專利名稱：電能管理系統(tǒng)和電能傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電能管理系統(tǒng)和電能傳輸方法。
背景技術(shù)：
集成電路在很多應(yīng)用領(lǐng)域中得到廣泛發(fā)展，例如電能管理系統(tǒng)、電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等。由于對(duì)電子產(chǎn)品的體積及其功耗的更高要求，集成電路必須具有組裝緊湊、印刷電路板面積小、低成本以及低功耗的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種電能管理系統(tǒng)和電能傳輸方法，能夠有效減小印刷電路板的尺寸、降低電能管理系統(tǒng)的成本以及功耗。

本發(fā)明提供了一種電能管理系統(tǒng)，該電能管理系統(tǒng)包括具有第一傳輸端的第一開關(guān)；具有第二傳輸端的第二開關(guān)；以及控制器，耦合于所述第一開關(guān)與所述第二開關(guān)，用于通過周期性地導(dǎo)通第三開關(guān)以控制電能轉(zhuǎn)換，其中，所述第一傳輸端、所述第二傳輸端以及所述第三開關(guān)的第三傳輸端都耦合于公共節(jié)點(diǎn)，且所述第一傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗、所述第二傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗以及所述第三傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗基本上等于零。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)均包括體二極管，所述第一開關(guān)的體二極管的陰極、所述第二開關(guān)的體二極管的陰極以及所述第三開關(guān)的體二極管的陰極均耦合于所述公共節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)中的一個(gè)開關(guān)包括N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且包括N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的所述開關(guān)的半導(dǎo)體襯底連接于所述公共節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)中的一個(gè)開關(guān)包括P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且包括P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的所述開關(guān)的半導(dǎo)體阱連接于所述公共節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)中的每一個(gè)開關(guān)均包括N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)制作于公共半導(dǎo)體襯底上，且所述公共半導(dǎo)體襯底包括所述第一傳輸端、所述第二傳輸端及所述第三傳輸端。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述第一開關(guān)包括P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且所述第一傳輸端通過結(jié)合線連接于所述公共節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述控制器用于產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，以交替地導(dǎo)通所述第三開關(guān)以及耦合于所述第三開關(guān)的第四開關(guān)；所述控制器還用于通過調(diào)整所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比，以調(diào)整所述電能管理系統(tǒng)的輸出電能。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述控制器用于控制所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)，以使所述第一開關(guān)通過所述公共節(jié)點(diǎn)從適配器輸送電能到負(fù)載。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述控制器用于控制所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)，以使所述第二開關(guān)通過所述公共節(jié)點(diǎn)從電池組輸送電能到負(fù)載。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述控制器用于控制所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)，以使所述第一開關(guān)及所述第二開關(guān)通過所述公共節(jié)點(diǎn)從適配器輸送電能到電池組充電。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述控制器用于控制所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)，以使轉(zhuǎn)換電路通過所述公共節(jié)點(diǎn)接收輸入電能，并且將所述輸入電能轉(zhuǎn)換成輸出電能，以對(duì)電池組充電。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述控制器用于控制所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)，以使轉(zhuǎn)換電路接收來自電池組的輸入電能，以及將所述輸入電能轉(zhuǎn)換成輸出電能，并且通過所述公共節(jié)點(diǎn)將所述輸出電能輸送到負(fù)載。

本發(fā)明還提供了一種電能傳輸方法，該電能傳輸方法包括通過第一開關(guān)的第一傳輸端來傳輸電能；通過第二開關(guān)的第二傳輸端來傳輸電能；以及通過周期性地導(dǎo)通第三開關(guān)以控制電能轉(zhuǎn)換，其中，所述第一傳輸端、所述第二傳輸端以及所述第三開關(guān)的第三傳輸端均耦合于公共節(jié)點(diǎn)，且所述第一傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗、所述第二傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗以及所述第三傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗基本上等于零。本發(fā)明所述的電能傳輸方法，所述第一開關(guān)的體二極管的陰極、所述第二開關(guān)的體二極管的陰極以及所述第三開關(guān)的體二極管的陰極均耦合于所述公共節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明所述的電能傳輸方法，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)中的每一個(gè)開關(guān)均包括N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)制作于公共半導(dǎo)體襯底上，且所述公共半導(dǎo)體襯底包括所述第一傳輸端、所述第二傳輸端及所述第三傳輸端。本發(fā)明所述的電能傳輸方法，所述第一開關(guān)包括P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且所述第一傳輸端通過結(jié)合線連接于所述公共節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明所述的電能傳輸方法，所述控制所述電能轉(zhuǎn)換還包括產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，以交替地導(dǎo)通所述第三開關(guān)以及耦合于所述第三開關(guān)的第四開關(guān)；通過調(diào)整所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比，以調(diào)整所述電能轉(zhuǎn)換。本發(fā)明還提供了一種電能管理系統(tǒng)，該電能傳輸系統(tǒng)包括集成電路，包括第一開關(guān)、第二開關(guān)以及控制器，用于通過周期性地導(dǎo)通第三開關(guān)以控制電能轉(zhuǎn)換；以及引腳，耦合于所述第一開關(guān)的第一傳輸端、所述第二開關(guān)的第二傳輸端以及所述第三開關(guān)的第三傳輸端，其中，所述第一傳輸端與所述引腳之間的阻抗、所述第二傳輸終端與所述引腳之間的阻抗以及所述第三傳輸終端與所述引腳之間的阻抗基本上等于零。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述第一開關(guān)的體二極管的陰極、所述第二開關(guān)的體二極管的陰極以及所述第三開關(guān)的體二極管的陰極均耦合于所述引腳。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)中的每一個(gè)開關(guān)均包括N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)制作于公共半導(dǎo)體襯底上，所述公共半導(dǎo)體襯底包括所述第一傳輸端、所述第二傳輸端及所述第三傳輸端。本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)，所述第一開關(guān)包括P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且所述第一傳輸端通過結(jié)合線連接于所述引腳。通過采用本發(fā)明所述的電能管理系統(tǒng)和電能傳輸方法，具有較高的電能轉(zhuǎn)換效率以及較低的電能損耗，且同時(shí)能夠減小印刷電路板的尺寸，降低電能管理系統(tǒng)的成本以及功耗。


