一种双向电源转换电路制造技术

本发明专利技术公开了一种双向电源转换电路，通过将充放电控制电路集成为一个电路，提高了器件的利用率，减少了半导体器件的数量。在充电过程中通过线性模式将外部适配器的能量转换至充电电池中；在放电过程中通过放电模式将充电电池的能量转换为负载所需要的电能，实现了电路的双向能量转换。并且本发明专利技术的双向电源转换电路具有防倒充、防短路、放过压的功能。本发明专利技术的双向电源转换电路具有集成度高、体积小、功能齐全的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种双向电源转换电路
本专利技术涉及电力电子领域，更具体地说，涉及一种双向电源转换电路。
技术介绍
现在便携式产品越来越多地采用移动充电电源，移动充电电源首先需要将外部电源例如适配器的能量存储在电源的充电电池例如锂电池中，当需要放电时，移动充电电源在内部控制电路的控制下，将充电电池中能量转换为负载所需要的能量。采用双向直流变换是移动充电电源的功率变换电路的首选，现有技术中通常通过充电控制模块和放电控制模块来进行上述电能的转换，并且各自模块需要独立的外围元件才能实现，整个电路集成比较复杂，控制成本高。此外，在现有技术中，对于在充电器输入端口电压小于充电电池电压的情况下，电池会倒充放电造成能量损失；再次，若放电输出发生短路，充电电池可能会直接到地放电。最后，现有技术中的双向直流变换很少设置有输出过压保护功能，当反馈环路出现故障时，输出电压有可能超过最大极限电压造成系统损毁。本专利技术在于提出一种低成本的移动充电电源，通过将充电和放电的控制电路用一个电路模块来实现，以大大提高系统的集成度，降低成本。并且通过对电路的优化处理以解决上述存在的其它各方面问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种双向电源转换电路，通过将控制充电和放过的电路整合为一起，提高系统的集成度，降低成本。依据本专利技术的一种双向电源转换电路，其输入端口接一外部适配器，输出端口接一负载，所述双向电源转换电路包含有一充电电池，还包括连接在输入端口和输出端口的功率传输电路，第一功率开关管、第二功率开关管和充放电控制电路，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管串联连接于所述功率传输电路与输出端口的公共连接点和地之间；当充电过程中，所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管的开关状态以使所述双向电源转换电路以线性工作模式将外部适配器能量转换至所述充电电池中；当放电过程中，所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管的开关状态以使所述双向电源转换电路以升压工作模式将所述充电电池中的能量转换至输出端口以供负载使用。优选的，所述功率传输支路包括一二极管，所述二极管的阳极连接于所述输入端口，阴极连接于所述输出端口。优选的，所述第一功率开关管为P型场效应管，所述第二功率开关管为N型场效应管。进一步的，还包括源漏极选择电路，所述源漏极选择电路的输入端连接所述充放电控制电路，输出端连接所述第一功率开关管。进一步的，还包括输入电压检测电路，用以检测所述双向电源转换电路的输入端口是否存在外部适配器。优选的，当所述输入电压检测电路检测所述适配器存在时，所述二极管导通，所述充放电控制电路控制第二功率开关管关断，并且控制第一功率开关管的开关状态以使所述双向电源转换电路以线性工作模式将外部适配器能量转换至所述充电电池中。优选的，在所述外部适配器给所述充电电池充电的过程中，所述充放电控制电路通过检测所述第一功率开关管的电流以选择涓流充电模式或恒流充电模式或恒压充电模式。优选的，当所述输入电压检测电路检测所述适配器不存在时，如所述输出端口没有负载时，则所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管都关断，以阻断所述充电电池的放电路径；如所述输出端口存在负载时，则所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管的工作状态，以使所述双向电源转换电路以同步升压工作模式将所述充电电池中的能量转换至输出端口以供负载使用。进一步的，还包括电池电量监测电路，用以监测所述充电电池的电量。进一步的，还包括过压保护电路，所述过压保护电路连接在输出端口和所述充放电控制电路之间，用以防止所述双向电源转换电路的输出电压超过一预定的电压阈值。依据上述的一种双向电源转换电路，在充电过程中通过线性模式将外部适配器的能量转换至充电电池中；在放电过程中通过放电模式将充电电池的能量转换为负载所需要的电能。本专利技术的双向电源转换电路采用一个充放电控制电路控制充电电池的充电和放电过程，并且本专利技术的双向电源转换电路具有防倒充、防短路、放过压的功能。本专利技术的双向电源转换电路具有集成度高、体积小、功能齐全的有益效果。附图说明图1所示为依据本专利技术的一种双向电源转换电路的电路图；图2所示为依据本专利技术的双向电源转换电路的芯片内集成主控电路图；具体实施方式以下结合附图对本专利技术的几个优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。