TWI790966B - 供應穩定電力的切換式充電器 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種供應穩定電力的切換式充電器。第一運算放大器的第一輸入端、第二運算放大器的第二輸入端以及第四運算放大器的第一輸入端連接電池。第一運算放大器的第二輸入端耦接參考電壓。第二運算放大器的第一輸入端以及第四運算放大器的第二輸入端連接電感。第三運算放大器的第一輸入端連接輸入電源。第三運算放大器的第二輸入端連接系統電路。第一選擇電路連接第三運算放大器與第四運算放大器的輸出端。第二選擇電路連接第一運算放大器、第二運算放大器以及第一選擇電路的輸出端。

Description

供應穩定電力的切換式充電器
本發明涉及一種供應穩定電力的切換式充電器，特別是涉及一種供應穩定電力的切換式充電器。
近年來隨著科技的進步，具有各種不同功能的電子產品已逐漸被研發出來，不但滿足了人們的各種不同需求，更融入每個人的日常生活，使得人們生活更為便利。這些電子產品是由各種電子元件所組成，而每一個電子元件所需的電源電壓不盡相同，因此，為了使這些各式各樣不同功能的電子產品正常運作，需要通過切換式充電器將輸入電壓轉換為適當的電壓，而提供給電子產品的電子元件使用。然而，當電子產品需要較大的電量時，現有切換式充電器的開關元件的無法快速切換，無法即時供應電子產品足夠且穩定的電力。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種供應穩定電力的切換式充電器。所述的切換式充電器包含開關電路、多個運算放大器、第一選擇電路、第二選擇電路以及控制電路。開關電路連接輸入電源以及電感的第一端。電感的第二端連接電池。多個運算放大器包含第一運算放大器、第二運算放大器、第三運算放大器以及第四運算放大器。第一運算放大器的第一輸入端連接電池。第一運算放大器的第二輸入端耦接第一參考電壓。第二運算放大器的第一輸入端連接電感的第二端。第二運算放大器的第二輸入端連接電池。第三運算放大器的第一輸入端連接輸入電源。第三運算放大器的第二輸入端連接系統電路。第四運算放大器的第一輸入端連接電池。第四運算放大器的第二輸入端連接電感的第二端。第一選擇電路連接第三運算放大器與第四運算放大器的輸出端。第一選擇電路配置以選擇第三運算放大器與第四運算放大器的其中一者輸出的訊號以輸出第一選擇訊號。第二選擇電路連接第一運算放大器的輸出端、第二運算放大器的輸出端以及第一選擇電路的輸出端。第二選擇電路配置以選擇第一運算放大器輸出的訊號、第二運算放大器輸出的訊號以及第一選擇訊號中的其中一者，以輸出第二選擇訊號。控制電路連接第二選擇電路以及開關電路。控制電路配置以依據第二選擇訊號以控制開關電路運作。
在實施例中，所述的供應穩定電力的切換式充電器更包含分壓電路。分壓電路的輸入端連接電池。分壓電路的輸出端連接第一運算放大器的第一輸入端。
在實施例中，分壓電路包含第一分壓電阻以及第二分壓電阻。第一分壓電阻的第一端連接電池。第二分壓電阻的第一端連接第一分壓電阻的第二端以及第一運算放大器的第一輸入端。第二分壓電阻的第二端接地。
在實施例中，開關電路包含上橋開關以及下橋開關。上橋開關的第一端連接輸入電源。上橋開關的控制端連接控制電路。下橋開關的第一端連接上橋開關的第二端。下橋開關的第二端接地。下橋開關的第一端與上橋開關的第二端之間的節點連接電感的第一端。下橋開關的控制端連接控制電路。
在實施例中，多個運算放大器更包含第五運算放大器。第五運算放大器的第一輸入端連接第二運算放大器的輸出端。第五運算放大器的第二輸入端耦接第二參考電壓。第五運算放大器的輸出端連接第二選擇電路。第二選擇電路配置以選擇第一運算放大器輸出的訊號、第五運算放大器輸出的訊號以及第一選擇訊號中的其中一者，以輸出第二選擇訊號。
