TW201526462A - 通用功率轉接器 - Google Patents

通用功率轉接器 Download PDF

Info

Publication number
TW201526462A
TW201526462A TW103131077A TW103131077A TW201526462A TW 201526462 A TW201526462 A TW 201526462A TW 103131077 A TW103131077 A TW 103131077A TW 103131077 A TW103131077 A TW 103131077A TW 201526462 A TW201526462 A TW 201526462A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
buck
mode
circuit
voltage
power adapter
Prior art date
Application number
TW103131077A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI587602B (zh
Inventor
胡永烜
許蒙 艾卡言
柯林Ｅ 康納斯
楊禮宇
Original Assignee
蘋果公司
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 蘋果公司 filed Critical 蘋果公司
Publication of TW201526462A publication Critical patent/TW201526462A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI587602B publication Critical patent/TWI587602B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00036—Charger exchanging data with battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with provisions for charging different types of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582—Buck-boost converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

一種充電器電路包括：一介面連接器，其可耦接至提供具有一輸入電壓之一輸入信號的一功率轉接器；及一降壓-升壓轉換器電路，其可耦接至具有一充電電壓之一電池。在一給定時間處，該降壓-升壓轉換器電路基於一控制信號按一組模式中之一模式操作，其中該組模式可包括至少一降壓模式及一升壓模式。詳言之，該充電器電路包括控制邏輯，該控制邏輯基於該充電電壓及該功率轉接器之一充電能力而產生該控制信號。因此，若該充電電壓適當超過該輸入電壓，則該降壓-升壓轉換器電路可在該升壓模式中操作。然而，若該充電電壓大致低於或等於該輸入電壓，則該降壓-升壓轉換器電路可在該降壓模式中操作。

