直流/直流转换器、电池充电控制器以及电池充电控制方法_3

文档序号:9846233阅读:来源:国知局
号214的电压上升,从而DC/DC控制器202根据管脚SLEWl上接收的环路控制信号214来增大输出电压ν.( BP, Va)和电池电压Vb(例如,通过增大脉宽调制信号PWMl的占空比)。
[0031]在时间点tl处,电池电SVb增大到电池电压的目标值Vtar(例如,参考电压信号VREF),电池充电过程从恒流充电模式切换至恒压充电模式。从时间点tl到时间点t2,电池充电过程处于恒压充电模式,即电池电压恒定等于电池电压的目标值Vtar(例如,参考电压信号VREF)而电池充电电流逐渐从电池充电电流的目标值Itar下降到预定电流值(例如,0)。误差放大器304停止灌电流并且误差放大器306开始灌电流。由于误差放大器306代替误差放大器304进行灌电流,管脚SLEWl上的环路控制信号214的电压不变。因此,DC/DC控制器202将根据管脚SLEWl上接收的环路控制信号214来维持输出电压V.和电池电压Vb实质不变。
[0032]请注意,如图4所示,在实际操作的时间点tl到t2之间,输出电压V-并非维持完全不变。这是因为:在确保电池电压Vb不变并且电池充电电流逐渐减小的情况下,在检测电阻R4两端的压降会存在轻微变化。输出电压V.等于恒定的电池电压V 加检测电阻R4两端的压降,因此输出电压V.也会存在小幅下降(可忽略不计,视为实质不变)。
[0033]此外,请注意,输出电压V.和环路控制信号214两者仅为波形变化趋势一致,其具体数值可相同或不同,其并非本发明的限制。
[0034]图5为根据本发明的一个实施例的电池充电控制方法500的示例流程图。图5将结合图2至图4进行描述。图5所涵盖的具体步骤仅作为示例。也就是说,本发明也适用于执行其他合理的步骤或对图5进行改进的步骤。
[0035]在步骤502中,接收指示输出电压的第一监测信号以及指示电池电压的第二监测信号,其中第一监测信号和第二监测信号之间的差值指示电池充电电流。
[0036]例如,在电池充电控制器212的管脚ICHP和ICHM上分别接收指示输出电压(例如,V.)的第一监测信号(例如,电压值Va)以及指示电池电压的第二监测信号(例如,电压值Vb)。电压\与V亦差值可指示流经检测电阻R4的电流值,即电池210的电池充电电流。
[0037]在步骤504中,由第一误差放大器比较第一监测信号和第二监测信号之间的差值与参考电流信号,并且由第二误差放大器比较第二监测信号与参考电压信号。
[0038]例如,误差放大器302比较管脚ICHP和ICHM上的电压¥八与V B ( S卩,第一监测信号和第二监测信号)并且产生指示电压¥八与Vb的差值的输出303 ( S卩,指示电池210的电池充电电流)。误差放大器304 (即,第一误差放大器)比较误差放大器302的输出303与管脚ISET上的参考电流信号IREF(指示电池充电电流的目标值Itar)。误差放大器306 (即,第二误差放大器)比较管脚ICHM上的电压Vb(即,第二监测信号)与管脚VSET上的参考电压信号VREF (指示电池电压的目标值Vtar)。
[0039]在步骤506中,在第一误差放大器、第二误差放大器以及偏置电流源的共同作用下,根据第一误差放大器和第二误差放大器的比较结果来调整环路控制信号,从而调整输出电压、电池电压以及电池充电电流。
[0040]例如,在误差放大器304、306以及偏置电流源308的共同作用下,电池充电控制器212根据误差放大器304和306的比较结果来调整管脚SLEW2上的环路控制信号214,从而调整DC/DC转换器200的输出电压、电池电压以及电池充电电流。在一个实施例中,误差放大器304和306被特殊设计为只能灌电流(sink current)不能拉电流(source current),然而其并非限制。
