专利名称：自适应输入电源的充电器及控制充电器的输入电流的方法
技术领域：
本发 明涉及电源领域，更具体地说，涉及一种自适应输入电源的充电器及控制充电器的输入电流的方法。
背景技术：
开关型充电器具有体型小、效率高、可以快速对电池充电，在智能手机、平板电脑等领域得到广泛的应用。而对其进行充电的输入电源如适配器、计算机设备的USB接口常常具有一定的输出功率和输出电流限制，当充电器的充电电流太大时，所述输入电源就会进入限流工作状态，因此需要对充电器的输入电流进行调整限制，以保证充电器的正常运行。如图I所示，为传统的一种开关型充电器的电路图，其功率级电路为双向直流变换电路，用以给一锂电池充电，所述开关型充电器中包括有一驱动控制电路，所述驱动控制电路包含有一电流控制环路、PWM控制器和驱动器，所述驱动控制电路用以控制所述功率级电路中功率开关管的开关动作，以控制所述充电器的充电电流。进一步的，所述开关型充电器中还包括一电流限制环路，其通过所述电流限制环路来对充电器的输入电流进行调节限制。如图I所示，所述充电器通过一检测电阻Rsl对输入电流Iin进行检测，将检测结果与一输入限流基准Vkef进行比较，以获得一误差信号V。’。如果输入电流Iin达到所述输入限流基准Vkef，所述误差信号V。’减小，则驱动控制电路中的PWM控制器选取误差信号V。’作为控制信号V_t，以控制所述充电器的充电电流减少，从而控制所述充电器的输入电流减少。但这种控制方法有以下不足a.至少需要一个检测电阻(如图I中电阻Rsl)或等效阻性元件，来对输入电流进行检测，这样无疑会增加损耗。b.所述输入限流基准是根据输入电源的输出功率来设置的，充电器所在的系统必须有相应的检测电路来侦测输入电源的类别从而来设立相应的输入限流基准，增加成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自适应输入电源的充电器及控制充电器的输入电流的方法，其根据充电器的输入电压与一第一参考电压的比较结果来控制PWM控制器的控制信号或是电流控制环路的电流参考值，从而控制功率开关管的占空比以对充电器充电电流进行限制，从而达到限制其输入电流的目的。为了解决上述问题，本发明提供一种自适应输入电源的充电器，所述充电器包括有功率级电路和驱动控制电路，所述功率级电路的输入端口接收一外部输入电源，所述充电器还包括有一比较电路和电流调节电路，所述比较电路接收所述充电器的输入电压和一第一参考电压，并进行比较，以将比较结果传输给所述电流调节电路；所述电流调节电路根据所述比较结果判定所述输入电源是否进入限流状态
当所述输入电压小于所述第一参考电压时，所述输入电源进入限流状态，所述电流调节电路根据所述比较结果产生一第一控制信号，所述驱动控制电路接收所述第一控制信号以限制所述充电器的充电电流，进而限制所述充电器的输入电流。优选的，所述比较电路包括第一误差放大器，所述第一误差放大器的第一输入端接收所述输入电压，第二输入端接收所述第一参考电压，输出端输出第一误差信号作为所述比较结果。进一步的，所述电流调节电路包括第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第一误差放大器的输出端连接，所述驱动控制电路与所述第一二极管的阳极连接以接收所述第一控制信号；所述驱动控制电路根据所述第一控制信号控制所述功率级电路中的功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。进一步的，通过所述第一二极管将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中 的PWM控制器，通过改变PWM控制器的控制信号以控制功率级电路中功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。进一步的，通过所述第一二极管将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的电流控制环路，通过调节所述电流控制环路的电流参考值以控制功率级电路中功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。