负载对输出功率的需求是不一样的，根据功率的大小确定采用BUCK-BOOST单元或BUCK单元可以更好地分配功率，相比于采用两个BUCK-BOOST单元的方案，两个BUCK-BOOST电路通常会降低功率，会造成一定的功率浪费。

进一步地，当新增负载接入时，若电源管理系统为采用BUCK单元为第一负载供电的情况，则通过控制中心单元将第二负载的申请功率配置给BUCK-BOOST单元，以通过BUCK-BOOST单元为第二负载供电；

若电源管理系统为采用BUCK-BOOST单元为第一负载供电的情况，控制中心单元控制导通系统电源到BUCK单元的供电路径，控制中心单元将配置补充功率给BUCK单元，以通过BUCK单元为第二负载供电。

需要说明的是，补充功率是电源管理系统在运行时所还能输出的最大功率，若最大功率值大于后接入设备的申请功率，则按照后接入设备的申请功率输出功率。若是小于后接入设备的申请功率，按照该最大功率值进行输出。

在一实施例中，电源管理系统运作在输出工作状态，如电源管理系统用于负载供电时，包括两种具体的场景。其中另一种场景是第一负载已插入第一接口或第二接口后，第二负载插入剩余另一个接口的场景。在该场景下，后插入的第二负载不影响第一个接口的工作状态。后插入的第二负载，控制中心单元将配置补充功率给尚未输出功率的BUCK-BOOST单元或BUCK单元，使其为第二负载提供输出功率，这样既能保证双接口同时输出的功率最大化，又能在单接口输出转换到双接口同时输出时，不影响第一个接口的工作状态。具体地，本申请在双接口同时工作时，支持双路独立输出。电源管理系统在单接口输出情况下，有两种情况。第一是单接口输出由BUCK单元供电，则当第二个接口接入第二负载时，控制中心单元会获取相应的快充控制单元的协议信息，配置给BUCK-BOOST单元，进而打开第二个接口输出，实现双接口独立输出功能；第二种是单接口输出由BUCK-BOOST单元供电，则当第二个接口接入第二负载时，控制中心单元首先发出使能信号，接着获取相应的快充控制单元的协议信息，配置给BUCK单元，进而打开第二个接口输出，实现双接口独立输出功能。在单接口输出转换成双接口输出状态时，原有的接口的工作状态不受影响，仍为独立的快充输出口。

进一步地，在电源管理系统运作在输入状态时，若电源管理系统采用第一接口或第二接口接入充电设备，第一接口或第二接口将根据接入的充电设备调节第一接口或第二接口的输入功率，并打开第一接口或第二接口进行充电。

在一实施例中，若电源管理系统接入充电设备进行充电，此时BUCK单元是用不到的，可将BUCK单元置为高阻状态，以节省BUCK单元的电能损耗。并且，在只有一个接口用于充电的场景下，第一接口或第二接口将根据接入的充电设备调节对应接口的输入功率，打开插入充电设备的接口进行充电。

进一步地，在电源管理系统运作在输入状态时，若电源管理系统为采用第一接口或第二接口接入第一充电设备充电，第一接口或第二接口将根据接入的第一充电设备获取第一充电设备的输入功率并发送到对应的快充控制单元，通过快充控制单元传输给控制中心单元第一充电设备的输入功率，以通过BUCK-BOOST单元为系统电源充电。

进一步地，在电源管理系统为系统电源充电时，若电源管理系统为已采用第一接口或第二接口接入第一充电设备充电，则当第二充电设备接入时，若第一充电设备提供的所述输入功率已为电源管理系统所支持的最大输入功率，则电源管理系统不处理第二充电设备的充电逻辑；若第一充电设备提供的输入功率不为电源管理系统所支持的最大输入功率，则控制中心单元获取第二充电设备的输入功率，并将第一充电设备的输入功率和第二充电设备的输入功率进行比较，取功率大者所对应的接口作为目标接口，并采用目标接口接入的第一充电设备或第二充电设备为系统电源充电。

在一实施例中，双接口在做电能输入（系统电源充电）的时候，也能够灵活选择输入口进行充电，使得充电功率最大化。具体地，当电源管理系统处于单接口输入状态时，若此时外部有充电设备接入第二个接口，此时控制中心单元会比较两个快充控制单元上的协议信息，并选取输入功率更大的接口给电池电源模块充电，同时关闭输入功率小的接口。若在单接口输入时，此时已是电源管理系统最大的输入功率，则控制中心单元将不再处理另一个接口的充电请求。本申请的充电处理可以最大程度提高充电功率，从而使得充电时长有效缩短。

