主-从多相充电的制作方法_3

文档序号:9493899阅读:来源:国知局
a用来在输入电流上升至阈值电平以上之后发起将从属模式充电IC 202b切换进来以便平衡轻负荷和重负荷效率。例如,在轻负荷下的切换损耗可能超过减少的导通损耗,这可以通过不立刻启用从属模式充电IC 202b来避免。在启用之后,从属模式充电IC 202b将与来自主控模式充电IC 202a的时钟信号同步操作。从属模式充电IC 202b中的PWM驱动器电路的控制将由来自主控模式充电IC 202a的控制信号提供、因此允许主控设备设置充电电流限制、输入电流限制等。
[0046]根据本公开,延迟元件218b可以(例如,由选择器212)配置为提供适合用于双相操作的可选择相位移位。例如,延迟元件218b可以提供外部地生成的时钟信号404的180°相位移位。因而,向从属模式充电IC 202b中的PWM驱动器电路的时钟输入提供的时钟信号相对于主控模式充电IC 202a中的时钟信号有180°异相。因而,主控模式充电1C202a的充电周期将相对于从属模式充电IC 202b的充电周期有180°异相。例如,在高侧FET 214a在主控设备中为ON时,从属设备中的高侧FET为OFF,并且反之亦然。
[0047]讨论现在将转向对根据本公开的充电1C 202的3相配置的描述。在3相配置中,三个充电1C 202被一起连接和操作以对电池22充电。充电1C 202之一可以被配置为主控设备,而其它两个可以被配置为从属设备。图5A-图5C示出被配置为分别作为主控设备、第一从属设备和第二从属设备操作的示例充电IC 202a、202b和202c。充电IC202a、202b、202c 在连接 Al、Bl、Cl、Dl、El、F1 和 G1 以及连接 A2、B2、C2、D2、E2、F2 和 G2 处被连接。
[0048]如结合图4A说明的那样配置图5A中的主控设备。如结合图4B说明的那样配置第一和第二从属设备(图5B和图5C)。在3相操作中,第一和第二从属设备中的延迟元件218b可以被配置为分别提供外部地生成的时钟信号404的120°和240°相位移位作为用于相应PWM驱动器电路的时钟输入。例如,图5B的第一从属设备中的选择指示器18可以是用于指示120°相位移位的100K电阻器,并且相似地,图5C的第二从属设备中的选择指示器18可以是用于指示240°相位移位的1M电阻器。当然将认识到,可以使用其它电阻值。在操作中,主控设备(图5A)的充电周期将相对于第一从属设备(图5B)的充电周期有120°异相和相对于第二从属设备(图5C)的充电周期有240°异相。
[0049]将认识到更一般地,可以使用N个充电1C (一个主控设备和(N-1)个从属设备)并且根据图中所示示例连接它们来提供N相操作。(N-1)个从属设备中的每个从属设备从主控设备接收外部地生成的控制信号402和外部地生成的时钟信号404。在一些实施例中,第m个从属设备可以(例如,使用适当选择指示器18)被配置为提供外部地生成的时钟信号404的mX (360 + N)°相位移位(例如,使用延迟元件218b)作为用于它的PWM驱动器电路的时钟输入。在一些实施例中,数量(m+N)是360的整数倍。
[0050]讨论现在将转向根据本公开的充电1C的另一实施例。在一些实施例中,可以充电1C可以被实施为仅主控设备。换而言之,充电1C总是在主控模式中操作并且不可配置为作为从属设备操作。图6例如示出包括反馈网络以及其它部件的充电1C 602,该反馈网络包括向比较器616中进行馈送的若干传感器部件(例如,输入电流感测、充电电流感测等)。比较器输出生成内部地生成的控制信号,其馈送到PWM驱动器电路的控制输入中并且用作在控制端子处输出的外部地生成的控制信号622。充电1C 602还包括生成时钟信号的时钟618,该时钟信号生成内部地生成的时钟信号、其馈送到PWM驱动器电路的时钟输入中并且用作在CLK端子处输出的外部地生成的时钟信号624。充电1C的该具体实施例总是使用它的内部地生成的控制和时钟信号并且总是输出那些信号作为相应的外部地生成的控制和时钟信号。这样,充电1C 602可以省略选择器212、选择器216a、218b和220以及延迟元件218b以便实现更小、更低成本的设备。
