[发明专利]带有简化电路的电源装置

说明书

本发明涉及电源装置，更具体地说，涉及用于带有电池的设备的电源装置。

这种带有电池的设备例如笔记本式个人计算机通常采用一个将商用交流电源转换为直流电源的交流适配器或采用内装式电池，这种设备一般还配有一个充电器，以便当交流适配器工作时为电池充电。

图1是一个常规的电源装置的电路结构示意图。

参见图1，该电源装置包括一个交流适配器111，一个电池112，一个充电器113，一个电流感应电路114，一个直流/直流变换器115，一个交流/直流变换器117，一个微处理器118，一个放电控制电路119和对接二极管D1-D3。

在正常情况下，交流适配器111向该设备提供比电池112(例如一个锂电池)电压高的电压。

充电器113用交流适配器111所馈给的电能为电池112充电。

电流传感电路114检测电池112的充电电流和放电电流。

直流/直流变换器115将交流适配器111或电池112的输出电压变换为适宜于负载116的电压。

交流/直流变换器117将由电流感应电路114感应的模拟电流值变换成数字电流值。

微处理器118的作用是控制电池112的充电和放电电平。

放电控制电路119控制电池112的放电电平。

对接二极管D1用于防止使用中的电池112的电能漏到交流适配器111中。

对接二极管D2用于防止使用中的电池112的电能漏到充电器113中。

对接二极管D3用于防止交流适配器111中的电能漏到电流感应电路114中。

现在描述图1所述的电路结构的工作过程。

当交流适配器111工作时，电能通过二极管D1供给直流/直流变换器115。这个直流/直流变换器115根据所提供的电源产生适宜负载116用的电压。如上所述，二极管D3用于防止交流适配器111中的电能漏到电流感应电路114中。

交流适配器的电能也提供给处于充电控制下的充电器113。充电电流通过二极管D2提供给电流感应电路114的输入端，充电功率从电流感应电路114传输给电池112。由电流感应电路114感应的模拟电流供给交流/直流变换器117，交流/直流变换器117将这个模拟电流变换成数字值，并且通知MPU118这个数字电流的电平。MPU118根据交流/直流变换器117的输出电流计算出充电电平。当检测出存在过充电时，MPU118通知充电器113已过充电。

现在说明电能是如何从电池112供给负载116的。

当交流适配器111不工作时，二极管D1-D3的阴极电压下降到低于电池112的电压，这时电池112开始向负载116供电(此后，我们将视为这样的状态：电源未与交流适配器111相连接，和当电源故障时输出电压下降到异常低的水平，通常低于电池电压)。

电池112的电能的放电受到放电控制电路119的控制，然后通过电流感应电路114和二极管D3供给直流/直流变换器115。这个直流/直流变换器115根据所提供的电压产生一个适宜负载116用的电压。如上所述，二极管D1用于防止电池112的电能漏到交流适配器111中，二极管D2用于防止电池112的电能漏到充电器113中。

电流感应电路114检测出电池112的放电电流和将检测出的模拟电流供给交流/直流变换器117。交流/直流变换器117将模拟电流变换成数字电流值，并且传送给MPU118。MPU118根据由交流/直流变换器117产生的放电电流的数字值监控这个放电电流。当发生过放电现象时，由MPU118通知放电控制电路119。放电控制电路119根据MPU118发出的有关指令停止放电操作。

图2表示一个常规的充电器的电路结构。图2特别展示了锂电池的恒压及恒流结构。

在图2中，充电器113包括一个由一个线圈L，一个电阻R，一个电容C和一个二极管D4构成的回扫电路；一个开关电路121；一个栅极控制电路122；和一个充电控制信号发生器120。充电控制信号发生器120包括PWM比较器123，误差放大器124、125和一个振荡器126。

开关电路121作为控制交流适配器电压Vin的输入的开关，从而控制充电器113的输出电压Vout。

栅极控制电路122控制开关电路121的闭合及断开。

PWM比较器123接收误差放大器124、125的输出，并且将已接收的输出与来自振荡器126的参考电压相比较，以便产生控制栅极控制电路122的工作的控制信号。

误差放大器124接收电压感应电阻R上的电压，检测充电器113的输出电流电平。

放大器125检测输出电压Vout。