圖I為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的電能管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I所示實(shí)施例中提供的電能管理系統(tǒng)的開關(guān)控制信號(hào)以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形示意圖；圖3為本發(fā)明另ー個(gè)實(shí)施例提供的電能管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的電源控制方法的流程示意圖；圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的電能管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6A為圖5所示實(shí)施例中的開關(guān)與公共節(jié)點(diǎn)連接的橫截面示意圖；圖6B為圖5所示實(shí)施例中的開關(guān)與公共節(jié)點(diǎn)連接的電路結(jié)構(gòu)圖；圖6C為圖5所示實(shí)施例中的開關(guān)與公共節(jié)點(diǎn)連接的橫截面示意圖；圖6D為圖5所示實(shí)施例中的開關(guān)與公共節(jié)點(diǎn)連接的電路結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的電能控制電路連接的示意圖；圖8A為本發(fā)明實(shí)施例提供的電能控制電路502A連接的示意圖；圖8B為本發(fā)明實(shí)施例提供的電能控制電路502B連接的示意圖；圖8C為本發(fā)明實(shí)施例提供的電能控制電路502C連接的示意圖；圖8D為本發(fā)明實(shí)施例提供的電能控制電路502D連接的示意圖；圖9為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的電能管理系統(tǒng)的形成步驟的示意圖；圖10為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的由電能管理系統(tǒng)執(zhí)行的操作的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下通過對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一歩理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。以下將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例給出詳細(xì)的參考。盡管本發(fā)明通過這些實(shí)施方式進(jìn)行闡述和說明，但需要注意的是本發(fā)明并不僅僅只局限于這些實(shí)施方式。相反，本發(fā)明涵蓋所附權(quán)利要求所定義的發(fā)明精神和發(fā)明范圍內(nèi)的所有替代物、變體和等同物。另外，為了更好的說明本發(fā)明，在下文的具體實(shí)施方式
中給出了眾多的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。在另外ー些實(shí)例中，對(duì)于大家熟知的方法、手續(xù)、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。圖I為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的電能管理系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)示意圖，該電能管理系統(tǒng)100包括N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(n-channel metal-oxide semiconductor,簡(jiǎn)稱為NM0S)開關(guān)和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路。具體地，在一個(gè)實(shí)施例中，電能管理系統(tǒng)100用于控制來自電源的電能供應(yīng)，例如利用兩個(gè)NMOS開關(guān)控制交直流適配器(AC/DC適配器)102和/或電池組104為系統(tǒng)110供電，其中，該兩個(gè)NMOS開關(guān)具體為第一 NMOS開關(guān)106和第二 NMOS開關(guān)108，AC/DC適配器102與電池組104為系統(tǒng)110提供電源。如圖I所示，系統(tǒng)110的電源可以是輸出可控的AC/DC適配器102以及電池組104，該電池組104具體可以為可充電的電池組。另外,系統(tǒng)110的電源可以是任意形式的電源，例如輸出恒定的AC/DC適配器、直流點(diǎn)煙型適配器、電池組、可充電的電池組等。電池組104可以包括任何類型的可充電式電池組，例如鋰離子電池、鎳鎘電池或鎳氫電池或者其他類似的電池。系統(tǒng)110可以是任意一種電子裝置，包括但不限干服務(wù)器、臺(tái)式機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理等。在一個(gè)實(shí)施例中，電能管理系統(tǒng)100也可以通過第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108控制來自AC/DC適配器102提供的電源，從而對(duì)電池組104充電。電能管理系統(tǒng)100還包括控制單元114，控制單元114用于監(jiān)控系統(tǒng)110的電源狀態(tài)以及電池組104的狀態(tài)。根據(jù)系統(tǒng)110及電池組104的狀態(tài)，控制単元114可以為電能管理系統(tǒng)100選擇ー種工作模式。工作模式包括但不限于默認(rèn)模式(default mode)、運(yùn)行模式(operation mode)、充電運(yùn)行模式(charging operation mode)、放電模式(discharging mode)以及重負(fù)荷模式(heavy load mode)。在默認(rèn)模式下,第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108都是斷開狀 態(tài)，電能管理系統(tǒng)100通過AC/DC適配器102和電池組104中輸出電壓較高的一方供電，具體地，電能管理系統(tǒng)100通過第一 NMOS開關(guān)106中的第一體ニ極管106-1為系統(tǒng)110以及電能管理系統(tǒng)100提供電源，或者，電能管理系統(tǒng)100通過第二 NMOS開關(guān)108中的第二體ニ極管108-1為系統(tǒng)110以及電能管理系統(tǒng)100提供電源。在運(yùn)行模式下，第一 NMOS開關(guān)106被導(dǎo)通且第二 NMOS開關(guān)108被斷開，因此系統(tǒng)110通過第一 NMOS開關(guān)106由AC/DC適配器102提供電源。在充電運(yùn)行模式下，第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108都處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此AC/DC適配器102可以給系統(tǒng)110供電，同時(shí)給電池組104充電。在放電模式下，第一 NMOS開關(guān)106處于斷開狀態(tài)且第二 NMOS開關(guān)108處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此電池組104可以給系統(tǒng)110供電。在重負(fù)荷模式下，第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108都處于導(dǎo)通狀態(tài)，這吋，AC/DC適配器102以及電池組104可以同時(shí)為帶有重負(fù)載的系統(tǒng)110提供電源，重負(fù)載的情形例如系統(tǒng)110的供電要求大于AC/DC適配器102的額定輸出電能。在每ー種工作模式，控制單元114可以產(chǎn)生一組控制信號(hào)(例如第一開關(guān)控制信號(hào)114-1及第ニ開關(guān)控制信號(hào)114-2)，以控制第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108的導(dǎo)通狀態(tài)以及控制AC/DC適配器102的輸出(例如輸出電流、輸出電壓和/或輸出功率)。如前所述，NMOS開關(guān)可能需要驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓電平大于其源極電壓電平，因此，在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路112可以產(chǎn)生一組足夠的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108，這樣，第一 NMOS開關(guān)106及第ニ匪OS開關(guān)108就能夠被完全的導(dǎo)通和斷開。在另ー個(gè)實(shí)施例中，電能管理系統(tǒng)100也可以利用多個(gè)NMOS開關(guān)及其相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路來控制由多個(gè)電源和/或多個(gè)電池組對(duì)系統(tǒng)110的供電。進(jìn)ー步地，通過使用多個(gè)NMOS開關(guān)，電能管理系統(tǒng)100還可以同時(shí)或分別對(duì)多個(gè)電池組充電。如圖I所示，第一匪OS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108分別通過第一感應(yīng)電阻118及第ニ感應(yīng)電阻120耦合于公共節(jié)點(diǎn)116。在一個(gè)實(shí)施例中，AC/DC適配器102和/或電池組104通過公共節(jié)點(diǎn)116為系統(tǒng)110供電。在一個(gè)實(shí)施例中，第一 NMOS開關(guān)106及第ニNMOS開關(guān)108的導(dǎo)通狀態(tài)由控制単元114所產(chǎn)生的第一開關(guān)控制信號(hào)114-1及第ニ開關(guān)控制信號(hào)114-2控制。在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路112用于將第一開關(guān)控制信號(hào)114-1及第ニ開關(guān)控制信號(hào)114-2分別轉(zhuǎn)換為合適的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-1及第ニ驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-2。在一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路112包括第一驅(qū)動(dòng)器124-1及第ニ驅(qū)動(dòng)器124_2，并且，第一驅(qū)動(dòng)器124-1耦合于第一 NMOS開關(guān)106與控制單元114之間，第二驅(qū)動(dòng)器124-2耦合于第二 NMOS開關(guān)108與控制單元114之間。