优选的，所述比较电路包括一第一比较器，所述第一比较器的第一输入端接收所述输入电压，第二输入端接收所述第一参考电压，输出端输出第一比较信号作为所述比较结果。进一步的，所述电流调节电路根据所述第一比较信号产生所述第一控制信号，当所述输入电压小于所述第一参考电压时，所述输入电源处于限流状态，将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的电流控制环路，以据此减少所述电流控制环路的电流参考值，从而限制所述充电器的输入电流；当所述输入电压大于所述第一参考电压时，所述输入电源处于非限流状态，所述电流控制环路接收所述第一控制信号以增加所述电流控制环路的电流参考值，从而增加所述充电器的充电电流。进一步的，所述电流调节电路包括充电控制电路、放电控制电路和一储能元件，所述充电控制电路接收所述第一比较信号和一充电电源，以根据第一比较信号控制所述充电电源给所述储能元件充电； 所述放电控制电路接收所述第一比较信号，以根据所述第一比较信号给所述储能元件放电；其中，所述储能元件的两端电压为所述第一控制信号。进一步的，所述放电控制电路还接收所述充电器的输入电压和一第二参考电压，经比较产生第二比较信号；所述放电控制电路根据所述第二比较信号控制所述储能元件的放电速度。进一步的，所述电流调节电路包括一加减计数器和数模转换器；所述加减计数器接收所述第一比较信号和一第二时钟信号，以据此进行加计数或减计数运算，以产生一数字控制信号；
所述数模转换器接收数字控制信号并将其转换成模拟控制信号，所述模拟控制信号作为所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的电流控制环路。根据本发明的另一面，提供一种控制充电器的输入电流的方法，所述充电器中包含有功率级电路和驱动控制电路，所述功率级电路的输入端口接收一外部输入电源，包括以下步骤比较所述充电器的输入电压和一第一参考电压，以产生一比较结果；根据所述比较结果判定所述输入电源是否进入限流状态当所述输入电压小于所述第一参考电压时，所述输入电源进入限流状态，根据所述比较结果产生一第一控制信号，所述驱动控制电路接收所述第一控制信号以限制所述充电器的输入电流。·优选的，将所述输入电压与所述第一参考电压进行比较和误差放大处理，以输出第一误差信号作为所述比较结果。进一步的，接收所述第一误差信号，并据此产生所述第一控制信号；根据所述第一控制信号控制所述功率级电路中的功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。进一步的，将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的PWM控制器，通过改变PWM控制器的控制信号以控制功率级电路中功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。进一步的，将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的电流控制环路，通过调节所述电流控制环路的电流参考值以控制功率级电路中功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。优选的，将所述输入电压与所述第一参考电压进行比较处理，以输出一第一比较信号作为所述比较结果。进一步的，根据所述第一比较信号产生所述第一控制信号，当所述输入电压小于所述第一参考电压时，所述输入电源处于限流状态，将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的电流控制环路，以据此减少所述电流控制环路的电流参考值，从而限制所述充电器的输入电流；当所述输入电压大于所述第一参考电压时，所述输入电源处于非限流状态，所述电流控制环路接收所述第一控制信号以增加所述电流控制环路的电流参考值，从而增加所述充电器的充电电流。通过上述的一种自适应输入电源的充电器及控制充电器的输入电流的方法，比较电路将充电器的输入电压与一第一参考电压进行比较，产生一比较结果，电流调节电路根据所述比较结果来减小电流控制环路的电流参考值或是根据比较结果来控制PWM控制器的控制信号从而减小功率开关管的占空比从而达到限流的目的。此外，本发明的电流调节电路还可根据所述比较结果来增加电流控制环路的电流参考值，从而增加充电电流达到快速充电的目的。