[0041]具体而言,电池充电过程包括两个阶段,分别是恒流充电模式和恒压充电模式。结合图4的波形图来理解,从时间点t0到时间点tl,电池充电过程处于恒流充电模式,DC/DC转换器200用恒定保持在电池充电电流的目标值Itar的充电电流为电池210充电。在恒流充电模式中(时间段to-t I),电池电压Vb低于电池电压的目标值V TAR (例如,参考电压信号VREF),因此误差放大器304灌电流而误差放大器306不灌电流,偏置电流源308拉电流到管脚SLEW2以使环路控制信号214的电压上升,从而DC/DC控制器202根据管脚SLEWl上接收的环路控制信号214来增大输出电压ν.( BP, Va)和电池电压Vb(例如,通过增大脉宽调制信号PWMl的占空比)。
[0042]在时间点tl处,电池电SVb增大到电池电压的目标值Vtar(例如,参考电压信号VREF),电池充电过程从恒流充电模式切换至恒压充电模式。从时间点tl到时间点t2,电池充电过程处于恒压充电模式,即电池电压恒定等于电池电压的目标值Vtar(例如,参考电压信号VREF)而电池充电电流逐渐从电池充电电流的目标值Itar下降到预定电流值(例如,O) ο误差放大器304停止灌电流并且误差放大器306开始灌电流。由于误差放大器306代替误差放大器304进行灌电流,管脚SLEWl上的环路控制信号214的电压不变。因此,DC/DC控制器202将根据管脚SLEWl上接收的环路控制信号214来维持输出电压V.和电池电压Vb实质不变。
[0043]请注意,如图4所示,在实际操作的时间点tl到t2之间,输出电压V-并非维持完全不变。这是因为:在确保电池电压Vb不变并且电池充电电流逐渐减小的情况下,在检测电阻R4两端的压降会存在轻微变化。输出电压V.等于恒定的电池电压V 加检测电阻R4两端的压降,因此输出电压V.也会存在小幅下降(可忽略不计,视为实质不变)。
[0044]有利地,以此方式,本发明利用电池充电控制器对直流/直流转换器进行环路控制,以使直流/直流转换器提供可变的输出电压,从而能够满足为电池充电的需求。
[0045]上文【具体实施方式】和附图仅为本发明的常用实施例。显然,在不脱离权利要求书所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解,本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此,在此披露的实施例仅用于说明而非限制,本发明的范围由所附权利要求及其合法等同物界定,而不限于此前的描述。
【主权项】
1.一种直流/直流转换器,用于将直流输入电压转换成直流输出电压并且为电池充电,其特征在于,所述直流/直流转换器包括: 直流/直流控制器,用于根据输出电压的目标值以及指示所述输出电压的第一监测信号来产生驱动信号以控制开关电路并且调整所述输出电压;以及 电池充电控制器,耦合于所述直流/直流控制器和所述电池,接收指示所述输出电压的所述第一监测信号以及指示电池电压的第二监测信号,并且根据所述第一监测信号以及所述第二监测信号来产生环路控制信号以调整所述输出电压的目标值,其中所述第一监测信号以及所述第二监测信号之间的差值指示电池充电电流。2.根据权利要求1所述的直流/直流转换器,其特征在于,所述电池充电控制器包括: 第一误差放大器,用于比较所述第一监测信号和所述第二监测信号之间的差值与指示所述电池充电电流的目标值的参考电流信号; 第二误差放大器,用于比较所述第二监测信号与指示所述电池电压的目标值的参考电压信号;以及 偏置电流源,耦合于所述第一误差放大器和所述第二误差放大器,用于根据所述第一误差放大器和所述第二误差放大器的比较结果来调整所述环路控制信号,从而调整所述输出电压的目标值并且由所述直流/直流控制器相应调整所述输出电压。3.根据权利要求2所述的直流/直流转换器,其特征在于: 如果所述第二监测信号低于所述参考电压信号,则所述直流
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