图2是本申请实施例中一种双接口的双向独立电源管理系统的结构示意图。

如图2所示，该双接口的双向独立电源管理系统包括系统电源（BAT电源），以及PD快充控制单元1、PD快充控制单元2、BUCK-BOOST单元、控制中心单元、具备5-12V输出电压的BUCK单元以及输入/输出口模块构成。其中两个输入/输出口具体可以是TYPE-C端口，可以实时的检测设备的插入和拔出状态。BUCK-BOOST单元中的两路PD快充控制单元分别接管两个TYPE-C口的充放电功能。BUCK单元具备两路5-12V的供电路径，分别与两个TYPE-C口的供电引脚(VBUS PIN)相连。BUCK-BOOST单元与BUCK单元之间具体可以通过IIC协议进行通讯，进行电压电流等信息的交换与配置。

具体地，该双接口的双向独立电源管理系统各部分的功能如下所示：

BAT电源：充电时，BAT电源储存电能。放电时，BAT电源释放电能。

BUCK-BOOST单元：BUCK-BOOST单元，可实现BAT电源与TYPE-C口之间不同电压转换。

控制中心单元：处理两个PD快充控制单元的协议信息，并可对配置BUCK单元发送配置信息。另外，当BUCK单元停止工作时，控制中心单元可通过EN信号使BUCK单元置为高阻状态，从而降低待机功耗。

PD快充控制单元1：接管TYPE-C1口的充放电功能。

PD快充控制单元2：接管TYPE-C2口的充放电功能。

BUCK单元：可实现BAT电源到TYPE-C口的降压功能。

TYPE-C1口：充放电双向接口，负责检测TYPE-C1口的插入与拔出状态。

TYPE-C2口：充放电双向接口，负责检测TYPE-C2口的插入与拔出状态。

图3是本申请实施例中一种双TYPE-C口输出工作状态流程图。

本申请在单TYPE-C口工作时，支持单TYPE-C的功率盲插。

如图3所示，待机状态；检测TYPE-C口是否接入负载；若否（NO），返回待机状态。若是（YES），TYPE-C1口/ TYPE-C2口申请电压；判断相应PD快充控制单元判断申请的输出功率是否为小功率；若是（YES），控制中心单元使能EN信号，给BUCK模块供电；控制中心单元获取PD快充控制单元1/2的功率信息，配置给BUCK模块，打开TYPE-C1口/ TYPE-C2口输出；若否（NO），控制中心单元不使能EN信号；控制中心单元获取PD快充控制单元1/2的功率信息，配置给BUCK-BOOST单元，打开TYPE-C1口/ TYPE-C2口输出。

进一步，单口快充输出状态，检测TYPE-C1口/ TYPE-C2口轻载/拔出？若否（NO），返回单口快充输出状态；若是（YES），关闭当前TYPE-C口路径，进入待机，返回待机状态。

进一步，单口快充输出状态，检测TYPE-C2口/ TYPE-C1口是否接入负载？若否（NO），返回单口快充输出状态；若是（YES），判断第一个输出口是BUCK模块供电？若是（YES），控制中心单元获取PD快充控制单元2/1的功率信息，配置给BUCK-BOOST单元；打开TYPE-C2口/ TYPE-C1口输出；若否（NO），控制中心单元使能EN信号，给BUCK模块供电；控制中心单元获取PD快充控制单元2/1的功率信息，配置给BUCK-BOOST单元；打开TYPE-C2口/ TYPE-C1口输出。

进一步的，打开TYPE-C2口/ TYPE-C1口输出，则双口快充输出状态；判断其中一个TYPE-C口轻载/拔出？若是（YES），返回单口快充输出状态；若否（NO），则双口快充输出状态。

如图3所示，在待机状态下，任意TYPE-C口插入负载时，控制中心单元会判断相应的PD快充控制单元申请的功率，选择BUCK-BOOST单元或BUCK单元给负载供电。

