一種單開關(guān)的電池充放電電路及電池充放電的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單開關(guān)的電池充放電電路及電池充放電的控制方法，通過在對電池充電過程和放電過程中均僅對一個功率開關(guān)管進(jìn)行控制，減少了控制電路和功率器件的復(fù)雜性。在電池充電過程中，充電電流可根據(jù)需要自定義設(shè)置；在放電過程中，通過控制輸出電壓平均值以維持輸出信號的穩(wěn)定。本發(fā)明的技術(shù)方案減小了系統(tǒng)的功率損耗，并優(yōu)化了體積。
【專利說明】
—種單開關(guān)的電池充放電電路及電池充放電的控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種單開關(guān)的電池充放電電路及電池充放電的控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電池充電管理系統(tǒng)中，在對電池的充放電控制中至少需要兩個或兩個以上的開關(guān)管以控制能量的傳輸過程，如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中電池充放電管理方案電路原理圖，在充電過程中，通過對開關(guān)管Ql和開關(guān)管Q2的開關(guān)控制以將輸入能量Vpwr儲存至電池Batt中；在放電過程中，通過對開關(guān)管Ql、開關(guān)管Q2以及電壓調(diào)節(jié)電路中的開關(guān)的控制以將電池Batt中能量傳輸至輸出負(fù)載端，并且，在現(xiàn)有技術(shù)的放電過程中，由于負(fù)載不同的功率需求需要及時調(diào)整充放電電路的輸出端功率的大小，這種系統(tǒng)由于涉及到多開關(guān)的控制和電路，整體電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，功率損耗和體積都會比較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種單開關(guān)的電池充放電電路，充電電池的充電過程和放電過程中都只需控制一個功率開關(guān)管的開關(guān)動作即可，控制電路和系統(tǒng)構(gòu)架均較簡單，損耗少，體積小。
[0004]依據(jù)本發(fā)明的一種單開關(guān)的電池充放電電路，包括有連接外部設(shè)備的第一連接口、連接充電電池的第二連接口，所述充放電電路只包括有一個功率開關(guān)管，所述功率開關(guān)管連接在所述第一連接口和第二連接口之間，
[0005]當(dāng)所述第一連接口接入輸入電源時，通過控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)以將所述輸入電源的能量儲存至所述充電電池中，
[0006]當(dāng)所述第一連接口接入負(fù)載時，通過控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)以將所述充電電池的能量傳輸至負(fù)載；
[0007]其中，所述功率開關(guān)管為雙向可阻斷的開關(guān)管。
[0008]優(yōu)選的，當(dāng)所述第一連接口連接輸入電源時，所述電池充放電電路還包括第三連接口和一充電指示電路，所述充電指示電路連接在所述第一連接口和第三連接口之間，
[0009]所述充電指示電路用以指示所述充電電池是否在充電以及是否充滿電。
[0010]優(yōu)選的，所述電池充放電電路還包括第四連接口，所述第四連接口用以接收充電電流控制信號，從而設(shè)置所述充電電池的充電電流的大小，其中，所述充電電流控制信號由外部編程電路提供。
[0011]優(yōu)選的，在將所述充電電池的能量傳輸至負(fù)載時，所述電池充放電電路還包括第五連接口和放電控制電路，
[0012]所述第五連接口用以接收一放電控制信號，所述放電控制信號通過對外部的按鍵設(shè)置進(jìn)行表征；
[0013]所述放電控制電路接收所述放電控制信號和所述第一連接口的輸出端電壓信號，以根據(jù)所述放電控制信號調(diào)整所述輸出端電壓信號的大小。