Description

通用功率轉接器 對相關申請案之交叉參考
本申請案依據35 U.S.C.§ 119(e)主張2013年9月9日申請的Yongxuan Hu、Arthur H.Chang、Shimon Elkayan、Collin Conners及Liyu Yang(代理案號APL-P20797USP1)的標題為「Universal Power Adapter」之美國臨時申請案第61/875,551號的優先權，該申請案之內容以引用方式併入本文中。
所描述之實施例係關於用於控制與一電池相關聯之充電器電路之操作模式的技術。更確切而言，所描述之實施例係關於用於基於電池之充電電壓及自功率轉接器接收之輸入電壓而選擇一降壓-升壓轉換器電路的操作模式的技術。
在充電期間，攜帶型電子器件通常連接至功率轉接器，該功率轉接器將一AC電力線電壓變換成用於為電池充電及/或向攜帶型電子器件提供電力的DC輸入電壓。此外，許多攜帶型電子器件包括一充電器電路，其另外在為電池充電之前變換DC輸入電壓。
充電器電路及其功能的組態常常取決於功率轉接器之DC輸入電壓及電池之充電電壓。然而，存在廣泛的多種功率轉接器(具有不同DC輸入電壓)及廣泛的多種電池(具有不同充電電壓)。此等變化常常要求充電器電路具有更多複雜性(大小及成本方面相應增大)，或要求 將一特定功率轉接器用於一給定攜帶型電子器件，此可對使用者造成困擾且可降級使用者體驗。
所描述之實施例包括一充電器電路。此充電器電路包括：一介面連接器，其可耦接至一功率轉接器；及一降壓-升壓轉換器電路，其耦接至該介面連接器，且該降壓-升壓轉換器電路可耦接至具有一充電電壓之一電池，且可將一輸出信號提供至該電池。在一給定時間處，該降壓-升壓轉換器電路基於一控制信號按一組模式中之一模式操作，其中該組模式包含：一降壓模式及一升壓模式。此外，該充電器電路包括耦接至該降壓-升壓轉換器電路之控制邏輯，該控制邏輯基於經由該介面連接器接收之該充電電壓及資訊產生該等控制信號。
若該充電電壓比經由該介面連接器自該功率轉接器接收之一輸入電壓多出一預定義臨限值，則該降壓-升壓轉換器電路可在該升壓模式中操作。舉例而言，該輸入電壓可與一通用串列匯流排相容(諸如大致5V)，且該充電電壓可介於6V至20V之間(諸如8V)。然而，若該充電電壓大致低於或等於經由該介面連接器自該功率轉接器接收的該輸入電壓，則該降壓-升壓轉換器電路可在該降壓模式中操作。舉例而言，該輸入電壓及該充電電壓可各自介於6V至20V之間。
應注意，在不存在輸入電壓時(諸如在該介面連接器與該功率轉接器解耦時)，該降壓-升壓轉換器電路可預設至該升壓模式。
在一些實施例中，該介面連接器包括一電力信號線、至少一資料信號線及接地。在此等實施例，該控制邏輯：判定該電力信號線上之相對於接地的來自該功率轉接器之該輸入電壓；視情況，經由至少該資料信號線將該充電電壓傳達至該功率轉接器；視情況，自該功率轉接器接收指示該功率轉接器準備好為該電池充電的一回覆；且將一或多個控制信號提供至該降壓-升壓轉換器電路以基於該輸入電壓高 於抑或低於該充電電壓而選擇一組模式中的一模式，該組模式可包括該降壓模式及該升壓模式。
另一實施例提供一電子電路，其包括：一積體電路；上文描述的耦接至該積體電路之該電池，其具有該充電電壓；及上文描述的耦接至該電池之該充電器電路。
另一實施例提供一種用於為上文描述之電池充電的方法。在該方法期間，自該功率轉接器接收該輸入電壓。接著，基於該輸入電壓及該充電電壓判定對具有該充電電壓之該電池充電的該降壓-升壓轉換器電路之一操作模式，其中該操作模式可包括包含該降壓模式及該升壓模式之一組模式中的一模式。接下來，選擇該降壓-升壓充電器之該所判定之操作模式。
另一實施例提供一第二充電器電路。該第二充電器電路包括一反饋電路，該反饋電路選擇一用於為一電池充電的誤差信號，其中在一給定時間處，該誤差信號對應於一反饋源，且其中該反饋源為具有複數個反饋源之一組反饋源中的一者。此外，該第二充電器電路包括耦接至該反饋電路之一減幅電路，其中該減幅電路具有對該誤差信號的一增益及一接地阻抗，且其中該反饋電路基於該所選擇之誤差信號，選擇該減幅電路之該增益及該接地阻抗。此外，該第二充電器電路包括耦接至該減幅電路之一電壓箝位電路，其中該電壓箝位電路具有一或多個箝位電壓，且其中該反饋電路基於該所選擇之誤差信號而選擇該等一或多個箝位電壓。
應注意，所選擇之增益、接地阻抗，及一或多個箝位電壓減少與自該組反饋源中之一第一反饋源至該組反饋源中之一第二反饋源的一轉變相關聯的暫態。舉例而言，該減幅電路的所選擇之增益及接地阻抗可修改該減幅電路之一暫態回應以便被過減幅及/或臨界減幅。
此外，該組反饋源可包括：一輸入電流與一輸入電流參考之間 的一差、一輸出電壓與一輸出電壓參考之間的一差、一電池充電電流與一電池充電電流參考之間的一差、一輸入電壓與輸入電壓參考之間的一差、一溫度與一溫度參考之間的一差，及/或一輸入功率與一輸入功率參考之間的一差。此外，該等一或多個箝位電壓可包括：一上箝位電壓及/或一下箝位電壓。
在一些實施例中，該充電器電路包括耦接至該電壓箝位電路且經組態以耦接至一DC至DC轉換器的一比較器及一驅動器電路。舉例而言，該比較器可包括一脈寬調變比較器。另外，該充電器電路可包括一緩衝器電路，其耦接至該比較器及該驅動器電路。
另一實施例提供一電子電路，其包括：一積體電路；上文描述的耦接至該積體電路之該電池，其具有該充電電壓；及上文描述的耦接至該電池之該第二充電器電路。
另一實施例提供一種用於減少與自一第一誤差信號至一第二誤差信號之一轉變相關聯的暫態的方法。在該方法期間，自該第一誤差信號至該第二誤差信號進行一轉變，以用於為該電池充電，其中該第一誤差信號及該第二誤差信號分別對應於該組反饋源中的反饋源。接著，基於該所選擇之第二誤差信號選擇該減幅電路之該增益及該接地阻抗，其中該減幅電路將該增益及該接地阻抗應用於該第二誤差信號。接下來，基於該所選擇之第二誤差信號選擇該電壓箝位電路之該等一或多個箝位電壓，其中該電壓箝位電路將該等一或多個箝位電壓應用於來自該減幅電路的一輸出。
100‧‧‧電力系統
108‧‧‧充電器電路/充電電路
110‧‧‧介面連接器
112‧‧‧選用之功率轉接器
114‧‧‧輸入信號
116‧‧‧降壓-升壓轉換器電路
118‧‧‧控制邏輯
120‧‧‧控制信號
122‧‧‧選用之電池
124-1‧‧‧第一切換器
124-2‧‧‧第二切換器
124-3‧‧‧第三切換器
124-4‧‧‧第四切換器
126‧‧‧輸出信號
128‧‧‧選用之切換器
130‧‧‧電感器
210‧‧‧電力信號線
212-1至212-2‧‧‧資料信號線
214‧‧‧接地
300‧‧‧用於為電池充電之方法
400‧‧‧充電器電路
500‧‧‧DC轉換器及電池充電器控制器
510‧‧‧反饋電路
512‧‧‧誤差信號
516‧‧‧差
518‧‧‧差
520‧‧‧差
522‧‧‧減幅電路
524‧‧‧放大器
526‧‧‧補償電阻或阻抗/接地阻抗
528‧‧‧電壓箝位電路
530‧‧‧上箝位電壓
532‧‧‧下箝位電壓
534‧‧‧脈寬調變(PWM)比較器
536‧‧‧驅動器電路
600‧‧‧DC轉換器及電池充電器控制器
610‧‧‧電壓箝位電路
612‧‧‧緩衝器電路
700‧‧‧DC轉換器及電池充電器控制器
710‧‧‧電壓箝位電路
800‧‧‧用於減少與自第一誤差信號至第二誤差信號之轉變相關聯的暫態之方法
900‧‧‧電子器件
910‧‧‧充電器電路
912‧‧‧電池
914‧‧‧選用之記憶體子系統
916‧‧‧選用之處理子系統
Gm‧‧‧增益
圖1為根據本發明之一實施例的說明一充電器電路之方塊圖。
圖2為根據本發明之一實施例的說明圖1之充電器電路中之介面連接器的方塊圖。
圖3為根據本發明之一實施例的說明用於為一電池充電之方法的 流程圖。
圖4為根據本發明之一實施例的說明一充電器電路之方塊圖。
圖5為根據本發明之一實施例的說明圖4之充電器電路中之DC轉換器及電池充電器控制器的方塊圖。
圖6為根據本發明之一實施例的說明圖4之充電器電路中之DC轉換器及電池充電器控制器的方塊圖。
圖7為根據本發明之一實施例的說明圖4之充電器電路中之DC轉換器及電池充電器控制器的方塊圖。
圖8為根據本發明之一實施例的說明用於減少與自第一誤差信號至第二誤差信號之轉變相關聯之暫態的方法的流程圖。
圖9為根據本發明之一實施例的說明包括一充電器電路之電子器件的方塊圖。
應注意，相同參考數字在諸圖式中指對應部分。此外，同一部分之多個例項係用與例項號以一短劃線隔開的共同前置來命名。
