[发明专利]电能传输控制器、电能传输系统和电能传输方法

说明书

公开了一种电池电能传输控制器、方法和系统。所述控制器包括：第一端口提供第一信号使能直通通路，使得电能从接口传输至电池以便为电池充电；第二端口提供第二信号使能转换电路，使得将接口接收的输入电能转换成输出电能以便为电池充电；以及控制电路，确定是第一适配器还是第二适配器与接口相连，如果是第二适配器与接口相连，则控制电路产生第二信号，如果是第一适配器与接口相连，则控制电路产生第一信号和请求，并将请求通过接口提供给第一适配器，其中请求包括指示目标值的信息和指令，所述指令要求第一适配器提供具有目标值的电能给接口。利用本发明，可以根据适配器的类型以及外接便携设备的类型兼容快速充电与普通充电，提高充电效率。

技术领域

本发明涉及电能传输领域，尤其涉及电池的充电，包括电池的快速充电以及普通充电的技术。

背景技术

图1所示为现有的电能传输系统100的模块图，用于将电能传输至电池108。如图1所示，电能传输系统100包括适配器102和主机设备104。主机设备104包括电能传输接口142(power-delivery interface,简称PD 接口)、电能转换电路110(例如开关充电器)、控制器106和系统电路。电能转换电路110包括开关电路(例如，包括高位开关112和低位开关116)、电感114、和滤波电路，例如电容118。在实际应用中，适配器102 将交流输入电压V_AC转换为直流输出电压V_DC，并将DC(Direct Current, 直流)电压V_DC提供给主机设备104的PD接口142。PD接口142将DC 电压V_DC传输至电能转换电路110。控制器106通过交替地导通开关112 和116控制电能转换电路110将DC电压V_DC转换为充电电压V_CH，为电池108充电。例如，当开关112导通，开关116断开时，电感114从PD 接口142接收电能V_DC，流过电感114的电感电流I_L增加。当开关112断开，开关116导通时，电感114释放电能，电感电流I_L减小。当控制器 106交替地导通开关112和116时电感电流I_L斜坡上升和下降。电容118 滤除电感电流I_L中的AC(Alternating Current，交流)交流部分，并将 DC充电电流I_CH提供给电池108进行充电。控制器106可以通过增加开关112和116的占空比增加充电电流I_CH或者减小开关112和116的占空比减小充电电压V_CH。因此，电能传输系统100可以将传输至充电电池 108的电能调整至特定的值。

现有的电池108快速充电方法包括：控制电能转换电路110将DC电压V_DC转换为相对比较大的充电电流I_CH为电池108充电。然而，当大电流流过电能转换电路110中元件(例如，开关112和116以及电感114) 时，电能转换电路110消耗相对比较大的电能。这是因为这些元件工作在开关模式(例如：开关112和116交替地导通和断开)时具有非零阻抗。这样，电能转换电路110的转换效率相对比较低。另外，现有的电能传输系统100中，PD接口142具有电流限制要求，规定了主机设备104的输入电流的最大值。为了产生相对比较高的充电电流I_CH，为电池108充电，适配器102提供相对比较高的输出电压V_DC作为电能为主机设备104供电。所以，电能转换电路110上的电压相对比较高，这也使得电能转换电路110耗能高。而且电能转换电路110的能耗会转换成大量的热量导致电能转换电路110和电池108的温度增加，这会导致电池108恶化以及降低电池108的使用寿命。此外，能够支持大电流和/或大电压的电感(或开关)通常尺寸很大且昂贵。所以包含有上述电感114和开关112、116的电能转换电路110的PCB板(printed circuit board，印制电路板)尺寸相对比较大，而相应地费用也很高。因此，找到能够解决上述这些缺点的方案显得很有必要。

发明内容