若为大功率负载，则控制中心单元不使能EN信号，切断BAT电源模块到BUCK单元的供电路径，使得BUCK单元为高阻状态，然后由控制中心单元获取相应的PD快充控制单元的功率信息，进而配置给BUCK-BOOST单元，通过BUCK-BOOST单元给此负载供电。若为小功率负载，则控制中心单元会使能EN信号，导通BAT电源模块到BUCK单元的供电路径，控制中心单元获取相应的PD快充控制单元的功率信息，进而配置给BUCK单元，通过BUCK单元给负载供电。由此实现单TYPE-C口的快充输出，这样，既能保证双TYPE-C口同时输出的功率最大化，又能在单TYPE-C口输出转换到双TYPE-C口同时输出时，不影响第一个TYPE-C口的工作状态。

如图3所示，本申请在双TYPE-C口同时工作时，支持双路TYPE-C独立快充。在电源管理系统采用单TYPE-C口输出情况下，有两种情况。

第一是单TYPE-C口输出由BUCK单元供电，则当第二个TYPE-C口接入负载时，控制中心单元会获取相应的PD快充控制单元的协议信息，配置给BUCK-BOOST单元，进而打开第二个TYPE-C口输出，实现双TYPE-C口独立输出功能；第二是单TYPE-C口输出由BUCK-BOOST单元供电，则当第二个TYPE-C口接入负载时，控制中心单元使能EN信号，接着获取相应的PD快充控制单元的协议信息，配置给BUCK单元，进而打开第二个TYPE-C口输出，实现双TYPE-C口独立输出功能。本申请中，在单TYPE-C口输出转换成双TYPE-C口输出状态时，原有的TYPE-C口的工作状态不受影响，仍为独立的快充输出口。

图4是本申请实施例中一种双TYPE-C口输入工作状态流程图。

如图4所示，待机状态，判断TYPE-C口是否接入充电？若否（NO），返回待机状态；若是（YES），TYPE-C1口/ TYPE-C2口申请电压；PD快充控制单元1/2调节相应端口的输入功率；打开TYPE-C1口/ TYPE-C2口输入；单口快充输入状态；判断TYPE-C1口/ TYPE-C2口拔出？若是（YES），关闭当前TYPE-C口路径，进入待机，返回待机状态；若否（NO），返回单口快充输入状态。

进一步的，单口快充输入状态；判断当前是否已经是最大输入功率；若是（YES），保持当前TYPE-C口充电，不处理第二个TYPE-C口的充电；返回单口快充输入状态；若否（NO），判断TYPE-C2口/ TYPE-C1口插入充电？若是（YES），判断后接入充电口功率是否更大？若否（NO），返回单口快充输入状态。

进一步的，若是（YES），关闭插入的TYPE-C口，打开后插入的TYPE-C口进行充电；返回单口快充输入状态。

如图4所示，待机状态下，控制中心单元不使能EN信号，使BUCK单元为高阻状态。当任意TYPE-C口接入充电设备时，相应的PD快充控制单元会调节该TYPE-C口的输入功率，并打开该TYPE-C口进行充电，从而进入单TYPE-C口快充输入状态。本申请中，双TYPE-C口在做输入的时候，也能够灵活选择输入口进行充电，使得充电功率最大化。当电源管理系统处于单接口输入状态时，若此时外部有充电设备接入第二个TYPE-C口，此时控制中心单元会比较两个PD快充控制单元上的协议信息，并选取输入功率更大的TYPE-C口给BAT电源充电，同时关闭输入功率小的TYPE-C口。若在单口输入时，该输入功率已经是电源管理系统能够支持的最大输入功率，则控制中心单元将不再处理另一个TYPE-C口的充电请求。这样，可以最大程度提高充电功率，从而使得充电时长有效缩短。

本申请中，提出一种电源管理系统，该电源管理系统包括BUCK-BOOST单元、BUCK单元、可配置BUCK-BOOST单元和BUCK单元的控制中心单元、两个接口、分别与两个接口电连接的两个快充控制单元，两个接口包括第一接口和第二接口；其中，BUCK-BOOST单元和BUCK单元分别连接系统电源，每个接口均与BUCK-BOOST单元和BUCK单元电连接。本申请可通过快充控制单元从接口获取电参数并传输给控制中心单元，控制中心单元根据电参数控制电源管理系统的工作路径。本申请在充电、放电场景下可应用到该BUCK-BOOST单元，通过连接的两接口实现充电、放电功能；而在放电场景下可应用到BUCK-BOOST单元和BUCK单元，尤其在应对功率要求较低的放电场景下，可具体应用到该BUCK单元。该BUCK单元能够控制单向的电压降压，能够满足低功率负载的供电需求。本申请的电源管理系统中，通过快充控制单元以及控制中心单元，可根据接入设备控制电源管理系统的工作路径，以满足不同应用场景的需求。该电源管理系统与现有技术中实现的双向独立的电源管理系统相比，其电路实现更简单，能够有效降低电路实现成本。

