开关电源电路、充放电方法及充放电设备与流程

本申请属于电源管理，尤其涉及一种开关电源电路、充放电方法及充放电设备。

背景技术：

1、随着快充的普及，手机或者笔记本电脑等移动电子设备的充电功率得到提升，普遍大于100w，甚至大于210w。因此，大部分移动电子设备采用多节电池串联的电池方案。在多节电池串联方案下，电池电压的变动范围比较大。以3节电池串联为例，三节串联时，电池电压范围变动范围大约在7v～13v左右。现有的适配器电压种类繁多，有5v，9v，10v，12v，15v以及20v等。为了兼容不同的适配器充电，移动电子设备逐渐开始采用升降压开关电源电路进行充电。

2、usb pd(power delivery，功率传输)快充协议发布了pd3.1标准，最大充电功率在pd3.0最大100w(20v 5a)的基础上，增加了140w(28v 5a)，180w(36v 5a)以及240w(48v 5a)等三个功率选项。由于pd3.1的发布和不断普及，140w逐渐成为pd3.1的主流应用。因此在笔记本电脑电池充电领域充电功率也逐渐开始向140w(28v5a)发展。但随着充电功率变大，开关电源电路出现效率下降，发热严重的缺点。同时，由于电流变大，在功率开关管开关状态转换的瞬间(由导通切换到关断，或者关断切换到导通)，电压毛刺会变大，增加了功率开关管上的电应力，导致功率开关管失效的风险变大。

技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种开关电源电路、充放电方法及充放电设备，发热量减少，功率开关管的损耗风险较低。

2、第一方面，本申请提供了一种开关电源电路，包括：

3、第一节点和第二节点，第一节点充电时输入电源，放电时输出电源，第二节点充电时输出电源，放电时输入电源；

4、升降压转换电路，耦接于第一节点和第二节点之间，且配置为在充电时或放电时受控地以升压模式、降压模式和升降压模式中的一种模式运行；

5、至少一路第一辅助转换电路，与升降压转换电路并联，且配置为在充电时受控地以降压模式运行，或者在放电时受控地以升压模式运行；

6、控制电路，分别与升降压转换电路和第一辅助转换电路耦接，且配置为根据第一节点的第一电压和第二节点的第二电压，控制升降压转换电路和/或第一辅助转换电路开启。

7、根据本申请的一个实施例，控制电路配置为在第一电压大于第二电压和阈值电压之和时，控制升降压转换电路和第一辅助转换电路同时启动。

8、根据本申请的一个实施例，控制电路配置为在第一电压大于第二电压和阈值电压之和，且第一节点的功率大于参考功率时，控制升降压转换电路和第一辅助转换电路同时启动。

9、根据本申请的一个实施例，第一辅助转换电路包括：

10、串联的第一开关和第二开关，第一开关的一端与第一节点耦接，第二开关的一端与接地节点耦接；

11、电感，耦接于第一开关和第二开关的连接点与第二节点之间。

12、第二方面，本申请提供了一种开关电源电路，包括：

13、第一节点和第二节点，第一节点充电时输入电源，放电时输出电源，第二节点充电时输出电源，放电时输入电源；

14、升降压转换电路，耦接于第一节点和第二节点之间，且配置为在充电时或放电时受控地以升压模式、降压模式和升降压模式中的一种模式运行；

15、至少一路第二辅助转换电路，与升降压转换电路并联，且配置为在充电时受控地以升压模式运行，或者在放电时受控地以降压模式运行；

16、控制电路，分别与升降压转换电路和第二辅助转换电路耦接，且配置为根据第一节点的第一电压和第二节点的第二电压，控制升降压转换电路和/或第二辅助转换电路开启。

17、根据本申请的一个实施例，控制电路配置为在第二电压大于第一电压和阈值电压之和时，控制升降压转换电路和第二辅助转换电路同时启动。

18、根据本申请的一个实施例，控制电路配置为在第二电压大于第一电压和阈值电压之和，且第一节点的功率大于参考功率时，控制升降压转换电路和第二辅助转换电路同时启动。

19、根据本申请的一个实施例，第二辅助转换电路包括：

20、串联的第三开关和第四开关，第三开关的一端与第二节点耦接，第四开关的一端与接地节点耦接；

21、电感，耦接于第三开关和第四开关的连接点与第一节点之间。

22、第三方面，本申请提供了一种充放电方法，用于控制根据前述的开关电源电路，开关电源电路的第一节点与电源耦接，第二节点与电池耦接，充放电方法包括：

23、获取电源的电源电压和电池的电池电压；

24、根据电源电压和电池电压，控制升降压转换电路和/或辅助转换电路开启，以进行充电或放电。

25、第四方面，本申请提供了一种充放电设备，充放电设备包括根据前述的开关电源电路。

26、根据本申请的开关电源电路、充放电方法及充放电设备，开关电源电路设置至少两路转换电路，根据充放电的需求，可以控制一路转换电路或者多路转换电路开启，提高充电效率，根据需求实现升压或降压，且在功率较大时，多路转换电路可以对充电功率进行分担，使得各路转换电路的电流下降，减少了发热量，功率开关管的损耗风险较低。

27、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种开关电源电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述控制电路配置为在所述第一电压大于所述第二电压和阈值电压之和时，控制所述升降压转换电路和所述第一辅助转换电路同时启动。

3.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述控制电路配置为在所述第一电压大于所述第二电压和阈值电压之和，且所述第一节点的功率大于参考功率时，控制升降压转换电路和所述第一辅助转换电路同时启动。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的开关电源电路，其特征在于，所述第一辅助转换电路包括：

5.一种开关电源电路，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的开关电源电路，其特征在于，所述控制电路配置为在所述第二电压大于所述第一电压和阈值电压之和时，控制所述升降压转换电路和所述第二辅助转换电路同时启动。

7.根据权利要求6所述的开关电源电路，其特征在于，所述控制电路配置为在所述第二电压大于所述第一电压和阈值电压之和，且所述第一节点的功率大于参考功率时，控制所述升降压转换电路和所述第二辅助转换电路同时启动。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的开关电源电路，其特征在于，所述第二辅助转换电路包括：

9.一种充放电方法，其特征在于，用于控制根据权利要求1-8中任一项所述的开关电源电路，所述开关电源电路的第一节点与电源耦接，第二节点与电池耦接，所述充放电方法包括：

10.一种充放电设备，其特征在于，所述充放电设备包括根据权利要求1-8中任一项所述的开关电源电路。

技术总结
本申请公开了一种开关电源电路、充放电方法及充放电设备，属于电源管理技术领域。开关电源电路包括第一节点、第二节点、耦接于第一节点和第二节点之间的升降压转换电路和辅助转换电路以及控制电路，控制电路根据第一节点的第一电压和第二节点的第二电压，控制升降压转换电路和/或第一辅助转换电路开启。开关电源电路设置至少两路转换电路，根据充放电的需求，可以控制一路转换电路或者多路转换电路开启，提高充电效率，根据需求实现升压或降压，且在功率较大时，多路转换电路可以对充电功率进行分担，使得各路转换电路的电流下降，减少了发热量，功率开关管的损耗风险较低。

技术研发人员：邓琴,杜礼,李进,韩万佳
受保护的技术使用者：珠海智融科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16