[发明专利]功率转换电路

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及功率转换电路，特别是用于对电池充电的功率转换电路。

背景技术

在诸如便携电子装置或电动车辆的移动应用中广泛使用可充电电池。特别地，随着电驱动的车辆的重要性不断增加，对那些车辆的电池有效地再充电变得越来越重要。

发明内容

第一实施方式涉及一种功率转换电路，其包括：输入端子，用于接收输入电压和输入电流；输出端子，用于提供输出电压和输出电流；以及耦接在输入端子和输出端子之间的升压转换级。功率转换电路适于根据输出电压以第一操作模式、第二操作模式和第三操作模式中的一个操作。第一、第二和第三操作模式彼此不同，在第一、第二和第三操作模式中的每个操作模式下，输入电流根据输入电压来控制。

第二实施方式涉及一种用于操作功率转换电路的方法，功率转换电路包括：输入端子，用于接收输入电压和输入电流；输出端子，用于提供输出电压和输出电流；以及耦接在输入端子和输出端子之间的升压转换级。该方法包括，根据输出电压，以第一操作模式、第二操作模式和第三操作模式中的一个操作功率转换电路。第一、第二和第三操作模式彼此不同，在第一、第二和第三操作模式中的每个操作模式下，根据输入电压来控制输入电流。

第三实施方式涉及一种电路。该电路包括功率转换电路，其具有：输入端子，用于接收输入电压和输入电流；输出端子，用于提供输出电压和输出电流；以及耦接在输入端子和输出端子之间的升压转换级。该电路进一步包括耦接至功率转换电路的输出端子的可充电电池。功率转换电路适于根据输出电压以第一操作模式、第二操作模式和第三操作模式中的一个进行操作。第一、第二和第三操作模式彼此不同，在第一、第二和第三操作模式中的每个操作模式下，输入电流根据输入电压来控制。

附图说明

现在将参照附图说明实例。附图用来说明基本原理，使得仅示出理解基本原理所必需的方面。附图不是成比例的。在图中，相同的参考字符表示相似的特征。

图1示意性地示出了功率转换电路的第一实施方式，其包括具有半导体开关的升压转换级，并包括用于控制升压转换级的控制电路；

图2A和图2B示出了半导体开关的不同实施方式；

图3示出了用作具有多个电池单元的可充电电池的负载的一个实施方式；

图4示出了根据第一实施方式的功率转换电路的工作原理；

图5示出了根据第二实施方式的功率转换电路的工作原理；

图6示出了控制电路的第一实施方式；

图7示出了控制电路的第二实施方式；

图8示出了控制电路的基本工作原理；

图9示出了控制电路中的一个控制器的一个实施方式；

图10示出了功率转换电路的另一实施方式，其包括具有半导体开关的升压转换级，并包括用于控制升压转换级的控制电路。

具体实施方式

在以下详细描述中，参照了形成详细描述的一部分的附图，并且，在图中示出了可实践本发明的示例性具体实施方式。

本发明的实施方式涉及功率转换电路，特别是用于对电池充电的功率转换电路。用于对电池充电的传统功率转换电路（电池充电器）包括两个级，即，由AC栅极电压产生DC电压的第一级，和由DC电压对电池产生限定充电电流的第二级。这两级的每个级都可包括开关转换器，每个开关转换器包括至少一个半导体开关，其以几千赫兹（kHz）或者更大的频率循环地接通和断开，以控制第一级中的DC电压和第二级中的输出电流。驱动半导体以高开关频率开关，然而，导致开关损耗，其中，当开关频率增加时，这些损耗通常增加。

图1示出了功率转换电路的第一实施方式，特别是用于对可充电电池提供功率的功率转换电路的第一实施方式。与用于对电池充电的传统功率转换电路不同，根据本实施方式的功率转换电路是单级功率转换电路，其仅包括具有适于对电池充电的输出特性和取决于以下说明的特殊调节方案的输入特性的一个转换级。

参考图1，功率转换电路包括：输入端子11，12，用于接收输入电压V_输入和输入电流I_输入；输出端子13，14，用于使负载4与其耦接，并向负载4提供输出电压V_输出和输出电流I_输出。功率转换电路进一步包括耦接在输入端子11，12和输出端子13，14之间的升压转换级2。升压转换级2包括至少一个半导体开关21，被构造为接收驱动信号S21，特别是PWM（脉冲宽度调制的）驱动信号。