高效率充電系統(tǒng)與應(yīng)用于其中的充電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種充電系統(tǒng)與應(yīng)用于其中的充電電路，特別是指一種根據(jù)輸入電壓和輸出電壓間壓差來(lái)控制功率損耗的高效率充電系統(tǒng)與應(yīng)用于其中的充電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的充電系統(tǒng)如圖1所示，包含一供電端10和一受電端20，兩者經(jīng)由纜線70而連接。受電端20例如為一攜帶式電子裝置，如手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、筆記本電腦等。供電端10例如為一適配器(adaptor)。
[0003]在這種充電系統(tǒng)架構(gòu)下，如何達(dá)成最高的能量運(yùn)用效率，并節(jié)省硬件成本，是一項(xiàng)重要的課題。此外，在盡可能高的能量運(yùn)用效率之下，也必須考慮到非常規(guī)情況發(fā)生時(shí)，如何給予電路恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。
[0004]本發(fā)明即是針對(duì)上述課題而提出一種高效率充電系統(tǒng)與應(yīng)用于其中的充電電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種高效率充電系統(tǒng)與應(yīng)用于其中的充電電路，能夠根據(jù)輸入電壓和輸出電壓間壓差來(lái)控制功率損耗，并在非常規(guī)情況發(fā)生時(shí)，給予電路恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。
[0006]為達(dá)上述目的，就其中一觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種高效率充電系統(tǒng)，包含一供電端與一受電端，經(jīng)由一纜線而連接以自該供電端對(duì)該受電端傳送電能，該纜線包括正負(fù)電源傳輸線與一訊號(hào)傳輸線，其中，該受電端包含:一電壓轉(zhuǎn)換電路，用以將該供電端提供的一可調(diào)輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓，并產(chǎn)生一輸出電流，以對(duì)一電池進(jìn)行充電，其中該電壓轉(zhuǎn)換電路根據(jù)該可調(diào)輸入電壓與該輸出電壓之間的一壓降，而適應(yīng)性地調(diào)整可調(diào)輸入電壓和該輸出電流；以及一第一控制電路，耦接于該電壓轉(zhuǎn)換電路，該第一控制電路感測(cè)該可調(diào)輸入電壓與該輸出電壓，并根據(jù)該可調(diào)輸入電壓與該輸出電壓之間的該壓降，而傳送一傳輸訊號(hào)至該供電端，以指示該供電端控制該可調(diào)輸入電壓，由此控制該壓降于一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
[0007]在一種較佳的實(shí)施型態(tài)中，當(dāng)該可調(diào)輸入電壓與該輸出電壓之間的該壓降高于一壓降臨界值時(shí)，該電壓轉(zhuǎn)換電路調(diào)降該輸出電流。
[0008]在一種較佳的實(shí)施型態(tài)中，該供電端包括:一電源轉(zhuǎn)換器，用以提供該可調(diào)輸入電壓；以及一第二控制電路，耦接于該電源轉(zhuǎn)換器，該第二控制電路根據(jù)該第一控制電路所產(chǎn)生的該傳輸訊號(hào)，產(chǎn)生一控制訊號(hào)，以控制該電源轉(zhuǎn)換器調(diào)整該可調(diào)輸入電壓。
[0009]在一種較佳的實(shí)施型態(tài)中，該電壓轉(zhuǎn)換電路包括一線性穩(wěn)壓器(Low DropOut (LDO) Regulator)。
[0010]在一種較佳的實(shí)施型態(tài)中，該電壓轉(zhuǎn)換電路包括:一功率開關(guān)，具有一控制端、一電流流入端、及一電流流出端，該電流流入端耦接于該可調(diào)輸入電壓，該電流流出端耦接于該輸出電壓；一誤差放大器，根據(jù)該輸出電壓或其相關(guān)訊號(hào)以及一電壓參考值，產(chǎn)生一誤差放大訊號(hào)，由此控制該功率開關(guān)的該控制端；一電流比較電路，根據(jù)該輸出電流或其相關(guān)訊號(hào)以及一電流參考值，產(chǎn)生一控制訊號(hào)；以及一輔助控制電路，根據(jù)該電流比較電路產(chǎn)生的該控制訊號(hào)，以控制該功率開關(guān)的該控制端，由此調(diào)節(jié)該輸出電流。
[0011]在一種較佳的實(shí)施型態(tài)中，高效率充電系統(tǒng)還包括:一電流參考值產(chǎn)生電路，根據(jù)該可調(diào)輸入電壓與該輸出電壓，產(chǎn)生該電流參考值。
[0012]在一種較佳的實(shí)施型態(tài)中，該電流參考值產(chǎn)生電路接受一壓降臨界值與一電流上限值的設(shè)定，以使得當(dāng)該壓降高于該壓降臨界值時(shí)，該電壓轉(zhuǎn)換電路調(diào)降該輸出電流，又當(dāng)該壓降低于該壓降臨界值時(shí)，該輸出電流維持于一電流上限值。
