【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子电路，并且更具体地涉及包括dc-dc电力转换器电路的电力转换器电路和电池管理系统。
技术介绍
1、许多电子产品，特别是移动计算和/或通信产品和部件(例如，蜂窝电话、笔记本计算机、超级本计算机、平板设备、lcd和led显示器)需要多个电压电平。例如，射频(rf)发射器功率放大器可能需要相对高的电压(例如，12v或更高)，而逻辑电路系统可能需要低电压电平(例如，1v至3v)。还有其他电路系统可能需要中间电压电平(例如，5v至10v)。
2、直流(dc)电力转换器通常用于从公共电源，例如电池、太阳能电池和整流交流(ac)源生成较低或较高的电压。从较高的输入电压电源生成较低的输出电压电平的电力转换器通常被称为降压转换器，如此称呼是因为输出电压vout小于输入电压vin，并且因此转换器使输入电压“下降”。从较低的输入电压电源生成较高的输出电压电平的电力转换器通常被称为升压转换器，因为vout大于vin。根据特定的配置，例如哪些端子用于输入和输出，一些电力转换器可以是降压转换器或者是升压转换器。一些电力转换器可以提供反相输出。
3、现代设备，特别是移动设备(例如，蜂窝电话)，通常需要复杂的电池管理系统来优化设备使用时间和电池寿命，同时防止电池过度充电和热劣化。已知在这样的电池管理系统中利用两种不同类型的电力转换器来给设备电池充电并为设备提供系统电压。
4、被称为电感式电力转换器的一种类型的直流电力转换器可以包括电荷传送电容器和相对大的输出电感器，作为通过受控开关耦接的能量存储元件，以便将
5、图1a是现有技术的绝热两相3电平电荷泵100的一个示例的示意图。第一相子电路包括在用于输入电压vin的输入端子与开关s2和s3之间的节点lx之间串联耦接的开关s1、s2，在节点lx与参考电位(例如，电路接地)之间串联耦接的分流开关s3、s4，在如示出的开关对s1-s2与s3-s4之间连接的飞跨电容器c1，以及在节点lx与用于vout的输出端子之间耦接的相对小(例如，大约1nh到几百nh，取决于功率水平)的共享电感器ls(“s”代表“小”)。第二相子电路包括在用于vin的输入端子与开关s2'和s3'之间的节点lx之间串联耦接的开关s1'、s2'，在节点lx与参考电位之间串联耦接的分流开关s3'、s4'，在如示出的开关对s1'-s2'与s3'-s4'之间连接的飞跨电容器c1'，以及在节点lx与用于vout的输出端子之间耦接的共享电感器ls。平滑电容器c0耦接在输出端子与参考电位之间。在操作中，开关s1和s3由时钟信号一致地切换到相同的断开或闭合状态，而开关s2和s4由时钟信号一致地切换到相同的断开或闭合状态，该时钟信号相对于时钟信号(在时钟转换之间具有死区时间)相位交错(在相位之间具有死区时间)。所示示例的结果是vout＝1/2vin。开关s1'至s4'的操作是类似的，但是开关s1'和s3'由时钟信号一致地切换到相同的断开或闭合状态，而开关s2'和s4'由时钟信号一致地切换到相同的断开或闭合状态。使用两个交错相位有助于在输出端子处提供更平滑的电压和电流。
6、图1b是现有技术的3电平电感式降压转换器102的一个示例的示意图。一组四个开关s1至s4串联耦接在用于vin的输入端子与电路接地之间。飞跨电容器c1与开关s1和s4串联耦接，并且与开关s2和s3并联耦接。相对大的电感器lb(“b”代表“大”)耦接到输出电容器c0和开关s2与s3之间的节点lx。电感器lb通常具有约2倍至大于约100倍电感器ls的电感的电感。输出电容器c0两端的电压在输出端子处作为vout可获得。
7、在所示的示例中，单个飞跨电容器c1的存在使得四个开关状态能够各自在节点lx处生成三个电压电平中的一个：0v(gnd)、vin或vin/2(以两种不同的方式)。在定义lx节点处的一级电压电平的第一开关状态下，开关s3和s4闭合，并且开关s1和s2断开，从而有效地旁路c1并将lx连接到电路接地(lx处的电压电平＝gnd)。在定义lx节点处的三级电压电平的第二开关状态下，开关s3和s4断开，并且开关s1和s2闭合，从而再次有效地旁路c1并将lx连接到vin(lx处的电压电平＝vin)。
8、在定义lx节点处的二级电压电平的第三开关状态下，开关s2和s4断开并且开关s1和s3闭合，从而将c1从vin连接到lx，并且因此利用流入负载的电感器ls电流给c1充电。c1两端的电压将约为vin/2，并且lx处的电压电平也将约等于vin/2。在也定义lx节点处的二级电压电平的第四开关状态下，开关s2和s4闭合并且开关s1和s3断开，从而将c1从lx连接到gnd，并且因此利用从负载流动的电感器ls电流对c1放电。c1两端的电压将约为vin/2，并且lx处的电压电平也将约等于vin/2(这假设c1先前在状态三下被充电)。因此，所示的电感式降压转换器102具有在lx节点处生成vin/2的二级电压电平的两个开关状态。通过使用来自控制器(未示出)的脉冲宽度调制(pwm)控制信号在电平之间切换，可以实现输出电压vout的范围。
9、虽然已经提出或实现了用于电池管理系统的多个不同的架构，但是需要用于更有效和高效地提供电池管理的电路和方法。特别地，需要可以利用较少的部件来实现(从而减小尺寸)同时保持电路性能的电池管理电路配置。本专利技术解决了这一需求和其他需求。
技术实现思路
1、本专利技术包括电池管理电路配置，与常规设计相比，其可以利用较少的部件来实现(从而减小ic尺寸)，同时保持电路性能。
2、通常，本专利技术包括一种电力转换器电路，该电力转换器电路包括用于接收第一电压的第一端子、用于提供第二电压的第二端子、被配置成耦接到参考电位的第三端子、耦接到第二端子并且被配置成耦接到参考电位的电池接口电路、在第一端子与参考电位之间耦接的并且通过第一电感器耦接到电池接口电路的绝热电荷泵电路、以及在第一端子与参考电位之间耦接的并且通过第二电感器耦接到电池接口电路的电感式降压转换器电路，其中，在电力转换器电路的第一操作模式下，绝热电荷泵电路被去激活，并且电感式降压转换器电路被激活，其中，在电力转换器电路的第二操作模式下，绝热电荷泵电路被激活，并且电感式降压转换器电路被去激活，并且其中，绝热电荷泵电路和电感式降压转换器电路共享电池接口电路和以下中的至少一个：(1)耦接到第一端子的电力开关和耦接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电力转换器电路，包括：
2.一种电力转换器电路，包括：
3.根据权利要求2所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
4.根据权利要求2所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
5.一种电力转换器电路，包括：
6.根据权利要求5所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
7.根据权利要求5所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
8.一种电力转换器电路，包括：
9.根据权利要求8所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
10.根据权利要求8所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