图I所示为传统的开关型充电器的电路图2所不为依据本发明的一种自适应输入电源的充电器的一实施例的原理图；图3-1所示为依据本发明的一种自适应输入电源的充电器的第一实施例的具体电路图；图3-2所示为依据本发明的一种自适应输入电源的充电器的第二实施例的具体电路图；图4所示为依据本发明的一种自适应输入电源的充电器的第三实施例的具体电路图；图5所示为依据本发明的第三实施例中的电流调节电路的一种实现方式的电路图；图6所示为依据本发明的第三实施例中的电流调节电路的另一种实现方式的电 路图；图7所示为依据本发明的第三实施例中的电流调节电路的第三种实现方式的电路图；图8所示为依据本发明的一种控制充电器的输入电流的方法的一实施例的流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。参考图2,所不为依据本发明的一种自适应输入电源的充电器的一实施例的原理图，所述充电器包含有一功率级电路和驱动控制电路，如图2所示，本实施例中所述功率级电路为由电容Cl、功率开关管Ql、功率开关管Q2、电感LI构成的双向直流变换电路，当输入电源存在时，所述功率级电路工作于Buck降压模式以给一锂电池Ba充电。所述驱动控制电路与现有技术中的驱动控制电路相同。 如图2所示，所述充电器中还包括一比较电路201和电流调节电路202。所述比较电路201接收所述充电器的输入电压Vin和一第一参考电压VKEF1，并进行比较，以将比较结果传输给所述电流调节电路202 ;其中，所述第一参考电压Vkefi的值为根据所述充电器的输入电压自适应调节，一般可设置为等于所述输入电源限流时对应的输入电压最低值，优选的，所述第一参考电压的值可设置为略低于限流时对应的输入电压最低值，以保证输入电源输出最大功率给充电器充电，下述实施例中的第一参考电压的值与本实施例均相同。所述电流调节电路202根据所述比较结果判定所述输入电源是否进入限流状态当所述输入电压小于所述第一参考电压时，所述输入电源进入限流状态，所述电流调节电路根据所述比较结果产生一第一控制信号Vl，所述驱动控制电路接收所述第一控制信号以限制所述充电器的充电电流，进而限制充电器的输入电流Iin。这里，本实施例中的第一控制信号可以用以调节所述PWM控制器的控制信号V_t来控制功率开关管Ql和功率开关管Q2的占空比，从而限制所述充电器的输入电流；另外，所述第一控制信号还可以用以调节所述电流控制环路的电流参考值Vkef3，通过减小所述电流控制环路的电流参考值从而减小所述充电器的充电电流而达到限流的目的。通过上述的实施例，本发明对充电器的输入电流的限制无需采用检测电阻来检测输入电流，从而减少检测电阻的损耗和检测电路的复杂成本。参考图3-1，所示为依据本发明的一种自适应输入电源的充电器的第一实施例的具体电路图；具体地，所述比较电路301包括第一误差放大器EA1，所述第一误差放大器的同相输入端接收所述输入电压Vin，反相输入端接收所述第一参考电压Vkefi，输出端输出第一误差信号Va作为所述比较结果。所述电流调节电路302包括第一二极管D1，所述第一二极管的阴极与所述第一误差放大器的输出端连接，其阳极作为所述电流调节电路的输出端，并与所述电流控制环路的输出端共接于一点。本实施例中，当所述第一二极管Dl导通时，所述第一误差信号作为所述第一控制信号Vl。如图3-1所示，所述PWM控制器选取第一误差信号Va和第二误差信号\2中较低者作为其控制信号V_t。当所述输入电压Vin小于所述第一参考电压Vkefi时，所述输入电源进入限流状态，·所述第一误差信号Va减小，所述第一二极管Dl导通，此时，所述PWM控制器选取第一误差信号Va作为控制信号V_t，并据此控制所述功率开关管Ql和功率开关管Q2的占空比，具体地，所述PWM控制器控制所述功率开关管Ql的占空比减小，从而减小所述充电器的充电电流。