除了第一驅(qū)動(dòng)器124-1及第ニ驅(qū)動(dòng)器124-2之外，驅(qū)動(dòng)電路112還包括電荷泵單元122。在一個(gè)實(shí)施例中，電荷泵單元122具有兩個(gè)輸入端(第一輸入端122-1及第ニ輸入端122-2)和兩個(gè)輸出端(第一輸出端122-3及第ニ輸出端122-4);其中，第一輸入端122-1及第ニ輸入端122-2分別I禹合于AC/DC適配器102及電池組104的輸出端,第一輸出端122-3及第ニ輸出端122-4分別f禹合于第一驅(qū)動(dòng)器124-1及第ニ驅(qū)動(dòng)器124-2。電荷泵単元122用于產(chǎn)生大于第一輸入端122-1及第ニ輸入端122-2的源電壓的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，電荷泵單元122的源電壓可以是AC/DC適配器102的輸出電壓(Vad)以及電池組104的輸出電壓(Vbatt)。因此，電荷泵單元122可以在第一輸出端122-3為第一驅(qū)動(dòng)器124-1提供ー個(gè)電壓大于Vad的輸出信號(hào),從而驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)器124-1，電荷泵單元122也可以在第二輸出端122-4提供ー個(gè)電壓大于Vbatt的輸出信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)器124-2。這時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)器124-1及第一驅(qū)動(dòng)器124-2分別接收 電荷泵單兀122的輸出信號(hào)，并且產(chǎn)生具有足夠的輸出電壓電平的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-1及第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-2，以充分地導(dǎo)通/斷開第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108。一旦第一驅(qū)動(dòng)器124-1或第二驅(qū)動(dòng)器124-2從控制単元114接收到第一開關(guān)控制信號(hào)114-1或第二開關(guān)控制信號(hào)114-2，第一驅(qū)動(dòng)器124-1或第二驅(qū)動(dòng)器124-2就可以提供具有足夠電壓電平的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-1或第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-2以驅(qū)動(dòng)第一 NMOS開關(guān)106或第二 NMOS開關(guān)108。圖2為圖I所示實(shí)施例提供的電能管理系統(tǒng)100中第一開關(guān)控制信號(hào)114-1及第ニ開關(guān)控制信號(hào)114-2和第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-1及第ニ驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-2的波形示意圖。如圖2所不，第一開關(guān)控制信號(hào)114-1 (或第二開關(guān)控制信號(hào)114-2)有兩個(gè)電壓電平VO (例如0V)及Vl (例如1.8V或3. 3V)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制單元114產(chǎn)生電壓電平為VO的第一開關(guān)控制信號(hào)114-1(或第二開關(guān)控制信號(hào)114-2)，以指示驅(qū)動(dòng)電路112斷開第一 NMOS開關(guān)106 (或第二 NMOS開關(guān)108)?？刂茊卧?14也可以產(chǎn)生電壓電平為Vl的第一開關(guān)控制信號(hào)114-1 (或第二開關(guān)控制信號(hào)114-2)，以指示驅(qū)動(dòng)電路112導(dǎo)通第一 NMOS開關(guān)106 (或第二 NMOS開關(guān)108)。通過利用驅(qū)動(dòng)電路112可以將第一開關(guān)控制信號(hào)114-1或第二開關(guān)控制信號(hào)114-2轉(zhuǎn)換為第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-1或第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-2。如圖2所不,第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-1有兩個(gè)電壓電平Vad (例如12V)及Vml (例如18V)。第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-2有兩個(gè)電壓電平Vbatt (例如4. 2V)及Vm2 (例如10V)。在一個(gè)實(shí)施例中，如果第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-1(或第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-2)的電壓電平為Vad (或Vbatt),則第一 NMOS開關(guān)106 (或第二NMOS開關(guān)108)被充分?jǐn)嚅_。在一個(gè)實(shí)施例中，如果第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-1 (或第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-2)的電壓電平為Vml (或Vrai2)，則第一 NMOS開關(guān)106 (或第二 NMOS開關(guān)108)被充分導(dǎo)通。因此，電荷泵単元122和第一驅(qū)動(dòng)器124-1及第ニ驅(qū)動(dòng)器124-2組合起來可以為驅(qū)動(dòng)第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108提供充足的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-1及第ニ驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-2。如圖I所示，在一個(gè)實(shí)施例中，電荷泵單元122可以由兩個(gè)獨(dú)立的電荷泵(第一電荷泵和第二電荷泵)來實(shí)現(xiàn)。例如第一輸入端122-1可以是第一電荷泵的輸入，其中第一電荷泵在第一輸出端122-3產(chǎn)生電壓電平大于Vad的信號(hào)；第二輸入端122-2可以是第二電荷泵的輸入，其中第二電荷泵在第二輸出端122-4產(chǎn)生電壓電平大于Vbatt的信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，電荷泵単元122可以是將輸出信號(hào)提供給第一驅(qū)動(dòng)器124-1及第ニ驅(qū)動(dòng)器124-2的單個(gè)電荷泵。此外，在另ー個(gè)實(shí)施例中，若電能管理系統(tǒng)100使用了多個(gè)NMOS開關(guān)，電荷泵単元122可以利用多個(gè)獨(dú)立的電荷泵以對(duì)多個(gè)驅(qū)動(dòng)器提供電壓信號(hào)?；蛘?，電荷泵單元122可以利用單個(gè)電荷泵以分時(shí)方式交替的對(duì)多個(gè)驅(qū)動(dòng)器提供電壓信號(hào)。在分時(shí)方式中，通過將ー個(gè)驅(qū)動(dòng)器的空閑時(shí)間進(jìn)行分配，多個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以共享電荷泵単元122中的單個(gè)電荷泵所提供的電壓信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，給電能管理系統(tǒng)100供電之前，電能管理系統(tǒng)100處于默認(rèn)模式，在默認(rèn)模式，第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108都處于斷開狀態(tài)。一旦給電能管理系統(tǒng)100供電，AC/DC適配器102和/或電池組104可以為系統(tǒng)110提供電源。雖然第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108都處于斷開狀態(tài)，可以通過第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108的第一體ニ極管106-1及第ニ體ニ極管108-1輸送電能。如圖I所示，第一體ニ極管106-1的陽極固定的耦合于第一 NMOS開關(guān)106的源極，且第一體ニ極管106-1 的陰極耦合于第一 NMOS開關(guān)106的漏極，第二體ニ極管108-1的陽極和陰極也分別耦合于第二 NMOS開關(guān)108的源極和漏極。在一個(gè)實(shí)施例中，如果AC/DC適配器102不可用，系統(tǒng)110以及電能管理系統(tǒng)100均可以由電池組104供電。在這種情況下，第二體ニ極管108-1是正向?qū)ǎ译姵亟M104產(chǎn)生的電流可以流經(jīng)第二體ニ極管108-1從而為系統(tǒng)110供電。在一個(gè)實(shí)施例中，AC/DC適配器102及電池組104可以同時(shí)存在。因此，系統(tǒng)110及電能管理系統(tǒng)100可以由AC/DC適配器102或者電池組104供電。在一個(gè)實(shí)施例中，如果Vad大于Vbatt，則第一體ニ極管106-1是正向?qū)ㄇ业诙wニ極管108-1是反向偏置，因此，AC/DC適配器102產(chǎn)生的電流可以流經(jīng)第一體ニ極管106-1，這時(shí)，系統(tǒng)110及電能管理系統(tǒng)100可以從AC/DC適配器102處獲取電能；否則，在默認(rèn)模式下，如果Vad小于Vbatt,則第一體ニ極管106-1是反向偏置且第二體ニ極管108-1是正向?qū)ǎ瑒t系統(tǒng)110及電能管理系統(tǒng)100由電池組104供電；如果Vad等于Vbatt，則系統(tǒng)110及電能管理系統(tǒng)100可以隨機(jī)地從AC/DC適配器102和/或電池組104獲取電能。一旦給系統(tǒng)110以及電能管理系統(tǒng)100供電，控制単元114開始管理系統(tǒng)110的電源供應(yīng)以及電池組104的充電過程。