一种升降压电池充电电路及其控制电路和控制方法
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及电子电路，更具体地涉及电池充电电路。
【背景技术】
[0002]随着便携式电子设备的发展，电池充电电路也广泛的应用于便携式电子设备中。而随着便携式电子设备的娱乐功能的增多，为保证便携式电子设备的续航时间，为其供电的电池的容量也越来越大。相应的，所需要的电池的充电电流也越来越大以满足消费者对充电时间的要求。并且为满足灵活的输入输出配置，例如为适用多种规格的适配器对电池充电，需要提出一种新型的电池充电电路。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中的一个或多个问题，本发明的一个目的是提供一种电池充电电路及其控制电路和控制方法。
[0004]根据本发明一实施例的一种控制电路，用于控制电池充电电路，所述电池充电电路具有接收输入电压的输入端口和提供系统电压的输出端口，所述电池充电电路包括并联耦接在输入端口和第一端点之间的第一相开关电路和第二相开关电路、耦接在第一端点和系统地之间的第五开关、以及耦接在第一端点和输出端口之间的第六开关，所述控制电路包括:多个反馈控制环路，每个反馈控制环路接收相应的反馈信号、斜坡信号和相应的参考信号，并基于相应的反馈信号、斜坡信号和相应的参考信号输出相应的反馈控制信号;逻辑整合电路，接收多个反馈控制环路输出的反馈控制信号，并输出逻辑整合信号；以及开关控制模块，其中当输入电压大于系统电压时，控制电路配置电池充电电路工作在降压模式，开关控制模块根据逻辑整合信号控制第一相开关电路和第二相开关电路交错关断，并控制第五开关维持关断，控制第六开关维持导通，以及当输入电压小于系统电压时，控制电路配置电池充电电路工作在升压模式，开关控制模块控制第一相开关电路和第二相开关电路中至少一个维持导通，并根据逻辑整合信号控制第五开关和第六开关。
[0005]根据本发明一实施例的一种电池充电电路，具有接收输入电压的输入端口和提供系统电压的输出端口，所述电池充电电路包括:第一相开关电路，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至电池充电电路的输入端口；第二相开关电路，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至电池充电电路的输入端口，第二端耦接至第一相开关电路的第二端;第五开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第五开关的第一端耦接至第一相开关电路的第二端及第二相开关电路的第二端，第五开关的第二端耦接至系统地;第六开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第六开关的第一端耦接至第一相开关电路的第二端及第二相开关电路的第二端，第六开关的第二端耦接至电池充电电路的输出端口；以及如前所述的控制电路。
[0006]根据本发明一实施例的一种用于电池充电电路的控制方法，所述电池充电电路具有接收输入电压的输入端口和提供系统电压的输出端口，所述电池充电电路包括并联耦接在输入端口和第一端点之间的第一相开关电路和第二相开关电路、耦接在第一端点和系统地之间的第五开关、以及耦接在第一端点和输出端口之间的第六开关，所述控制方法包括:根据表征电池充电电路输入电流的输入电流反馈信号、斜坡信号、输入电流参考信号，产生输入电流反馈控制信号;根据表征电池两端电压的电池电压反馈信号、斜坡信号、电池电压参考信号，产生电池电压反馈控制信号;根据表征电池充电电流的充电电流反馈信号、斜坡信号、充电电流参考信号，产生充电电流反馈控制信号;根据表征电池充电电路输出的系统电压的系统电压反馈信号、斜坡信号、系统电压参考信号，产生系统电压反馈控制信号;根据输入电流反馈控制信号、电池电压反馈控制信号、充电电流反馈控制信号、系统电压反馈控制信号，产生逻辑整合信号;根据输入电压及系统电压产生第一时长控制信号、第二时长控制信号以及第三时长控制信号;根据输入电压与系统电压相比较控制电池充电电路工作在降压模式或升压模式;其中当电池充电电路工作在降压模式时，根据逻辑整合信号控制第一相开关电路和第二相开关电路交错关断，根据第一时长控制信号控制第一相开关电路的关断时长，根据第二时长控制信号控制第二相开关电路的关断时长，以及控制第五开关维持关断、控制第六开关维持导通；以及当电池充电电路工作在升压模式时，根据逻辑整合信号和第三时长控制信号控制第五开关及第六开关的导通及关断，以及控制第一相开关电路和第二相开关电路中至少一个维持导通。