本申请还提供一种电能管理方法，包括电源管理系统执行的如下步骤：

通过第一接口或第二接口接入第一设备；

根据第一设备确定电能输送状态，其中，电能输送状态包括输入工作状态和输出工作状态；

根据电能输送状态，利用BUCK-BOOST单元实现充电功能或放电功能，或者，利用BUCK单元实现放电功能，其中，电源管理系统如第一方面的电源管理系统。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，方法还包括：

在已接入第一设备的情况下，接入第二设备；

根据电能输送状态和第二设备确定电源管理系统的工作路径。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据电能输送状态和第二设备确定电源管理系统的工作路径，包括：

当电能输送状态为输入工作状态时，若第一设备提供的输入功率已为电源管理系统所支持的最大输入功率，则电源管理系统不处理第二充电设备的充电逻辑；

若第一充电设备提供的输入功率不为电源管理系统所支持的最大输入功率，则选取第一设备和第二设备中输入功率的功率大者所对应的接口作为目标接口，通过目标接口为电源管理系统充电；

当电能输送状态为输出工作状态时，通过第一接口和第二接口为第一设备和第二设备供电。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据电能输送状态，利用BUCK-BOOST单元实现充电功能或放电功能，或者，利用BUCK单元实现放电功能，包括：

当电能输送状态为输出工作状态时，通过控制中心单元获取第一功率；

若第一功率大于第二预设功率，切断系统电源到BUCK单元的供电路径，使得BUCK置为高阻状态，并且，将第一功率配置给BUCK-BOOST单元，以通过BUCK-BOOST单元实现负载供电；

若第一功率不大于第二预设功率，导通系统电源到BUCK单元的供电路径，使得BUCK单元置为导通状态，并且，将第一功率配置给BUCK单元，以通过BUCK单元实现负载供电。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据电能输送状态，利用BUCK-BOOST单元实现充电功能或放电功能，或者，利用BUCK单元实现放电功能，包括：

当电能输送状态为输入工作状态时，切断系统电源到BUCK单元的供电路径，使得BUCK单元置为高阻状态；

通过控制中心单元获取由第一快充控制单元或第二快充控制单元发送的第二功率；

根据第二功率配置BUCK-BOOST单元，并打开第一接口或第二接口进行充电。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据电能输送状态，利用BUCK-BOOST单元实现充电功能或放电功能，或者，利用BUCK单元实现放电功能，包括：

当电能输送状态为输出工作状态时，若电源管理系统已采用BUCK单元实现单向独立负载供电，则通过控制中心单元获取第一快充控制单元或第二快充控制单元的第三功率，根据第三功率配置BUCK-BOOST单元，以通过BUCK-BOOST单元实现双向独立输出功能；

若电源管理系统采用BUCK-BOOST单元实现单向独立负载供电，则导通BUCK单元，并通过控制中心单元获取第一快充控制单元或第二快充控制单元的第三功率，根据三功率配置BUCK单元，以通过BUCK单元实现双向独立输出功能。

如上的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据电能输送状态，利用BUCK-BOOST单元实现充电功能或放电功能，或者，利用BUCK单元实现放电功能，包括：

当电能输送状态为输入工作状态时，若第一设备提供的输入功率已为电源管理系统所支持的最大输入功率，则电源管理系统将不再处理第二设备的充电逻辑，保留原充电接口的充电行为；若第一设备提供的输入功率不为电源管理系统所支持的最大输入功率，则控制中心单元选取第四功率的接口作为目标接口，且关闭第五功率的接口，其中，第四功率大于第五功率，并采用第四功率作为目标接口的输入功率，打开目标接口进行充电。

在本申请实施例中，可通过快充控制单元从接口获取电参数并传输给控制中心单元，控制中心单元根据电参数控制电源管理系统的工作路径。本申请在充电、放电场景下可应用到该BUCK-BOOST单元，通过连接的两接口实现充电、放电功能；而在放电场景下可应用到BUCK-BOOST单元和BUCK单元，尤其在应对功率要求较低的放电场景下，可具体应用到该BUCK单元。该BUCK单元能够控制单向的电压降压，能够满足低功率负载的供电需求。本申请的电源管理系统中，通过快充控制单元以及控制中心单元，可根据接入设备控制电源管理系统的工作路径，以满足不同应用场景的需求。该电源管理系统与现有技术中实现的双向独立的电源管理系统相比，其电路实现更简单，能够有效降低电路实现成本。应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