在實施例中，多個運算放大器更包含第六運算放大器。第六運算放大器的第一輸入端連接第三運算放大器的輸出端。第六運算放大器的第二輸入端耦接第三參考電壓。第六運算放大器的輸出端連接第一選擇電路。第一選擇電路配置以選擇第六運算放大器與第四運算放大器中的其中一者輸出的訊號，以輸出第一選擇訊號。
在實施例中，多個運算放大器更包含第七運算放大器。第七運算放大器的第一輸入端耦接第四參考電壓。第七運算放大器的第二輸入端連接第四運算放大器的輸出端。第七運算放大器的輸出端連接第一選擇電路。第一選擇電路配置以選擇第六運算放大器與第七運算放大器中的其中一者輸出的訊號，以輸出第一選擇訊號。
在實施例中，所述的供應穩定電力的切換式充電器更包含感測電阻。感測電阻的第一端連接第二運算放大器的第一輸入端、第四運算放大器的第二輸入端以及電感的第二端。感測電阻的第二端連接第二運算放大器的第二輸入端、第四運算放大器的第一輸入端以及電池。
在實施例中，所述的供應穩定電力的切換式充電器更包含輸入電阻。輸入電阻的第一端連接輸入電源以及第三運算放大器的第一輸入端。輸入電阻的第二端連接第三運算放大器的第二輸入端、開關電路以及系統電路。
在實施例中，所述的供應穩定電力的切換式充電器更包含第一開關元件、第二開關元件以及第一切換電路。第一開關元件的第一端連接輸入電源。第二開關元件的第一端連接第一開關元件的第二端。第二開關元件的第二端連接輸入電阻的第一端。第一切換電路連接第一開關元件的控制端以及第二開關元件的控制端。第一切換電路配置以切換第一開關元件以及第二開關元件。
在實施例中，所述的供應穩定電力的切換式充電器更包含誤差放大器。誤差放大器的第一輸入端連接第二選擇電路的輸出端。誤差放大器的第二輸入端耦接第一參考電壓。誤差放大器的輸出端連接控制電路的輸入端。
在實施例中，所述的供應穩定電力的切換式充電器更包含運算放大器。運算放大器的第一輸入端連接誤差放大器的輸出端。運算放大器的第二輸入端連接振盪電路的輸出端。運算放大器的輸出端連接控制電路的輸入端。
在實施例中，所述的供應穩定電力的切換式充電器更包含第一電阻、第一電容以及第二電容。第一電阻的第一端連接第二選擇電路的輸出端。第一電容的第一端連接第一電阻的第二端。第一電容的第二端連接誤差放大器的第一輸入端。第二電容的第一端連接誤差放大器的第一輸入端。第二電容的第二端連接誤差放大器的輸出端。
在實施例中，所述的供應穩定電力的切換式充電器更包含第二電阻、第三電阻以及第三電容。第二電阻的第一端連接第二選擇電路的輸出端。第三電阻的第一端連接誤差放大器的第一輸入端。第三電容的第一端連接第三電阻的第二端。第三電容的第二端連接誤差放大器的輸出端。
如上所述，本發明提供一種供應穩定電力的切換式充電器，其採用的電路元件的配置不同於傳統切換充電器，執行不同的作業，使電路元件輸出的電壓訊號和電流訊號較為穩定。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包含相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
請參閱圖1，其為本發明實施例的供應穩定電力的切換式充電器的電路圖。
本發明實施例的切換式充電器可包含如圖1所示的開關電路SWC、第一運算放大器101、第二運算放大器102、第三運算放大器103、第四運算放大器104、第一選擇電路201、第二選擇電路202以及控制電路300。
若有需要，本發明實施例的切換式充電器更可包含以下一或多者：第五運算放大器105、第六運算放大器106、第七運算放大器107、分壓電路VDR、感測電阻RSR、輸入電阻RAC、第一開關元件Q1、第二開關元件Q2、第三開關元件Q3、第一切換電路601、第二切換電路602、誤差放大器ERA、運算放大器108、第一電阻R1、第一電容C1、第二電容C2、第二電阻R2、第三電阻R3、第三電容C3、第一稽納二極體D1、第二稽納二極體D2、保護電路400以及致能電路500。
