具有升降压操作的电池充电器的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
技术领域
[0001]本文所描述的实施例涉及用于控制与电池相关联的充电电路的工作模式的技术。更具体地，本文所描述的实施例涉及用于基于电池的充电电压以及从电源适配器接收的输入电压来选择升降压充电电路的工作模式的技术。
[0002]相关领域
[0003]在充电期间，便携式电子设备通常连接到电源适配器，该电源适配器将交流电力线电压转换为用于为电池充电的直流输入电压。此外，许多便携式电子设备包括充电电路，该充电电路在为电池充电之前进一步转换直流输入电压。
[0004]充电电路的配置及其操作通常取决于直流输入电压和电池的充电电压。然而，存在种类繁多的电源适配器(具有不同直流输入电压)和种类繁多的电池(具有不同充电电压)ο这些变化通常要求充电电路更复杂(尺寸和成本相应地提高)，或要求针对特定便携式电子设备使用特定电源适配器，这可能对用户造成不便。
【发明内容】
[0005]本文所描述的实施例涉及充电电路。该充电电路包括:接口连接器，该接口连接器可耦接到提供输入电压的电源适配器;和升降压充电电路，该升降压充电电路耦接到接口连接器并且可耦接到具有充电电压的电池并且可向电池提供输出信号。对于给定输入电压和给定充电电压，升降压充电电路基于控制信号以一组模式中的一个模式工作，其中该组模式包括:降压模式、升压模式和升降压模式。此外，充电电路包括控制逻辑部件，该控制逻辑部件耦接到升降压充电电路，该控制逻辑部件基于充电电压和输入电压生成控制信号。
[0006]特别地，升降压充电电路可在处于升压模式时作为升压电路工作，并且如果充电电压超过输入电压预先确定的量(诸如当输入电压小于比充电电压小的第一电压阈值时)，升降压充电电路可以升压模式工作，并且升压电路可选择性地耦接到电池。此外，升降压充电电路可在处于降压模式时作为降压电路工作，并且如果充电电压小于输入电压预先确定的量(诸如当输入电压大于比充电电压大的第二电压阈值时)，升降压充电电路可以降压模式工作，并且降压电路可选择性地耦接到电池。
[0007]然而，如果充电电压比输入电压大小于第一预先确定的量或者比输入电压小小于第二预先确定的量(诸如当输入电压在第一电压阈值和第二电压阈值之间时)，升降压充电电路可在处于可在充电配置和放电配置之间切换的升降压模式时作为升降压电路工作。特别地，升降压充电电路中的开关可以使升降压电路分别在充电配置和放电配置之间移动，开关选择性地耦接到电池。例如，在充电时间间隔期间，升降压充电电路中的两个开关可被启用来将升降压电路置于充电配置以对电感器充电，并且在随后的放电时间间隔期间，升降压充电电路中的另外两个开关可将升降压电路置于放电配置以将电池耦接到电感器并且利用在第一时间间隔期间储存在电感器中的能量为电池充电。控制逻辑部件可基于输入电压和充电电压指定充电时间间隔的持续时间以及随后的放电时间间隔的持续时间。在一些实施例中，控制逻辑部件包括脉宽调制电路。
[0008]另外，一旦选择一种模式，则控制逻辑部件可改变第一电压阈值的值和/或第二电压阈值的值以控制两种模式之间的切换点。这种滞后可防止模式交叉失真。
[0009]因此，升降压充电电路可在输入电压和充电电压的连续范围内工作。例如，输入电压可在5V至20V之间，并且充电电压可在6V和13V之间。
[0010]另一实施例为接口电路和升降压充电电路提供充电电路，升降压充电电路以升降压模式工作，其中升降压充电电路被配置为作为降压电路工作以及作为升压电路工作。此夕卜，充电电路可包括一组开关并且可被配置为耦接到电感器。第一开关可将电感器的第一侧选择性地耦接到接口连接器，第二开关可将电感器的第一侧选择性地耦接到接地，第三开关可将电感器的第二侧选择性地耦接到接地，并且第四开关可将电感器的第二侧选择性地耦接到电池。在升降压充电电路的工作期间，该组开关可成对切换，使得当第二开关和第四开关打开时，第一开关和第三开关闭合(使得为电感器充电)，并且当第一开关和第三开关打开时，第二开关和第四开关闭合(使得使电感器放电)。
[0011]另一个实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括:集成电路；电池，该电池耦接到集成电路，该电池具有充电电压；以及如上所述的耦接到电池的充电电路的实施例。