[0014]進(jìn)一步的，所述電池充放電電路還包括放電控制電路，所述放電控制電路包括工作狀態(tài)控制器、輸出電壓反饋電路、第一誤差電路和第一比較電路，
[0015]所述工作狀態(tài)控制器接收所述放電控制信號，以輸出狀態(tài)控制信號；
[0016]所述輸出電壓反饋電路接收第一連接口的輸出端電壓信號和所述狀態(tài)控制信號，以產(chǎn)生輸出電壓平均值的反饋信號；所述輸出電壓平均值的反饋信號根據(jù)所述狀態(tài)控制信號的不同而不同；
[0017]所述第一誤差電路接收所述輸出電壓平均值的反饋信號和一參考電壓信號，并進(jìn)行誤差計算以產(chǎn)生第一誤差信號，第一誤差信號經(jīng)補(bǔ)償后形成第一補(bǔ)償信號；
[0018]所述第一比較電路接收所述第一補(bǔ)償信號和一鋸齒波信號，以產(chǎn)生開關(guān)控制信號，所述開關(guān)控制信號控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
[0019]進(jìn)一步的，所述放電控制電路包括工作狀態(tài)控制器、輸出電壓反饋電路、第一誤差電路和第一比較電路，
[0020]所述工作狀態(tài)控制器接收所述放電控制信號，以輸出狀態(tài)控制信號；
[0021]所述輸出電壓反饋電路接收第一連接口的輸出端電壓信號，以據(jù)此產(chǎn)生輸出電壓平均值的反饋信號；
[0022]所述第一誤差電路接收所述輸出電壓平均值的反饋信號和一參考電壓信號，并進(jìn)行誤差計算以產(chǎn)生第一誤差信號，第一誤差信號經(jīng)補(bǔ)償后形成第一補(bǔ)償信號；其中，所述參考電壓信號根據(jù)所述狀態(tài)控制信號的不同而不同。
[0023]所述第一比較電路接收所述第一補(bǔ)償信號和一鋸齒波信號，以產(chǎn)生開關(guān)控制信號，所述開關(guān)控制信號控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
[0024]優(yōu)選的，所述鋸齒波信號的周期小于一預(yù)定值，以使得所述輸出電壓反饋電路能夠獲得較平滑的輸出電壓平均值的反饋信號。
[0025]依據(jù)本發(fā)明的一種單開關(guān)的電池充放電控制方法，應(yīng)用于電池充放電電路中，所述電池充放電電路包括有連接外部設(shè)備的第一連接口、連接充電電池的第二連接口，在所述第一連接口和第二連接口之間連接有一個功率開關(guān)管，
[0026]當(dāng)所述第一連接口連接輸入電源時，通過控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)以將所述輸入電源的能量儲存至所述充電電池中；
[0027]當(dāng)所述第一連接口連接負(fù)載時，通過控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)以將所述充電電池的能量傳輸至負(fù)載；
[0028]其中，所述功率開關(guān)管為雙向可阻斷的開關(guān)管。
[0029]優(yōu)選的，在將所述輸入電源的能量儲存至所述充電電池的過程中，所述充電電池的充電電流為固定值或是通過外部編程電路將其設(shè)置為合適值。
[0030]優(yōu)選的，在將所述充電電池的能量傳輸至負(fù)載的過程中，通過控制輸出電壓平均值的方式來調(diào)節(jié)輸出電信號的大小。
[0031]進(jìn)一步的，所述通過控制輸出電壓平均值的方式來調(diào)節(jié)輸出電信號的大小具體包括步驟:
[0032]接收一放電控制信號，以輸出狀態(tài)控制信號；
[0033]接收第一連接口的輸出端電壓信號和所述狀態(tài)控制信號，以產(chǎn)生輸出電壓平均值的反饋信號；所述輸出電壓平均值的反饋信號根據(jù)所述狀態(tài)控制信號的不同而不同；
[0034]接收所述輸出電壓平均值的反饋信號和一參考電壓信號，并進(jìn)行誤差計算以產(chǎn)生第一誤差信號，第一誤差信號經(jīng)補(bǔ)償后形成第一補(bǔ)償信號；