[0051]在一些实施例中,可以实施充电1C为仅从属设备。图7,例如示出包括PWM驱动电路的充电1C 702,该PWM驱动电路具有仅接收外部地生成的控制信号722 (例如,从控制端子)的控制输入。PWM驱动器电路还具有仅接收外部地生成的时钟信号724(例如从CLK端子)的时钟输入。选择器712用于配置延迟元件718以根据选择指示器18提供对外部地生成的时钟信号724的相位移位。例如,延迟元件718可以被配置为根据什么连接到选择器712来提供对外部地生成的时钟信号的mX (360+ (M+l))°相位移位,其中m标识充电1C 702为在共计Μ个从属设备之中的第m个从属设备。
[0052]充电IC 702在它未内部地生成它的控制和时钟信号、但是实际上从充电1C外部的源获得它们这样的意义上“仅为从属”。由于总是外部地生成控制信号和时钟信号,所以仅从属充电1C 702可以省略包括反馈网络和时钟的电路装置。类似地,仅从属充电1C 702可以省略输入FET和电池FET,因为该设备无需感测输入电流。这可以在更小设备和/或更低成本的设备方面是有利的,尤其是由于输入和电池FET是可能在管芯上占用显著面积的功率FET。
[0053]在一些实施例中,仅从属充电1C 702可以包括用于增强性能的附加电路装置。尽管未图示,但是例如仅从属充电1C可以包括用于峰电流限制的电感器电流感测电路装置。作为另一示例,仅从属充电1C可以附加地包括热回路以保证结温度未超过最大操作限制。
[0054]讨论现在将转向对双输入两相主控-从属配置的描述。参照图8A、8B和8C,根据本公开的充电1C还可以包括FETCRTL端子。图8A示出被配置为双输入主控的充电IC 802a。在一个具体实施例中,例如可以用包括100ΚΩ电阻器的选择指示器18指示双输入主控配置。图8B示出在从属模式中操作的被配置为双输入从属的充电IC 802bο图8C示出在主控模式中操作的充电IC 802bο在一个具体实施例中,可以使用包括200ΚΩ电阻器的选择指示器18来指示双输入从属配置。该配置在存在两个电压输入这样的意义上是“双输入”。如图8A-8C中所示,例如经由DCIN FET 812,第一电压输入(例如,USBIN)可以连接到双输入主控802a而第二电压输入(例如,DCIN)可以连接到双输入从属802b。
[0055]在操作中,在双输入主控802a的USBIN端子上存在电压时,双输入配置的充电1C802a和802b如以上说明的那样在主控/从属模式中操作。例如,双输入主控802a生成由主控使用的和经由控制端子向从属(图8B)提供的反馈控制信号802。类似地,双输入主控802a生成由主控使用的和经由CLK端子向从属提供的时钟信号804。图8B中所示的双输入从属802b使用外部地提供的控制信号802和时钟信号804以控制它的PWM驱动器电路。附加地,双输入主控802a确立FETCTRL (例如,变高_z)以关断连接到双输入从属802b的DCIN FET 812。这用于从双输入从属802b的USBIN(DCIN)端子电隔离DCIN电压源(如果存在)。双输入主控820a确立FETDRV (例如,拉高)以用信号通知双输入从属802b在从属模式中操作。
[0056]在双输入主控802a的USBIN端子上无电压时,主控未执行电池充电。双输入主控802a将确立FETCTRL(例如,变低)以接通DCIN FET 812以允许来自DCIN电压源的电流流。双输入从属802b在主控模式中操作以使用在它的USBIN端子上提供的DCIN输入来执行电池充电。在图8C中图示双输入从属802b的该主控操作模式。显然地,双输入从属802未在它的控制和CLK端子上接收外部控制信号或者时钟信号,因为双输入主控802a未执行电池充电。取而代之,双输入从属802b生成它自己的控制和时钟信号并且在主控模式中执行从DCIN的电池充电。
[0057]讨论现在将转向对使用本公开的被配置用于两个电压源输入的充电1C作为主控设备的多相主控-从属配置的描述。图9图示被配置有充电1C 904的双输入充电1C 902,该充电1C 904被配置用于从属模式操作。定界框900用来指示如图4A和
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