[发明专利]一种电源自主管理适配器电路及充电控制方法

说明书

本发明公开了一种电源自主管理适配器电路及充电控制方法，包括交流‑直流电压变换电路、直流非稳压变换电路、直流精准调压电路、通信控制电路。交流‑直流电压变换电路将输入的电网交流电压转化为直流电压，输入到直流非稳压变换电路中，直流非稳压变换电路实现直流高电压至低电压非稳压变换，直流非稳压变换电路输出信号作为直流精准调压电路的输入信号，直流精准调压电路根据充电设备确定恒定的电压输出；通信控制电路实现通信功能以及对交流‑直流电压变换电路、直流非稳压变换电路和直流精准调压电路进行控制。本电路减小了损耗，消除了充电芯片过热对设备导致的隐患，实现了对设备供电的实时控制，具有相当好的应用前景。

技术领域

本发明属于电源技术领域，更具体地，涉及一种电源自主管理适配器电路及充电控制方法。

背景技术

传统的便携式计算机电源中普遍采用的时硅基功率器件，经过近几十年的长足发展，其性能已经接近其理论的极限，逐渐不能满足目前对计算机电源高效、高功率密度、轻量化的要求，成为制约未来计算机电源技术发展的瓶颈之一。此外，传统的便携式计算机充电器普遍采用两级式拓扑结构，在便携式计算机内部还需要一级DC-DC进行锂电池充电控制，在采用3C大电流快充的情况下这一级DC-DC的发热会很严重，导致便携式计算机发热，严重影响了整体的性能。

当前便携式计算机电源管理技术目前还处于比较分散的状态，虽然有部分功能实现高密度耦合，但远达不到用户需要的目的，电源管理需要硬件的支持，因此亟需研制基于新材料的高效高可靠硬件电路。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种电源自主管理适配器电路及充电控制方法，旨在解决目前便携计算机在3C大电流快充电情况下主机内部发热以及电源供电不能满足实时控制的问题。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种基于数字控制的电源自主管理适配器电路，包括交流-直流电压变换电路、直流非稳压变换电路、直流精准调压电路、通信控制电路四个部分；交流-直流电压变换电路将输入的电网交流电压转化为直流电压，输入到直流非稳压变换电路中，直流非稳压变换电路实现直流高电压至低电压非稳压变换，直流非稳压变换电路输出信号作为直流精准调压电路的输入信号，直流精准调压电路根据充电设备确定恒定的电压输出；通信控制电路实现通信功能以及对交流-直流电压变换电路、直流非稳压变换电路和直流精准调压电路进行控制。

进一步地，交流-直流电压变换电路包括EMI滤波模块、整流模块、BOOST功率因数校正模块和输出滤波模块；EMI滤波模块通过电容器和电感滤除交流电压中的干扰信号，整流模块实现交流-直流电压变换，将交流电压转化为直流电压；BOOST功率因数校正模块将整流模块输出的直流电压进行升压以及功率因数的校正，再通过输出滤波模块进行滤波得到输出。

进一步地，直流非稳压变换电路包括开关逆变模块、谐振网络模块，平面变压器和同步整流模块；开关逆变模块和同步整流模块的开关管导通时序由通信控制电路控制，每个工作周期导通时序差在初始设定值的基础上，通过PID计算进行预测，作为下一个周期通信控制电路PWM驱动输出依据，实现直流高电压至低电压非稳压变换。

进一步地，直流精准调压电路为BUCK-BOOST型电路，具备多路输出，实现输出电压电流精准调节，在通信控制电路未改变电路参数时，保持电压或电流输出值不变。

进一步地，通信控制电路包括DSP控制器、经由I2C通信接口连接的SMBUS总线；DSP控制器通过I2C通信接口与SMBUS总线相连，SMBUS总线连接至主机；电源自主管理适配器电路由DSP控制器进行控制，通过SMBUS总线实现与主机的通信交互功能；主机完成对电池供电的参数的测量、计算、控制功能，并通过SMBUS总线把电路设定参数传递到DSP控制器。