在本實施例中，詳細描述供應穩定電力的切換式充電器包含如圖1所示的全部電路元件之間的配置關係，但在此僅舉例說明，本發明不以此為限。實務上，本發明的供應穩定電力的切換式充電器可僅包含如圖1所示的部分電路元件，其他電路元件可適當省略。
首先，在用以供應輸入電壓VBUS的輸入電源與系統電路600之間可設置第一稽納二極體D1以及第二稽納二極體D2。輸入電源可連接電容Cin的第一端。輸入電源供應的輸入電流可流至電容Cin，以將電容Cin的電壓充電至輸入電壓VBUS。輸入電源供應的輸入電流也可流至系統電路800，或是流至系統電路800以及電池BAT兩者。
在用以提供輸入電壓VBUS的輸入電源與系統電路800之間可設置第一開關元件Q1、第二開關元件Q2以及輸入電阻RAC。第一開關元件Q1的第一端可連接輸入電源或電容Cin的第一端。電容Cin的第二端接地。
第一開關元件Q1的第二端可連接第二開關元件Q2的第一端。第二開關元件Q2的第二端可連接輸入電阻RAC的第一端。輸入電阻RAC的第二端可連接系統電路800以及輸出電容Cout的第一端。輸出電容Cout的第二端可接地。
第一切換電路601可連接第一開關元件Q1的控制端以及第二開關元件Q2的控制端。第一切換電路601可切換第一開關元件Q1以及第二開關元件Q2開啟或關閉，以允許或禁止輸入電源供應的輸入電流供應至系統電路800(以及電池BAT)。
開關電路SWC可包含上橋開關UG以及下橋開關LG。上橋開關UG的控制端可連接控制電路300的輸出端。下橋開關LG的控制端與控制電路300之間則可設置反閘NVR。反閘NVR的第一端可連接控制電路300的輸出端。反閘NVR的輸出端可連接下橋開關LG的控制端。
上橋開關UG的第一端可連接輸入電阻RAC的第二端。下橋開關LG的第一端可連接上橋開關UG的第二端。下橋開關LG的第二端接地。下橋開關LG的第一端與上橋開關UG的第二端之間的節點LX可連接電感L的第一端。電感L的第二端可連接感測電阻RSR的第一端SRP。感測電阻RSR的第二端SRN可連接電池BT。
第三開關元件Q3的第一端可連接輸入電阻RAC的第二端。第三開關元件Q3的第二端可連接電感L的第二端以及感測電阻RSR的第一端SRP。第二切換電路602可連接第三開關元件Q3的控制端和第二端。第二切換電路602可切換第三開關元件Q3開啟或關閉。
值得注意的是，第一運算放大器101的第一輸入端例如非反相輸入端可連接感測電阻SRN的第二端SRN以及電池BT，以取得感測電阻SRN的第二端SRN的電壓(即電池電壓VBAT)。第一運算放大器101的第二輸入端例如反相輸入端可耦接第一參考電壓Vref1。第一運算放大器101的輸出端連接第二選擇電路202的輸入端。
第一運算放大器101可將感測電阻SRN的第二端SRN的電壓(即電池電壓VBAT)與第一參考電壓Vref1的差值，乘以第一增益，以輸出第一放大訊號至第二選擇電路202。
若有需要，可設置分壓電路VDR。分壓電路VDR可連接在第一運算放大器101的第一輸入端例如非反相輸入端與感測電阻SRN的第二端SRN之間，並可連接在第一運算放大器101的第一輸入端與電池BT之間。
分壓電路VDR的輸入端可連接電池BT。分壓電路VDR的輸出端可連接第一運算放大器101的第一輸入端。
詳言之，分壓電路VDR可包含第一分壓電阻Rd1以及第二分壓電阻Rd2。第一分壓電阻Rd1的第一端可連接感測電阻SRN的第二端SRN以及電池BT。第二分壓電阻Rd2的第一端可連接第一分壓電阻Rd1的第二端以及第一運算放大器101的第一輸入端例如非反相輸入端。第二分壓電阻Rd2的第二端接地。