如果在控制単元114的控制下給電能管理系統(tǒng)100以及系統(tǒng)110供電，則第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108可以被充分導(dǎo)通。由于NMOS開關(guān)的導(dǎo)通電阻相對(duì)較小，導(dǎo)通的NMOS開關(guān)的電壓降不會(huì)超過其體ニ極管的導(dǎo)通門限值，因此不會(huì)有大電流通過體ニ極管，所以，給系統(tǒng)110供電后，AC/DC適配器102和/或電池組104產(chǎn)生的電流不會(huì)流經(jīng)第一體ニ極管106-1和/或第二體ニ極管108-1。在一個(gè)實(shí)施例中，控制單元114可以監(jiān)測(cè)ム(/1)(適配器102及電池組104的狀態(tài)。如圖I所示，控制單元114有三個(gè)感應(yīng)端第一感應(yīng)端114-3、第二感應(yīng)端114-4以及第三感應(yīng)端114-5。在一個(gè)實(shí)施例中，第一感應(yīng)端114-3稱合于第一 NMOS開關(guān)106的漏極,第二感應(yīng)端114-4耦合于公共節(jié)點(diǎn)116，第三感應(yīng)端114-5耦合于第二 NMOS開關(guān)108的漏極。通過第一感應(yīng)端114-3、第二感應(yīng)端114-4以及第三感應(yīng)端114-5，能夠監(jiān)測(cè)例如Vad、Vsys (系統(tǒng)110的輸入電壓)以及Vbatt的信息。進(jìn)ー步地，可以根據(jù)從第一感應(yīng)端114-3、第二感應(yīng)端114-4以及第三感應(yīng)端114-5監(jiān)測(cè)到的信息，獲得第一感應(yīng)電阻118及第ニ感應(yīng)電阻120上的電壓降以及流經(jīng)第一感應(yīng)電阻118和第二感應(yīng)電阻120的電流。例如通過將第一感應(yīng)電阻118上的電壓降(Vad-VSYS)除以第一感應(yīng)電阻118的電阻值，就可以測(cè)出流經(jīng)第一NMOS開關(guān)106的電流。在一個(gè)實(shí)施例中，控制單元114可以根據(jù)AC/DC適配器102及電池組104的狀態(tài)進(jìn)入指定的工作模式并產(chǎn)生多個(gè)控制信號(hào)。如果控制單元114探測(cè)到電池組104處于欠電壓狀態(tài)，控制單元114就可以進(jìn)入充電運(yùn)行模式，在充電運(yùn)行模式下，AC/DC適配器102為系統(tǒng)110供電并且對(duì)電池組104充電。在充電運(yùn)行模式下，控制單元114產(chǎn)生電壓電平為Vl的第一開關(guān)控制信號(hào)114-1及第ニ開關(guān)控制信號(hào)114-2。當(dāng)接收到第一開關(guān)控制信號(hào)114-1及第ニ開關(guān)控制信號(hào)114-2吋，第一驅(qū)動(dòng)器124-1及第ニ驅(qū)動(dòng)器124-2產(chǎn)生電壓電平分別為Vonl及Von2的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-1及第ニ驅(qū)動(dòng)信號(hào)112-2，從而順次導(dǎo)通第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108。另夕卜，控制單元114還可以產(chǎn)生用于控制AC/DC適配器102的控制信號(hào)114-6。在一個(gè)實(shí)施例 中，AC/DC適配器102的控制信號(hào)114-6可以調(diào)整AC/DC適配器102的輸出(例如輸出電流、輸出電壓和/或輸出功率)，以滿足系統(tǒng)110的電源要求以及電池組104的充電電源要求。在充電運(yùn)行模式下，AC/DC適配器102的輸出電流通過第一 NMOS開關(guān)106輸送到公共節(jié)點(diǎn)116，然后，充電電流I -通過第二 NMOS開關(guān)108輸送到電池組104，且系統(tǒng)電流Isys輸送到系統(tǒng)110。在一個(gè)實(shí)施例中，充電運(yùn)行模式一直持續(xù)到控制単元114探測(cè)出電池組104已經(jīng)充電完全吋。然后控制単元114進(jìn)入運(yùn)行模式，在運(yùn)行模式下，AC/DC適配器102給系統(tǒng)110供電。在運(yùn)行模式下，控制單元114斷開第二 NMOS開關(guān)108并導(dǎo)通第一 NMOS開關(guān)106，這樣，與Isys相等的電流就通過第一 NMOS開關(guān)106并被傳輸?shù)较到y(tǒng)110，第二 NMOS開關(guān)108被斷開，從而避免了電池組104的過充情況。在一個(gè)實(shí)施例中，如果AC/DC適配器102不可用，電能管理系統(tǒng)100進(jìn)入放電模式，從而使系統(tǒng)110及電能管理系統(tǒng)100保持正常運(yùn)行。在放電模式下，控制單元114斷開第一 NMOS開關(guān)106并導(dǎo)通第二 NMOS開關(guān)108，這樣，系統(tǒng)110可以由電池組104供電。另外，如果系統(tǒng)110的電能需求超過了 AC/DC適配器102的設(shè)計(jì)額定功率，電能管理系統(tǒng)100就進(jìn)入重負(fù)荷模式。在重負(fù)荷模式下，控制單元114可以產(chǎn)生第一開關(guān)控制信號(hào)114-1及第ニ開關(guān)控制信號(hào)114-2以導(dǎo)通第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108。這樣，系統(tǒng)110可以同時(shí)由AC/DC適配器102及電池組104供電。除了產(chǎn)生第一開關(guān)控制信號(hào)114-1及第ニ開關(guān)控制信號(hào)114-2以外，控制單元114還可以調(diào)整AC/DC適配器102的輸出，從而提供充足的電能以使系統(tǒng)110保持正常運(yùn)行。有利的是,在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于相同尺寸的NMOS開關(guān)和PMOS開關(guān)相比而言，NMOS開關(guān)的導(dǎo)通電阻較小，因此由第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108引起的電能損耗就減少了。在電能管理系統(tǒng)100的姆ー種工作模式下,姆ー個(gè)NMOS開關(guān)的電能損耗是能夠被測(cè)定的，例如假設(shè)每ー個(gè)NMOS開關(guān)的導(dǎo)通電阻是10毫歐(πιΩ)，且電能管理系統(tǒng)100工作在充電運(yùn)行模式(例如ISYS = 4A，Ichaege = 3A且AC/DC適配器102的輸出電壓為12V)，這樣，第一 NMOS開關(guān)106上的電能損耗大致為O. 49瓦(IOmΩ X (4A+3A)2 = O. 49W),第二 NMOS開關(guān)108上的電能損耗大致為O. 09ff(10mQx(3A)2 = O. 09W)，由此得出第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108上的總電能損耗大致為O. 58W。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，在電能管理系統(tǒng)100中，第一 NMOS開關(guān)106及第ニ NMOS開關(guān)108上的電能損耗僅致使電能管理系統(tǒng)100的電能傳輸效率減少O. 7%。有利的是，如果使用多個(gè)NMOS開關(guān)，則可以明顯提高電能管理系統(tǒng)100的電能傳輸效率。進(jìn)ー步地，由于NMOS開關(guān)上較小的電能損耗，從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性。圖3為本發(fā)明另ー個(gè)實(shí)施例提供的電能管理系統(tǒng)300的結(jié)構(gòu)示意圖，該電能管理系統(tǒng)300包含NMOS開關(guān)、驅(qū)動(dòng)電路及直流直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC轉(zhuǎn)換器)。電能管理系統(tǒng)300用于為系統(tǒng)326提供電源以及為電池組304充電，其中電池組304可以包括多種類型的電池。如圖3所示，電能管理系統(tǒng)300包括兩個(gè)NMOS開關(guān)(第一 NMOS開關(guān)306及第ニ NMOS開關(guān)308)、控制單元310、驅(qū)動(dòng)電路312以及DC/DC轉(zhuǎn)換器314。在一個(gè)實(shí)施例中，第一 NMOS開關(guān)306及第ニ NMOS開關(guān)308用于控制電源302 (例如AC/DC適配器)和/或可充電的電池組304為系統(tǒng)326提供的電能，電能管理系統(tǒng)300與圖I所示實(shí)施例提供的電能管理系統(tǒng)100具有類似的功能。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一 NMOS開關(guān)306的源極耦合于電源302的輸出端，第一 NMOS開關(guān)306的漏極通過感應(yīng)電阻320耦合于公共節(jié)點(diǎn)324 ;第二 NMOS開關(guān)308的源極和漏極分別耦合于可充電的電池組304的輸出端以及公共節(jié)點(diǎn)324。如圖3所示，DC/DC轉(zhuǎn)換器314耦合于公共節(jié)點(diǎn)324與感應(yīng)電阻322之間，其中感應(yīng)電阻322的一端耦合于可充電的電池組304的輸出端。在一個(gè)實(shí)施例中，控制單元310具有四個(gè)感應(yīng)端，具體為第一感應(yīng)端310-1、第二感應(yīng)端310-2、第三感應(yīng)端310-3以及第四感應(yīng)端310-4。如圖3所示，第一感應(yīng)端310-1-第四感應(yīng)端310-4分別耦合于第一 NMOS開關(guān)306的漏極、公共節(jié)點(diǎn)324、DC/DC轉(zhuǎn)換器314的輸出端以及電池組304的輸出端。在一個(gè)實(shí)施例中，通過探測(cè)電源302及電池組304的狀態(tài)，控制單元310可以控制第一 NMOS開關(guān)306及第ニ NMOS開關(guān)308的導(dǎo)通狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，如果控制單元310探測(cè)出電池組304處于欠電壓狀態(tài)，控制單元310可以導(dǎo)通第一 NMOS開關(guān)306并斷開第二 NMOS開關(guān)308，DC/DC轉(zhuǎn)換器314接收電源302的輸出電壓，并將該輸出電壓轉(zhuǎn)換為適合電池組304的充電電壓。