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使用强制连续导通模式(FCCM)的混合功率降压-升压(HPBB)电池充电器中的动态负载支持制造技术

技术编号:42837607 阅读:10 留言:0更新日期:2024-09-27 17:10
本公开的各实施例涉及使用强制连续导通模式(FCCM)的混合功率降压‑升压(HPBB)电池充电器中的动态负载支持。一种方法可以包括:从具有功率适配器电流限制的功率适配器接收功率,从该功率适配器向具有第一负载电流水平的负载电流的负载提供功率,该第一负载电流水平小于或等于功率适配器电流限制;生成在正向方向上通过电感器的第一周期性电流;检测具有第二负载电流水平的负载电流的负载,该第二负载电流水平可以大于该适配器功率电流限制;减小第一周期性电流的正向电流水平;以及生成在反向方向上通过电感器的第二周期性电流,以从电池模块向负载提提供功率。当在正向方向上的第一周期性电流达到零电流水平时,可以在反向方向上启动第二周期性电流。

【技术实现步骤摘要】


技术介绍

1、除非本文另有说明,否则本节中描述的材料不是本申请中权利要求的现有技术,并且不因为包括在本节中而被认为是现有技术。本公开总体上涉及控制半导体设备的系统和方法,更特别地,涉及电池充电器的控制。

2、电池充电器可以连接在电源与负载(诸如膝上型计算机或其他消费电子设备)之间。在一些情况下,电池充电器可以在特定条件下调节和补充提供给膝上型计算机的功率。电池充电器通常包括电池模块,该电池模块被配置为当来自膝上型计算机的功率需求(例如,电流需求)可能暂时超过电源的限制时存储和取回电功率。最初,电池充电器可以处于正向模式以给电池充电,同时还具有足够的功率给膝上型计算机供电。如本文所用,短语正向模式是指功率流入电池模块的方向(例如,电池充电),并且短语反向模式是指功率从电池模块流出的方向(例如,电池放电)。

3、当膝上型计算机的功率需求增加并且超过电源的能力时,可能需要来自电池充电器中的电池模块的补充功率。然而,传统上,要从电池模块向负载提供功率,需要将电池充电器从正向模式“转向”到反向模式。在周转场景下,电池充电器可以进入其中电池模块既不充电也不放电的中间模式(有时被描述为不连续导通模式(dcm))一段时间(例如,潜伏期)。出于安全和效率的原因,电池充电器从正向模式转变到反向模式可能需要相当长的时间。传统上,简单地从电池模块向负载提供功率而不完成此周转延迟可能会导致组件发热并且损坏电池充电器。此外,此周转延迟可能会对膝上型计算机造成不良影响,如果延迟过长,可以导致系统重置。例如,如果连接到电池充电器的膝上型计算机启动突然需要大量功率的软件程序,或如果膝上型计算机的电池在启动软件程序之前耗尽,则在电池充电器的此类周转延迟时段期间增加的功率需求或供应给膝上型计算机输入端的功率不足可以导致膝上型计算机“超时”和/或启动系统重置,这可能会中断膝上型计算机用户的活动。所需要的是解决这些问题以及其他问题的解决方案。


