[发明专利]电容式电源转换电路与充电控制方法

说明书

一种电容式电源转换电路，用以在一充电模式下，将一汇流节点上的一直流电源转换为一充电电源而对一电池充电，且在一供电模式下，转换该电池电压于该汇流点上产生一供电电压；电容式电源转换电路包括：一转换开关电路，包括多个转换开关，与一或多个转换电容器耦接；以及一转换控制电路，用以产生一开关控制讯号，以控制该多个转换开关；在充电模式下，该多个转换开关控制该多个转换电容器的耦接使得该充电电流的位准大致上为该预设的直流电流位准的一默认的增流倍数，而在供电模式下，该多个转换开关控制该多个转换电容器的耦接使得该供电电压的位准大致上为该电池电压位准的一默认的增压倍数。本发明还提出电容式电源转换电路中的充电控制方法。

技术领域

本发明涉及一种电容式电源转换电路，特别是指一种可双向进行倍增电流或倍增电压的电容式电源转换电路。本发明也涉及用于电容式电源转换电路中的充电控制方法。

背景技术

图1揭示一种现有技术的充电电路(充电电路1)，其包含一具有直接充电能力的电源适配器(adaptor)11，可提供充电电流ICHG经由一缆线20(例如USB缆线)以及一负载开关40(load switch)对一电池50进行恒定电流(CC,constant current)充电，其中直流电流IDC与充电电流ICHG大致上相等。然而图1中所示的现有技术，在使用例如USB缆线等标准缆线的情况下，其缆线的电流限额一般来说相对较低，例如约为5A或以下，充电时间因而较长。若欲加速充电时间而提高充电电流(例如8A或以上)，则必须使用线径较粗的专用快速充电缆线，除了因使用非标准缆线造成使用者的不便之外，快速充电缆线也因为线径较粗不易挠曲而不便于使用。

图2A揭示另一种现有技术的充电电路(充电电路2)，其包含一切换式转换电路60，在充电模式下，可将电源适配器11所提供的电源(例如但不限于USB PD的5V或9V或12V的VBUS)转换为充电电流ICHG，而对电池50进行恒定电流(CC,constant current)充电，在此现有技术中，充电电流ICHG可大于直流电流IDC。而在供电模式下，图2A的现有技术亦可支持USB OTG(On-The-Go)规格，请参阅图2B，其中切换式转换电路60可逆向地将电池电压VBAT转换成为符合USB OTG规格的输出电源(例如符合USB或USB PD的VBUS)，用以例如供电于一OTG规格的负载(未示出)。图2A与图2B中所示的现有技术的缺点在于，特别在相对较大的恒定充电电流ICHG需求下，切换式充电电路60中，难以选用合适规格的电感器与开关(未示出)来兼顾充电电流量、电流涟波幅度、开关导通电阻、能量转换效率等各种参数的优化，导致设计优化不易达成。

本发明相较于图1的现有技术，其优点在于可提供倍增的充电电流对电池充电，可缩短充电时间，却又可以使用如USB缆线等标准缆线，在相对较低的缆线电流下操作，方便使用者的应用，而本发明相较于图2A与图2B的现有技术而言，具有无需电感器，缩小尺寸，降低成本，以及零件选用易于优化以达最佳能量转换效率等优点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种电容式电源转换电路与充电控制方法，能够提供倍增的充电电流对电池充电，可缩短充电时间，却又可以使用如USB缆线等标准缆线，在相对较低的缆线电流下操作，方便使用者的应用；另外，具有无需电感器，缩小尺寸，降低成本，以及零件选用易于优化以达最佳能量转换效率等优点。