若設有分壓電路VDR，第一運算放大器101可將經分壓電阻VDR分壓後的感測電阻SRN的第二端SRN的電壓(即電池BT的電壓)與第一參考電壓Vref1的差值，乘以第一增益，以輸出第一放大訊號至第二選擇電路202。
第二運算放大器102的第一輸入端例如非反相輸入端可連接感測電阻RSR的第一端SRP以及電感L的第二端。第二運算放大器102的第二輸入端例如反相輸入端可連接感測電阻RSR的第二端SRN以及電池BT。
第二運算放大器102可將感測電阻RSR的第一端SRP的電壓與感測電阻RSR的第二端SRN的電壓之間的差值，乘以第二增益，以輸出第二放大訊號。
第五運算放大器105的第一輸入端例如非反相輸入端可連接第二運算放大器102的輸出端，以從第二運算放大器102的輸出端接收第二放大訊號。第五運算放大器105的第二輸入端例如反相輸入端可耦接第二參考電壓Vref2。第五運算放大器105的輸出端可連接第二選擇電路202的輸入端。
第五運算放大器105可將來自第二運算放大器102的第二放大訊號的電壓與第二參考電壓Vref2的差值，乘以第五增益，以輸出第五放大訊號。
第三運算放大器103的第一輸入端例如非反相輸入端可連接輸入電阻RAC的第一端ACP。第三運算放大器103的第二輸入端例如反相輸入端可連接輸入電阻RAC的第二端ACN。第三運算放大器103可將輸入電阻RAC的第一端ACP的電壓與輸入電阻RAC的第二端ACN的差值，乘以第三增益，以輸出第三放大訊號。
第六運算放大器106的第一輸入端例如非反相輸入端可連接第三運算放大器103的輸出端，以從第三運算放大器103的輸出端接收第三放大訊號。第六運算放大器106的第二輸入端例如反相輸入端可耦接第三參考電壓Vref3。第六運算放大器106的輸出端可連接第一選擇電路201的輸入端。
第六運算放大器106可將來自第三運算放大器103的第三放大訊號的電壓與第三參考電壓Vref3的差值，乘以第六增益，以輸出第六放大訊號至第一選擇電路201。
本發明實施例的切換式充電器可適用於系統電路800。系統電路800所需的能量較大時整個操作流程描述如下。
當系統電路800所需的能量較大，並且流經輸入電阻RAC的電流大於電流門檻值時，輸出升壓模式觸發訊號，並箝制輸入電源供應的輸入電流。在加速升壓模式下，不僅由輸入電源供應輸入電流依序流過第一開關元件Q1、第二開關元件Q2以及輸入電阻RAC至系統電路800，同時由電池BT輔助供應一放電電流依序流過感測電阻RSR、電感L以及上橋開關UG至系統電路800。
當系統電路800所需的能量持續增加，由電池BT輔助供應一放電電流。然而，當流過感測電阻RSR的電流大於電流門檻值時，為了保護電池BT，故會箝制電池BT的放電電流，原先被箝制的輸入電源供應的輸入電流將同時會解除箝制，並供給系統電路800所需的能量。
值得注意的是，為了實現上述作業，本發明實施例的切換式充電器中設置第四運算放大器104以及第七運算放大器107，並且在第六運算放大器106以及第七運算放大器107的輸出端設置第一選擇電路201，用於一直持續判斷(不管有無進入加速升壓模式都會持續開啟，故不會有切換的問題)。
第四運算放大器104、第七運算放大器107以及第七運算放大器107與其他電路元件的配置詳細說明如下。
第四運算放大器104的第一輸入端例如非反相輸入端可連接感測電阻RSR的第二端SRN以及電池BT。第四運算放大器104的第二輸入端例如反相輸入端可連接感測電阻RSR的第一端SRP以及電感L的第二端。
第四運算放大器104可將感測電阻RSR的第一端SRP的電壓(即電感L的第二端的電壓)與感測電阻RSR的第二端SRN的電壓(電池電壓VBAT)之間的差值，乘以第四增益，以輸出第四放大訊號。