[0012]另一实施例提供了一种用于为电池充电的方法，可由如上所述的充电电路的实施例执行。在工作期间，充电电路从电源适配器接收输入电压。随后，充电电路基于输入电压和电池的充电电压确定升降压充电电路的工作模式，其中升降压充电电路提供输出信号来为电池充电，并且对于给定输入电压和给定充电电压，升降压充电电路以该组模式中的工作模式工作。该组模式包括:降压模式、升压模式和升降压模式。接下来，充电电路选择升降压充电电路的确定的工作模式。
[0013]提供本
【发明内容】
的目的仅为示出一些示例性实施例以便提供对本文所述主题的一些方面的基本了解。因此，应当理解，上文所述的特征仅为示例，而不应理解为以任何方式缩小本文所述主题的范围或实质。本文所述主题的其他特征、方面和优点将根据以下【具体实施方式】、附图和权利要求书而变得显而易见。
【附图说明】
[0014]图1是示出根据本公开的实施例的升降压充电电路的工作模式的图示。
[0015]图2为示出根据本公开的实施例的电源系统的框图。
[0016]图3为示出根据本公开的实施例的图2的电源系统中的充电电路的框图。
[0017]图4为示出根据本公开的实施例的图3的充电电路中的控制逻辑部件中的控制电路的框图。
[0018]图5为示出根据本公开的实施例的图3的充电电路中的控制逻辑部件中的控制电路的框图。
[0019]图6为示出根据本公开的实施例的图3的充电电路的工作期间的电信号的时序图。
[0020]图7为示出根据本公开的实施例的图3的充电电路的工作期间的电信号的时序图。[0021 ]图8为示出根据本公开的实施例的使用图2和图3的充电电路对电池充电的方法流程图。
[0022]图9为不出根据本公开的实施例的包括图2和图3的充电电路的电子设备的框图。
[0023]需注意，类似的附图标号是指整个附图中的相应部件。此外，相同部件的多个实例由公共前缀进行标定，该公共前缀通过破折线与实例标号分隔开。
【具体实施方式】
[0024]描述了在电池的大范围的输入电压和充电电压内工作的升降压充电电路。该充电电路可从电源适配器接收输入电压并且可提供输出电压来为电池充电。如下文参考图2和图3进一步所述，充电电路中的升降压充电电路中的开关可基于输入电压、充电电压以及可选的电池电压来将升降压充电电路配置为在不同的工作模式下工作。例如，升降压充电电路可在降压模式中作为降压电路工作，在这种情况下降压电路耦接到电池。此外，升降压充电电路可在升压模式中作为升压电路工作，在这种情况下升压电路耦接到电池。而且，升降压充电电路可在处于可在充电配置和放电配置之间切换的升降压模式时作为升降压电路工作。特别地，升降压充电电路中的开关使升降压电路分别在充电配置和放电配置之间移动，开关选择性地耦接到电池。例如，在充电时间间隔期间，升降压充电电路中的两个开关可被启用来将升降压电路置于充电配置来对电感器充电，并且在随后的放电时间间隔期间，升降压充电电路中的另外两个开关可将升降压电路置于放电配置来将电池耦接到电感器并且利用在第一时间间隔期间储存在电感器中的能量为电池充电。图1示出了升降压充电电路的这些不同工作模式。
[0025]特别地，对于给定充电电压，可存在三种初始范围(区分为低或第一电压阈值110-1和高或第二电压阈值112-1)用于确定使用哪种工作模式。第一电压范围用于高于高电压阈值112-1的输入电压，在这种情况下升降压充电电路以降压模式114工作。第二电压范围用于低于低电压阈值110-1的输入电压，在这种情况下升降压充电电路以升压模式116工作。并且第三电压范围用于低电压阈值110-1和高电压阈值112-1之间的输入电压，在这种情况下升降压充电电路以升降压模式118工作。需注意，低电压阈值110-1和高电压阈值112-1可根据充电电压来选择。例如，对于包括两个电池单元的电池来说(用于示例的目的)，低电压阈值110-1可为6V并且高电压阈值112-1可为IIV。另选地，对于包括三个电池单元的电池来说(用于另一示例的目的)，低电压阈值110-1可为9V并且高电压阈值112-1可为15.5Vo
[0026]此外，如果输入电压变化，则升降压充电电路可改变模式。在一些实例中，如果输入电压跨过低电压阈值110-1或高电压阈值112-1，则模式可改变(例如，当输入电