[0035]接收所述第一補(bǔ)償信號和一鋸齒波信號，以產(chǎn)生開關(guān)控制信號，所述開關(guān)控制信號控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
[0036]進(jìn)一步的，所述通過控制輸出電壓平均值的方式來調(diào)節(jié)輸出電信號的大小具體包括步驟:
[0037]接收一放電控制信號，以輸出狀態(tài)控制信號；
[0038]接收第一連接口的輸出端電壓信號和所述狀態(tài)控制信號，以產(chǎn)生輸出電壓平均值的反饋信號；
[0039]接收所述輸出電壓平均值的反饋信號和一參考電壓信號，并進(jìn)行誤差計算以產(chǎn)生第一誤差信號，第一誤差信號經(jīng)補(bǔ)償后形成第一補(bǔ)償信號；所述參考電壓信號根據(jù)所述狀態(tài)控制信號的不同而不同。
[0040]接收所述第一補(bǔ)償信號和一鋸齒波信號，以產(chǎn)生開關(guān)控制信號，所述開關(guān)控制信號控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
[0041 ] 根據(jù)上述的單開關(guān)的電池充放電電路及電池充放電的控制方法，通過在對電池充電過程和放電過程中均對一個功率開關(guān)管進(jìn)行控制，減少了控制電路和功率器件的復(fù)雜性。在電池充電過程中，充電電流可根據(jù)需要自定義設(shè)置；在放電過程中，通過控制輸出電壓平均值以維持輸出信號的穩(wěn)定。本發(fā)明的技術(shù)方案減小了系統(tǒng)的功率損耗，并優(yōu)化了體積。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的一種電池充放電管理方案電路原理圖；
[0043]圖2所示為為依據(jù)本發(fā)明的電池充放電電路的系統(tǒng)框圖；
[0044]圖3所示為依據(jù)本發(fā)明的電池充放電電路的第一實施例的電路原理圖；
[0045]圖3A所示為依據(jù)本發(fā)明的電池充放電電路所采用的功率開關(guān)管的一個實施例；
[0046]圖4所示為依據(jù)本發(fā)明的電池充放電電路的第二實施例的電路原理圖；
[0047]圖5所示為圖4中的放電控制電路的一種具體電路圖；

【具體實施方式】
[0048]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0049]圖2所示為依據(jù)本發(fā)明的電池充放電電路的系統(tǒng)框圖；所述電池充放電電路包括有連接外部設(shè)備的第一連接口 VPWE、連接充電電池的第二連接口 BAT，在所述第一連接口和第二連接口之間連接有一個功率開關(guān)管Q1，
[0050]當(dāng)所述第一連接口接入輸入電源時，通過控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)以將所述輸入電源的能量儲存至所述充電電池中，
[0051]當(dāng)所述第一連接口接入負(fù)載時，通過控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)以將所述充電電池的能量傳輸至負(fù)載；
[0052]這里，所述功率開關(guān)管Ql為雙向可阻斷開關(guān)管，即是所述功率開關(guān)管的寄生二極管的方向隨著所述電池充放電過程的轉(zhuǎn)換而變化。
[0053]此外，在本發(fā)明的實施方式中，所述電池充放電電路還包括連接充電指示電路的第三連接口 STAT、接收充電控制信號的第四連接口 CHARGE以及接收放電控制信號CNTL的第五連接口，這三個連接口的具體信號控制方式在以下實施例中詳述。
[0054]需要說明的是，這里的電池充放電電路為圖2中所示的集成電路U1，所述的第一連接口至第五連接口為所述集成電路Ul的管腳，在以下實施例中均相同。
[0055]本發(fā)明實施例的電池充放電電路僅包括一個功率開關(guān)管，在對電池充電過程和放電過程中均對該功率開關(guān)管進(jìn)行控制，減少了控制電路和功率器件的復(fù)雜性。