第七運算放大器107的第一輸入端例如非反相輸入端可連接第四參考電壓Vref4。第七運算放大器107的第二輸入端例如反相輸入端可連接第四運算放大器104的輸出端，以從第四運算放大器104的輸出端接收第四放大訊號。第七運算放大器107的輸出端可連接第一選擇電路201的輸入端。
第七運算放大器107可將第四參考電壓Vref4與來自第四運算放大器104的第四放大訊號的電壓之間的差值，乘以第七增益，以輸出第七放大訊號至第一選擇電路201的輸入端。
第一選擇電路201可從第六運算放大器106輸出的第六放大訊號以及第七運算放大器107輸出的第七放大訊號中選擇其中一者，以輸出第一選擇訊號至第二選擇電路202。
更進一步，第二選擇電路202的輸入端可連接第一運算放大器101的輸出端、第五運算放大器105的輸出端以及第一選擇電路201的輸出端。
第二選擇電路202可從來自第一運算放大器101的第一放大訊號、來自第五運算放大器105的第五放大訊號以及來自第一選擇電路201的第一選擇訊號中選擇其中一者，以輸出第二選擇訊號。
值得注意的是，當電池BT輔助供應一放電電流流過感測電阻RSR，且此放電電流大於電流門檻值時，第一選擇電路201會選擇第四運算放大器104以及第七運算放大器107的輸出，且第二選擇電路202會選擇第一選擇電路201的輸出，會使電池BT的放電電流箝制在一設定電流值。
控制電路300可直接連接或通過其他電路元件連接第二選擇電路202的輸出端。控制電路300可依據接收到的(經其他電路元件處理過的)第二選擇訊號，以控制上橋開關UG以及下橋開關LG運作。
若有需要，在第二選擇電路202的輸出端以及控制電路300的輸入端之間可設置其他電路元件，具體說明如下。
誤差放大器ERA的第一輸入端例如反相輸入端可(通過第一電阻R1以及第一電容C1)連接第二選擇電路202的輸出端。誤差放大器ERA的第二輸入端例如非反相輸入端可耦接第一參考電壓Vref1。
第一電阻R1的第一端可連接第二選擇電路202的輸出端。第一電阻R1的第二端可連接第一電容C1的第一端。第一電容C1的第二端可連接誤差放大器ERA的第一輸入端。第二電容C2的第一端可連接誤差放大器ERA的第一輸入端。第二電容C2的第二端可連接誤差放大器ERA的輸出端。
第二電阻R2的第一端可連接第二選擇電路202的輸出端。第二電阻R2的第二端可連接第三電阻R3的第一端以及誤差放大器ERA的第一輸入端例如非反相輸入端。第三電阻R3的第二端可連接第三電容C3的第一端。第三電容C3的第二端可連接誤差放大器ERA的輸出端。
運算放大器108的第一輸入端例如非反相輸入端可連接誤差放大器ERA的輸出端。運算放大器108的第二輸入端例如反相輸入端可連接振盪電路900的輸出端。運算放大器108的輸出端可連接控制電路300的輸入端。
運算放大器108可將誤差放大器ERA所產生的一誤差放大訊號的電壓與振盪電路900所產生的一振盪訊號的電壓之間的差值乘以第八增益，以輸出第八運算放大訊號至控制電路300。
控制電路300可依據從運算放大器108所接收到的第八運算放大訊號，以控制上橋開關UG以及下橋開關LG運作。
若有需要，保護電路400可依據限制條件參數(例如過電流門檻值或過電壓門檻值等)，以決定多個參考電壓例如第一參考電壓Vref1、第二參考電壓Vref2、第三參考電壓Vref3以及第四參考電壓Vref4，並控制致能電路500輸出多個參考電壓，並致能控制電路300運作。
請參閱圖1和圖2，其中圖2為本發明實施例的供應穩定電力的切換式充電器未進入加速升壓模式(turbo boost mode)下的電流流動路徑的示意圖。
當系統電路800所需的能量較小，並且輸入電源可供應足夠能量至系統電路800時，本發明的切換式充電器不需進入加速升壓模式。在非加速升壓模式下，僅由輸入電源供應輸入電流依序流過第一開關元件Q1、第二開關元件Q2以及輸入電阻RAC至系統電路800。此時，電池BT不需供電給系統電路800。