[0013]在一種較佳的實(shí)施型態(tài)中，該電流參考值產(chǎn)生電路包括:一加法電路，根據(jù)該可調(diào)輸入電壓與該輸出電壓，產(chǎn)生該可調(diào)輸入電壓與該輸出電壓之間的該壓降的相關(guān)訊號(hào)；以及一反向變化電路，耦接于該加法電路，該反向變化電路根據(jù)該壓降的相關(guān)訊號(hào)，產(chǎn)生該電流參考值，其中當(dāng)該壓降相對(duì)較高時(shí)，該電流參考值相對(duì)較低，又當(dāng)該壓降相對(duì)較低時(shí)，該電流參考值相對(duì)較高。
[0014]在一種較佳的實(shí)施型態(tài)中，該第一控制電路包括:一多任務(wù)器，接收該可調(diào)輸入電壓與該輸出電壓的感測(cè)值；一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，耦接于該多任務(wù)器，將該多任務(wù)器相關(guān)于該可調(diào)輸入電壓或該輸出電壓的一輸出轉(zhuǎn)換成一數(shù)字訊號(hào)；以及一微控制器，親接于該多任務(wù)器與該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，該微控制器指示該多任務(wù)器選擇輸出相關(guān)于該輸入電壓或該輸出電壓的信息，并根據(jù)該數(shù)字訊號(hào)，產(chǎn)生該傳輸訊號(hào)傳送至該供電端，以指示該供電端控制該可調(diào)輸入電壓，由此控制該壓降于該預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，以及根據(jù)該數(shù)字訊號(hào)，產(chǎn)生一控制訊號(hào)而控制該電壓轉(zhuǎn)換電路以調(diào)整該輸出電流，及/或調(diào)整該輸出電壓。
[0015]為達(dá)上述目的，就另一觀點(diǎn)言，本發(fā)明也提供了一種應(yīng)用于充電系統(tǒng)中的充電電路，該充電系統(tǒng)以一供電端經(jīng)由一纜線對(duì)一受電端傳送一輸入電壓，該充電電路位于該受電端，用以接收該輸入電壓以對(duì)一電池進(jìn)行充電，其中，該充電電路包含:一電壓轉(zhuǎn)換電路，用以將該輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓，并產(chǎn)生一輸出電流，以對(duì)該電池進(jìn)行充電；以及一控制電路，耦接于該電壓轉(zhuǎn)換電路，該控制電路根據(jù)該輸入電壓與該輸出電壓之間的一壓降，產(chǎn)生一第一控制訊號(hào)控制該電壓轉(zhuǎn)換電路以調(diào)整該輸出電流，由此使得當(dāng)該輸入電壓與該輸出電壓之間的該壓降高于一壓降臨界值時(shí)，該電壓轉(zhuǎn)換電路調(diào)降該輸出電流。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1標(biāo)出現(xiàn)有技術(shù)的充電系統(tǒng)的方塊示意圖；
[0017]圖2示出本發(fā)明一實(shí)施例的高效率充電系統(tǒng)的方塊示意圖；
[0018]圖3示出本發(fā)明一實(shí)施例的控制電路22的方塊示意圖；
[0019]圖4標(biāo)出本發(fā)明一實(shí)施例的電壓轉(zhuǎn)換電路的方塊示意圖；
[0020]圖5舉例示出圖4實(shí)施例的其中一種【具體實(shí)施方式】；
[0021]圖6A不出本發(fā)明一實(shí)施例的電流參考值產(chǎn)生電路的方塊不意圖；
[0022]圖6B示出本發(fā)明的電流參考值產(chǎn)生電路的更詳細(xì)實(shí)施例；
[0023]圖7A標(biāo)出本發(fā)明的電壓電流轉(zhuǎn)換電路2211的一實(shí)施例；
[0024]圖7B標(biāo)出本發(fā)明的電壓電流轉(zhuǎn)換電路2212的一實(shí)施例。
[0025]圖中符號(hào)說(shuō)明
[0026]200高效率充電系統(tǒng)
[0027]10 供電端
[0028]11 電源轉(zhuǎn)換器
[0029]12 控制電路
[0030]20 受電端
[0031]70 纜線
[0032]71 正電源傳輸線
[0033]72 訊號(hào)傳輸線
[0034]73 負(fù)電源傳輸線
[0035]21 電壓轉(zhuǎn)換電路
[0036]211誤差放大器
[0037]212電流比較電路
[0038]2121 電阻
[0039]2122誤差放大器
[0040]2123 晶體管
[0041]213輔助控制電路
[0042]2131、2132 晶體管
[0043]2132 晶體管
[0044]2133、2134 電阻
[0045]214功率開關(guān)
[0046]215、216 電阻
[0047]22 控制電路
[0048]220 電流參考值產(chǎn)生電路
[0049]221加法電路
[0050]222反向變化電路
[0051]2211、2212 電壓電流轉(zhuǎn)換電路
[0052]2231、2232 晶體管
[0053]2234、2235 晶體管
[0054]2240、2241 晶體管
[0055]2245、2246 晶體管
[0056]225微控制器
[0057]226多任務(wù)器
[0058]227模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
[0059]2270 電阻
[0060]23 電池
[0061]310誤差放大器
[0062]311?313 晶體管
[0063]315 電阻
[0064]87 電壓感測(cè)元件
[0065]88 電流感測(cè)元件
[0066]CC1、CC2 節(jié)點(diǎn)
[0067]FBl輸出電壓Vo的分壓
[0068]1 輸出電流
[0069]Il ?18 電流
[0070]12123 電流
[0071]12131 電流