圖1呈現說明電力系統100之方塊圖，該電力系統包括：選用之功率轉接器112、充電器電路108、切換器124、選用之切換器128及選用之電池122。此外，充電器電路108可包括：介面連接器110、降壓-升壓轉換器電路116及控制邏輯118。此外，降壓-升壓轉換器電路116可包括：切換器124及電感器130。切換器可包含：第一切換器124-1，其可選擇性地將電感器130之第一側耦接至介面連接器110；第二切換器124-2，其可選擇性地將電感器130之第一側耦接至接地；第三切換器124-3，其可選擇性地將電感器130之第二側耦接至接地；及第四切換器124-4，其可選擇性地將輸出信號126提供至選用之電池122及/或系統負載。舉例而言，第四切換器124-4可選擇性地將電感器130之第二側耦接至選用之電池122(儘管應瞭解，選用之切換器128 或另一元件可選擇性地控制電感器130之第二側與選用之電池122之間的連接)。應注意，選用之功率轉接器112可經組態以藉由耦接至由電力柵格提供之AC電力線來接收AC電力，且可將AC電信號轉換成DC電信號。此外，選用之功率轉接器112可使用包括一全橋式整流器、一半橋式整流器及/或一返馳轉換器電路以執行轉換。另外，應注意，選用之電池122可包括一或多個電池或一或多個電池組，且選用之電池122可具有一充電電壓(例如，由電力系統100設定之電壓，其中在該電壓下為選用之電池122充電)。然而，選用之電池122並不限於一特定構造。
在電力系統100之操作期間，選用之功率轉接器112經由具有一或多個信號線之電纜將具有輸入電壓之一輸入信號114提供至介面連接器110。接著，介面連接器110將輸入信號114提供至降壓-升壓轉換器電路116及控制邏輯118。基於輸入電壓及充電電壓，控制邏輯118可自一組模式選擇降壓-升壓轉換器電路116之操作模式(或模式)，該組模式可包括(但不限於)：一降壓模式及一升壓模式。詳言之，控制邏輯118可基於以下項產生一或多個控制信號120：輸入電壓、充電電壓、經由介面連接器110接收的資訊及/或電池電壓。此等控制信號可指定切換器(Q)124(諸如場效電晶體或FET)之切換狀態(諸如斷開或閉合)以選擇操作模式。此外，降壓-升壓轉換器電路116可輸出輸出信號126(諸如充電信號)或將輸出信號126提供至選用之電池122以為選用之電池122充電，及/或輸出或提供至器件負載以向包括電力系統100之電子器件提供電力。如圖1中所示，控制邏輯118可控制切換器128(諸如場效電晶體或FET)之切換狀態，以在選用之電池122被充電時(諸如在選用之功率轉接器122及/或降壓-升壓轉換器電路116被適當組態以用於操作時)進行閘控。
因此，在給定時間處，降壓-升壓轉換器電路116在選自該組模式 中之一模式中操作。舉例而言，模式之選擇(及可實施該模式的所得一或多個控制信號120)可基於輸入電壓高於抑或低於充電電壓(及/或電池電壓)。詳言之，降壓-升壓轉換器電路116可在處於升壓模式中時包括(或藉由使用切換器124，可經組態以操作為)一升壓電路，且若充電電壓比輸入電壓多出一預定量(諸如在該輸入電壓小於第一電壓臨限時)，則降壓-升壓轉換器電路116可在升壓模式中操作且升壓電路可選擇性地耦接至選用之電池122。為了在升壓模式中操作降壓-升壓轉換器電路116，一或多個控制信號120可閉合第一切換器124-1且可斷開第二切換器124-2(意即，第一切換器124-1接通且第二切換器124-2關斷)。接著，充電電路108可對輸入信號114執行DC/DC電力轉換以產生輸出信號126。在此電力轉換期間，第三及第四切換器124-3及124-4可基於一或多個控制信號120而交替切換(使得當第四切換器124-4關斷時，第三切換器124-3接通，且反之亦然)。舉例而言，第三及第四切換器124-3及124-4可在切換頻率下進行切換。儘管應瞭解，切換頻率可視需要被設定為任何值，但在一些實例中，切換頻率可介於100KHz與2MHz之間。(舉例而言，切換可在介於10kHz與10MHz之間的頻率下進行，此取決於充電電路108中之電感器130的大小及/或可接受的切換損耗)。此切換模式電力轉換可允許：在選用之功率轉接器112提供具有比充電電壓低之輸入電壓之輸入信號114時，於適當充電電壓下(且基於選用之功率轉接器112之能力)將更多電力提供至選用之電池122。
此外，降壓-升壓轉換器電路116可在處於降壓模式中時包括(或藉由使用切換器124，可經組態以操作為)一降壓電路，且若充電電壓比輸入電壓小一預定量(諸如在輸入電壓大於第二電壓臨限時，此可出現在選用之功率轉接器112為一所謂「高電壓」功率轉接器時)，則降壓-升壓轉換器電路116可在降壓模式中操作，且降壓電路可選擇性 地耦接至選用之電池122。為了在降壓模式中操作降壓-升壓轉換器電路116，一或多個控制信號120可斷開第三切換器124-3且可閉合第四切換器124-4(意即，第三切換器124-3關斷且第四切換器124-4接通)。接著，充電電路108可對輸入信號114執行DC/DC電力轉換以產生輸出信號126。在此電力轉換期間，第一及第二切換器124-1及124-2可基於一或多個控制信號120而交替切換(使得當第二切換器124-2關斷時，第一切換器124-1接通，且反之亦然)。舉例而言，第一及第二切換器124-1及124-2可在切換頻率下進行切換。儘管應瞭解，切換頻率可視需要被設定為任何值，但在一些實例中，切換頻率可介於100KHz與2MHz之間。此切換模式電力轉換亦可允許：在選用之功率轉接器112電流受限時(其又可促進或使選用之功率轉接器112能夠更小型)，於適當充電電壓下(且基於選用之功率轉接器112之能力)將更多電力提供至選用之電池122。
雖然可結合上文描述之充電電路使用廣泛多種電池類型及組態，但在以下論述中，將鋰離子電池用作說明性實例。鋰離子電池因為其高能量密度、長循環壽命及無記憶效應而被廣泛用於攜帶型電子器件中。舉例而言，用於膝上型電腦中之鋰離子電池組(意即，電池)常常包括兩個或三個串聯的電池芯。通常，電力轉接器將110V或220V AC電力線電壓轉換成電池充電器之輸入源電壓(或輸入電壓)。對於膝上型電腦，自功率轉接器至充電電路之輸入電壓通常在10V至20V之範圍中(諸如12V或15V)。替代性地，由於通用串列匯流排介面之普及，輸入電壓可為5V。應注意，前述數值僅出於說明之目的，且可將其他值用於不同功率轉接器、電池及/或系統要求。
對於一些電池(例如，諸如一些雙電池芯組態)，電池組電壓可介於6V與8.7V之間(意即，電池組可在操作期間經歷一電壓範圍)。在一些情況下，充電電路108可經組態以連接至功率轉接器，該功率轉 接器提供小於最低電池組電壓(例如，5V，而電池電壓介於6V與8.7V之間)或大於最高電池組電壓(例如，12V或15V，而電池電壓介於6V與8.7V之間)的一輸入電壓。(因而，預定量可為至少0.5V)。如先前所描述的，降壓-升壓轉換器電路116可在降壓模式及升壓模式中操作。因此，降壓-升壓轉換器電路116可採用前述實例中之輸入電壓或使用前述實例中之輸入電壓操作。詳言之，在此等實例中，降壓-升壓轉換器電路116可在降壓模式抑或升壓模式中操作，此係因為6V至8.7V電池組電壓始終低於輸入電壓(此導致降壓-升壓轉換器電路116在降壓模式中操作)，或始終高於輸入電壓(此導致降壓-升壓轉換器電路116在升壓模式中操作)。
類似地，對於一些三電池芯組態，電池組電壓可介於9V與13.05V之間(意即，電池組可在操作期間經歷一電壓範圍)。再次，在一些情況下，充電電路108可經組態以連接至功率轉接器，該功率轉接器提供小於最低電池組電壓(例如，5V，而電池電壓介於9V與13.05V之間)抑或大於最高電池組電壓(例如，12V或15V，而電池電壓介於9V與13.05V之間)的一輸入電壓。如先前所描述的，降壓-升壓轉換器電路116可在降壓模式及升壓模式中操作。詳言之，在此等實例中，降壓-升壓轉換器電路116可在降壓模式抑或升壓模式中操作，此係因為9V至13.05V電池組電壓始終低於輸入電壓(此導致降壓-升壓轉換器電路116在降壓模式中操作)，或始終高於輸入電壓(此導致降壓-升壓轉換器電路116在升壓模式中操作)。
因此，降壓-升壓轉換器電路116可在一範圍的輸入電壓(諸如5V至20V)及充電電壓(諸如6V至20V，例如8V)下操作。然而，應理解，此等數值僅出於說明之目的，且可使用其他電池組態、輸入電壓及/或充電電壓。
在一些實施例中，當介面連接器110與選用之功率轉接器112解耦 時，降壓-升壓轉換器電路116可被置於升壓模式組態中。此可確保在充電電路108重新耦接至選用之功率轉接器112的情況下充電電路108回復至最初預期輸入信號114具有低輸入電壓(大致5V)的操作模式。然而，在一些實施例中，雖然充電電路108預設至升壓模式，但該充電電路不操作，直至選用之功率轉接器112被連接或耦接至介面連接器110。替代性地，甚至在選用之功率轉接器112連接或耦接至介面連接器110之後，充電電路108仍可不操作，直至發生與選用之功率轉接器112的資訊通信。詳言之，如下文參考圖2進一步描述，在選用之功率轉接器112可被組態之實施例中，接收自選用之功率轉接器112之資訊可包括輸入電壓及選用之功率轉接器112何時準備好自選用之功率轉接器112為選用之電池122充電，且被提供至選用之功率轉接器112之資訊可包括充電電壓及/或操作模式。此資訊可允許選用之功率轉接器112及/或充電電路108受到組態且可同步其操作。然而，選用之功率轉接器112及/或充電電路108之操作可或可不涉及選用之功率轉接器112與充電電路108之間的資訊通信。