技术实现思路

1、根据示例,总体上描述了一种用于控制电池充电器的方法。该方法可以包括:从具有功率适配器电流限制并且连接到电池充电器输入端的功率适配器接收功率,电池充电器可以包括功率级,该功率级具有功率级第一侧,该功率级第一侧通过输入电流传感器连接到电池充电器输入端,功率级第一侧可以连接到电池充电器输出端并且被配置为连接到负载,功率级可以具有功率级第二侧,该功率级第二侧被配置为连接到电池模块,功率级第二侧可以与电池充电器输出端隔离,功率级可以具有电感器,该电感器连接在功率级第一侧与功率级第二侧之间。该方法可以包括:从功率适配器向具有第一负载电流水平的负载电流的负载提供功率,该第一负载电流水平小于或等于功率适配器电流限制;由充电器控制器生成在从功率级第一侧到功率级第二侧的正向方向上通过电感器的第一周期性电流,以向电池模块提供功率,第一周期性电流被配置为从零电流水平增加到可以作为正向方向电流限制的正向电流水平,并且可以随后以三角波形减小到零电流水平,电池充电器可以在正向方向连续导通模式下操作;该方法可以包括:由输入电流传感器检测具有第二负载电流水平的负载电流的负载,该第二负载电流水平可以大于适配器功率电流限制;由充电器控制器减小第一周期性电流的正向电流水平;以及由该充电器控制器生成在从该功率级第二侧到该功率级第一侧的反向方向上通过该电感器的第二周期性电流,以从该电池模块向该功率级第一侧提供功率,该第二周期性电流可以被配置为以三角波形从零电流水平增加到反向电流水平,并且可以随后减小到零电流水平,当在正向方向上的第一周期性电流达到零电流水平时,第二周期性电流可以在反向方向上启动,电池充电器可以在强制连续导通模式下操作,电感器电流可以从正向方向连续地改变到反向方向。

2、根据此示例,第一周期性电流从零电流水平到正向电流水平的增加以及随后第一周期性电流到零电流水平的减小可以对应于第一周期性电流的一个周期,并且减小第一周期性电流的正向电流水平可以发生在第一周期性电流的多个周期上。当正向方向电流限制大于零电流水平并且在生成第二周期性电流之后,该方法还可以包括由该充电器控制器生成在从该功率级第一侧到该功率级第二侧的正向方向上通过该电感器的第一周期性电流,以向该电池模块提供功率,该第一周期性电流可以被配置为从零电流水平增加到正向电流水平,并且可以随后减小到零电流水平,当该第二周期性电流达到零电流水平时,该第一周期性电流可以在正向方向上被启动。该方法还可以包括将正向电流水平减小到零电流水平。该方法还可以包括将反向电流水平增加到反向电流限制。正向电流限制可以基本上等于反向电流限制。正向电流水平可以是零电流水平并且反向电流水平可以是反向电流限制,其中电池充电器可以在反向连续导通模式下操作。该方法还可以包括:通过输入电流传感器检测可以具有第三负载电流水平的负载电流的负载,该第三负载电流水平小于或等于功率适配器电流限制;由充电器控制器减小第二周期性电流的反向电流水平;由充电器控制器增加第一周期性电流的正向电流水平;以及由充电器控制器生成在正向方向上通过电感器的第一周期性电流可以向电池模块提供功率,当在反向方向上的第二周期性电流达到零电流水平时,可以在正向方向上启动第一周期性电流,电池充电器可以在强制连续导通模式下操作。电感器电流可以从反向方向连续地改变到正向方向。该方法还可以包括将反向电流水平减小到零电流水平;并且将正向电流水平增加到正向电流限制,电池充电器可以在正向连续导通模式下操作。

3、根据另一示例,一种电子装置可以包括:输入电流传感器,被配置为检测来自被配置为消耗电功率的负载的负载电流,输入电流传感器可以被配置为从具有功率适配器电流限制的功率适配器接收功率;电池模块,可以被配置为在一个或多个电池单元中存储和取回电功率;以及电池充电器,可以包括耦合到具有功率级第一侧和功率级第二侧的功率级的充电器控制器,功率级第一侧可以包括第一对开关元件(q1、q2),该第一对开关元件以串联布置连接并且通过输入电流传感器和电池充电器输入端耦合到功率适配器,功率级第二侧可以包括第二对开关元件(q3、q4),该第二对开关元件以串联布置连接在一起并且耦合到电池模块,第一对开关元件和第二对开关元件可以通过降压-升压转换器布置中的电感器耦合在一起,负载可以通过电池充电器输出端连接到功率级第一侧并且可以与功率级第二侧隔离。充电器控制器可以被配置为:控制第一对开关元件和第二对开关元件,以在负载电流大于电源适配器电流限制时,交替地生成包括在正向方向上通过电感器的第一周期性电流的电感器电流以对电池模块充电,并且生成在反向方向上通过电感器的第二周期性电流以利用存储在电池模块中的功率从功率适配器向负载补充功率。电感器电流可以从正向方向连续地改变到反向方向。