[0056]參考圖3所示為依據(jù)本發(fā)明的電池充放電電路的第一實施例的電路原理圖；在圖3所示的電路中，所述第一連接口 Vpwk連接一輸入電源Vs，第二連接口 BAT連接一充電電池Batt,因此，本實施方式所示的電路為將所述輸入電源Vs的能量儲存至所述充電電池Batt中，即是對充電電池Batt的充電過程。如圖3所示，所述第一連接口 Vpwk和第二連接口 BAT之間連接有一個功率開關(guān)管Q1，如圖3A所示，所述功率開關(guān)管為源漏極可調(diào)節(jié)的晶體管，在本實施方式中，所述功率開關(guān)管的源極連接第二連接口 BAT，漏極連接第一連接口 VPWK，以保證在充電過程中，所述充電電池的能量不會向輸入電源倒灌。此外，在本實施方式中，所述電池充放電電路通過充電控制電路301控制功率開關(guān)管Ql的開關(guān)狀態(tài)，以實現(xiàn)能量的傳輸。
[0057]進(jìn)一步的，在本實施例中，還包括第三連接口 STAT和充電指示電路，具體的，所述充電指示電路包括LED燈，所述LED燈的陽極連接第二連接口，陰極連接第三連接口，LED燈的狀態(tài)表征充電電池是否在充電以及是否充滿電，例如，LED燈閃爍表征充電電池在充電過程中，LED燈變綠表征充電電池已經(jīng)充滿電，當(dāng)然，LED燈的表征方式不限于上述的具體實例。
[0058]—般地,在對充電電池充電過程中，充電電流設(shè)置為一固定值，例如400mA,但在一些特定的場合，需要對充電電流的大小進(jìn)行設(shè)置，例如設(shè)置范圍在200mA-600mA之間。這時，所述電池充放電電路還包括第四連接口 CHARGE，所述第四連接口接收充電電流控制信號Idmge,從而根據(jù)充電電流控制信號Ictoge來設(shè)置所述充電電池的充電電流的大小。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，所述第三連接口 STAT和第四連接口 CHARGE均與充電控制電路301連接，以通過充電控制電路301實現(xiàn)信號的控制調(diào)節(jié)。
[0059]在充電電池充電過程中，為防止過熱、過流等因素造成對集成電路的損壞，所述充電控制電路301還設(shè)有過溫、過壓、過流等保護(hù)功能，例如，可以通過監(jiān)測集成電路的溫度，當(dāng)超過設(shè)定的閾值溫度時，則通過減小充電電流，降低電路功耗，使電路工作在安全溫度范圍內(nèi)；通過監(jiān)測電池的充電電流的大小，當(dāng)大于閾值電流時，則減小電池的充電電流，以防止出現(xiàn)過壓、過流的現(xiàn)象。
[0060]參考圖4，所示為依據(jù)本發(fā)明的電池充放電電路的第二實施例的電路原理圖；所述第一連接口 Vpwe連接一負(fù)載Rload，第二連接口 BAT連接一充電電池Batt，因此，本實施方式所示的電路為將所述充電電池Batt的能量傳輸至所述負(fù)載Rload中，即是對充電電池Batt的放電過程。在本實施方式中，所述功率開關(guān)管為源漏極可調(diào)節(jié)的晶體管，如圖3A所示，并且所述功率開關(guān)管的漏極連接第二連接口 BAT，源極連接第一連接口 VPWK，以保證在放電過程中，所述負(fù)載端的能量不會向所述充電電池中倒灌。在本實施方式中，所述電池充放電電路通過放電控制電路401控制功率開關(guān)管Ql的開關(guān)狀態(tài)，以實現(xiàn)能量的傳輸。
[0061]進(jìn)一步的，本實施方式中，所述充放電電路還包括第五連接口 CNTL，所述第五連接口 CNTL用以接收一放電控制信號，所述放電控制信號通過對外部的按鍵K設(shè)置進(jìn)行表征。例如，按下按鍵K即表示充電電池開始放電，如果連續(xù)按鍵幾次，則表示調(diào)節(jié)輸出功率的大小，在本實施方式中，一共設(shè)有5種功率狀態(tài)，連續(xù)按鍵三次表示功率狀態(tài)改變一次，以此循環(huán)。
[0062]參考圖5，所述放電控制電路401具體包括有工作狀態(tài)控制器，輸出電壓反饋電路、第一誤差電路和第一比較電路:
[0063]所述工作狀態(tài)控制器如圖5中的5態(tài)控制器，所述5態(tài)控制器接收所述放電控制信號，以輸出狀態(tài)控制信號Vs;
[0064]輸出電壓反饋電路具體包括有第一電阻Rfbi和第二電阻Rfb2組成的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)和濾波電容Cfb，所述第二電阻為可調(diào)電阻。在一個實施方式中，所述輸出電壓反饋電路接收第一連接口的輸出端電壓信號和所述狀態(tài)控制信號Vs，以產(chǎn)生輸出電壓平均值的反饋信號Vf ;所述輸出電壓平均值的反饋信號根據(jù)所述狀態(tài)控制信號的不同而不同，具體的，所述狀態(tài)控制信號Vs控制所述第二電阻Rfb2的阻值，以此調(diào)節(jié)輸出電壓平均值的反饋信號Vf的大小；
[0065]所述第一誤差電路包括誤差放大器EA和由電阻Rc和電容Cc構(gòu)成的補(bǔ)償電路，所述誤差放大器EA的反相輸入端接收所述輸出電壓平均值的反饋信號Vf，同相輸入端接收參考電壓信號Vkef，并進(jìn)行誤差計算以產(chǎn)生第一誤差信號，第一誤差信號經(jīng)補(bǔ)償電路后形成第一補(bǔ)償信號\;
[0066]所述第一比較電路包括比較器CP，所述比較器CP的反相輸入端接收所述第一補(bǔ)償信號\，同相輸入端接收鋸齒波信號vtH，以產(chǎn)生開關(guān)控制信號V。，所述開關(guān)控制信號V。控制所述功率開關(guān)管Ql的開關(guān)狀態(tài)。
[0067]結(jié)合上述的具體電路可知，當(dāng)按鍵K保持?jǐn)嚅_時，表示沒有負(fù)載，此時功率開關(guān)管Ql保持關(guān)斷；當(dāng)按鍵K進(jìn)行按鍵操作時，表征輸出端的負(fù)載功率需要改變，可根據(jù)5態(tài)控制器進(jìn)行設(shè)置，例如將某一對應(yīng)的功率值設(shè)為滿載即100%、其他的可設(shè)為滿載對應(yīng)功率的90%、85%、80%、75%，每按鍵三次表示功率按順序改變一次。以圖5中所示電路為例，當(dāng)負(fù)載功率需要由100 %調(diào)整為90 %時，則按鍵三次，此時狀態(tài)控制信號Vs相應(yīng)改變，相應(yīng)地，所述第二電阻Rfb2的阻值變小，因此，輸出電壓平均值的反饋信號Vf會變小，通過第一誤差電路和第一比較電路處理后，所述開關(guān)控制信號Vc控制所述功率開關(guān)管Ql的占空比減小，因此，所述第一連接口 Vpwe的輸出端電壓信號相應(yīng)減小，達(dá)到了調(diào)整輸出功率的目的。需要說明的是，在上述過程中，所述鋸齒波信號Vtai的周期要小于一預(yù)定值，以使得所述輸出電壓反饋電路能夠獲得較平滑的輸出電壓平均值的反饋信號，這是由于集成電路Ul的體積要求，所述濾波電容Cfb的容值一般較小，如要得到較平滑的輸出電壓平均值的反饋信號，所述第一連接口 Vpwe的輸出端電壓信號的頻率要足夠高，因此，所述鋸齒波信號VtH的周期要小于一預(yù)定值以保證功率開關(guān)管Ql的開關(guān)頻率較高從而獲得平滑的輸出電壓平均值的反饋信號。
[0068]在另一實施方式中，所述放電控制電路401同樣包括工作狀態(tài)控制器、輸出電壓反饋電路、第一誤差電路和第一比較電路，并且，上述各電路具體結(jié)構(gòu)與上面描述的相同，所不同的是，在這個實施方式中所述輸出電壓反饋電路不接收所述狀態(tài)控制信號Vs，而是所述第一誤差電路接收所述狀態(tài)控制信號Vs，具體的，所述參考電壓信號根據(jù)所述狀態(tài)控制信號的不同而不同，例如，所述參考電壓信號由參考電壓信號產(chǎn)生電路提供，參考電壓信號產(chǎn)生電路根據(jù)狀態(tài)控制信號Vs來改變參考電壓信號的大小。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，當(dāng)參考電壓信號的大小不同時，所述功率開關(guān)管Ql的開關(guān)控制信號的占空比會不同，因此，所述第一連接口 Vpwk的輸出端電壓信號相應(yīng)不同，達(dá)到了調(diào)整輸出功率的目的。