相应地，所述充电器的输入电流Iin降低，从而使得充电器的输入电压Vin约等于第一参考电压Vkefi,可保证充电器正常工作。从上述过程可以看出，本实施例的电流调节电路通过所述第一二极管将所述第一控制信号传输给所述PWM控制器，通过改变PWM控制器的控制信号以控制功率级电路中功率开关管的占空比，从而达到限流的目的。参考图3-2，所示为依据本发明的一种自适应输入电源的充电器的第二实施例的具体电路图；本实施例与第一实施例的比较电路301相同，在此不重复阐述，所不同的是，所述电流调节电路302中的所述第一二极管的阳极与所述电流控制环路的电流参考值Vkef3的输入端相连接。同理，在本实施例中，当所述第一二极管Dl导通时，所述第一误差信号作为所述第一控制信号VI。本实施例中的输入电流限流原理为当所述输入电压Vin小于所述第一参考电压Veefi时，所述输入电源进入限流状态，所述第一误差信号Va减小，所述第一二极管Dl导通，所述第一二极管将所述第一控制信号Vi传输给所述驱动控制电路中的电流控制环路，具体地，所述第一二极管Dl将所述第一控制信号Vl传输给所述电流控制环路的电流参考值V·的输入端，以所述第一控制信号Vl作为所述电流参考值VKEF3，由此所述电流参考值Vkef3将会减小，相应地，所述电流控制环路通过控制功率开关管的占空比以控制所述锂电池的充电电流减小，从而达到减小所述充电器的输入电流的目的。从上述过程可以看出，本实施例的电流调节电路通过所述第一二极管将所述第一控制信号传输给所述电流调节环路，通过调节所述电流调节环路的电流参考值以控制功率级电路中功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。综上两个实施例可知，本发明实施例采用的输入电流限制方案无需检测电阻检测输入电流，只需将输入电压与第一参考电压比较即可得知输入电源的电流工作状态，然后根据比较结果来调节充电器的充电电流，可实现充电器的输入限流，解除输入电源的限流状态。本实施例中的第一参考电压为根据输入电源限流时的最小输入电压来设置，因此，可根据不同的输入电压设置不同的第一参考电压，可适用于不同的输入电源，适应性好。参考图4，所示为依据本发明的一种自适应输入电源的充电器的第三实施例的具体电路图；本实施例中，所述比较电路401包括第一比较器CMP1，所述第一比较器的同相输入端接收所述输入电压Vin，反相输入端接收所述第一参考电压Vkefi，输出端输出第一比较信号Vx作为所述比较结果。所述电流调节电路402包括充电控制电路402-1、放电控制电路402-2和一储能元件402-3，所述充电控制电路402-1接收所述第一比较信号Vx和一充电电源，以根据第一比较信号控制所述充电电源给所述储能元件402-3充电；所述放电控制电路402-2接收所述第一比较信号Vx，以根据所述第一比较信号给所述储能元件402-3放电；其中，所述储能元件的两端电压为所述第一控制信号VI。参考图5所示为依据第三实施例中的电流调节电路的一种实现方式的电路图；具体地，所述充电控制电路402-1包括第一电压源Vs和第一开关管SI ;所述放电控制电路402-2包括第二开关管S2和第一电容Cd ;所述储能兀件402-3包括第一电容Cd。所述第一电压源Vs通过第一电阻Rl与所述第一开关管SI的第一端连接，所述第一开关管SI与所 述第二开关管S2串联连接，所述第二开关管S2的第二端通过第二电阻R2接地；所述第一电容Cd的第一端接所述第一开关管SI和所述第二开关管S2的公共连接点，第二端接地，所述第一电容Cd两端电压作为所述第一控制信号Vl ;其中，所述第一开关管SI由所述第一比较信号Vx和一第一时钟信号CLKl进行与逻辑运算后的信号控制其开关动作，所述第二开关管由所述第一比较信号Vx的非信号控制其开关动作。下面结合图4和图5具体阐述本实施例的输入电流限流的工作原理当所述输入电压Vin小于所述第一参考电压Vkefi时，所述输入电源进入限流状态，所述第一比较信号Vx为低电平状态，所述第一开关管SI关断，所述第二开关管S2导通，所述第一电容Cd通过所述第二电阻R2放电，因此，所述第一电容Cd两端电压减小，即所述第一控制信号Vl减小，所述第一控制信号Vl传输给所述电流控制环路的电流参考值Vkef3的输入端，具体地，以所述第一控制信号Vl作为所述电流参考值VKEF3，由此，所述电流参考值VKEFJf会减小，相应地，所述电流控制环路将会控制所述锂电池的充电电流减小，从而达到限制输入电流的目的，解除输入电源的限流状态。