[0007]根据本发明提出的实施例，电池充电电路可以在提供较大充电电流的同时，适用于多种规格的输入电源，可以灵活的满足多种输入输出的配置需求。
【附图说明】
[0008]结合附图，根据对示例性实施例的以下说明，本发明的总体构思的上述和/或其他方面将变得显而易见并更易于理解，在附图中，相同或相似的附图标记指示相同或相似的组成部分。其中:
[0009 ]图1示出了根据本发明一实施例的电池充电电路100的电路框图。
[0010]图2示出了根据本发明一实施例的电池充电电路200的电路框图。
[0011]图3示出了根据本发明一实施例的电池充电电路200中的控制电路22的电路原理图。
[0012]图4示出了根据本发明一实施例的图3所示控制电路22的控制流程图400。
[0013]图5示出了根据本发明一实施例的图3所示控制电路22中开关控制模块37及关断时长控制模块38的电路原理图500。
[0014]图6示出了根据本发明一实施例的图3所示控制电路22中开关控制模块37及关断时长控制模块38的电路原理图600。
[0015]图7示出了根据本发明一实施例的图6所示数字控制器的控制流程图700。
[0016]图8示出了根据本发明又一实施例的的电池充电电路800的电路框图。
[0017]图9示出了根据本发明一实施例的电池充电电路的控制方法流程图900。
【具体实施方式】
[0018]下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在下面对本发明的详细描述中，为了更好地理解本发明，描述了大量的细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。为了清晰明了地阐述本发明，本文简化了一些具体结构和功能的详细描述。此外，在一些实施例中已经详细描述过的类似的结构和功能，在其它实施例中不再赘述。尽管本发明的各项术语是结合具体的示范实施例来一一描述的，但这些术语不应理解为局限于这里阐述的示范实施方式。
[0019]图1示出了根据本发明一实施例的电池充电电路100的电路框图。在图1所示的实施例中，电池充电电路100在其输入端口 101接收输入电压VIN，并在其输出端口 102提供系统电压VSYS。电池充电电路100包括耦接在输入电压VIN和参考地之间的输入电容CIN、耦接在系统电压VSYS和参考地之间的输出电容CO、开关电路11以及控制电路12。开关电路11具有多个开关。在一个实施例中，开关电路11包括多个并联放置的开关电路，也就是多相开关电路，每个并联放置的开关电路包括至少一个开关，且每个并联放置的开关电路之间具有一定的相移，交错导通。在另一个实施例中，开关电路11既可以配置为升压电路也可以配置为降压电路。控制电路12根据多个反馈信号FB1、FB2……FB i产生多个开关控制信号PWMA、P丽B……PffMN至开关电路11，以分别控制开关电路11中多个开关的导通及关断，其中反馈信号FB1、FB2……FBi可以包括电池充电电路100中相关电路参数的反馈信号，例如表征输入电压VIN的输入电压反馈信号FBVIN、表征系统电压VSYS的系统电压反馈信号FBVSYS等。
[0020]图2示出了根据本发明一实施例的电池充电电路200的电路框图。电池充电电路200包括多相开关电路21、开关电路23以及控制电路22。图2所示的多相开关电路21以两相拓扑为例进行说明。然而本领域技术人员可知，多相开关电路21也可以拓展为多相拓扑。多相开关电路21包括由开关Ql、开关Q2和电感LA组成的第一相开关电路、以及由开关Q3、开关Q4和电感LB组成的第二相开关电路，其中第一相开关电路和第二相开关电路并联放置在输入端口 201和端点231之间。开关Ql第一端和开关Q3的第一端耦接至电池充电电路200的输入端口 201以接收输入电压VIN，开关Ql的第二端耦接至开关Q2的第一端，开关Q2的第二端耦接至参考地，开关Q3的第二端耦接至开关Q4的第一端，开关Q4的第二端耦接至参考地，电感LA的第一端耦接至开关Ql和开关Q2的公共端SWA，电感LB的第一端耦接至开关Q3和开关Q4的公共端SWB，电感LA的第二端和电感LB的第二端共同耦接至端点231。开关Ql、开关Q2、开关Q3、开关Q4可以是晶体管，例如金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)、双极型晶体管(BJT)、结栅极场效应管(JFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。图2中以MOS