[发明专利]混合模式充电电路、系统及充电方法

说明书

本发明公开了一种混合模式充电电路、系统及充电方法，混合模式充电电路包括功率转换模块和输出模块，能够兼容非配对适配器和配对适配器，且均能够实现预充电/恒流充电/恒压充电；当工作在不同的工作模式时，所述功率转换模块中的全部或部分开关管被复用以进行功率变换，且当工作在第二工作模式时，两个通道同相位工作，可以节省器件，节约成本，缩小方案面积，利于集成，同时能够保持较高的效率；当工作在第一工作模式时，各开关支路错相位工作，降低纹波提高效率。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，更具体的说，涉及一种混合模式充电电路、系统及充电方法。

背景技术

随着便携设备特别是智能手机电池容量的不断增长，充电器也从最初的线性充电器，演变为降压开关充电器，电荷泵充电器，甚至三电平充电器。目前市面上降压开关充电器和电荷泵充电器最为常见。降压充电器只需要添加反馈环路，调节占空比就可以很容易的实现电池充电所需的稳定输出电流或电压，所以这种类型的充电器具备相当好的兼容性能够支持多种多样的电源。虽然降压开关充电器的效率显著高于线性充电芯片，但是当降压充电器的输入电压大大高于电池电压时，效率通常会严重下降。且降压充电器需要电感器作为滤波器正常工作所必需的一部分，这增加了成本并增加了解决方案的尺寸。

为了实现更高的效率，这时候业界就出现了开关电容(电荷泵)充电器，这种充电器在固定电压变比时具有非常高的转换效率，以便在温升受限的便携设备中实现快速充电。但是由于在充电过程中输入电源和电池电压不能保持固定的比率，因此电荷泵通常不能独立用作电池充电器。通常如果连接的是一个经认证的可调节适配器，微控制器用于监视电池电压并调节输入源(例如适配器)的电压，以实现电池充电操作。如果连接的是一个未经认证或者不可调压的适配器电荷泵充电器就无法进行充电。

图1是现有技术中典型的开关电容充电系统，为了能够兼容非配对适配器和实现预充电/恒流充电/恒压充电还需要添加一个传统的降压充电器，所以该方案有两套相对独立的控制系统，两套外围器件，存在成本高，解决方案面积大，非配对适配器快充(这时由降压充电器充电，在高电压如9V输入)充电效率低等不足。

因此如何提出一种能兼容非配对适配器和能够实现涓流充电/预充电/恒压充电的模式，且能够减少系统元件，降低成本，适于集成的充电电路已成为本领域人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了能兼容非配对适配器和实现涓流充电/预充电/恒压充电，且能够减少系统元件，降低成本的充电电路、系统及充电方法，以解决现有技术中电源管理系统体积较大以及充电效率较低的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种混合模式充电电路，所述混合模式充电电路包括功率转换模块和输出模块；

所述功率转换模块至少支持两种工作模式：第一工作模式和第二工作模式；且在所述第一工作模式和所述第二工作模式时，所述功率转换模块中的全部或部分开关管被复用以进行功率变换；

当所述功率转换模块工作在所述第一工作模式时，所述功率转换模块的输入电压与输出电压的比值固定；当所述功率转换模块工作在所述第二工作模式时，所述功率转换模块的输出信号根据所述功率转换模块中的开关管的导通时间占比进行调节；

在不同的工作模式下，所述功率转换模块输出信号的位置不同，且通过切换所述输出模块中的不同路径，使所述功率转换模块通过不同的路径对电池进行充电。

优选地，所述功率转换模块包括电感和N个开关支路，其中，N为大于等于1的自然数；

各个开关支路相并联，连接在输入端口和参考地之间，包括跨接电容和依次串联的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；

所述跨接电容连接在第一连接端和第二连接端之间；所述第一连接端为所述第一开关管和所述第二开关管的连接端，所述第二连接端为所述第三开关管和所述第四开关管的连接端；所述第二开关管和所述第三开关管的连接端为中间节点；