高效率充电系统与应用于其中的充电电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种充电系统与应用于其中的充电电路，特别是指一种根据输入电压和输出电压间压差来控制功率损耗的高效率充电系统与应用于其中的充电电路。
【背景技术】
[0002]现有技术的充电系统如图1所示，包含一供电端10和一受电端20，两者经由缆线70而连接。受电端20例如为一携带式电子装置，如手机、平板计算机、笔记本电脑等。供电端10例如为一适配器(adaptor)。
[0003]在这种充电系统架构下，如何达成最高的能量运用效率，并节省硬件成本，是一项重要的课题。此外，在尽可能高的能量运用效率之下，也必须考虑到非常规情况发生时，如何给予电路恰当的保护。
[0004]本发明即是针对上述课题而提出一种高效率充电系统与应用于其中的充电电路。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种高效率充电系统与应用于其中的充电电路，能够根据输入电压和输出电压间压差来控制功率损耗，并在非常规情况发生时，给予电路恰当的保护。
[0006]为达上述目的，就其中一观点言，本发明提供了一种高效率充电系统，包含一供电端与一受电端，经由一缆线而连接以自该供电端对该受电端传送电能，该缆线包括正负电源传输线与一讯号传输线，其中，该受电端包含:一电压转换电路，用以将该供电端提供的一可调输入电压转换为一输出电压，并产生一输出电流，以对一电池进行充电，其中该电压转换电路根据该可调输入电压与该输出电压之间的一压降，而适应性地调整可调输入电压和该输出电流；以及一第一控制电路，耦接于该电压转换电路，该第一控制电路感测该可调输入电压与该输出电压，并根据该可调输入电压与该输出电压之间的该压降，而传送一传输讯号至该供电端，以指示该供电端控制该可调输入电压，由此控制该压降于一预设范围内。
[0007]在一种较佳的实施型态中，当该可调输入电压与该输出电压之间的该压降高于一压降临界值时，该电压转换电路调降该输出电流。
[0008]在一种较佳的实施型态中，该供电端包括:一电源转换器，用以提供该可调输入电压；以及一第二控制电路，耦接于该电源转换器，该第二控制电路根据该第一控制电路所产生的该传输讯号，产生一控制讯号，以控制该电源转换器调整该可调输入电压。
[0009]在一种较佳的实施型态中，该电压转换电路包括一线性稳压器(Low DropOut (LDO) Regulator)。
[0010]在一种较佳的实施型态中，该电压转换电路包括:一功率开关，具有一控制端、一电流流入端、及一电流流出端，该电流流入端耦接于该可调输入电压，该电流流出端耦接于该输出电压；一误差放大器，根据该输出电压或其相关讯号以及一电压参考值，产生一误差放大讯号，由此控制该功率开关的该控制端；一电流比较电路，根据该输出电流或其相关讯号以及一电流参考值，产生一控制讯号；以及一辅助控制电路，根据该电流比较电路产生的该控制讯号，以控制该功率开关的该控制端，由此调节该输出电流。
[0011]在一种较佳的实施型态中，高效率充电系统还包括:一电流参考值产生电路，根据该可调输入电压与该输出电压，产生该电流参考值。
[0012]在一种较佳的实施型态中，该电流参考值产生电路接受一压降临界值与一电流上限值的设定，以使得当该压降高于该压降临界值时，该电压转换电路调降该输出电流，又当该压降低于该压降临界值时，该输出电流维持于一电流上限值。
[0013]在一种较佳的实施型态中，该电流参考值产生电路包括:一加法电路，根据该可调输入电压与该输出电压，产生该可调输入电压与该输出电压之间的该压降的相关讯号；以及一反向变化电路，耦接于该加法电路，该反向变化电路根据该压降的相关讯号，产生该电流参考值，其中当该压降相对较高时，该电流参考值相对较低，又当该压降相对较低时，该电流参考值相对较高。
[0014]在一种较佳的实施型态中，该第一控制电路包括:一多任务器，接收该可调输入电压与该输出电压的感测值；一模拟数字转换器，耦接于该多任务器，将该多任务器相关于该可调输入电压或该输出电压的一输出转换成一数字讯号；以及一微控制器，親接于该多任务器与该模拟数字转换器，该微控制器指示该多任务器选择输出相关于该输入电压或该输出电压的信息，并根据该数字讯号，产生该传输讯号传送至该供电端，以指示该供电端控制该可调输入电压，由此控制该压降于该预设范围内，以及根据该数字讯号，产生一控制讯号而控制该电压转换电路以调整该输出电流，及/或调整该输出电压。
[0015]为达上述目的，就另一观点言，本发明也提供了一种应用于充电系统中的充电电路，该充电系统以一供电端经由一缆线对一受电端传送一输入电压，该充电电路位于该受电端，用以接收该输入电压以对一电池进行充电，其中，该充电电路包含:一电压转换电路，用以将该输入电压转换为一输出电压，并产生一输出电流，以对该电池进行充电；以及一控制电路，耦接于该电压转换电路，该控制电路根据该输入电压与该输出电压之间的一压降，产生一第一控制讯号控制该电压转换电路以调整该输出电流，由此使得当该输入电压与该输出电压之间的该压降高于一压降临界值时，该电压转换电路调降该输出电流。
【附图说明】
[0016]图1标出现有技术的充电系统的方块示意图；
[0017]图2示出本发明一实施例的高效率充电系统的方块示意图；
[0018]图3示出本发明一实施例的控制电路22的方块示意图；
[0019]图4标出本发明一实施例的电压转换电路的方块示意图；
[0020]图5举例示出图4实施例的其中一种【具体实施方式】；
[0021]图6A不出本发明一实施例的电流参考值产生电路的方块不意图；
[0022]图6B示出本发明的电流参考值产生电路的更详细实施例；
[0023]图7A标出本发明的电压电流转换电路2211的一实施例；
[0024]图7B标出本发明的电压电流转换电路2212的一实施例。
[0025]图中符号说明
[0026]200高效率充电系统
[0027]10 供电端
[0028]11 电源转换器
[0029]12 控制电路
[0030]20 受电端
[0031]70 缆线
[0032]71 正电源传输线
[0033]72 讯号传输线
[0034]73 负电源传输线
[0035]21 电压转换电路
[0036]211误差放大器
[0037]212电流比较电路
[0038]2121 电阻
[0039]2122误差放大器
[0040]2123 晶体管
[0041]213辅助控制电路
[0042]2131、2132 晶体管
[0043]2132 晶体管
[0044]2133、2134 电阻
[0045]214功率开关
[0046]215、216 电阻
[0047]22 控制电路
[0048]220 电流参考值产生电路
[0049]221加法电路
[0050]222反向变化电路
[0051]2211、2212 电压电流转换电路
[0052]2231、2232 晶体管
[0053]2234、2235 晶体管
[0054]2240、2241 晶体管
[0055]2245、2246 晶体管
[0056]225微控制器
[0057]226多任务器
[0058]227模拟数字转换器
[0059]2270 电阻
[0060]23 电池
[0061]310误差放大器
[0062]311?313 晶体管
[0063]315 电阻
[0064]87 电压感测元件
[0065]88 电流感测元件
[0066]CC1、CC2 节点
[0067]FBl输出电压Vo的分压
[0068]1 输出电流
[0069]Il ?18 电流
[0070]12123 电流
[0071]12131 电流