[发明专利]高效率的电池唤醒充电方法和电路

说明书

技术领域

本发明系关于电源管理拓扑结构，具体为电池充电控制器。

背景技术

各种便携式电子装置都有一个电源管理系统，该系统监视、控制并引导各种电源给电子装置的系统负载供电。这些电源通常都包括一个固定输出的交流直流(ACDC)适配器和一个或多个可充电电池。该电源系统包括一个电源转换模块，例如，一个直流/直流转换器，该转换器可把ACDC适配器提供的固定直流电压转换为一个精确的可控制的可变输出直流电压给电池充电。

电源系统从ACDC适配器或主电池供电给系统，如果符合适当的条件，并进行电池充电。如此，通常有一个用于选择性的连接ACDC适配器和系统的ACDC电源开关，一个用于选择性的连接主电池和系统的电池开关，以及一个连接主电池和直流/直流转换器的输出来充电的充电开关。当系统由ACDC适配器供电时，ACDC电源开关闭合，而电池开关断开，充电开关可以是闭合或者断开。相反，当系统由电池供电时，电池开关闭合，而ACDC电源开关和充电开关皆断开。

为了使电池充电达到其最大工作电压，ACDC适配器的输出电压通常选择为高于电池的最大工作电压(通常至少高出1至2伏)。因为ACDC适配器的输出电压为固定值，而电池的输出电压可能变化很大(根据充电状态)，所以ACDC适配器和电池不能在某段时间并联给系统负载供电。这种电压差异会导致产生高电压电源(ACDC适配器)到低电压电源(电池)之间的不需要的内部电流。结果是，为了解决系统的暂时高电压需要，ACDC适配器通常会偏大，从而大大增加了电源系统的成本。

另外，因为ACDC适配器的输出电压固定，它的输出电压不能用来给要求精确充电电压和电流控制的电池充电。如此，必须有一个由直流/直流转换器完成第二步电源转换步骤。第二步电源转换步骤进一步造成了成本的增加并且降低了电源系统的总效率。

因此，本领域对电源管理拓扑结构存在一种需要，即电源管理拓扑结构能仅用一步电源转换就可提供一个可控制直流输出给系统负载和电池，或能使并联的可控制直流电源和电池给系统负载供电，或者同时具有上述两个特征。

发明内容

本发明之优点在于提供了一种用于高效地给电池充电的方法和电路，该方法和电路缩短了充电时间，并节约了成本。

本发明提供了一种用于给电池充电的方法。该方法的步骤包括生成一个第一信号，其电压值取决于电池电压，将第一信号的电压值与一个可设定的电压相比较，该可设定的电压值代表了电池的最大充电电流，生成一个第二信号，该信号代表了提供给电池的充电电流。第二信号的电压值从第一信号和可设定电压的电压值中选取较小值。

本发明提供了一种可变唤醒电路，该电路可提供一个唤醒信号，该信号代表了一个提供给电池的充电电流。可变唤醒电路包括一个信号处理电路和一个比较电路。信号处理电路可能为一个加法类型电路，该电路接收一个第一可设定电压，该电压代表最小唤醒电流，接收一个第三信号，该信号代表电池电压。信号处理电路用于生成一个第一输出信号，其电压值取决于第一可设定电压和第三信号。比较电路用于接收第一输出信号和第二可设定电压，第二可设定电压代表允许的最大唤醒电流，比较电路还用于生成唤醒信号。唤醒信号的电压值从第一输出信号和第二可设定电压的电压值之中选取较小值。

本发明还提供了一种可变唤醒电路，该电路通过一个串联在电池充电路径上的电流控制设备至少可设定和控制一个提供给电池的唤醒电流。该可变唤醒电路包括一个可变唤醒电流值电路、一个误差放大器和一个驱动电路。可变唤醒电流值电路响应一个第一信号，该信号代表电池的瞬间电压，响应一个第一可设定电压，该电压代表电池的最小唤醒电流，并响应一个第二可设定电压，该电压代表电池允许的最大唤醒电流。可变唤醒电流值电路还可生成一个唤醒信号，该信号代表用于电池充电的唤醒电流。该唤醒信号的电压值至少取决于第一可设定电压和第一信号的电压值。误差放大器接收上述唤醒信号和一个电池电流检测信号，该电池电流检测信号代表流经电流控制设备的电池的瞬间充电电流。误差放大器根据唤醒信号和电池电流检测信号的差值生成一个误差信号。驱动电路至少根据上述误差信号生成一个设备驱动信号。该设备驱动信号可命令电流控制设备根据唤醒信号的值将瞬间充电电流保持在一个相应的大小。