当所述输入电压Vin大于所述第一参考电压Vkefi时，所述输入电源处于非输入限流状态，所述第一比较信号Vx为高电平状态，所述第二开关管S2关断，这时，在所述第一时钟信号CLKl为高电平状态时，所述第一开关管SI导通，所述第一电压源Vs通过所述第一电阻Rl对所述第一电容Cd充电，所述第一电容Cd两端电压增大，即所述第一控制信号Vl增大，所述第一控制信号Vl传输给所述电流控制环路的电流参考值Vkef3的输入端，以所述第一控制信号Vl作为所述电流参考值VKEF3，因此，所述电流参考值Vkef3将会增大，相应地，所述电流控制环路将会控制所述锂电池的充电电流增大，从而达到快速充电的目的。这里所述充电电流可增大至所述输入电源允许的最大限流值或是充电器所允许的最大充电电流。需要说明的是，由于所述第一开关管SI在所述第一比较信号Vx为高电平状态，并且所述第一时钟信号CLKl为高电平状态时才会导通，因此，所述第一时钟信号的周期长短和高脉冲的脉冲宽度决定了电流参考值Vkef3增加的速度和步长，用户可根据实际需要选择合适的时钟周期和宽度。从上述过程可以看出，本实施例采用的输入电流限制方案同样无需检测输入电流，其通过比较电路的比较结果判定所述输入电源是否处于限流状态，然后根据比较结果来调节充电器的充电电流，当输入电源处于限流状态时，所述电流调节电路减小电流控制环路的电流参考值以减小充电电流，从而减小充电器的充电电流，以减小充电器的输入电流，保证充电器正常工作；当输入电源处于非限流状态时，所述电流调节电路增大电流控制环路的电流参考值以增大充电电流，加快充电的速率。同理本实施例中的第一参考电压设置与上述实施例相同，因此可适用于不同的输入电源，适应性好。
下面进一步阐述第三实施例中的电流调节电路的另一种实现方式，参考图6，所示为依据本发明的第三实施例中的电流调节电路的另一种实现方式的电路图；其储能元件402-3仍为第一电容Cd，充电控制电路402-1和放电控制电路402-2结构与上述的实现方式相同，其工作原理基本相同。所不同的是，所述充电控制电路402-1中通过第一电流源Isi给储能元件充电，所述放电控制电路402-2中通过第二电流源Is2给储能元件放电，其中，所述第二电流源为可调电流源。进一步的，所述放电控制电路402-2还包括第二比较器CMP2，其反相输入端接收所述输入电压Vin，同相输入端接收一第二参考电压Vkef2，经比较产生第二比较信号；所述第二电流源根据所述第二比较信号调节其放电电流的大小。因此，本实现方式中所述放电控制电路根据所述第二比较信号可控制所述储能元件的放电速度。本实现方式适用于在特殊情况下输入电源被接入了很大的负载，这时充电器的输入电压瞬速被拉低，所述第二电流源根据第二比较信号增大其放电电流，这样可使得第一控制信号快速减小，从而限制所述充电器的输入电流，以尽快解除输入电源的限流状态，保证充电器快速恢复正常工作。需要说明的是，本发明中的所述第一参考电压Vkefi和第二参考电压Vkef2的值均根据所述输入电压的大小自适应调节，优选的，所述第一参考电压和第二参考电压的值为略小于输入电源限流时的最小输入电压值。如当限流时最小输入电压为5V时，所述第一参考电压和第二参考电压的值可设为4. 75V或4. 4V等，用户也可根据需要自定义设置。因此，本发明中的电流调节电路可根据不同的输入电压自适应调节输入电源，而达到限流的目的。其无需专门的检测电路来检测输入电源的类别，这样，在不同的输入电源下，本发明均可实现自适应的限流保护。下述阐述第三实施例中的电流调节电路的第三种实现方式，参考图7，所示为依据本发明的第三实施例中的电流调节电路的第三种实现方式的电路图；所述电流调节电路402包括加减计数器702-1和数模转换器(D/A转换器)702-2,所述加减计数器702-1接收所述第一比较信号Vx和一第二时钟信号CLK2，以据此进行加计数或减计数运算，以产生一数字控制信号Q (数字控制信号Q可包括I到N个数位)；所述数模转换器702-2接收数字控制信号Q并将其转换为模拟控制信号，所述模拟控制信号作为所述第一控制信号Vl传输给所述驱动控制电路中的电流控制环路。