另外，如先前所指出，對於一給定電池及一給定功率轉接器，降壓-升壓轉換器電路116可按選自一組模式之一模式操作，該組模式包括(但不限於)：升壓模式及降壓模式(例如，在輸入電壓及/或充電電壓之一些範圍中，可存在其他類型之模式或操作模式)。因此，上文所描述之降壓-升壓轉換器電路116的組態可出現在選用之功率轉接器112與介面連接器110耦接或解耦時、輸入電壓改變時及/或達到一熱限制之情況下(例如，若充電電路108關閉，則降壓-升壓轉換器電路116可被置於升壓模式組態中)。
藉由促進降壓-升壓轉換器電路116之組態，充電技術可允許更靈活地使用不同功率轉接器，且可允許更小型且更低成本的功率轉接器。因此，充電技術可減少使用者失望，且可在使用包括需要進行日 常再充電之電源(諸如電池)之電子器件時改良總體使用者體驗。
現描述充電器電路108與選用之功率轉接器112之間的通信的一實施例，其中該通信由控制邏輯118用以判定且選擇降壓-升壓轉換器電路116之操作模式(其可包括(但不限於)升壓模式或降壓模式)。此外，在充電器電路108與選用之功率轉接器112之間交換的資訊可用以組態選用之功率轉接器112及/或選用之功率轉接器112何時準備好進行操作。舉例而言，所交換之資訊可包括：來自選用之功率轉接器112之輸入電壓、至選用之功率轉接器112之充電電壓，及選用之功率轉接器212何時準備好為選用之電池122充電。應注意，組態充電器電路108及選用之功率轉接器112之操作可為有用的，此係因為輸入電壓可在一範圍內變化，而選用之電池122可要求一特定充電電壓。
圖2呈現說明連接至或耦接至充電器電路108中之介面連接器110之信號線的方塊圖(圖1)。此介面連接器包括：電力信號線210、一或多個資料信號線212，及接地214。在此實施例中，控制邏輯118：判定電力信號線210及/或一或多個資料信號線212上之相對於接地214的來自選用之功率轉接器112之輸入電壓；視情況，經由一或多個資料信號線212將充電電壓傳達至選用之功率轉接器112；視情況，自選用之功率轉接器112接收指示選用之功率轉接器112準備好為選用之電池122充電的一回覆；且將一或多個控制信號120提供至降壓-升壓轉換器電路116以選擇一組模式中的一模式，該組模式可包括降壓模式及升壓模式。(因此，通信可或可不涉及來自選用之功率轉接器112之反饋。此外，通信可或可不包括間接指定充電電壓之資訊(諸如充電器電路108之操作模式)，及/或除充電電壓之外的資訊(諸如選用之電池122上的電壓)的交換。此係因為並非所有功率轉接器皆能夠被組態)。舉例而言，可電阻性端接一或多個資料信號線212，此可允許控制邏輯118基於一經判定電壓或電阻而判定選用之功率轉接器112之充 電能力(意即，其是否能夠提供充電電壓)。
現描述一種方法之實施例。圖3呈現說明用於為電池充電之方法300的流程圖，該方法可使用充電器電路108來執行(圖1)。在此方法期間，自功率轉接器接收輸入電壓(操作310)。接著，基於輸入電壓及充電電壓判定向具有充電電壓之電池充電的降壓-升壓轉換器電路之操作模式(操作312)，其中操作模式處於一組模式中，該組模式可包括(但不限於)降壓模式及升壓模式。舉例而言，一或多個控制信號可基於輸入電壓高於抑或低於充電電壓(及/或電池電壓)。接下來，選擇降壓-升壓充電器之所判定之操作模式(操作314)。
在方法300之一些實施例中，可存在額外的或較少操作。此外，可改變操作之次序，及/或可將兩個或兩個以上操作組合成一單一操作。舉例而言，可替代基於輸入電壓或除基於輸入電壓之外另外基於經由耦接至選用之功率轉接器之一或多個資料信號線接收的充電電壓及資訊(諸如電壓或電阻)判定操作模式。此資訊可指定選用之功率轉接器是否可提供充電電壓。
現描述充電器電路之另一實施例。在此實施例中，使用具有選擇器控制之多迴路系統。詳言之，多迴路系統監視多個反饋變數，但在任何給定時間處僅選擇最相關變數或迴路來調節多迴路系統輸出。迴路選擇準則經選擇以增強系統可靠性且改良系統回應時間。
可結合用於攜帶型電子器件(諸如智慧型電話、平板電腦及膝上型電腦)的電壓調節器及電池充電器使用多迴路系統。舉例而言，鋰離子(Li離子)電池因為其高能量密度、長循環壽命及無記憶效應而被廣泛用於此等攜帶型電子器件中。然而，Li離子電池對過度充電電壓極敏感且可易於受到過度充電電壓之損害。因此，可將充電處理分為兩個主要階段--恆定電流(CC)模式及恆定電壓(CV)模式--以防止電池被過度充電。雖然此處提及Li離子電池作為一說明，但應注意， 充電器電路之實施例可與廣泛的多種可再充電電池及(更一般而言)將所儲存之化學能轉換成電能的一或多個電化學電池芯一起使用。
在CC模式期間，電池電流反饋迴路係占主導地位，且用恆定電流源對電池進行充電。當多迴路系統電壓達到目標電壓時，充電器切換至CV模式，其中系統電壓反饋迴路變得占主導地位，且用來自恆定電壓源之衰減電流對電池進行充電。除兩個主要充電模式之外，電池充電器通常亦保護輸入轉接器以防出現過電流情形。因此，引入第三種電流限制(CL)模式以監視輸入轉接器電流。(然而，如下文進一步描述，可存在額外充電模式)。
圖4中說明包括多迴路系統之充電器電路400的方塊圖。此充電器電路包括：一DC/DC轉換器及電池充電器及一DC轉換器及電池充電器控制器。應注意，圖4中展示的DC/DC轉換器及電池充電器可為一降壓、升壓、降壓-升壓或任何其他切換轉換器架構。此外，在實施於DC/DC轉換器及電池充電器控制器中之多迴路系統中，小信號傳送功能及迴路動態可在迴路之間顯著變化。
因此，常常針對每一迴路最佳化且使用不同補償網路，以便對於每一迴路達成最佳小信號效能，諸如迴路頻寬及相位容限。此外，向著小型化及組件最小化的驅勢已進一步鼓勵在經選擇器控制之多迴路系統中使用單一可重組態之補償網路。在此組態中，補償網路被設計成基於經選擇以調節輸出之作用中迴路而改變，以便最佳化個別迴路之小信號效能。此能力說明於圖5中，該圖呈現說明充電器電路400(圖4)中之DC轉換器及電池充電器控制器500的方塊圖。此DC轉換器及電池充電器控制器包括：反饋電路510，其自複數個反饋源(其可包括差516、差518及差520)選擇一誤差信號512、一減幅電路522、一電壓箝位電路528、一脈寬調變(PWM)比較器534及一驅動器電路536。
應注意，雖然補償網路之重組態性有利於小信號效能及穩定 性，但放大器524增益(Gm)及補償電阻或阻抗(R)526之突變可在控制電壓(VCOMP)上形成大信號電壓階躍。VCOMP中之此等大的瞬時電壓階躍導致過沖或下沖回應，該等回應又在所選擇之操作模式中造成大信號振盪(有時被稱為「模式波動」)。模式波動特性係不合乎要求的，且可在電壓調節器及電池充電器之內容脈絡中的轉接器電流波形中之模式變換事件期間觀測到。
可使用多種途徑來減輕模式波動，諸如藉由限制放大器524輸出抑或降低補償電阻或阻抗526同時增大補償電容來損失小信號迴路頻寬。為了在不影響迴路之小信號AC特性的情況下減少模式波動問題，提議一種大信號穩定網路以在大信號模式轉變事件期間動態地限制補償電阻器上的電壓振幅。
如圖5中所示，反饋電路510選擇誤差信號512以用於為一電池充電，其中在一給定時間處，誤差信號512對應於一反饋源，且其中該反饋源為具有複數個反饋源之複數個反饋源中的一者，該複數個反饋源包括：介於輸入電流(V FB_CL )與輸入電流參考(V REF_CL )之間的差516、介於輸出電壓(V FB_CV )與輸出電壓參考(V REF_CV )之間的差518，及介於電池充電電流(V FB_CC )與電池充電電流參考(V REF_CC )之間的差520。然而，圖5中(及圖6及圖7中)展示的複數個反饋源意欲作為說明。在一些實施例中，複數個反饋源包括一或多個額外反饋源，諸如：溫度、輸入功率及/或輸入電壓。
此外，減幅電路522包括對誤差信號512的放大器524(其具有增益Gm)及接地阻抗或電阻R 526，且其中反饋電路510基於所選擇的誤差信號512選擇減幅電路522之放大器524之增益及接地阻抗526。舉例而言，可使用補償網路來選擇接地阻抗526。應注意，可藉由動態調整增益及阻抗526(意即，增益及阻抗526可為可程式化的)而修改增益及阻抗526。或者，可選擇來自一組固定值之值。
此外，電壓箝位電路528具有一或多個箝位電壓，諸如上箝位電壓(Vu)530及/或下箝位電壓(Vl)532。反饋電路510基於所選擇之誤差信號512而選擇上箝位電壓530及/或下箝位電壓532。在圖5中，電壓箝位電路528中之二極體係選用的。
應注意，放大器524之所選擇增益、接地阻抗526、上箝位電壓530及/或下箝位電壓532減少與自複數個反饋源中之第一反饋源至複數個反饋源中之第二反饋源的一轉變相關聯的暫態。舉例而言，減幅電路522之所選擇的放大器524增益及接地阻抗526可修改減幅電路522之暫態回應以便被過減幅及/或臨界減幅。另外，上箝位電壓530及/或下箝位電壓532可箝位DC轉換器及電池充電器控制器500之脈衝回應。
在一些實施例中，DC轉換器及電池充電器控制器500包括輸出閘極驅動之驅動器電路536。另外，DC轉換器及電池充電器控制器500可包括PWM比較器534(然而，可使用其他類型的調變)，其起到緩衝器之功能。