轉(zhuǎn)換后的電壓可以進(jìn)一歩用來為電池組304充電。DC/DC轉(zhuǎn)換器314可以包括但不限于降壓轉(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器或升降壓轉(zhuǎn)換器。例如如果電源302的輸出電壓電平低于電池組304所需的充電電壓，則可以使用升壓轉(zhuǎn)換器，如果電源302的輸出電壓電平高于電池組304的最大充電電壓，則可以使用降壓轉(zhuǎn)換器。有利的是，通過使用DC/DC轉(zhuǎn)換器314將電源302的輸出電壓轉(zhuǎn)換為適合電池組304的充電電壓，提高了電能管理系統(tǒng)300的電能轉(zhuǎn)換效率，且電能管理系統(tǒng)300可以應(yīng)用于不同類型的電源以及電池組。圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的電源控制方法的流程示意圖，如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例包括如下步驟在步驟402中，為了控制電能管理系統(tǒng)的電源供應(yīng)，監(jiān)測(cè)電能管理系統(tǒng)的狀態(tài)；在一個(gè)實(shí)施例中，步驟402中的電源管理系統(tǒng)的輸入電流(或輸入電壓)以及電能管理系統(tǒng)中的電池組的輸出電壓被監(jiān)測(cè)；根據(jù)監(jiān)測(cè)到的電能管理系統(tǒng)的狀態(tài)，可以決定對(duì)電能管理系統(tǒng)的電源要求。
在步驟404中，如果系統(tǒng)的電能需求得到滿足，則執(zhí)行步驟402，進(jìn)ー步監(jiān)測(cè)電能管理系統(tǒng)的狀態(tài)；如果電能管理系統(tǒng)的電源要求沒有得到滿足，則執(zhí)行步驟406。在步驟406中，產(chǎn)生和/或調(diào)整多個(gè)控制信號(hào)；在ー個(gè)實(shí)施例中，前述的多個(gè)控制信號(hào)可以是用于控制多個(gè)NMOS開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)的多個(gè)NMOS開關(guān)控制信號(hào)；前述的多個(gè)NMOS開關(guān)中的每ー個(gè)可以耦合于電源與電能管理系統(tǒng)之間；通過使用多個(gè)NMOS開關(guān)控制信號(hào)，可以導(dǎo)通ー個(gè)或多個(gè)NMOS開關(guān)，從而為電能管理系統(tǒng)提供充足電能。在步驟408中，將前述的多個(gè)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有足夠驅(qū)動(dòng)能力的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以充分導(dǎo)通/斷開多個(gè)NMOS開關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，為了充分導(dǎo)通/斷開NMOS開關(guān),可以將NMOS開關(guān)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓電平大于NMOS開關(guān)源極電壓的驅(qū)動(dòng)電壓。在步驟410中，通過使用多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，可以充分導(dǎo)通/斷開電能管理系統(tǒng)的多個(gè)NMOS開關(guān)，從而為電能管理系統(tǒng)提供充足的電能；在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)控制信號(hào)可以由包括電荷泵單元的驅(qū)動(dòng)電路轉(zhuǎn)換成多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

在步驟412中，除了控制多個(gè)NMOS開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)之外，可以產(chǎn)生多個(gè)電源輸出控制信號(hào)來控制多個(gè)電源的輸出(例如輸出功率、輸出電流或輸出電壓)；在ー個(gè)實(shí)施例中，電源輸出控制信號(hào)可以調(diào)整電源的輸出電壓。在步驟414中，通過利用多個(gè)電能輸出控制信號(hào)，可以根據(jù)電能管理系統(tǒng)的電能需求來調(diào)整輸送給該電能管理系統(tǒng)的輸出電能。在一個(gè)實(shí)施例中，電能管理系統(tǒng)包括用于選擇電源的電能選擇開關(guān)以及用于交替導(dǎo)通高側(cè)開關(guān)及低側(cè)開關(guān)的控制器，從而控制電能管理系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)換。在一個(gè)實(shí)施例中，將電能選擇開關(guān)、控制器、高側(cè)開關(guān)以及低側(cè)開關(guān)封裝成ー個(gè)整體；電能選擇開關(guān)與高側(cè)開關(guān)共享ー個(gè)公共節(jié)點(diǎn)，因此它們可以共享一個(gè)封裝引腳。有利的是，通過共享ー個(gè)公共節(jié)點(diǎn)，可以更緊湊地將高側(cè)開關(guān)、低側(cè)開關(guān)與控制器封裝起來；另外，還可以減小印刷電路板的尺寸、成本，并降低電能管理系統(tǒng)的功耗。圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的電能管理系統(tǒng)500的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示，電能管理系統(tǒng)500包括適配器504、電能控制電路502、電池組510以及系統(tǒng)負(fù)載534 ;其中，電池組510可以包括任意類型的可充電電池，例如鋰離子電池、鎳鎘電池、鉛酸蓄電池、太陽能電池或者其他類似的電池；電能控制電路502控制適配器504、電池組510與系統(tǒng)負(fù)載534之間的電能流。如圖5所示，電能控制電路502包括第一開關(guān)512、第二開關(guān)514、第三開關(guān)516以及第四開關(guān)518，其中，第一開關(guān)512和第二開關(guān)514具體可以為電能選擇開關(guān)，第三開關(guān)具體可以為高側(cè)開關(guān)，第四開關(guān)518具體可以為低側(cè)開關(guān)；進(jìn)ー步地，第一開關(guān)512包括第一傳輸端512A(例如漏極或源扱)、傳輸端512B(例如源極或漏扱)、控制端512G(例如，柵極)以及第一體ニ極管522 ;第ニ開關(guān)514包括第二傳輸端514A (例如漏極或源極)、傳輸端514B(例如源極或漏極)、控制端514G(例如，柵極)以及第二體ニ極管524 ;第三開關(guān)516包括第三傳輸端516A(例如漏極或源極)、傳輸端516B(例如源極或漏極)、控制端516G(例如柵極)以及第三體ニ極管526。第一傳輸端512A、第二傳輸端514A以及第三傳輸端516A耦合于公共節(jié)點(diǎn)530，第一體ニ極管522的陰極、第二體ニ極管524的陰極及第三體ニ極管526的陰極也耦合于公共節(jié)點(diǎn)530 ;另外，第四開關(guān)518包括第四體ニ極管528，第四體ニ極管528的陰極耦合于第三開關(guān)516的傳輸端516B。第一開關(guān)512及第ニ開關(guān)514可以用于選擇不同的電源供電，電源具體可以為適配器504及電池組510 ;第三開關(guān)516及第四開關(guān)518可以用于轉(zhuǎn)換電能。電能控制電路502進(jìn)ー步包括耦合于第一開關(guān)512、第二開關(guān)514、第三開關(guān)516及第四開關(guān)518的控制端的控制器520，從而控制第一開關(guān)512、第二開關(guān)514、第三開關(guān)516及第四開關(guān)518。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5所示，第四開關(guān)518通過引腳P5耦合于電池組510，耦合于適配器504的電阻Ra通過引腳P6及引腳P7耦合于控制器520，且耦合于電池組510的電阻Rb通過引腳P 8及引腳P9耦合于控制器520。控制器520可以通過控制第一開關(guān)512、第二開關(guān)514、第三開關(guān)516及第四開關(guān)518，從而使第一開關(guān)512通過公共節(jié)點(diǎn)530將適配器504的電能輸送到系統(tǒng)負(fù)載534。例如控制器520導(dǎo)通第一開關(guān)512且斷開第二開關(guān)514、第三開關(guān)516及第四開關(guān)518，相應(yīng)地，適配器504提供的供電電流可以通過第一開關(guān)512及公共節(jié)點(diǎn)530流到系統(tǒng)負(fù)載534 ；控制器520還可以控制第一開關(guān)512、第二開關(guān)514、第三開關(guān)516及第四開關(guān)518，以使第ニ開關(guān)514通過公共節(jié)點(diǎn)530將電池組510的電能輸送到系統(tǒng)負(fù)載534，例如控制器520導(dǎo)通第二開關(guān)514且斷開第一開關(guān)512、第三開關(guān)516及第四開關(guān)518，相應(yīng)地，電池組510 提供的供電電流可以通過第二開關(guān)514及公共節(jié)點(diǎn)530流到系統(tǒng)負(fù)載534 ;控制器520還可以導(dǎo)通第一開關(guān)512及第ニ開關(guān)514，且斷開第三開關(guān)516及第四開關(guān)518，相應(yīng)地，適配器504及電池組510可以同時(shí)通過公共節(jié)點(diǎn)530為系統(tǒng)負(fù)載534供電。控制器520還可以通過控制第一開關(guān)512、第二開關(guān)514、第三開關(guān)516及第四開關(guān)518，從而使第一開關(guān)512及第ニ開關(guān)514通過公共節(jié)點(diǎn)530將適配器504的電能輸送給電池組510，從而對(duì)電池組510充電，例如控制器520導(dǎo)通第二開關(guān)514且斷開第一開關(guān)512、第三開關(guān)516及第四開關(guān)518，來自適配器504的充電電流可以通過第一開關(guān)512的第一體ニ極管522、公共節(jié)點(diǎn)530以及第ニ開關(guān)514的漏源溝道流到電池組510 ;另舉ー例控制器520導(dǎo)通第一開關(guān)512及第ニ開關(guān)514且斷開第三開關(guān)516及第四開關(guān)518，來自適配器504的充電電流可以通過第一開關(guān)512的第一體ニ極管522及第ー開關(guān)512的漏源溝道、公共節(jié)點(diǎn)530以及第ニ開關(guān)514的漏源溝道流到電池組510。