本实现方式的电流调节电路的具体工作原理为在每个第二时钟信号CLK2的高脉冲到来时刻，检测所述第一比较信号Vx的高低电平状态，当所述第一比较信号为低电平状态时，所述加减计数器以一定的步长进行减计数运算，相应地，所述第一控制信号Vl按一定的步长递减，所述第一控制信号传输给所述电流控制环路的电流参考值Vkef3的输入端，以所述第一控制信号Vl作为所述电流参考值VKEF3，由此，所述电流控制环路将会控制所述锂电池的充电电流减小，从而达到限制输入电流的目的，解除输入电源的限流状态。当所述第一比较信号为高电平状态时，所述加减计数器以一定的步长进行加计数运算，相应地，所述第一控制信号Vl按一定的步长递增，所述电流控制环路将会控制所述锂电池的充电电流增大以达到快速充电的目的，同理，所述充电电流可增大至所述输入电源允许的最大限流值或是充电器所允许的最大充电电流。本实现方式采用数字控制的方式对充电器的充电电流进行调节，进而限制充电器的输入电流，解决输入电源限流问题，其控制方案简单易行，便于实际操作应用。优选地，在第二实施例的启发和第三实施例的基础上，本领域技术人员可知，所述电流调节电路还可将经反相处理后的第一比较信号作为所述第一控制信号，以据此改变PWM控制器的控制信号，例如，将图4中的反相器Il的输出信号作为第一控制信号，所述电流调节电路将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的PWM控制器，通过改变PWM控制器的控制信号以控制功率级电路中功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。 参考图8所示为依据本发明的一种控制充电器的输入电流的方法的一实施例的流程图；所述充电器具有一输入端口以接收一外部输入电源，在该实施例中，所述控制充电器的输入电流的方法包括以下步骤S801 :比较所述充电器的输入电压和一第一参考电压，以产生一比较结果；S802 :根据所述比较结果判定所述输入电源是否进入输入限流状态当所述输入电压小于所述第一参考电压时，所述输入电源进入限流状态，根据所述比较结果产生一第一控制信号，接收所述第一控制信号以限制所述充电器的输入电流。进一步的，在步骤S802中，将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的PWM控制器，通过改变所述PWM控制器的控制信号以控制功率级电路中功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。进一步的，在步骤S802中，将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的电流控制环路，通过调节所述电流控制环路的电流参考值以控制功率级电路中功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。进一步的，在步骤S802中，当所述输入电压小于所述第一参考电压时，所述输入电源处于限流状态，将所述第一控制信号传输给驱动控制电路中的电流调节环路，以据此减少所述电流调节环路的电流参考值，从而限制所述充电器的输入电流；当所述输入电压大于所述第一参考电压时，所述输入电源处于非限流状态，所述电流调节环路接收所述第一控制信号以增加所述电流调节环路的电流参考值，从而增加所述充电器的充电电流。综上所述，依照本发明所公开的利用比较电路和电流调节电路调节充电器的输入电流，使其在输入电源进入限流的状态下，减小充电器的输入电流，从而使得输入电源解除限流状态，保证充电器的输入电压能够在充电器的正常工作范围内。此外，本发明还公开了充电器的充电电流调节方案，使得在输入功率较大的情况下，加大充电电流，以提高充电速率。依照本发明的自适应输入电源的充电器及控制充电器的输入电流的方法，无需检测输入电流，减少检测电阻的损耗和检测电路的复杂成本，并且可适应性好，充电速率快。