[0069]通過上述的過程可知，在放電過程中，通過對輸出電壓平均值的環(huán)路控制可獲得穩(wěn)定的輸出電信號。通過上述的技術(shù)指導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，還可以通過輸出電流平均值或輸出功率的平均值的環(huán)路控制實現(xiàn)對輸出電信號的控制，其基本原理同輸出電壓平均值的控制方式相同，只是在采樣或反饋電路的方式上不同，在此不作一一介紹，在本發(fā)明思想指導(dǎo)下的替換方式都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0070]需要補(bǔ)充的是，在上述充電電池放電的過程中，如充電電池的放電電流高于預(yù)定的閾值電流時，則控制放電電流減小，以保護(hù)充電電池。同樣，在放電過程中，監(jiān)測集成電路的溫度，當(dāng)超過設(shè)定的閾值溫度時，則通過減小放電電流，降低電路功耗，使電路工作在安全溫度范圍內(nèi)。
[0071]上述的電池充放電電路，通過在對電池充電過程和放電過程中均對一個功率開關(guān)管進(jìn)行控制，減少了控制電路和功率器件的復(fù)雜性。在電池充電過程中，充電電流可根據(jù)需要自定義設(shè)置；在放電過程中，通過控制輸出電壓平均值以維持輸出信號的穩(wěn)定。本發(fā)明的技術(shù)方案減小了系統(tǒng)的功率損耗，并優(yōu)化了體積。
[0072]本發(fā)明實施例的單開關(guān)的電池充放電電路可應(yīng)用在需要雙向充放電的場合，例如電子煙的控制、移動電源的控制上，結(jié)構(gòu)簡單、功耗小、成本低。并且，在上述實施方式中，為方便說明，所述充電控制電路301和放電控制電路401為單獨的兩個控制電路，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，其可以通過集成的方式集成為一個充放電控制電路。
[0073]最后，本發(fā)明還公開了一種的電池充放電電路的控制方法；包括以下步驟:一種單開關(guān)的電池充放電控制方法，應(yīng)用于電池充放電電路中，所述電池充放電電路包括有連接外部設(shè)備的第一連接口、連接充電電池的第二連接口，在所述第一連接口和第二連接口之間連接有一個功率開關(guān)管，
[0074]當(dāng)所述第一連接口連接輸入電源時，通過控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)以將所述輸入電源的能量儲存至所述充電電池中，
[0075]當(dāng)所述第一連接口連接負(fù)載時，通過控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)以將所述充電電池的能量傳輸至負(fù)載；
[0076]其中，所述功率開關(guān)管為雙向可阻斷的開關(guān)管。
[0077]進(jìn)一步的，在將所述輸入電源的能量儲存至所述充電電池的過程中，所述充電電池的充電電流為固定值或是通過外部編程電路將其設(shè)置為合適值。
[0078]進(jìn)一步的，在將所述充電電池的能量傳輸至負(fù)載的過程中，通過控制輸出電壓平均值來調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。
[0079]以上對依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的單開關(guān)的電池充放電電路和電池充放電的控制方法進(jìn)行了詳盡描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員據(jù)此可以推知其他技術(shù)或者結(jié)構(gòu)以及電路布局、元件等均可應(yīng)用于所述實施例。