另外，控制器520、第三開關(guān)516、第四開關(guān)518、電感506以及電容508可以作為直流-直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換電路，例如降壓轉(zhuǎn)換電路、升壓轉(zhuǎn)換電路或升降壓轉(zhuǎn)換電路；控制器520可以通過周期性地導(dǎo)通第三開關(guān)516，從而控制DC/DC轉(zhuǎn)換電路所執(zhí)行的電能轉(zhuǎn)換；控制器520還可以通過調(diào)整第三開關(guān)516的占空比，來調(diào)整電能管理系統(tǒng)500的輸出電能，例如公共引腳532 (如圖5所示的引腳P3)的輸出電能或者引腳P4的輸出電能。更具體地，在一個(gè)實(shí)施例中，控制器520通過控制第一開關(guān)512、第二開關(guān)514、第三開關(guān)516及第四開關(guān)518，從而使轉(zhuǎn)換電路(例如降壓轉(zhuǎn)換電路)通過公共節(jié)點(diǎn)530接收來自適配器504的輸入電能(例如輸入電壓和/或輸入電流)，且轉(zhuǎn)換電路將輸入電能轉(zhuǎn)換為輸出電能(例如輸出電壓及/或輸出電流)以給電池組510充電；控制器520可以導(dǎo)通第一開關(guān)512并斷開第二開關(guān)514，并且產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制(pulse-widthmodulation,簡(jiǎn)稱為PWM)信號(hào)以交替地導(dǎo)通第三開關(guān)516及第四開關(guān)518 ;控制器520可以通過增大PWM信號(hào)的占空比(例如第三開關(guān)516的占空比)來增大輸出到電池組510的輸出電能，或者通過減小PWM信號(hào)的占空比來減小輸出到電池組510的輸出電能。在另ー個(gè)實(shí)施例中，控制器520控制第一開關(guān)512、第二開關(guān)514、第三開關(guān)516及第四開關(guān)518，從而使轉(zhuǎn)換電路(例如升壓轉(zhuǎn)換電路)接收來自電池組510的輸入電能(例如輸入電壓和/或輸入電流)，且將輸入電能轉(zhuǎn)換為輸出電能(例如輸出電壓及/或輸出電流)，以及通過公共節(jié)點(diǎn)530將輸出電能輸送到系統(tǒng)負(fù)載534 ;控制器520斷開第一開關(guān)512及第ニ開關(guān)514，且產(chǎn)生PWM信號(hào)以交替地導(dǎo)通第三開關(guān)516及第四開關(guān)518 ;控制器520可以通過增大PWM信號(hào)的占空比(例如第三開關(guān)516的占空比)來減小輸出到系統(tǒng)負(fù)載534的輸出電能，或者通過減小PWM信號(hào)的占空比來增大輸出到系統(tǒng)負(fù)載534的輸出電能。在一個(gè)實(shí)施例中，第一開關(guān)512、第二開關(guān)514、第三開關(guān)516、第四開關(guān)518以及控制器520封裝成ー個(gè)整體。第一開關(guān)512的第一傳輸端512A、第二開關(guān)514的第二傳輸端514A以及第三開關(guān)516的第三傳輸端516A直接稱合于公共節(jié)點(diǎn)530。更具體地,第一傳輸端512A與公共節(jié)點(diǎn)530之間的阻抗Rtci (圖5未示)、第二傳輸端514A與公共節(jié)點(diǎn)530之間的阻抗Rtc2 (圖5未示)以及第三傳輸端516A與公共節(jié)點(diǎn)530之間的阻抗Rtc3 (圖5未示)基本上等于零。本發(fā)明實(shí)施例中所述的“基本上等于零”意味著公共節(jié)點(diǎn)530與第一傳輸端512A、第二傳輸端514A以及第三傳輸端516A之間的阻抗相對(duì)較小，可以忽略不計(jì)。舉例說明第一開關(guān)512、第二開關(guān)514、第三開關(guān)516(例如M0SFET開關(guān))可以制作在同一個(gè)半導(dǎo)體襯底(例如N型襯底)上；半導(dǎo)體襯底包括第一開關(guān)512的第一傳輸端512A(例如漏 極)、第二開關(guān)514的第二傳輸端514A (例如漏極)、第三開關(guān)516的第三傳輸端516A (例如漏極)以及公共節(jié)點(diǎn)530。在此舉例中，可以將阻抗Rra、阻抗Rtc2及阻抗Rra視為等于零或基本上等于零。再舉例說明，第一傳輸端512A、第二傳輸端514A以及第三傳輸端516A通過結(jié)合線(例如金屬線、金線、鋁線等)耦合于公共節(jié)點(diǎn)530。在此舉例中，也可以將阻抗Rra、阻抗Rra及阻抗Rra視為等于零或基本上等于零。有利的是，第一開關(guān)512 (用于選擇電能)、第二開關(guān)514(用于選擇電能)以及第三開關(guān)516 (用于轉(zhuǎn)換電能)共享公共節(jié)點(diǎn)530，這樣，電能控制電路502中的電路(例如控制器520、第一開關(guān)512、第二開關(guān)514、第三開關(guān)516以及第四開關(guān)518)可以更緊湊的封裝在一起；另外，第一開關(guān)512、第二開關(guān)514及第三開關(guān)516還可以共享公共引腳532，這樣可以減小電能控制電路502的印刷電路板尺寸，同時(shí)也可以降低電能控制電路502的成本以及功耗。圖6A為圖5所示實(shí)施例中的開關(guān)(例如第一開關(guān)512、第二開關(guān)514或第三開關(guān)516)與公共節(jié)點(diǎn)530連接的橫截面示意圖636A，圖6B為圖5所示實(shí)施例中的開關(guān)與公共節(jié)點(diǎn)連接的電路模型圖638A。結(jié)合圖5來描述圖6A和圖6B。盡管圖6A和圖6B所示的開關(guān)是垂直溝道U型MOSFET開關(guān)，然而本發(fā)明實(shí)施例并不限于此，上述開關(guān)可以是任意類型的垂直溝道MOSFET開關(guān)，例如U型MOSFET開關(guān)、V型MOSFET開關(guān)、雙擴(kuò)散(M0SFE開關(guān)等等，本發(fā)明實(shí)施例中所述的開關(guān)還可以是表面溝道MOSFET開關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例中的開關(guān)是N溝道MOSFET (NM0SFET)開關(guān)。更具體地，如圖6A和圖6B所示，標(biāo)為“D”的一端是漏極、標(biāo)為“S”的一端是源極、標(biāo)為“G”的一端是柵扱；如圖6A所示，本發(fā)明實(shí)施例中的開關(guān)包括N型半導(dǎo)體阱640 (簡(jiǎn)稱為N阱640)、P型半導(dǎo)體阱642 (簡(jiǎn)稱為P阱642)、N型半導(dǎo)體層644 (簡(jiǎn)稱為N層644)以及N型半導(dǎo)體襯底646 (簡(jiǎn)稱為N襯底646);當(dāng)在柵極G及源極S加上高于開關(guān)的門限電壓的柵源電壓時(shí)，N阱640就連接到N層644，相應(yīng)地，N阱640、N層644以及N襯底646形成了 N型半導(dǎo)體溝道(簡(jiǎn)稱為N溝道)。
此外，P阱642及N層644形成了體ニ極管，且體ニ極管的陰極連接到N襯底646。這樣，在本發(fā)明實(shí)施例中，N襯底646連接到了公共節(jié)點(diǎn)530。圖6C為圖5所示實(shí)施例中的開關(guān)(例如，第一開關(guān)512、第二開關(guān)514或第三開關(guān)516)與公共節(jié)點(diǎn)530連接的橫截面示意圖636B，圖6D為圖5所示實(shí)施例中的開關(guān)與公共節(jié)點(diǎn)連接的電路模型圖638B。結(jié)合圖5來描述圖6C和圖6D。盡管圖6C和圖6D所示的開關(guān)是垂直溝道U型M0SFET，然而本發(fā)明并不僅限于此。本發(fā)明實(shí)施例中的開關(guān)可以是任意類型的垂直溝道MOSFET開關(guān)，例如U型MO SFET開關(guān)、V型MOSFET開關(guān)、雙擴(kuò)散MOSFET開關(guān)等等。此外，本發(fā)明實(shí)施例中所述的開關(guān)還可以是表面溝道MO SFET開關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例提供的開關(guān)是P溝道MOSFET(PM0SFET)。更具體地，如圖6C及圖6D所示，標(biāo)為“D”的一端是漏極、標(biāo)為“S”的一端是源極、標(biāo)為“G”的一端是柵極；如圖6C所示，本發(fā)明實(shí)施例中的開關(guān)包括P阱650、N阱652、P層654以及P襯底656。當(dāng)在柵極G及源極S加上低于開關(guān)的門限電壓的柵源電壓吋，P阱650就連接到P層654，相應(yīng)地，P阱650、P層654以及P襯底656形成了 P型半導(dǎo)體溝道(簡(jiǎn)稱為P溝道)。

此外，N阱652及P層654形成了體ニ極管，且體ニ極管的陰極連接到P阱650。這樣，在本發(fā)明實(shí)施例中，P阱650連接到了公共節(jié)點(diǎn)530。圖7為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的電能控制電路502'的結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合圖5及圖6A來描述圖7。在一個(gè)實(shí)施例中，圖5中的電能控制電路502可以應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的電能控制電路502'的結(jié)構(gòu)；在ー個(gè)實(shí)施例中，第一開關(guān)512、第二開關(guān)514、第三開關(guān)516、第四開關(guān)518以及控制器520被封裝在一起，例如附著于或焊接于非導(dǎo)電性襯底760上。如圖7所示，第一開關(guān)512、第二開關(guān)514及第三開關(guān)516是NM0SFET開關(guān)，且可以具有與圖6A所示實(shí)施例相似的結(jié)構(gòu)。這樣，第一開關(guān)512、第二開關(guān)514及第三開關(guān)516可以制作于公共的半導(dǎo)體襯底730上，例如N型半導(dǎo)體襯底。在本發(fā)明實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底730包括第一開關(guān)512的第一傳輸端512A (例如漏極)、第二開關(guān)514的第二傳輸端514A (例如漏極)以及第三開關(guān)516的第三傳輸端516A (例如漏極)，半導(dǎo)體襯底730還包括公共節(jié)點(diǎn)530，圖7未示出公共節(jié)點(diǎn)530，公共節(jié)點(diǎn)530具體連接關(guān)系請(qǐng)參照?qǐng)D5和圖6A以及各自相應(yīng)的實(shí)施例。