以上对依据本发明的优选实施例的自适应输入电源的充电器和控制充电器的输入电流的方法进行了详尽描述，本领域普通技术人员据此可以推知其他技术或者结构以及电路布局、元件等均可应用于所述实施例。此外，本发明实施例的充电电流限制方案不限于上述实施例中应用的功率级电路，其还可适应于其他的拓扑结构，如Buck升压型拓扑结构、Boost降压型拓扑结构、Buck-Boost升降压型拓扑结构、正激式拓扑结构、反激式拓扑结构、半桥开关型拓扑结构及全桥开关型拓扑结构等。依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明 书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
权利要求
1.一种自适应输入电源的充电器，所述充电器包括有功率级电路和驱动控制电路，所述功率级电路的输入端口接收一外部输入电源，其特征在于，所述充电器还包括有一比较电路和电流调节电路， 所述比较电路接收所述充电器的输入电压和一第一参考电压，并进行比较，以将比较结果传输给所述电流调节电路； 所述电流调节电路根据所述比较结果判定所述输入电源是否进入限流状态 当所述输入电压小于所述第一参考电压时，所述输入电源进入限流状态，所述电流调节电路根据所述比较结果产生一第一控制信号，所述驱动控制电路接收所述第一控制信号以限制所述充电器的充电电流，进而限制所述充电器的输入电流。
2.根据权利要求I所述的充电器，其特征在于，所述比较电路包括第一误差放大器，所述第一误差放大器的第一输入端接收所述输入电压，第二输入端接收所述第一参考电压，输出端输出第一误差信号作为所述比较结果。
3.根据权利要求2所述的充电器，其特征在于，所述电流调节电路包括第一二极管，所述第一二极管的阴极与所述第一误差放大器的输出端连接，所述驱动控制电路与所述第一二极管的阳极连接以接收所述第一控制信号； 所述驱动控制电路根据所述第一控制信号控制所述功率级电路中的功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。
4.根据权利要求3所述的充电器，其特征在于，通过所述第一二极管将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的PWM控制器，通过改变PWM控制器的控制信号以控制功率级电路中功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。
5.根据权利要求3所述的充电器，其特征在于，通过所述第一二极管将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的电流控制环路，通过调节所述电流控制环路的电流参考值以控制功率级电路中功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。
6.根据权利要求I所述的充电器，其特征在于，所述比较电路包括一第一比较器，所述第一比较器的第一输入端接收所述输入电压，第二输入端接收所述第一参考电压，输出端输出第一比较信号作为所述比较结果。
7.根据权利要求6所述的充电器，其特征在于，所述电流调节电路根据所述第一比较信号产生所述第一控制信号，当所述输入电压小于所述第一参考电压时，所述输入电源处于限流状态，将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的电流控制环路，以据此减少所述电流控制环路的电流参考值，从而限制所述充电器的输入电流； 当所述输入电压大于所述第一参考电压时，所述输入电源处于非限流状态，所述电流控制环路接收所述第一控制信号以增加所述电流控制环路的电流参考值，从而增加所述充电器的充电电流。
8.根据权利要求7所述的充电器，其特征在于，所述电流调节电路包括充电控制电路、放电控制电路和一储能元件， 所述充电控制电路接收所述第一比较信号和一充电电源，以根据第一比较信号控制所述充电电源给所述储能元件充电； 所述放电控制电路接收所述第一比较信号，以根据所述第一比较信号给所述储能元件放电；其中，所述储能元件的两端电压为所述第一控制信号。