圖5中之大信號電壓箝位有效地限制過沖及下沖回應，且由此顯著降低模式波動的可能性。此外，因為電壓箝位功能僅對大信號有效，所以個別迴路之小信號動態可保持不變。因此，藉由分割補償設計及模式波動減輕考慮因素，可更好地最佳化控制迴路之總體小信號動態。
被添加至補償器的大信號穩定網路之替代性實施例展示於圖6及圖7中，該等圖式分別呈現充電器電路400(圖4)中的DC轉換器及電池充電器控制器600及DC轉換器及電池充電器控制器700的方塊圖。在圖6中，電壓箝位電路610可結合選用之緩衝器電路612提供一單側電壓箝位。類似地，在圖7中，電壓箝位電路710可提供一單側電壓箝位。在每一狀況下，此等實施例限制模式波動且修改暫態回應以減少 或消除振盪，由此加速聚合。
應注意，高側及低側箝位電壓(意即，上箝位電壓530及/或下箝位電壓532)可為固定的或可程式化的。另外，取決於迴路選擇準則、可程式化增益值及可程式化電阻器值，亦可使用單側箝位(如圖6及圖7中所示)。在一些實施例中，包括一對地電容器(圖中未示)，其與電壓箝位電路528(圖5)、電壓箝位電路610(圖6)或圖7中之電壓箝位電路710並聯。
雖然在所說明之實施例中，多迴路選擇器控制之系統係由電池充電器電路表示，但熟習此項技術者應瞭解，所揭示之概念及特定實施例可易於用作修改或設計其他多迴路系統補償器網路之基礎，以用於實行與所揭示之實施例相同的目的或功能。
現描述另一種方法之實施例。圖8呈現說明一種用於減少與自第一誤差信號至第二誤差信號之轉變相關聯的暫態之方法800的流程圖，該方法可使用DC轉換器及電池充電器控制器500(圖5)、DC轉換器及電池充電器控制器600(圖6)或DC轉換器及電池充電器控制器700(圖7)中之一者來執行。在該方法期間，自該第一誤差信號至該第二誤差信號進行一變換，以用於為電池充電(操作810)，其中該第一誤差信號及該第二誤差信號分別對應於複數個反饋源中的反饋源。接著，基於所選擇之第二誤差信號選擇減幅電路之增益及接地阻抗(操作812)，其中該減幅電路將該增益及該接地阻抗應用於該第二誤差信號。接下來，基於該所選擇之第二誤差信號選擇一電壓箝位電路之一或多個箝位電壓(操作814)，其中該電壓箝位電路將該等一或多個箝位電壓應用於來自該減幅電路的一輸出。
在方法800之一些實施例中，可存在額外的或較少操作。此外，可改變操作之次序，及/或可將兩個或兩個以上操作組合成一單一操作。
可將充電器電路之一實施例用於一電子器件中。此展示於圖9中，該圖呈現說明一電子器件900之方塊圖，該電子器件包括：一充電器電路910，諸如充電器電路108(圖1)；DC轉換器及電池充電器控制器500(圖5)、DC轉換器及電池充電器控制器600(圖6)及/或DC轉換器及電池充電器控制器700(圖7)；及一電池912。
一般而言，充電器電路之實施例的功能可實施於硬體及/或軟體中。因此，電子器件900可包括儲存於選用之記憶體子系統914(諸如DRAM或另一類型之揮發性或非揮發性電腦可讀記憶體)中之一或多個程式模組或指令集，其可由一選用之處理子系統916(其包括一或多個積體電路)執行。(一般而言，如此項技術中所已知的，充電技術可較多地實施於硬體中且較少地實施於軟體中，或較少地實施於硬體中且較多地實施於軟體中)。應注意，一或多個電腦程式可構成一電腦程式機構。此外，選用之記憶體子系統914中之各種模組中的指令可用以下語言實施：一高階程序性語言、一物件導向式程式設計語言，及/或一組譯或機器語言。應注意，程式設計語言可經編譯或解譯(例如，可組態或經組態)以由處理子系統執行。
電力系統100(圖1)中之組件、充電器電路108(圖1)、介面連接器110(圖1及圖2)、充電器電路400(圖4)、DC轉換器及電池充電器控制器500(圖5)、DC轉換器及電池充電器控制器600(圖6)、DC轉換器及電池充電器控制器700(圖7)及電子器件900可由信號線、鏈路或匯流排耦接。雖然已將電通信用作說明性實例，但一般而言，此等連接可包括信號及/或資料之電通信、光學通信或電光學通信。此外，在前述實施例中，此等組件經展示為直接連接至彼此，而其他組件被展示為經由中間組件連接。在每一情況下，互連或「耦接」之方法建立介於兩個或兩個以上電路節點或端子之間的某種所要通信。如熟習此項技術者將理解的，此等耦接可常常使用若干電路組態來完成；舉例而 言，可使用AC耦接及/或DC耦接。
在一些實施例中，此等電路、組件及器件中之功能性可實施於以下項中之一或多者中：特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)，及/或一或多個數位信號處理器(DSP)。此外，可使用類比及/或數位電路之任一組合來實施電路及組件，包括：雙極、PMOS及/或NMOS閘或電晶體。此外，此等實施例中之信號可包括具有大致離散值之數位信號及/或具有連續值之類比信號。另外，組件及電路可為單端或差分的，且電源供應器可為單極或雙極的。
用於設計包含本文中描述之電路中之一或多者的積體電路或積體電路之一部分的過程之輸出可為一電腦可讀媒體，諸如(例如)磁帶或光碟或磁碟。該電腦可讀媒體可經編碼有資料結構或描述可經實體地具現化為積體電路或積體電路之一部分的電路的其他資訊。儘管可將各種格式用於此編碼，但通常將此等資料結構按以下格式撰寫：加州理工學院(Caltech)中間格式(CIF)、Calma GDS II串流格式(GDSII)或電子設計交換格式(EDIF)。熟習積體電路設計技術者可用上文詳細說明之類型的簡圖及對應描述來開發此類資料結構，且將該等資料結構編碼於電腦可讀媒體上。熟習積體電路製造技術者可使用此經編碼資料來製造包含本文中描述之電路中之一或多者的積體電路。
電子器件900可包括多種器件(可包括一電源(諸如電池)及/或電源供應器)中之一者，該等器件包括：一桌上型電腦、一伺服器、一膝上型電腦、一媒體播放器(諸如MP3播放器)、一器具、一小筆記型電腦/迷你筆記型電腦、一平板電腦、一智慧型電話、一蜂巢式電話、一網路器具、一機上盒、一個人數位助理(PDA)、一玩具、一控制器、一數位信號處理器、一遊戲主機、一器件控制器、一位於一器具內之計算引擎、一消費型電子器件、一攜帶型計算器件或一攜帶型電子器件、一個人行事曆，及/或另一電子器件。
儘管使用特定組件來描述電力系統100(圖1)、充電器電路108(圖1)、介面連接器110(圖1及圖2)、充電器電路400(圖4)、DC轉換器及電池充電器控制器500(圖5)、DC轉換器及電池充電器控制器600(圖6)、DC轉換器及電池充電器控制器700(圖7)及電子器件900，但在替代性實施例中，可使用不同組件及/或子系統。另外，一或多個組件可不存在於圖1、圖2、圖4至圖7及圖9中。在一些實施例中，電力系統100(圖1)、充電器電路108(圖1)、介面連接器110(圖1及圖2)、充電器電路400(圖4)、DC轉換器及電池充電器控制器500(圖5)、DC轉換器及電池充電器控制器600(圖6)、DC轉換器及電池充電器控制器700(圖7)及電子器件900包括並未展示於圖1、圖2、圖4至圖7及圖9中之一或多個額外組件。舉例而言，充電器電路可實施於一積體電路中。此外，雖然圖1說明一單級充電器電路，但在其他實施例中，充電器電路包括多個級。另外，雖然圖1說明一非反相全切換降壓-升壓轉換器電路，但在其他實施例中，使用廣泛多種不同充電器電路中之一或多者。又，儘管在前述實施例中展示單獨組件，但在一些實施例中，可將一給定組件中之一些或全部整合至其他組件中之一或多者中及/或可改變組件之位置。應注意，控制邏輯118(圖1)可預程式化有選用之電池122(圖1)之充電電壓，從而可無需將傳遞輸出信號126之信號線耦接至控制邏輯118(如圖1中所示)。類似地，可由介面連接器110(圖1)將輸入電壓提供至控制邏輯118(圖1)，從而可無需將傳遞輸入信號114之信號線(圖1)耦接至控制邏輯118(如圖1中所示)。
在前述描述中，提及「一些實施例」。應注意，「一些實施例」描述所有可能實施例之一子集，但並非始終指定同一實施例子集。
前述描述意欲使熟習此項技術者能夠製作並使用本發明，且在特定應用及其要求之內容脈絡中提供前述描述。此外，已僅出於說明及描述之目的而呈現本發明之實施例的前述描述。該等描述並非意欲 為詳盡的或將本發明限於所揭示之形式。相應地，熟習此項技術者將顯而易見許多修改及變化，且在不背離本發明之精神及範疇的情況下可將本文中界定之一般原理應用於其他實施例及應用。另外，前述實施例之論述並非意欲限制本發明。因此，本發明不意欲限於所展示之實施例，而應被賦予與本文中所揭示之原理及特徵相一致的最廣範疇。
100‧‧‧電力系統
108‧‧‧充電器電路/充電電路
110‧‧‧介面連接器
112‧‧‧選用之功率轉接器
114‧‧‧輸入信號
116‧‧‧降壓-升壓轉換器電路
118‧‧‧控制邏輯
120‧‧‧控制信號
122‧‧‧選用之電池
124-1‧‧‧第一切換器
124-2‧‧‧第二切換器
124-3‧‧‧第三切換器
124-4‧‧‧第四切換器
126‧‧‧輸出信號
128‧‧‧選用之切換器
130‧‧‧電感器