當系統電路800所需的能量較小且電池BT的能量不足，而輸入電源可供應足夠能量至系統電路800以及電池BT兩者時，本發明的切換式充電器不需進入加速升壓模式。在此情況下，可僅由輸入電源供應能量至系統電路800以及電池BT兩者。此時，電池BT不需供電給系統電路800。
如圖2所示，輸入電源供應的輸入電流可分成第一輸入電流以及第二輸入電流。第一輸入電流依序流過第一開關元件Q1、第二開關元件Q2以及輸入電阻RAC至系統電路800。第二輸入電流則依序流過上橋開關UG、電感L以及感測電阻RSR至電池BT。
請參閱圖1和圖3，其中圖3為本發明實施例的供應穩定電力的切換式充電器進入加速升壓模式下的電流流動路徑的示意圖。
當系統電路800所需的能量較大，輸入電源無法供應足夠的能量給系統電路800時，本發明的切換式充電器需進入加速升壓模式。在加速升壓模式下，不僅由輸入電源供應輸入電流依序流過第一開關元件Q1、第二開關元件Q2以及輸入電阻RAC至系統電路800，同時由電池BT輔助供應一放電電流依序流過感測電阻RSR、電感L以及上橋開關UG至系統電路800。如此，系統電路800可取得運作所需的足夠能量。
請參閱圖1、圖4和圖5，其中圖4為本發明實施例的供應穩定電力的切換式充電器的電流流動的示意圖，圖5為本發明實施例的供應穩定電力的切換式充電器的訊號的波形圖。
如圖4所示，在本發明實施例的切換式充電器中，(與輸入電容Cin的第一端連接的)輸入電源供應的輸入電流iadp可分成第一輸入電流isys以及第二輸入電流ivi，分別流至系統電路800以及電池BT。
如圖5所示，本發明實施例的切換式充電器所供應的輸入電流iadp的訊號的波形比傳統切換式充電器所供應的輸入電流iadp0的訊號的波形平滑。本發明實施例的切換式充電器所供應的第二輸入電流ivi的訊號的波形比傳統切換式充電器所供應的第二輸入電流ivi0的訊號的波形平滑，且不會在邊界有模式互切換的問題。因此，本發明實施例的切換式充電器提供的電力較傳統切換式充電器更加穩定。
綜上所述，本發明提供一種供應穩定電力的切換式充電器，其採用的電路元件的配置不同於傳統切換充電器，執行不同的作業，使電路元件輸出的電壓訊號和電流訊號較為穩定。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
SWC:開關電路 UG:上橋開關 LG:下橋開關 LX:節點 NVR:反閘 L:電感 RSR:感測電阻 SRP、ACP:第一端 SRN、ACN:第二端 BT:電池 VBAT:電池電壓 101:第一運算放大器 VDR:分壓電路 Rd1:第一分壓電阻 Rd2:第二分壓電阻 Vref1:第一參考電壓 102:第二運算放大器 103:第三運算放大器 104:第四運算放大器 105:第五運算放大器 Vref2:第二參考電壓 106:第六運算放大器 Vref3:第三參考電壓 107:第七運算放大器 Vref4:第四參考電壓 201:第一選擇電路 202:第二選擇電路 ERA:誤差放大器 R1:第一電阻 C1:第一電容 R2:第二電阻 C2:第二電容 R3:第三電阻 C3:第三電容 108:運算放大器 900:振盪電路 300:控制電路 Cin:輸入電容 VBUS:輸入電壓 Q1:第一開關元件 Q2:第二開關元件 601:第一切換電路 RAC:輸入電阻 D1:第一稽納二極體 D2:第二稽納二極體 VCC:共用電壓 Q3:第三開關元件 602:第二切換電路 Cout:輸出電容 VSYS:系統電壓 800:系統電路 400:保護電路 500:致能電路 isys:系統電流 iadp、iadp0:輸入電流 ivi、ivi0:充電電流
圖1為本發明實施例的供應穩定電力的切換式充電器的電路圖。
圖2為本發明實施例的供應穩定電力的切換式充電器未進入加速升壓模式(turbo boost mode)下的電流流動路徑的示意圖。