更具體地，如圖7所示，第一開關(guān)512的源極被標(biāo)為512S，第一開關(guān)512的柵極被標(biāo)為512G ;第ニ開關(guān)514的源極被標(biāo)為514S，第二開關(guān)514的柵極被標(biāo)為514G ;第三開關(guān)516的源極被標(biāo)為516S,第三開關(guān)516的柵極被標(biāo)為516G。第一開關(guān)512的漏極、第二開關(guān)514的漏極及第三開關(guān)516的漏極包含在半導(dǎo)體襯底730上。第一開關(guān)512的源極512S連接于引腳P1，引腳Pl為適配器504傳送電能；第二開關(guān)514的源極514S連接于引腳P2，弓丨腳P2為電池組510傳送電能；第三開關(guān)516的源極516S連接于引腳P4，引腳P4為電能控制電路502傳送電能?？刂破?20連接于柵極512G、柵極514G及柵極516G以控制第一開關(guān)512、第二開關(guān)514及第三開關(guān)516。另外，半導(dǎo)體襯底730連接于公共引腳532，公共引腳532通過結(jié)合線(例如金屬線、金線、鋁線等等)為適配器504、電池組510、電能控制電路502以及系統(tǒng)負(fù)載534傳送電能。有利的是，第一開關(guān)512、第二開關(guān)514及第三開關(guān)516共用ー個(gè)半導(dǎo)體襯底，電能控制電路502'可以被更緊湊的封裝，因此，可以進(jìn)ー步減小電能控制電路502'的印刷電路板的尺寸，降低電能控制電路502^的成本以及功耗。圖8A為本發(fā)明實(shí)施例提供的電能控制電路502A連接的示意圖，圖8B為本發(fā)明實(shí)施例提供的電能控制電路502B連接的示意圖，圖SC為本發(fā)明實(shí)施例提供的電能控制電路502C連接的示意圖，圖8D為本發(fā)明實(shí)施例提供的電能控制電路502D連接的示意圖。下面結(jié)合圖5、圖6A以及圖6B來描述圖8A-圖8D。如圖8A所示，第一開關(guān)512及第ニ開關(guān)514是NM0SFET開關(guān)，且第三開關(guān)516是PM0SFET開關(guān)；第ー開關(guān)512及第ニ開關(guān)514可以被制作于公共半導(dǎo)體襯底832上，公共半導(dǎo)體襯底832例如可以包括第一開關(guān)512的第一傳輸端512A(例如漏極)以及第ニ開關(guān)514的第二傳輸端514A(例如漏極)。公共半導(dǎo)體襯底832通過結(jié)合線連接于公共引腳532，該公共引腳532例如可以視為圖5所示實(shí)施例中的公共節(jié)點(diǎn)530。第三開關(guān)516的源極516S也通過結(jié)合線連接于公共引腳532，該公共引腳532例如視為圖5所示實(shí)施例中的公共節(jié)點(diǎn)530。另外，第一開關(guān)512的源極512S連接于引腳P1，第二開關(guān)514的源極514S連接于引腳P2，第三開關(guān)516的漏極(例如P型半導(dǎo)體襯底)連接于引腳P4。

如圖SB所示，第二開關(guān)514及第三開關(guān)516是NM0SFET開關(guān)，第一開關(guān)512是PM0SFET開關(guān)。第二開關(guān)514及第三開關(guān)516可以被制作于公共半導(dǎo)體襯底834上，公共半導(dǎo)體襯底834包括第二開關(guān)514的第二傳輸端514A (例如漏極)以及第三開關(guān)516的第三傳輸端516A(例如漏扱)。公共半導(dǎo)體襯底834通過結(jié)合線連接于公共引腳532，該公共引腳532例如視為圖5所示實(shí)施例中的公共節(jié)點(diǎn)530。第一開關(guān)512的源極512S也通過結(jié)合線連接于公共引腳532，該公共引腳532例如視為圖5所示實(shí)施例中的公共節(jié)點(diǎn)530。另外，第一開關(guān)512的漏極(例如P型半導(dǎo)體襯底)連接于引腳P1，第二開關(guān)514的源極514S連接于引腳P2，第三開關(guān)516的源極516S連接于引腳P4。如圖SC所示，第一開關(guān)512及第三開關(guān)516是NM0SFET開關(guān)，且第二開關(guān)514是PM0SFET開關(guān)。第一開關(guān)512及第三開關(guān)516可以被制作于公共半導(dǎo)體襯底836上，公共半導(dǎo)體襯底836包括第一開關(guān)512的第一傳輸端512A (例如漏極)以及第三開關(guān)516的第三傳輸端516A(例如漏扱)。公共半導(dǎo)體襯底836通過結(jié)合線連接于公共引腳532，該公共引腳532例如視為圖5所示實(shí)施例中的公共節(jié)點(diǎn)530。第二開關(guān)514的源極514S也通過結(jié)合線連接于公共引腳532，該公共引腳532例如視為圖5所示實(shí)施例中的公共節(jié)點(diǎn)530。另外，第一開關(guān)512的源極512S連接于引腳P1，第三開關(guān)516的源極516S連接于引腳P4，第二開關(guān)514的漏極(例如P型半導(dǎo)體襯底)連接于引腳P2。如圖8D所示，第一開關(guān)512、第二開關(guān)514及第三開關(guān)516是PM0SFET開關(guān)。第一開關(guān)512、第二開關(guān)514及第三開關(guān)516的源極512S、514S及516S通過結(jié)合線連接于公共引腳532，該公共引腳532例如視為圖5所示實(shí)施例中的公共節(jié)點(diǎn)530。第一開關(guān)512的漏極、第二開關(guān)514的漏極及第三開關(guān)516的漏極(例如P型半導(dǎo)體襯底)分別連接于引腳P1、引腳P2及引腳P4。圖9所示為根據(jù)本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的電能管理系統(tǒng)的形成步驟的示意圖，下面結(jié)合圖5、圖6A至圖6B、圖7以及圖8A-圖8D來描述圖9 ;如圖9所示，本發(fā)明實(shí)施例包括如下步驟在步驟902中，將第一開關(guān)512的第一傳輸端512A連接到公共節(jié)點(diǎn)530。在步驟904中，將第二開關(guān)514的第二傳輸端514A連接到公共節(jié)點(diǎn)530。
在步驟906中，將第三開關(guān)516的第三傳輸端516A連接到公共節(jié)點(diǎn)530。當(dāng)控制器520周期性地導(dǎo)通第三開關(guān)516時(shí)，第三開關(guān)516可用于控制電能轉(zhuǎn)換。第一傳輸端512A與公共節(jié)點(diǎn)530之間的阻抗Rra、第二傳輸端514A與公共節(jié)點(diǎn)530之間的阻抗Rtc2以及第三傳輸端516A與公共節(jié)點(diǎn)530之間的阻抗Rra基本上等于零。圖10所示為根據(jù)本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的由電能管理系統(tǒng)500執(zhí)行的操作的示意圖。結(jié)合圖5、圖6A至圖6B、圖7以及圖8A-圖8D來描述圖10。如圖10所示，本發(fā)明實(shí)施例包括如下步驟在步驟1002中，第一開關(guān)512通過其第一傳輸端512A進(jìn)行電能傳輸。在步驟1004中，第二開關(guān)514通過其第二傳輸端514A進(jìn)行電能傳輸。在步驟1006中，控制器520通過周期性地導(dǎo)通第三開關(guān)516來控制電能轉(zhuǎn)換。更具體地，控制器520通過周期性地使第三開關(guān)516及第四開關(guān)518交替地被導(dǎo)通來控制電 能轉(zhuǎn)換。第一傳輸端512A、第二傳輸端514A及第三傳輸端516A直接稱合于公共節(jié)點(diǎn)530,換言之，第一傳輸端512A、第二傳輸端514A以及第三傳輸端516A與公共節(jié)點(diǎn)530之間的阻抗基本上等于零。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電能管理系統(tǒng)以及電能傳輸方法，該電能管理系統(tǒng)包括用于從不同電源進(jìn)行電能選擇的第一開關(guān)及第ニ開關(guān)，還包括用于進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換的第三開關(guān)及第四開關(guān)；第一開關(guān)、第二開關(guān)及第三開關(guān)共享ー個(gè)公共節(jié)點(diǎn)/引腳，因此可以減小印刷電路板的尺寸，降低電能管理系統(tǒng)的成本以及功耗。由于開關(guān)中包括體ニ極管，因此可以根據(jù)開關(guān)的類型將其以不同的方式封裝成ー個(gè)整體，具體地，如果第一開關(guān)、第二開關(guān)及第三開關(guān)是NM0SFET開關(guān)，則它們可以制作于ー個(gè)公共半導(dǎo)體襯底上；如果第ー開關(guān)、第二開關(guān)及第三開關(guān)中的ー個(gè)是PM0SFET開關(guān)，則可以將PM0SFET開關(guān)與另外兩個(gè)開關(guān)分開，且PM0SFET開關(guān)的半導(dǎo)體阱(例如P阱)可以通過結(jié)合線連接于公共節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例的電能管理系統(tǒng)的應(yīng)用較廣，例如可以應(yīng)用于便攜式媒體播放器、移動(dòng)電話、便攜式計(jì)算機(jī)、電動(dòng)車等。在此使用的措辭和表達(dá)都是用于說明而非限制，使用這些措辭和表達(dá)并不將在此圖示和描述的特性的任何等同物(或部分等同物)排除在發(fā)明范圍之外，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)可能存在各種修改。其它的修改、變體和替換物也可能存在。因此，權(quán)利要求g在涵蓋所有此類等同物。
權(quán)利要求