参考图1所示为本专利技术的一种双向电源转换电路的电路图，所述双向电源转换电路包括输入端口in和输出端口out，所述输入端口in用于接入外部适配器，所述输出端口out用于接外部负载，例如手机、MP3或其他可移动充电的负载。所述双向电源转换电路还包括功率传输电路，本实施例中具体为二极管D1、第一功率开关管SW1、第二功率开关管SW2和第一电感L1，并且还包括一充电电池Ba，其中，所述二极管的阳极D1连接于所述输入端口in，阴极连接于所述输出端口out；所述第一功率开关管SW1和所述第二功率开关管SW2串联连接于所述二极管的阴极与输出端口的公共连接点和地之间。所述第一电感L1的第一端连接在所述第一功率开关管SW1和所述第二功率开关管SW2的公共连接点，第二端接所述充电电池Ba的第一端，所述充电电池Ba的第二端接地。进一步的，所述双向电源转换电路还包括输入电压检测电路101、充放电控制电路102和电池电量监测电路103。所述输入电压检测电路101用以检测所述双向电源转换电路的输入端口是否存在外部适配器。当所述输入电压检测电路检测到所述输入端口存在适配器时，即满足充电条件，所述充放电控制电路102控制所述双向电源转换电路以线性模式将外部适配器能量转换至所述充电电池中。具体地，当输入端口接入外部适配器电压时，所述二极管D1导通，所述充放电控制电路102控制第二功率开关管SW2关断，并且控制第一功率开关管SW1的开关状态以使所述双向电源转换电路以线性工作模式将外部适配器能量转换至所述充电电池中。并且，在外部适配器给所述充电电池充电的过程中，所述充放电控制电路通过检测所述第一功率开关管的电流以选择涓流充电模式或恒流充电模式或恒压充电模式，如图1中充放电控制电路102通过检测A点电流以获得所述第一功率开关管的电流信息。当然，在适配器给充电电池充电过程中，如输出端负载处于有效状态，则适配器同时也为负载提供电压。本专利技术实施例采用线性工作模式对充电电池进行充电，反应速度快，输出纹波较小，在线性模式充电过程中，会产生很大的热量，但二极管D1和第一功率开关管SW1分散了充电时产生的热量，散热快，因此可使得充电功率更大。当所述输入电压检测电路检测所述适配器不存在时，如输出端口没有负载，所述双向电源转换电路工作在待机模式下，此时充放电控制电路102控制所述第一功率开关管SW1和第二功率开关管SW2都关断，以阻断所述充电电池Ba的放电路径。这里，所述第一功率开关管SW1为P型场效应管，所述第二功率开关管为N型场效应管，并且，所述第一功率开关管SW1的源极和漏极可根据输入端口电压和充电电压的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向电源转换电路，其输入端口接一外部适配器，输出端口接一负载，所述双向电源转换电路包含有一充电电池，其特征在于，包括连接在输入端口和输出端口的功率传输电路，第一功率开关管、第二功率开关管和充放电控制电路，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管串联连接于所述功率传输电路与输出端口的公共连接点和地之间；在充电过程时，所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管的开关状态以使所述双向电源转换电路以线性工作模式将外部适配器能量转换至所述充电电池中；当放电过程时，所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管的开关状态以使所述双向电源转换电路以升压工作模式将所述充电电池中的能量转换至输出端口以供负载使用。

【技术特征摘要】
1.一种双向电源转换电路，其输入端口接一外部适配器，输出端口接一负载，所述双向电源转换电路包含有一充电电池，其特征在于，包括连接在输入端口和输出端口的功率传输电路，第一功率开关管、第二功率开关管和充放电控制电路，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管串联连接于所述功率传输电路与输出端口的公共连接点和地之间；在充电过程时，所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管的开关状态以使所述双向电源转换电路以线性工作模式将外部适配器能量转换至所述充电电池中；当放电过程时，所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管的开关状态以使所述双向电源转换电路以升压工作模式将所述充电电池中的能量转换至输出端口以供负载使用，还包括输入电压检测电路，用以检测所述双向电源转换电路的输入端口是否存在外部适配器；当所述输入电压检测电路检测所述适配器不存在时，如所述输出端口没有负载时，则所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管都关断，以阻断所述充电电池的放电路径；如所述输出端口存在负载时，则所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管的工作状态，以使所述双向电源转换电路以同步升压工作模式将所述充电电池中的能量转换至输出端口以供负载使用。2.根据权利要求1所述的双向电源转换电路，其特征在于，所述功率传...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡勇斌，孙良伟，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33