圖3為本發明實施例的供應穩定電力的切換式充電器進入加速升壓模式下的電流流動路徑的示意圖。
圖4為本發明實施例的供應穩定電力的切換式充電器的電流流動的示意圖。
圖5為本發明實施例的供應穩定電力的切換式充電器的訊號的波形圖。
SWC:開關電路
UG:上橋開關
LG:下橋開關
LX:節點
NVR:反閘
L:電感
RSR:感測電阻
SRP、ACP:第一端
SRN、ACN:第二端
BT:電池
VBAT:電池電壓
101:第一運算放大器
VDR:分壓電路
Rd1:第一分壓電阻
Rd2:第二分壓電阻
Vref1:第一參考電壓
102:第二運算放大器
103:第三運算放大器
104:第四運算放大器
105:第五運算放大器
Vref2:第二參考電壓
106:第六運算放大器
Vref3:第三參考電壓
107:第七運算放大器
Vref4:第四參考電壓
201:第一選擇電路
202:第二選擇電路
ERA:誤差放大器
R1:第一電阻
C1:第一電容
R2:第二電阻
C2:第二電容
R3:第三電阻
C3:第三電容
108:運算放大器
900:振盪電路
300:控制電路
Cin:輸入電容
VBUS:輸入電壓
Q1:第一開關元件
Q2:第二開關元件
601:第一切換電路
RAC:輸入電阻
D1:第一稽納二極體
D2:第二稽納二極體
VCC:共用電壓
Q3:第三開關元件
602:第二切換電路
Cout:輸出電容
VSYS:系統電壓
800:系統電路
400:保護電路
500:致能電路

Claims (15)

  1. 一種供應穩定電力的切換式充電器，包含： 一開關電路，連接一輸入電源以及一電感的第一端，該電感的第二端連接一電池； 多個運算放大器，包含： 一第一運算放大器，該第一運算放大器的第一輸入端連接該電池，該第一運算放大器的第二輸入端耦接一第一參考電壓； 一第二運算放大器，該第二運算放大器的第一輸入端連接該電感的第二端，該第二運算放大器的第二輸入端連接該電池； 一第三運算放大器，該第三運算放大器的第一輸入端連接該輸入電源，該第三運算放大器的第二輸入端連接一系統電路；以及 一第四運算放大器，該第四運算放大器的第一輸入端連接該電池，該第四運算放大器的第二輸入端連接該電感的第二端； 一第一選擇電路，連接該第三運算放大器與該第四運算放大器的輸出端，配置以選擇該第三運算放大器與該第四運算放大器的其中一者輸出的訊號以輸出一第一選擇訊號； 一第二選擇電路，連接該第一運算放大器的輸出端、該第二運算放大器的輸出端以及該第一選擇電路的輸出端，配置以選擇該第一運算放大器輸出的訊號、該第二運算放大器輸出的訊號以及該第一選擇訊號中的其中一者，以輸出一第二選擇訊號；以及 一控制電路，連接該第二選擇電路以及該開關電路，配置以依據該第二選擇訊號，以控制該開關電路運作。
  2. 如請求項1所述的供應穩定電力的切換式充電器，更包含一分壓電路，該分壓電路的輸入端連接該電池，該分壓電路的輸出端連接該第一運算放大器的第一輸入端。
  3. 如請求項2所述的供應穩定電力的切換式充電器，其中該分壓電路包含： 一第一分壓電阻，該第一分壓電阻的第一端連接該電池； 一第二分壓電阻，該第二分壓電阻的第一端連接該第一分壓電阻的第二端以及該第一運算放大器的第一輸入端，該第二分壓電阻的第二端接地。
  4. 如請求項1所述的供應穩定電力的切換式充電器，其中該開關電路包含： 一上橋開關，該上橋開關的第一端連接該輸入電源，該上橋開關的控制端連接該控制電路；以及 一下橋開關，該下橋開關的第一端連接該上橋開關的第二端，該下橋開關的第二端接地，該下橋開關的第一端與該上橋開關的第二端之間的節點連接該電感的第一端，該下橋開關的控制端連接該控制電路。
  5. 如請求項4所述的供應穩定電力的切換式充電器，更包含一反閘，該反閘的輸入端連接該控制電路，該反閘的輸出端連接該下橋開關的控制端。