[0080]依照本發(fā)明的實施例如上文所述，這些實施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實際應(yīng)用，從而使所屬【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明以及在本發(fā)明基礎(chǔ)上的修改使用。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種單開關(guān)的電池充放電電路，包括有連接外部設(shè)備的第一連接口、連接充電電池的第二連接口，其特征在于，所述充放電電路只包括有一個功率開關(guān)管，所述功率開關(guān)管連接在所述第一連接口和第二連接口之間， 當(dāng)所述第一連接口接入輸入電源時，通過控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)以將所述輸入電源的能量儲存至所述充電電池中， 當(dāng)所述第一連接口接入負(fù)載時，通過控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)以將所述充電電池的能量傳輸至負(fù)載； 其中，所述功率開關(guān)管為雙向可阻斷的開關(guān)管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池充放電電路，其特征在于，當(dāng)所述第一連接口連接輸入電源時，所述電池充放電電路還包括第三連接口和一充電指示電路，所述充電指示電路連接在所述第一連接口和第三連接口之間， 所述充電指示電路用以指示所述充電電池是否在充電以及是否充滿電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池充放電電路，其特征在于，所述電池充放電電路還包括第四連接口，所述第四連接口用以接收充電電流控制信號，從而設(shè)置所述充電電池的充電電流的大小，其中，所述充電電流控制信號由外部編程電路提供。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池充放電電路，其特征在于，在將所述充電電池的能量傳輸至負(fù)載時，所述電池充放電電路還包括第五連接口和放電控制電路， 所述第五連接口用以接收一放電控制信號，所述放電控制信號通過對外部的按鍵設(shè)置進(jìn)行表征； 所述放電控制電路接收所述放電控制信號和所述第一連接口的輸出端電壓信號，以根據(jù)所述放電控制信號調(diào)整所述輸出端電壓信號的大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池充放電電路，其特征在于，所述電池充放電電路還包括放電控制電路，所述放電控制電路包括工作狀態(tài)控制器、輸出電壓反饋電路、第一誤差電路和第一比較電路， 所述工作狀態(tài)控制器接收所述放電控制信號，以輸出狀態(tài)控制信號； 所述輸出電壓反饋電路接收第一連接口的輸出端電壓信號和所述狀態(tài)控制信號，以產(chǎn)生輸出電壓平均值的反饋信號；所述輸出電壓平均值的反饋信號根據(jù)所述狀態(tài)控制信號的不同而不同； 所述第一誤差電路接收所述輸出電壓平均值的反饋信號和一參考電壓信號，并進(jìn)行誤差計算以產(chǎn)生第一誤差信號，第一誤差信號經(jīng)補(bǔ)償后形成第一補(bǔ)償信號； 所述第一比較電路接收所述第一補(bǔ)償信號和一鋸齒波信號，以產(chǎn)生開關(guān)控制信號，所述開關(guān)控制信號控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池充放電電路，其特征在于，所述放電控制電路包括工作狀態(tài)控制器、輸出電壓反饋電路、第一誤差電路和第一比較電路， 所述工作狀態(tài)控制器接收所述放電控制信號，以輸出狀態(tài)控制信號； 所述輸出電壓反饋電路接收第一連接口的輸出端電壓信號，以據(jù)此產(chǎn)生輸出電壓平均值的反饋信號； 所述第一誤差電路接收所述輸出電壓平均值的反饋信號和一參考電壓信號，并進(jìn)行誤差計算以產(chǎn)生第一誤差信號，第一誤差信號經(jīng)補(bǔ)償后形成第一補(bǔ)償信號；其中，所述參考電壓信號根據(jù)所述狀態(tài)控制信號的不同而不同。 所述第一比較電路接收所述第一補(bǔ)償信號和一鋸齒波信號，以產(chǎn)生開關(guān)控制信號，所述開關(guān)控制信號控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電池充放電電路，其特征在于，所述鋸齒波信號的周期小于一預(yù)定值，以使得所述輸出電壓反饋電路能夠獲得較平滑的輸出電壓平均值的反饋信號。