4、根据此示例,电子装置可以包括旁路模块,负载可以通过旁路模块连接到功率级第一侧。该装置可以包括隔离模块,负载可以通过隔离模块与功率级第二侧隔离。该装置可以包括电池电流传感器,电池模块可以通过电池电流传感器连接到功率级第二侧。充电器控制器可以被配置为通过进入强制本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种控制电池充电器的方法,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,

3.根据权利要求2所述的方法,当所述正向电流限制大于所述零电流水平并且在生成所述第二周期性电流之后,所述方法还包括:

4.根据权利要求3所述的方法,还包括:

5.根据权利要求4所述的方法,还包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其中所述正向电流限制基本上等于所述反向电流限制。

7.根据权利要求5所述的方法,

8.根据权利要求7所述的方法,还包括:

9.根据权利要求8所述的方法,还包括:

10.一种电子装置,包括:

11.根据权利要求10所述的装置,还包括旁路模块,所述负载通过所述旁路模块被连接到所述功率级第一侧。

12.根据权利要求10所述的装置,还包括隔离模块,所述负载通过所述隔离模块与所述功率级第二侧隔离。

13.根据权利要求10所述的装置,还包括电池电流传感器,所述电池模块通过所述电池电流传感器被连接到所述功率级第二侧。

14.根据权利要求10所述的装置,其中所述充电器控制器被配置为通过进入强制连续导通模式,进行以下中的至少一者来连续地转变所述电感器电流:从所述正向连续导通模式到所述反向连续导通模式,和从所述反向连续导通模式到所述正向连续导通模式。

15.一种电子系统,包括:

16.根据权利要求15所述的系统,其中所述功率适配器是AC/DC壁式适配器和USB端口中的一者。

17.根据权利要求15所述的系统,还包括旁路模块,所述负载通过所述旁路模块被连接到所述功率级第一侧。

18.根据权利要求15所述的系统,还包括隔离模块,所述负载通过所述隔离模块与所述功率级第二侧隔离。

19.根据权利要求15所述的系统,还包括电池电流传感器,所述电池模块通过所述电池电流传感器被连接到所述功率级第二侧。

20.根据权利要求15所述的系统,其中所述充电器控制器被配置为通过进入强制连续导通模式,进行以下中的至少一者来连续地转变所述电感器电流:从所述正向连续导通模式到所述反向连续导通模式,和从所述反向连续导通模式到所述正向连续导通模式。

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【技术特征摘要】

1.一种控制电池充电器的方法,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,

3.根据权利要求2所述的方法,当所述正向电流限制大于所述零电流水平并且在生成所述第二周期性电流之后,所述方法还包括:

4.根据权利要求3所述的方法,还包括:

5.根据权利要求4所述的方法,还包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其中所述正向电流限制基本上等于所述反向电流限制。

7.根据权利要求5所述的方法,

8.根据权利要求7所述的方法,还包括:

9.根据权利要求8所述的方法,还包括:

10.一种电子装置,包括:

11.根据权利要求10所述的装置,还包括旁路模块,所述负载通过所述旁路模块被连接到所述功率级第一侧。

12.根据权利要求10所述的装置,还包括隔离模块,所述负载通过所述隔离模块与所述功率级第二侧隔离。

13.根据权利要求10所述的装置,还包括电池电流传感器,所述电池模块通过所述电池电流传感器被连接到所述功率级第二侧。

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【专利技术属性】
技术研发人员:S·J·尼比尔林成根陈彦模韩翀金宪泳
申请(专利权)人:瑞萨电子美国有限公司
类型:发明
国别省市:

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