11.一种电力转换器电路，包括：
12.根据权利要求11所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大
13.根据权利要求11所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
14.一种电力转换器电路，包括：
15.根据权利要求14所述的电力转换器电路，其中，所述第一电感器具有比所述第二电感器显著更大的电感。
16.根据权利要求14所述的电力转换器电路，其中，所述第一电感器具有大于约2倍所述第二电感器的电感的电感。
17.根据权利要求14所述的电力转换器电路，其中，在所述电力转换器电路的所述第一操作模式下，所述绝热电荷泵电路被配置为两相绝热电荷泵电路，并且其中，在所述电力转换器电路的所述第二操作模式下，所述电感式降压转换器电路被配置为双支路电感式降压转换器电路。
18.一种电力转换器电路，包括：
19.根据权利要求18所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
20.根据权利要求18所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
21.根据权利要求18所述的电力转换器电路，其中，在所述电力转换器电路的所述第二操作模式下，所述电感式降压转换器电路被配置为两电平电感式降压转换器电路。
22.一种电力转换器电路，包括：
23.根据权利要求22所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
24.根据权利要求22所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
25.根据权利要求22所述的电力转换器电路，还包括：
26.一种电力转换器电路，包括：
27.根据权利要求26所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
28.根据权利要求26所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
29.一种电力转换器电路，包括：
30.根据权利要求29所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
31.根据权利要求29所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
32.一种电池管理系统，包括：
33.一种电池管理系统，包括：
34.根据权利要求33所述的电力转换器电路，其中，N＝K+1。
35.根据权利要求33所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
36.根据权利要求33所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
37.一种电池管理系统，包括：
38.根据权利要求37所述的电力转换器电路，其中，N＝K+1。
39.根据权利要求37所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
40.根据权利要求37所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
41.一种电池管理系统，包括：
42.根据权利要求41所述的电池管理系统，其中，K＝i(N-1)，其中i是≥1的整数。
43.根据权利要求41所述的电池管理系统，其中，N＝iK+1，其中...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电力转换器电路，包括：
2.一种电力转换器电路，包括：
3.根据权利要求2所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
4.根据权利要求2所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
5.一种电力转换器电路，包括：
6.根据权利要求5所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
7.根据权利要求5所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
8.一种电力转换器电路，包括：
9.根据权利要求8所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
10.根据权利要求8所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
11.一种电力转换器电路，包括：
12.根据权利要求11所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
13.根据权利要求11所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
14.一种电力转换器电路，包括：
15.根据权利要求14所述的电力转换器电路，其中，所述第一电感器具有比所述第二电感器显著更大的电感。
16.根据权利要求14所述的电力转换器电路，其中，所述第一电感器具有大于约2倍所述第二电感器的电感的电感。
17.根据权利要求14所述的电力转换器电路，其中，在所述电力转换器电路的所述第一操作模式下，所述绝热电荷泵电路被配置为两相绝热电荷泵电路，并且其中，在所述电力转换器电路的所述第二操作模式下，所述电感式降压转换器电路被配置为双支路电感式降压转换器电路。
18.一种电力转换器电路，包括：
19.根据权利要求18所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
20.根据权利要求18所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
21.根据权利要求18所述的电力转换器电路，其中，在所述电力转换器电路的所述第二操作模式下，所述电感式降压转换器电路被配置为两电平电感式降压转换器电路。
22.一种电力转换器电路，包括：
23.根据权利要求22所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的电感。
24.根据权利要求22所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有大于约2倍所述第一电感器的电感的电感。
25.根据权利要求22所述的电力转换器电路，还包括：
26.一种电力转换器电路，包括：
27.根据权利要求26所述的电力转换器电路，其中，所述第二电感器具有比所述第一电感器显著更大的...
【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·M·朱利亚诺，格雷戈里·什琴斯钦斯基，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：
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