8.一種單開關(guān)的電池充放電控制方法，應(yīng)用于電池充放電電路中，所述電池充放電電路包括有連接外部設(shè)備的第一連接口、連接充電電池的第二連接口，其特征在于，在所述第一連接口和第二連接口之間連接有一個功率開關(guān)管， 當(dāng)所述第一連接口連接輸入電源時，通過控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)以將所述輸入電源的能量儲存至所述充電電池中； 當(dāng)所述第一連接口連接負(fù)載時，通過控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)以將所述充電電池的能量傳輸至負(fù)載； 其中，所述功率開關(guān)管為雙向可阻斷的開關(guān)管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池充放電控制方法，其特征在于， 在將所述輸入電源的能量儲存至所述充電電池的過程中，所述充電電池的充電電流為固定值或是通過外部編程電路將其設(shè)置為合適值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池充放電控制方法，其特征在于，在將所述充電電池的能量傳輸至負(fù)載的過程中，通過控制輸出電壓平均值的方式來調(diào)節(jié)輸出電信號的大小。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池充放電控制方法，其特征在于，所述通過控制輸出電壓平均值的方式來調(diào)節(jié)輸出電信號的大小具體包括步驟: 接收一放電控制信號，以輸出狀態(tài)控制信號； 接收第一連接口的輸出端電壓信號和所述狀態(tài)控制信號，以產(chǎn)生輸出電壓平均值的反饋信號；所述輸出電壓平均值的反饋信號根據(jù)所述狀態(tài)控制信號的不同而不同； 接收所述輸出電壓平均值的反饋信號和一參考電壓信號，并進(jìn)行誤差計算以產(chǎn)生第一誤差信號，第一誤差信號經(jīng)補(bǔ)償后形成第一補(bǔ)償信號； 接收所述第一補(bǔ)償信號和一鋸齒波信號，以產(chǎn)生開關(guān)控制信號，所述開關(guān)控制信號控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池充放電電路，其特征在于，所述通過控制輸出電壓平均值的方式來調(diào)節(jié)輸出電信號的大小具體包括步驟: 接收一放電控制信號，以輸出狀態(tài)控制信號； 接收第一連接口的輸出端電壓信號和所述狀態(tài)控制信號，以產(chǎn)生輸出電壓平均值的反饋信號； 接收所述輸出電壓平均值的反饋信號和一參考電壓信號，并進(jìn)行誤差計算以產(chǎn)生第一誤差信號，第一誤差信號經(jīng)補(bǔ)償后形成第一補(bǔ)償信號；所述參考電壓信號根據(jù)所述狀態(tài)控制信號的不同而不同。 接收所述第一補(bǔ)償信號和一鋸齒波信號，以產(chǎn)生開關(guān)控制信號，所述開關(guān)控制信號控制所述功率開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的電池充放電電路，其特征在于，所述鋸齒波信號的周期小于一預(yù)定值，以使得所述輸出電壓反饋電路能夠獲得較平滑的輸出電壓平均值的反饋信號。
【文檔編號】H02J7/00GK104348225SQ201410393234
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】陳偉 申請人:矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司