Claims (20)

  1. 一種充電器電路，其包含：一介面連接器，其經組態以耦接至一功率轉接器；一降壓-升壓轉換器電路，其耦接至該介面連接器，且經組態以耦接至具有一充電電壓之一電池且將一輸出信號提供至該電池，其中在一給定時間處，該降壓-升壓轉換器電路經組態以基於一控制信號而按一組模式中之一模式操作，且其中該組模式包含：一降壓模式及一升壓模式；及控制邏輯，其耦接至該降壓-升壓轉換器電路，經組態以基於經由該介面連接器接收之該充電電壓及資訊產生該控制信號。
  2. 如請求項1之充電器電路，其中若該充電電壓比經由該介面連接器自該功率轉接器接收之一輸入電壓多出一預定義臨限值，則該降壓-升壓轉換器電路在該升壓模式中操作。
  3. 如請求項2之充電器電路，其中該輸入電壓與一通用串列匯流排相容，且該充電電壓介於6V至20V之間。
  4. 如請求項2之充電器電路，其中該輸入電壓為大致5V。
  5. 如請求項1之充電器電路，其中，若該充電電壓大致低於或等於經由該介面連接器自該功率轉接器接收的一輸入電壓，則該降壓-升壓轉換器電路在該降壓模式中操作。
  6. 如請求項5之充電器電路，其中該輸入電壓及該充電電壓介於6V至20V之間。
  7. 如請求項1之充電器電路，其中，當該介面連接器與該功率轉接器解耦時，該降壓-升壓轉換器電路預設至該升壓模式。
  8. 如請求項1之充電器電路，其中該介面連接器包括一電力信號線、至少一資料信號線及接地； 其中該控制邏輯經組態以：判定該電力信號線上之相對於接地的來自該功率轉接器之一輸入電壓；經由至少該資料信號線將該充電電壓傳達至該功率轉接器；自該功率轉接器接收指示該功率轉接器準備好為該電池充電的一回覆；及將該控制信號提供至該降壓-升壓轉換器電路以選擇該組模式中之該模式。
  9. 一種電子器件，其包含：一積體電路；一電池，其耦接至該積體電路，其具有一充電電壓；及一充電器電路，其耦接至該電池，其中該充電器電路包括：一介面連接器，其經組態以耦接至一功率轉接器；一降壓-升壓轉換器電路，其耦接至該介面連接器，且經組態以耦接至具有一充電電壓之一電池且將一輸出信號提供至該電池，其中在一給定時間處，該降壓-升壓轉換器電路經組態以基於一控制信號而按一組模式中之一模式操作，且其中該組模式包含：一降壓模式及一升壓模式；及控制邏輯，其耦接至該降壓-升壓轉換器電路，經組態以基於經由該介面連接器接收之該充電電壓及資訊產生該控制信號。
  10. 如請求項9之電子器件，其中若該充電電壓比經由該介面連接器自該功率轉接器接收之一輸入電壓多出一預定義臨限值，則該降壓-升壓轉換器電路在該升壓模式中操作。
  11. 如請求項10之電子器件，其中該輸入電壓與一通用串列匯流排 相容，且該充電電壓介於6V至20V之間。
  12. 如請求項10之電子器件，其中該輸入電壓為大致5V。
  13. 如請求項9之電子器件，其中，若該充電電壓大致低於或等於經由該介面連接器自該功率轉接器接收的一輸入電壓，則該降壓-升壓轉換器電路在該降壓模式中操作。
  14. 如請求項13之電子器件，其中該輸入電壓及該充電電壓介於6V至20V之間。
  15. 如請求項9之電子器件，其中，當該介面連接器與該功率轉接器解耦時，該降壓-升壓轉換器電路預設至該升壓模式。
  16. 如請求項9之電子器件，其中該介面連接器包括一電力信號線、至少一資料信號線及接地；其中該控制邏輯經組態以：判定該電力信號線上之相對於接地的來自該功率轉接器之一輸入電壓；經由至少該資料信號線將該充電電壓傳達至該功率轉接器；自該功率轉接器接收指示該功率轉接器準備好為該電池充電的一回覆；及將該控制信號提供至該降壓-升壓轉換器電路以選擇該組模式中之該模式。
  17. 一種用於為一電池充電之方法，其包含：自一功率轉接器接收一輸入電壓；基於該輸入電壓及該充電電壓，判定提供一輸出信號以為具有一充電電壓之該電池充電的一降壓-升壓轉換器電路之一操作模式，其中該操作模式為一組模式中之一者，且其中該組模式包含：一降壓模式及一升壓模式；及 選擇該降壓-升壓轉換器電路之該所判定之操作模式。
  18. 如請求項17之方法，其中，若該充電電壓比自該功率轉接器接收之一輸入電壓多出一預定義臨限值，則該所判定之操作模式為該升壓模式。
  19. 如請求項17之方法，其中，若該充電電壓大致小於或等於自該功率轉接器接收之一輸入電壓，則該所判定之操作模式為該降壓模式。
  20. 如請求項17之方法，其中，當與該功率轉接器解耦時，該降壓-升壓轉換器電路預設至該升壓模式。
TW103131077A 2013-09-09 2014-09-09 充電器電路、電子器件及用於為電池充電之方法 TWI587602B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361875551P 2013-09-09 2013-09-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201526462A true TW201526462A (zh) 2015-07-01
TWI587602B TWI587602B (zh) 2017-06-11

