[发明专利]充电电路及其电容式电源转换电路与充电控制方法

说明书

一种用以对一电池提供一充电电流的充电电路，包含一电源发送单元以及一电容式电源转换电路。该电源发送单元将一输入电源转换为一直流输出电流并调节该直流输出电流于一预设的输出电流位准；该电容式电源转换电路包括一具有多个转换开关的转换开关电路，其与一或多个转换电容器耦接，以及一转换控制电路，用以于多个转换时段中，对应操作该多个转换开关，使该一或多个转换电容器周期性地对应耦接于一或多个分压节点、该直流输出电压、以及该接地点其中的一对节点之间，而经由该一或多个分压节点中的一节点产生该充电电流，其中该充电电流的位准大致为该预设的输出电流位准的一默认的增流倍数。本发明还提出一种电容式电源转换电路与充电控制方法。

技术领域

本发明涉及一种充电电路，特别是指一种可倍增电流的充电电路。本发明也涉及用于充电电路中的电容式电源转换电路与充电控制方法。

背景技术

图1揭示一种现有技术的充电电路(充电电路1)，其包含一具有直接充电能力的电源适配器(adaptor)11，可提供充电电流IBAT经由一缆线20(例如USB缆线)以及一负载开关40(load switch)对一电池50进行恒定电流(CC,constant current)充电。然而图1中所示的现有技术，在使用例如USB缆线等标准缆线的情况下，其缆线的电流限额一般来说相对较低，例如约为5A或以下，充电时间因而较长。若欲加速充电时间而提高充电电流(例如8A或以上)，则必须使用线径较粗的专用快速充电缆线，除了因使用非标准缆线造成使用者的不便之外，快速充电缆线也因为线径较粗不易挠曲而不便于使用。

图2揭示另一种现有技术的充电电路(充电电路2)，其包含一切换式充电电路60，可将电源适配器11所提供的电源(例如但不限于USB PD的5V或9V或12V的VBUS)转换为充电电流IBAT，而对电池50进行恒定电流(CC,constant current)充电。图2中所示的现有技术的缺点在于，在切换式充电电路60中，难以选用合适规格的电感器与开关(未示出)来兼顾充电电流量、电流涟波幅度、开关导通电阻、能量转换效率等各种参数的优化，导致设计优化不易达成。

本发明相较于图1的现有技术，其优点在于可提供倍增的充电电流对电池充电，可缩短充电时间，却又可以使用如USB缆线等标准缆线，在相对较低的缆线电流下操作，方便使用者的应用，而本发明相较于图2的现有技术而言，具有无需电感器，缩小尺寸，降低成本，以及零件选用易于优化以达最佳能量转换效率等优点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种充电电路及其电容式电源转换电路与充电控制方法，可提供倍增的充电电流对电池充电，可缩短充电时间，却又可以使用如USB缆线等标准缆线，在相对较低的缆线电流下操作，方便使用者的应用；此外，还具有无需电感器，缩小尺寸，降低成本，以及零件选用易于优化以达最佳能量转换效率等优点。

为达上述目的，就其中一个观点言，本发明提供了一种充电控制方法，用以控制一充电电路，以对一电池提供一充电电源，该充电电源包括一充电电压以及一充电电流，该充电电路包含一电源发送单元，以及一或多个电容式电源转换电路，其中该电源发送单元将一输入电源转换为一直流输出电源，该直流输出电源包括一直流输出电压以及一直流输出电流；其中该电容式电源转换电路包括一转换开关电路，包括多个转换开关，与一或多个转换电容器耦接；该充电控制方法包含以下步骤：以该电源发送单元调节该直流输出电流于一预设的输出电流位准；以及以该电容式电源转换电路将该直流输出电源转换为该充电电源，使得该充电电流的位准大致为该预设的输出电流位准的一默认的增流倍数(currentscale-up factor)，其中该充电电流大于该直流输出电流；其中将该直流输出电源转换为该充电电源的步骤包括:于多个转换时段中，对应操作该多个转换开关，使该一或多个转换电容器周期性地对应耦接于一或多个分压节点、该直流输出电压、以及该接地点其中的一对节点之间，其中该充电电源耦接于该一或多个分压节点中的一节点。