[发明专利]电池供电电路及供电方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种电池供电电路及供电方法。

背景技术

电池供电系统被广泛应用于数码产品中，以笔记本电脑为例，通过适配器给系统供电，并对电池充电，同时在输入掉电时则由电池直接给系统供电。在适配器与系统、电池之间设有功率转换电路，对适配器输入电压进行功率转换以对系统供电和对电池充电。在适配器的输入端与功率转换电路之间设有隔离开关，隔离开关在适配器正常供电时导通，在输入掉电(或欠压)或输入电流过大时关断。在功率转换电路与电池之间设有电池充放电管理开关，通过控制隔离开关和电池充放电管理开关实现输入供电、系统负载和电池充放电等电源路径的管理。同时采集输入电流、充电电流，根据输入电流和充电电流的大小来控制系统负载和电池充电的功率转换。

然而，上述现有技术中，在电池充放电过程中，电池充放电管理开关处于完全导通状态，但当电池端电压过低时，在电池充放电管理开关完全导通的情况下，会使负载在最小系统电压以下工作，影响负载运行，可能造成相关元器件的损坏。此外，电池供电系统在工作中，需要控制输入恒流、充电恒流和电池恒压，主要通过对功率转换电路的控制来实现，但现有技术的控制方案难以同时实现输入恒流、充电恒流和电池恒压的调节反馈。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电池供电电路及供电方法，以解决现有技术中存在的因电池端电压过低而影响负载运行、无法同时实现输入恒流、充电恒流和电池恒压的调节反馈的问题。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的电池供电电路，包括隔离开关、功率转换电路和电池充放电管理开关，所述的隔离开关连接在电压输入端与功率转换电路之间，功率转换电路的输出端作为负载供电端，电池充放电管理开关设置于功率转换电路的输出端与电池端之间；所述的电池供电电路还包括电源路径管理电路和PWM控制电路；所述的PWM控制电路用于控制功率转换电路中功率开关管的导通或截止；

所述的电源路径管理电路包括模式切换电路和充放电控制电路，所述模式切换电路根据电池端的电压和充电电流的大小来进行充放电的模式选择，所述的充放电控制电路根据模式切换电路的选择，控制电池充放电管理开关在相应的模式下工作。

优选地，在输入电压掉电时，电池充放电管理开关完全导通给负载供电；在输入电压正常输入时，当电池端电压高于设定的最小系统电压，则电池充放电管理开关完全导通对电池充电，当电池端电压低于设定的最小系统电压，则电池充放电管理开关不完全导通进入预充电模式对电池充电，所述的预充电模式是指在限流状态下对电池线性充电。

优选地，所述的PWM控制电路包括第一反馈补偿电路、第二反馈补偿电路和第三反馈补偿电路，采样输入电流信号并输入第一反馈补偿电路的第一输入端，将设定的基准输入电流信号输入第一反馈补偿电路的第二输入端，输出第一反馈信号；采样充电电流信号并输入第二反馈补偿电路的第一输入端，将设定的基准充电电流信号输入第二反馈补偿电路的第二输入端，输出第二反馈信号；将电池电压信号输入第三反馈补偿电路的第一输入端，将设定的基准电池电压信号输入第三反馈补偿电路的第二输入端，输出第三反馈信号；选取第一反馈信号、第二反馈信号和第三反馈信号中的最小值，与功率转换电路中主功率管的电流进行比较，形成控制功率转换电路的占空比信号。

优选地，在预充电模式下，在充电电流低于设定的最低充电电流信号时，则退出预充电模式，使电池充放电管理开关完全导通进行恒流充电。

优选地，所述的模式切换电路包括第一比较器、第二比较器和触发器，所述的电池端电压和设定最小系统电压分别输入第一比较器的两个输入端，第一比较器输出端与触发器的第一输入端连接，所述的充电电流信号和最低充电电流信号分别输入第二比较器的两个输入端，第二比较器输出端与触发器的第二输入端连接，所述的触发器输出表征进入或退出预充电模式的模式切换信号至充放电控制电路。

优选地，所述的充放电控制电路接收模式切换信号，将充电电流信号和设定的预充电电流信号输入一误差放大器的两个输入端，由误差放大器输出限流控制信号，在进入预充电模式下，则选择限流控制信号输入电池充放电管理开关的控制端，在限流状态下对电池线性充电，在退出预充电模式时，则由表征模式切换信号的驱动信号接入电池充放电管理开关的控制端，使其完全导通。

优选地，在预充电模式下，在模式切换信号的控制下，将输入第三反馈补偿电路的基准电池电压信号设定为最小系统电压。