1.一種電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電能管理系統(tǒng)包括 具有第一傳輸端的第一開關(guān)； 具有第二傳輸端的第二開關(guān)；以及 控制器，耦合于所述第一開關(guān)與所述第二開關(guān)，用于通過周期性地導(dǎo)通第三開關(guān)以控制電能轉(zhuǎn)換， 其中，所述第一傳輸端、所述第二傳輸端以及所述第三開關(guān)的第三傳輸端都耦合于公共節(jié)點(diǎn)，且所述第一傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗、所述第二傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗以及所述第三傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗基本上等于零。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)均包括體ニ極管，所述第一開關(guān)的體ニ極管的陰極、所述第二開關(guān)的體ニ極管的陰極以及所述第三開關(guān)的體ニ極管的陰極均耦合于所述公共節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)中的一個(gè)開關(guān)包括N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且包括N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的所述開關(guān)的半導(dǎo)體襯底連接于所述公共節(jié)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)中的一個(gè)開關(guān)包括P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且包括P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的所述開關(guān)的半導(dǎo)體阱連接于所述公共節(jié)點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)中的每ー個(gè)開關(guān)均包括N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)制作于公共半導(dǎo)體襯底上，且所述公共半導(dǎo)體襯底包括所述第一傳輸端、所述第二傳輸端及所述第三傳輸端。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)包括P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且所述第一傳輸端通過結(jié)合線連接于所述公共節(jié)點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器用于產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，以交替地導(dǎo)通所述第三開關(guān)以及耦合于所述第三開關(guān)的第四開關(guān)；所述控制器還用于通過調(diào)整所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比，以調(diào)整所述電能管理系統(tǒng)的輸出電能。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器用于控制所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)，以使所述第一開關(guān)通過所述公共節(jié)點(diǎn)從適配器輸送電能到負(fù)載。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器用于控制所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)，以使所述第二開關(guān)通過所述公共節(jié)點(diǎn)從電池組輸送電能到負(fù)載。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器用于控制所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)，以使所述第一開關(guān)及所述第二開關(guān)通過所述公共節(jié)點(diǎn)從適配器輸送電能到電池組充電。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器用于控制所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)，以使轉(zhuǎn)換電路通過所述公共節(jié)點(diǎn)接收輸入電能，并且將所述輸入電能轉(zhuǎn)換成輸出電能，以對(duì)電池組充電。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器用于控制所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)，以使轉(zhuǎn)換電路接收來自電池組的輸入電能，以及將所述輸入電能轉(zhuǎn)換成輸出電能，并且通過所述公共節(jié)點(diǎn)將所述輸出電能輸送到負(fù)載。
13.—種電能傳輸方法,其特征在于,所述電能傳輸方法包括 通過第一開關(guān)的第一傳輸端來傳輸電能； 通過第二開關(guān)的第二傳輸端來傳輸電能；以及 通過周期性地導(dǎo)通第三開關(guān)以控制電能轉(zhuǎn)換， 其中，所述第一傳輸端、所述第二傳輸端以及所述第三開關(guān)的第三傳輸端均耦合于公共節(jié)點(diǎn)，且所述第一傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗、所述第二傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗以及所述第三傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗基本上等于零。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電能傳輸方法，其特征在于，所述第一開關(guān)的體ニ極管的陰極、所述第二開關(guān)的體ニ極管的陰極以及所述第三開關(guān)的體ニ極管的陰極均耦合于所述公共節(jié)點(diǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電能傳輸方法，其特征在于，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)中的每ー個(gè)開關(guān)均包括N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且所述第ー開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)制作于公共半導(dǎo)體襯底上，且所述公共半導(dǎo)體襯底包括所述第一傳輸端、所述第二傳輸端及所述第三傳輸端。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電能傳輸方法,其特征在于，所述第一開關(guān)包括P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且所述第一傳輸端通過結(jié)合線連接于所述公共節(jié)點(diǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電能傳輸方法，其特征在于，所述控制所述電能轉(zhuǎn)換還包括 產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，以交替地導(dǎo)通所述第三開關(guān)以及耦合于所述第三開關(guān)的第四開關(guān); 通過調(diào)整所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比，以調(diào)整所述電能轉(zhuǎn)換。
18.一種電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電能管理系統(tǒng)包括 集成電路，包括第一開關(guān)、第二開關(guān)以及控制器，用于通過周期性地導(dǎo)通第三開關(guān)以控制電能轉(zhuǎn)換；以及 引腳，耦合于所述第一開關(guān)的第一傳輸端、所述第二開關(guān)的第二傳輸端以及所述第三開關(guān)的第三傳輸端， 其中，所述第一傳輸端與所述引腳之間的阻抗、所述第二傳輸端與所述引腳之間的阻抗以及所述第三傳輸端與所述引腳之間的阻抗基本上等于零。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)的體ニ極管的陰極、所述第二開關(guān)的體ニ極管的陰極以及所述第三開關(guān)的體ニ極管的陰極均耦合于所述引腳。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)中的每ー個(gè)開關(guān)均包括N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且所述第ー開關(guān)、所述第二開關(guān)及所述第三開關(guān)制作于公共半導(dǎo)體襯底上，所述公共半導(dǎo)體襯底包括所述第一傳輸端、所述第二傳輸端及所述第三傳輸端。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)包括P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，且所述第一傳輸端通過結(jié)合線連接于所述引腳。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電能管理系統(tǒng)和電能傳輸方法。該電能管理系統(tǒng)包括具有第一傳輸端的第一開關(guān)；具有第二傳輸端的第二開關(guān)；以及控制器，耦合于所述第一開關(guān)與所述第二開關(guān)，用于通過周期性地導(dǎo)通第三開關(guān)以控制電能轉(zhuǎn)換，其中，所述第一傳輸端、所述第二傳輸端以及所述第三開關(guān)的第三傳輸端都耦合于公共節(jié)點(diǎn)，且所述第一傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗、所述第二傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗以及所述第三傳輸端與所述公共節(jié)點(diǎn)之間的阻抗基本上等于零。本發(fā)明提供的電能管理系統(tǒng)和電能傳輸方法，具有較高的電能轉(zhuǎn)換效率以及較低的電能損耗，且同時(shí)能夠減小印刷電路板的尺寸，降低電能管理系統(tǒng)的成本以及功耗。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102684301SQ20111024380
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者亞力山德魯·哈圖拉, 拉茲洛·利普賽依, 瑪利安·尼古拉, 艾夫提米·卡瑞喬喬博 申請(qǐng)人:凹凸電子(武漢)有限公司