[实用新型]交流/直流快充系统及用于其的快充协议芯片

说明书

公开了一种交流/直流快充系统及用于其的快充协议芯片。用于交流/直流快充系统的快充协议芯片包括恒压放大器和恒压补偿电路，其中：恒压放大器的第一端子与快充协议芯片中的第一数模转换器的输出端连接，第二端子与恒压补偿电路的第一端子连接，第三端子与恒压补偿电路的第二端子连接，第四端子与快充协议芯片的芯片供电脚连接，第五端子与快充协议芯片的光耦驱动脚连接；恒压补偿电路的第一端子与恒压放大器的第二端子连接，第二端子与恒压放大器的第三端子连接，第三端子与快充协议芯片的电压输入脚连接，第四端子接地。

技术领域

本实用新型涉及电路领域，更具体地涉及一种交流/直流快充系统及用于其的快充协议芯片。

背景技术

在交流/直流(AC/DC)快充系统中，由于输出电压的档位多、步进小，为了能输出精确的恒压/恒流(CV/CC)，通常在变压器的副边侧进行恒压/恒流(CV/CC)环路补偿。相对于传统的TL431补偿方式，目前更多的做法是将TL431误差放大器集成在快充协议芯片上，并将TL431补偿电路设置在快充协议芯片外部，以节省快充协议芯片的面积。

图1示出了传统的AC/DC快充系统100的系统架构的示意图。如图1所示，AC/DC快充系统100包括设置在变压器T1的原边侧的脉宽调制(PWM)控制芯片102、设置在变压器T1的副边侧的同步整流(SR)控制芯片104、以及设置在变压器T1的副边侧的快充协议芯片106，其中：PWM控制芯片102用于控制功率管P1的导通和关断；SR控制芯片104及其控制的场效应晶体管用于代替肖特基二极管实现同步整流功能，可以大大提高AC/DC快充系统100的充电效率；快充协议芯片106集成了快充协议和恒压/恒流环路的误差放大器部分，而恒压/恒流环路的补偿电路设置在快充协议芯片106外部。

当图1所示的AC/DC快充系统100工作时，快充协议芯片106通过通讯脚CC1/CC2/DP/DN与被充电设备进行通讯，并且通讯脚CC1/CC2/DP/DN被提供以不同的电压/电流/功率。具体地，快充协议芯片106通过通讯脚CC1/CC2或者DP/DN与被充电设备通讯，告知被充电设备AC/DC快充系统100支持的电压、电流、以及功率等信息，同时可以响应被充电设备要求的电压和电流等控制要求。

图2示出了用在图1所示的AC/DC快充系统100中的反激式控制架构的示意图。如图2所示，变压器T1的原边电感Np和副边电感Nsec为异名端；在功率管P1导通期间，原边电感Np储存能量；在功率管P1关断期间，原边电感Np将储存的能量传递到副边电感Nsec，副边电感Nsec退磁并将能量提供给负载Ro。

图3示出了用在图1所示的AC/DC快充系统100中的快充协议芯片106的内部架构的示意图。如图3所示，快充协议芯片106包括恒压放大器和恒流放大器，它们的工作原理如下：在恒压工作模式下，恒流放大器处于开环状态，恒压放大器将AC/DC快充系统100的输出电压Vo经由片外分压电阻Rup和Rdn分压得到的分压值vo_div(由电压采样脚VFB输入快充协议芯片106)与内部恒压基准电压vref_cv进行比较，将两者的误差通过误差放大器CV_EA的放大后送到漏极开路结构的N型金属-氧化物-半导体(NMOS)晶体管NM_CV转换成光耦电流，将信号传递给变压器T1的原边侧的PWM控制芯片102的反馈脚FB从而将AC/DC快充系统100的输出电压Vo调节到设定值；在恒流工作模式下，恒压放大器处于开环状态，恒流放大器将AC/DC快充系统100的输出电流的采样放大值vcs_amp与内部恒流基准电压vref_cc进行比较，将两者的误差通过误差放大器CC_EA的放大后送到漏极开路结构的NMOS晶体管NM_CC转换成光耦电流，将信号传递给变压器T1的原边侧的PWM控制芯片102的反馈脚FB从而将AC/DC快充系统100的输出电流调节到设定值。

在图1所示的AC/DC快充系统100中，恒流放大器和恒压放大器的补偿电路均设置在快充协议芯片106外部，即恒压放大器的补偿电路跨接在快充协议芯片106的光耦驱动脚OPTO和电压采样脚VFB之间，恒流放大器的补偿电路跨接在快充协议芯片106的光耦驱动脚OPTO和电流采样放大脚IFB之间。