Claims (8)

1.一种电源管理系统，其特征在于，包括：

BUCK-BOOST单元、BUCK单元、可配置所述BUCK-BOOST单元和所述BUCK单元的控制中心单元、两个接口、分别与两个所述接口电连接的两个快充控制单元，两个所述接口包括第一接口和第二接口；

所述BUCK-BOOST单元和所述BUCK单元分别连接系统电源，每个所述接口均与所述BUCK-BOOST单元和所述BUCK单元电连接，所述快充控制单元从所述接口获取电参数并传输给所述控制中心单元，所述控制中心单元根据所述电参数控制所述电源管理系统的工作路径；

其中，当所述电源管理系统为负载供电时，

若只有第一负载接入，所述控制中心单元从所述快充控制单元获取申请功率，若所述申请功率大于第一预设功率，则切断所述系统电源到所述BUCK单元的供电路径，使得所述BUCK单元置为高阻状态，以及，通过所述控制中心单元将所述第一负载的所述申请功率配置给所述BUCK-BOOST单元，所述BUCK-BOOST单元通过相应的所述接口为所述第一负载供电；

若所述第一负载的所述申请功率不大于所述第一预设功率，导通所述系统电源到所述BUCK单元的供电路径，使得所述BUCK单元置为导通状态，以及，通过所述控制中心单元将所述第一负载的所述申请功率配置给所述BUCK单元，所述BUCK单元通过相应的所述接口为所述第一负载供电；

其中，在所述电源管理系统为所述系统电源充电时，

若所述电源管理系统为采用所述第一接口或所述第二接口接入第一充电设备充电，所述第一接口或所述第二接口将根据接入的所述第一充电设备获取所述第一充电设备的输入功率并发送到对应的所述快充控制单元，通过所述快充控制单元传输所述第一充电设备的所述输入功率给所述控制中心单元，并由所述控制中心单元将所述第一充电设备的所述输入功率配置给所述BUCK-BOOST单元，以通过所述BUCK-BOOST单元为所述系统电源充电。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当新增负载接入时，

若所述电源管理系统为采用所述BUCK单元为所述第一负载供电的情况，则通过所述控制中心单元将第二负载的所述申请功率配置给所述BUCK-BOOST单元，以通过所述BUCK-BOOST单元为所述第二负载供电；

若所述电源管理系统为采用所述BUCK-BOOST单元为所述第一负载供电的情况，所述控制中心单元控制导通所述系统电源到所述BUCK单元的供电路径，所述控制中心单元将配置补充功率给所述BUCK单元，以通过所述BUCK单元为所述第二负载供电。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述电源管理系统为所述系统电源充电时，所述BUCK单元置为高阻状态。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述电源管理系统为所述系统电源充电时，

若所述电源管理系统为已采用所述第一接口或所述第二接口接入第一充电设备充电，则当第二充电设备接入时，若所述第一充电设备提供的输入功率已为所述电源管理系统所支持的最大输入功率，则所述电源管理系统不处理所述第二充电设备的充电逻辑；

若所述第一充电设备提供的所述输入功率不为所述电源管理系统所支持的所述最大输入功率，则所述控制中心单元获取所述第二充电设备的输入功率，并将所述第一充电设备的所述输入功率和所述第二充电设备的所述输入功率进行比较，取功率大者所对应的所述接口作为目标接口，并采用所述目标接口接入的所述第一充电设备或所述第二充电设备为所述系统电源充电。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述BUCK单元包括BUCK模块和预设输出电压的输出模块，所述输出模块与两个所述接口连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述控制中心单元还用于向所述BUCK单元发出使能信号，所述使能信号用于控制所述BUCK单元高阻或导通。

7.一种电源管理方法，其特征在于，包括电源管理系统执行的如下步骤：

通过第一接口或第二接口接入第一设备；

根据所述第一设备确定电能输送状态，其中，所述电能输送状态包括输入工作状态和输出工作状态；

根据所述电能输送状态，利用BUCK-BOOST单元实现充电功能或放电功能，或者，利用BUCK单元实现放电功能，其中，所述电源管理系统如权利要求1-6任一项所述的电源管理系统。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在已接入所述第一设备的情况下，接入第二设备；

根据所述电能输送状态和所述第二设备确定所述电源管理系统的工作路径。