Family

ID=51542513

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103131283A TWI587603B (zh) 2013-09-09 2014-09-09 具有降壓-升壓操作之電池充電器及用於為一電池充電之方法
TW103131077A TWI587602B (zh) 2013-09-09 2014-09-09 充電器電路、電子器件及用於為電池充電之方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103131283A TWI587603B (zh) 2013-09-09 2014-09-09 具有降壓-升壓操作之電池充電器及用於為一電池充電之方法

Country Status (6)

Country Link
US (3) US20150069956A1 (zh)
EP (2) EP3031119A2 (zh)
CN (2) CN105518968A (zh)
HK (2) HK1222953A1 (zh)
TW (2) TWI587603B (zh)
WO (2) WO2015035384A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10620247B2 (en) 2017-09-27 2020-04-14 Quanta Computer Inc. System and method to detect capacitance of a power supply unit

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10476283B2 (en) * 2013-09-27 2019-11-12 Intel Corporation Bi-directional charger for battery device with control logic based on sensed voltage and device type
CN104065119B (zh) * 2014-06-04 2017-01-04 南京矽力杰半导体技术有限公司 电池供电电路及供电方法
JP6644772B2 (ja) 2014-09-02 2020-02-12 アップル インコーポレイテッドＡｐｐｌｅ Ｉｎｃ． 昇圧バイパスを用いる多相バッテリ充電
US9614380B2 (en) * 2014-10-10 2017-04-04 Intersil Americas LLC Hysteretic current mode buck-boost control architecture
JP6596447B2 (ja) * 2015-01-26 2019-10-23 ローム株式会社 給電装置およびその制御回路、受電装置およびその制御回路、それを用いた電子機器および充電アダプタ、異常検出方法
US9985528B2 (en) * 2015-04-03 2018-05-29 Semiconductor Components Industries, Llc Power converter with hysteretic buck-boost architecture and method therefor
US10177657B2 (en) * 2015-04-16 2019-01-08 Cirrus Logic, Inc. Reconfigurable switched mode converter
CN104767372B (zh) * 2015-04-24 2017-12-19 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路、控制方法和应用其的反激式变换器
US9831697B2 (en) 2015-05-15 2017-11-28 Mediatek Inc. Apparatus for performing multi-loop power control in an electronic device with aid of analog compensation and duty cycle selection, and associated method
JP6554323B2 (ja) * 2015-05-25 2019-07-31 日立オートモティブシステムズ株式会社 電源装置
US10097017B2 (en) 2015-06-24 2018-10-09 Apple Inc. Systems and methods for bidirectional two-port battery charging with boost functionality
TWI560985B (en) * 2015-07-01 2016-12-01 Anpec Electronics Corp Buck-boost converter and control circuit thereof
US9831780B2 (en) * 2015-08-07 2017-11-28 Mediatek Inc. Buck-boost converter and method for controlling buck-boost converter
SG11201700500WA (en) * 2015-09-22 2017-04-27 Guangdong Oppo Mobile Telecomm Charge control method and device, and electronic device
US20170093173A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 Han Kung Chua Front end charger bypass switch with linear regulation function and path for reverse boost
CN105553007B (zh) * 2015-12-29 2018-05-22 成都芯源系统有限公司 一种升降压电池充电电路及其控制电路和控制方法
CN105610216B (zh) * 2015-12-29 2018-05-22 成都芯源系统有限公司 大容量电池充电电路及其控制电路和控制方法
CN105471049B (zh) * 2016-01-08 2018-07-20 深圳市赛音微电子有限公司 一种充电电路
US11088549B2 (en) * 2016-03-22 2021-08-10 Intersil Americas LLC Multiple chargers configuration in one system
US10594152B1 (en) 2016-03-25 2020-03-17 Intersil Americas LLC Method and system for a battery charger
US10122168B2 (en) * 2016-03-25 2018-11-06 Qualcomm Incorporated Power supply current priority based auto de-rating for power concurrency management
CN110289668B (zh) 2016-04-08 2022-03-08 华为技术有限公司 一种快速充电的方法、终端、充电器和系统
KR102657052B1 (ko) * 2016-04-12 2024-04-15 삼성전자주식회사 배터리 충전 방법 및 전자 장치
US10700589B2 (en) * 2016-04-29 2020-06-30 Massachusetts Institute Of Technology Wide-operating-range resonant-transition soft-switched converter
CN105867575B (zh) * 2016-05-05 2018-08-14 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种应用于服务器备份电池的充放电芯片架构
TWI586076B (zh) * 2016-05-24 2017-06-01 群光電能科技股份有限公司 電池充電裝置及充電系統
CN105958581B (zh) * 2016-05-31 2024-01-09 零度智控（北京）智能科技有限公司 充电方法、充电装置以及无人机
US10686323B2 (en) * 2016-08-30 2020-06-16 Ablic Inc. Charge/discharge control circuit and battery device including the same
US20180076647A1 (en) * 2016-09-13 2018-03-15 Intersil Americas LLC Hybrid power buck-boost charger
US10778026B2 (en) * 2016-09-23 2020-09-15 Apple Inc. Multi-phase buck-boost charger
US10186891B2 (en) * 2016-10-03 2019-01-22 Intel Corporation Method to reuse the pulse discharge energy during Li-ion fast charging for better power flow efficiency
CN106712216B (zh) * 2017-02-28 2019-07-26 维沃移动通信有限公司 一种充电方法和充电系统
TWI612750B (zh) * 2017-03-22 2018-01-21 華碩電腦股份有限公司 電子裝置及其充電方法
FR3064849B1 (fr) * 2017-03-31 2019-06-07 Centum Adetel Transportation Cellule d'alimentation hybride
US11112844B2 (en) 2017-05-24 2021-09-07 Qualcomm Incorporated Universal serial bus (USB) type-C and power delivery port with scalable power architecture
KR101987238B1 (ko) * 2017-06-15 2019-06-11 한국과학기술원 플라잉 커패시터를 이용한 승압/강압형 직류-직류 컨버터 및 이의 제어 방법
CN109149915B (zh) * 2017-06-19 2020-03-31 华为技术有限公司 电源转换电路、充电装置及系统
US11641126B2 (en) * 2017-07-18 2023-05-02 Texas Instruments Incorporated Battery charger system having a charge pump power stage
CN107947578B (zh) * 2017-12-04 2020-09-15 成都芯源系统有限公司 一种应用于升降压电路的电流采样电路及其控制方法
CN108282035A (zh) * 2018-02-07 2018-07-13 山东大学 适用于抗系统参数宽范围波动的无线电能传输装置及方法
US10404173B1 (en) * 2018-03-20 2019-09-03 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Buck-boost switching converter
CN208739450U (zh) * 2018-04-13 2019-04-12 富勒姆有限公司 应急发光二极管驱动系统
US10635150B2 (en) * 2018-04-17 2020-04-28 Aptiv Technologies Limited Electrical power supply device and method of operating same
US11387659B2 (en) * 2018-06-26 2022-07-12 Texas Instruments Incorporated Switching mode charger with pass through mode
CN109474037B (zh) * 2018-12-07 2022-03-22 成都芯源系统有限公司 一种电池充电电路及其控制电路和控制方法
US11201493B2 (en) * 2018-12-31 2021-12-14 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Circuit for battery charging and system supply, combining capacitive and inductive charging
US11362590B1 (en) 2019-02-08 2022-06-14 Renesas Electronics America Inc. Current limit mode detection and control in a switch mode power supply
CN111987886A (zh) * 2019-05-23 2020-11-24 张银月 外置电源输出参数匹配电路
CN110504728A (zh) * 2019-08-28 2019-11-26 深圳市圭石南方科技发展有限公司 一种电池充电系统、方法、装置、计算机设备和存储介质
US11283278B2 (en) * 2019-10-25 2022-03-22 Apple Inc. Closed loop headroom management for battery charging
CN113497471B (zh) * 2020-03-18 2023-12-08 苏州宝时得电动工具有限公司 一种直流电源
CN111555384A (zh) * 2020-04-26 2020-08-18 合肥联宝信息技术有限公司 一种具有动态调整ptm功能的充电装置及方法
US11342776B2 (en) 2020-06-15 2022-05-24 Magnetic Energy Charging, Inc. Battery charger and method for charging a battery
CN111756097A (zh) * 2020-07-30 2020-10-09 深圳市爱都科技有限公司 充电装置及充电器
US11329563B2 (en) * 2020-08-07 2022-05-10 Chengdu Monolithic Power Systems Co., Ltd. Buck-boost converter circuit, control circuit and associated control method
US11811324B2 (en) 2020-08-07 2023-11-07 Monolithic Power Systems, Inc. Integrated circuit of a buck-boost converter with output current sensing function
US12051976B2 (en) * 2020-09-16 2024-07-30 Intel Corporation Dual-folded boot-strap based buck-boost converter
CN112737017A (zh) * 2020-12-24 2021-04-30 北京浪潮数据技术有限公司 一种统一存储阵列的备份电池充电控制电路
CN112671235A (zh) * 2020-12-25 2021-04-16 昂宝电子（上海）有限公司 升降压变换器控制系统
TWI764793B (zh) * 2021-02-26 2022-05-11 立錡科技股份有限公司 電源供應系統與其中之多路徑電源轉換電路
CN215343977U (zh) * 2021-05-17 2021-12-28 北京市商汤科技开发有限公司 供电电路、供电系统及智能门锁
KR102366967B1 (ko) * 2021-09-13 2022-02-24 주식회사 엠디엠 초기 충전 컨버터
CN113541274A (zh) * 2021-09-14 2021-10-22 深圳市沃特沃德信息有限公司 双向充电的控制方法、装置和计算机设备
CN114448070B (zh) * 2022-01-20 2023-09-15 广州奥鹏能源科技有限公司 大功率便携储能设备
US12081023B2 (en) * 2022-06-23 2024-09-03 Queen's University At Kingston Control methods and apparatus for parallel operation of multiple portable power stations
CN115842388A (zh) * 2022-09-08 2023-03-24 新乡学院 一种便携式可调直流稳压电源
CN115932639A (zh) * 2022-12-05 2023-04-07 七四九(南京)电子研究院有限公司 一种电子负载dc端控制方法及系统