9.根据权利要求8所述的充电器，其特征在于，所述放电控制电路还接收所述充电器的输入电压和一第二参考电压，经比较产生第二比较信号； 所述放电控制电路根据所述第二比较信号控制所述储能元件的放电速度。
10.根据权利要求7所述的充电器，其特征在于，所述电流调节电路包括一加减计数器和数模转换器； 所述加减计数器接收所述第一比较信号和一第二时钟信号，以据此进行加计数或减计数运算，以产生一数字控制信号； 所述数模转换器接收数字控制信号并将其转换成模拟控制信号，所述模拟控制信号作为所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的电流控制环路。
11.一种控制充电器的输入电流的方法，所述充电器中包含有功率级电路和驱动控制电路，所述功率级电路的输入端口接收一外部输入电源，其特征在于，包括以下步骤 比较所述充电器的输入电压和一第一参考电压，以产生一比较结果； 根据所述比较结果判定所述输入电源是否进入限流状态 当所述输入电压小于所述第一参考电压时，所述输入电源进入限流状态，根据所述比较结果产生一第一控制信号，所述驱动控制电路接收所述第一控制信号以限制所述充电器的输入电流。
12.根据权利要求11所述的控制充电器的输入电流的方法，其特征在于，将所述输入电压与所述第一参考电压进行比较和误差放大处理，以输出第一误差信号作为所述比较结果O
13.根据权利要求12所述的控制充电电流的方法，其特征在于，接收所述第一误差信号，并据此产生所述第一控制信号； 根据所述第一控制信号控制所述功率级电路中的功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。
14.根据权利要求13所述的控制充电电流的方法，其特征在于，将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的PWM控制器，通过改变PWM控制器的控制信号以控制功率级电路中功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。
15.根据权利要求13所述的控制充电电流的方法，其特征在于，将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的电流控制环路，通过调节所述电流控制环路的电流参考值以控制功率级电路中功率开关管的占空比，从而限制所述充电器的输入电流。
16.根据权利要求11所述的控制充电电流的方法，其特征在于，将所述输入电压与所述第一参考电压进行比较处理，以输出一第一比较信号作为所述比较结果。
17.根据权利要求16所述的控制充电电流的方法，其特征在于，根据所述第一比较信号产生所述第一控制信号，当所述输入电压小于所述第一参考电压时，所述输入电源处于限流状态，将所述第一控制信号传输给所述驱动控制电路中的电流控制环路，以据此减少所述电流控制环路的电流参考值，从而限制所述充电器的输入电流； 当所述输入电压大于所述第一参考电压时，所述输入电源处于非限流状态，所述电流控制环路接收所述第一控制信号以增加所述电流控制环路的电流参考值，从而增加所述充电器的充电电流。
全文摘要
本发明公开了一种自适应输入电源的充电器及控制充电器的输入电流的方法，通过一比较电路将充电器的输入电压与一第一参考电压进行比较，产生一比较结果，当比较结果表征输入电源限流时，一电流调节电路根据所述比较结果来控制功率开关管的占空比从而限制充电器的输入电流，以解除输入电源限流工作状态。此外，当比较结果表征输入电源不限流时，本发明的电流调节电路还可根据所述比较结果来增加电流控制环路的电流参考值，从而增加充电电流达到快速充电的目的。本发明可根据不同的输入电压自适应进行限流保护，适应性好。
文档编号H02J7/00GK102946131SQ201210516649
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者姚杰, 陈伟, 赵晨, 程帅 申请人:矽力杰半导体技术(杭州)有限公司