  6. 如請求項1所述的供應穩定電力的切換式充電器，其中該多個運算放大器更包含： 一第五運算放大器，該第五運算放大器的第一輸入端連接該第二運算放大器的輸出端，該第五運算放大器的第二輸入端耦接一第二參考電壓，該第五運算放大器的輸出端連接該第二選擇電路； 其中，該第二選擇電路配置以選擇該第一運算放大器輸出的訊號、該第五運算放大器輸出的訊號以及該第一選擇訊號中的其中一者，以輸出該第二選擇訊號。
  7. 如請求項6所述的供應穩定電力的切換式充電器，其中該多個運算放大器更包含： 一第六運算放大器，該第六運算放大器的第一輸入端連接該第三運算放大器的輸出端，該第六運算放大器的第二輸入端耦接一第三參考電壓，該第六運算放大器的輸出端連接該第一選擇電路； 其中，該第一選擇電路配置以選擇該第六運算放大器與該第四運算放大器中的其中一者輸出的訊號，以輸出該第一選擇訊號。
  8. 如請求項7所述的供應穩定電力的切換式充電器，其中該多個運算放大器更包含： 一第七運算放大器，該第七運算放大器的第一輸入端耦接一第四參考電壓，該第七運算放大器的第二輸入端連接該第四運算放大器的輸出端，該第七運算放大器的輸出端連接該第一選擇電路； 其中，該第一選擇電路配置以選擇該第六運算放大器與該第七運算放大器中的其中一者輸出的訊號，以輸出該第一選擇訊號。
  9. 如請求項1所述的供應穩定電力的切換式充電器，更包含： 一感測電阻，該感測電阻的第一端連接該第二運算放大器的第一輸入端、該第四運算放大器的第二輸入端以及該電感的第二端，該感測電阻的第二端連接該第二運算放大器的第二輸入端、該第四運算放大器的第一輸入端以及該電池。
  10. 如請求項1所述的供應穩定電力的切換式充電器，更包含： 一輸入電阻，該輸入電阻的第一端連接該輸入電源以及該第三運算放大器的第一輸入端，該輸入電阻的第二端連接該第三運算放大器的第二輸入端、該開關電路以及該系統電路。
  11. 如請求項10所述的供應穩定電力的切換式充電器，更包含： 一第一開關元件，該第一開關元件的第一端連接該輸入電源； 一第二開關元件，該第二開關元件的第一端連接該第一開關元件的第二端，該第二開關元件的第二端連接該輸入電阻的第一端；以及 一第一切換電路，連接該第一開關元件的控制端以及該第二開關元件的控制端，配置以切換該第一開關元件以及該第二開關元件。
  12. 如請求項1所述的供應穩定電力的切換式充電器，更包含： 一誤差放大器，該誤差放大器的第一輸入端連接該第二選擇電路的輸出端，該誤差放大器的第二輸入端耦接該第一參考電壓，該誤差放大器的輸出端連接該控制電路的輸入端。
  13. 如請求項12所述的供應穩定電力的切換式充電器，更包含： 一運算放大器，該運算放大器的第一輸入端連接該誤差放大器的輸出端，該運算放大器的第二輸入端連接一振盪電路的輸出端，該運算放大器的輸出端連接該控制電路的輸入端。
  14. 如請求項12所述的供應穩定電力的切換式充電器，更包含： 一第一電阻，該第一電阻的第一端連接該第二選擇電路的輸出端； 一第一電容，該第一電容的第一端連接該第一電阻的第二端，該第一電容的第二端連接該誤差放大器的第一輸入端；以及 一第二電容，該第二電容的第一端連接該誤差放大器的第一輸入端，該第二電容的第二端連接該誤差放大器的輸出端。
  15. 如請求項14所述的供應穩定電力的切換式充電器，更包含： 一第二電阻，該第二電阻的第一端連接該第二選擇電路的輸出端； 一第三電阻，該第三電阻的第一端連接該誤差放大器的第一輸入端；以及 一第三電容，該第三電容的第一端連接該第三電阻的第二端，該第三電容的第二端連接該誤差放大器的輸出端。
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