[发明专利]一种双向电源转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，更具体地说，涉及一种双向电源转换电路。

背景技术

现在便携式产品越来越多地采用移动充电电源，移动充电电源首先需要将外部电源例如适配器的能量存储在电源的充电电池例如锂电池中，当需要放电时，移动充电电源在内部控制电路的控制下，将充电电池中能量转换为负载所需要的能量。

采用双向直流变换是移动充电电源的功率变换电路的首选，现有技术中通常通过充电控制模块和放电控制模块来进行上述电能的转换，并且各自模块需要独立的外围元件才能实现，整个电路集成比较复杂，控制成本高。此外，在现有技术中，对于在充电器输入端口电压小于充电电池电压的情况下，电池会倒充放电造成能量损失；再次，若放电输出发生短路，充电电池可能会直接到地放电。最后，现有技术中的双向直流变换很少设置有输出过压保护功能，当反馈环路出现故障时，输出电压有可能超过最大极限电压造成系统损毁。

本发明在于提出一种低成本的移动充电电源，通过将充电和放电的控制电路用一个电路模块来实现，以大大提高系统的集成度，降低成本。并且通过对电路的优化处理以解决上述存在的其它各方面问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种双向电源转换电路，通过将控制充电和放过的电路整合为一起，提高系统的集成度，降低成本。

依据本发明的一种双向电源转换电路，其输入端口接一外部适配器，输出端口接一负载，所述双向电源转换电路包含有一充电电池，还包括连接在输入端口和输出端口的功率传输电路，第一功率开关管、第二功率开关管和充放电控制电路，

所述第一功率开关管和所述第二功率开关管串联连接于所述功率传输电路与输出端口的公共连接点和地之间；

当充电过程中，所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管的开关状态以使所述双向电源转换电路以线性工作模式将外部适配器能量转换至所述充电电池中；

当放电过程中，所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管的开关状态以使所述双向电源转换电路以升压工作模式将所述充电电池中的能量转换至输出端口以供负载使用。

优选的，所述功率传输支路包括一二极管，所述二极管的阳极连接于所述输入端口，阴极连接于所述输出端口。

优选的，所述第一功率开关管为P型场效应管，所述第二功率开关管为N型场效应管。

进一步的，还包括源漏极选择电路，所述源漏极选择电路的输入端连接所述充放电控制电路，输出端连接所述第一功率开关管。

进一步的，还包括输入电压检测电路，用以检测所述双向电源转换电路的输入端口是否存在外部适配器。

优选的，当所述输入电压检测电路检测所述适配器存在时，所述二极管导通，所述充放电控制电路控制第二功率开关管关断，并且控制第一功率开关管的开关状态以使所述双向电源转换电路以线性工作模式将外部适配器能量转换至所述充电电池中。

优选的，在所述外部适配器给所述充电电池充电的过程中，所述充放电控制电路通过检测所述第一功率开关管的电流以选择涓流充电模式或恒流充电模式或恒压充电模式。

优选的，当所述输入电压检测电路检测所述适配器不存在时，如所述输出端口没有负载时，则所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管都关断，以阻断所述充电电池的放电路径；

如所述输出端口存在负载时，则所述充放电控制电路控制所述第一功率开关管和第二功率开关管的工作状态，以使所述双向电源转换电路以同步升压工作模式将所述充电电池中的能量转换至输出端口以供负载使用。

进一步的，还包括电池电量监测电路，用以监测所述充电电池的电量。

进一步的，还包括过压保护电路，所述过压保护电路连接在输出端口和所述充放电控制电路之间，用以防止所述双向电源转换电路的输出电压超过一预定的电压阈值。

依据上述的一种双向电源转换电路，在充电过程中通过线性模式将外部适配器的能量转换至充电电池中；在放电过程中通过放电模式将充电电池的能量转换为负载所需要的电能。本发明的双向电源转换电路采用一个充放电控制电路控制充电电池的充电和放电过程，并且本发明的双向电源转换电路具有防倒充、防短路、放过压的功能。本发明的双向电源转换电路具有集成度高、体积小、功能齐全的有益效果。

附图说明

图1所示为依据本发明的一种双向电源转换电路的电路图；

图2所示为依据本发明的双向电源转换电路的芯片内集成主控电路图；