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6104170A (en) * 1998-12-23 2000-08-15 Fairchild Semiconductor Corporation Method and circuit for preventing oscillations in a battery charger
US7064521B2 (en) * 2001-08-17 2006-06-20 O2Micro International Limited Charging circuit for parallel charging in multiple battery systems
US7202634B2 (en) * 2001-08-17 2007-04-10 O2Micro International Limited Voltage mode, high accuracy battery charger
US7085190B2 (en) * 2004-09-16 2006-08-01 Stmicroelectronics, Inc. Variable boost voltage row driver circuit and method, and memory device and system including same
JP4381327B2 (ja) * 2005-03-02 2009-12-09 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータ、ｄｃ−ｄｃコンバータ制御装置、電源装置、電子装置及びｄｃ−ｄｃコンバータ制御方法
TWI299228B (en) 2005-05-18 2008-07-21 Ite Tech Inc Power supply conversion circuit and method thereof, and a circuitry incorporating the same
US7652453B2 (en) * 2007-10-26 2010-01-26 Broadcom Corporation Topology for a positive buck-boost switching regulator
US8723489B2 (en) * 2009-05-28 2014-05-13 Deeya Energy, Inc. Bi-directional buck-boost circuit
DE102009038033A1 (de) * 2009-08-19 2011-02-24 Wobben, Aloys Elektrische Ladevorrichtung
EP2424067A1 (en) * 2010-08-26 2012-02-29 ST-Ericsson SA Power management circuit for a portable electronic device including USB functionality and method for doing the same
US20120139345A1 (en) 2010-12-01 2012-06-07 Texas Instruments Incorporated Control method of hybrid power battery charger
US9564772B2 (en) 2011-04-25 2017-02-07 Intersil Americas LLC Charging system with adaptive power management
US8441231B2 (en) 2011-05-27 2013-05-14 Eta Semiconductor Inc. Bidirectional hysteretic power converter
TW201251289A (en) * 2011-06-07 2012-12-16 Delta Electronics Inc Integrated buck/boost converter of charging apparatus
US9531270B2 (en) * 2011-07-11 2016-12-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Power management circuit and method
JP5459286B2 (ja) * 2011-10-07 2014-04-02 日産自動車株式会社 充電システム及び充電システムの制御方法
CN103051039A (zh) * 2011-10-11 2013-04-17 台达电子工业股份有限公司 高压电池充电系统及其适用的充电器
US9035624B1 (en) * 2011-12-27 2015-05-19 International Rectifier Corporation Power supply circuitry and current measurement
WO2014033505A1 (en) * 2012-09-03 2014-03-06 Robert Bosch (Sea) Pte. Ltd. Topology and control strategy for hybrid storage systems
US8736316B2 (en) * 2012-10-12 2014-05-27 Allegro Microsystems, Llc Current driver with output current clamping
CN203014451U (zh) * 2013-01-09 2013-06-19 赖伟昌 一种usb充电器
US9219372B2 (en) * 2013-01-22 2015-12-22 Qualcomm Incorporated Buck boost charging for batteries
US8994354B2 (en) * 2013-03-11 2015-03-31 Cooper Technologies Company Electronic power converter with ground referenced lossless current sensing
TWI470396B (zh) * 2013-06-26 2015-01-21 Ind Tech Res Inst 功率點追蹤方法與裝置
US9178382B2 (en) * 2013-08-12 2015-11-03 Active-Semi, Inc. Reversible buck or boost converter that determines boost output current from sensed boost input current

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10620247B2 (en) 2017-09-27 2020-04-14 Quanta Computer Inc. System and method to detect capacitance of a power supply unit

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015035384A1 (en) 2015-03-12
HK1222952A1 (zh) 2017-07-14
WO2015035383A2 (en) 2015-03-12
CN105518968A (zh) 2016-04-20
US9490644B2 (en) 2016-11-08
EP3031119A2 (en) 2016-06-15
TWI587602B (zh) 2017-06-11
US20150069957A1 (en) 2015-03-12
US20150069956A1 (en) 2015-03-12
HK1222953A1 (zh) 2017-07-14
TWI587603B (zh) 2017-06-11
EP3031118A1 (en) 2016-06-15
US20150069958A1 (en) 2015-03-12
WO2015035383A3 (en) 2015-06-04
TW201526463A (zh) 2015-07-01
CN105518969A (zh) 2016-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI587602B (zh) 充電器電路、電子器件及用於為電池充電之方法
TWI657644B (zh) 待充電裝置和充電方法
US11152808B2 (en) Multi-phase battery charging with boost bypass
TWI675527B (zh) 均衡電路、待充電裝置和充電控制方法
US20180102664A1 (en) Battery Charging with Reused Inductor for Boost
KR101060052B1 (ko) 결합된 버크 컨버터와 용량성 전압 분할기를 포함하는 전압 컨버터
KR101041730B1 (ko) 결합된 용량성 전압 분할기, 버크 컨버터 및 배터리 충전기를 포함하는 전압 컨버터
JP7187632B2 (ja) 被充電機器及び充電方法
US20230066436A1 (en) Multi-Input Voltage Regulation
US20240047985A1 (en) Battery management infrastructure
WO2018068461A1 (zh) 待充电设备和充电方法
CN116261825B (zh) 电源供给电路
KR102137359B1 (ko) 하이브리드 스위치드 커패시터 컨버터용 회로
WO2023151364A1 (zh) 充电电路、充电方法、电子设备及存储介质
US11387666B2 (en) Dual stage battery charger
WO2022067701A1 (zh) 一种充电电路及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees