本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種電子電路，更具體地說，尤其涉及一種電池充電電路、及其控制電路和控制方法。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在人們的日常生活中得到了的越來越廣泛的應(yīng)用，小至手持電子設(shè)備，如智能手機(jī)、平板電腦、電子書、數(shù)碼相機(jī)，大至用于特定場(chǎng)合的電子設(shè)備，例如服務(wù)器、基站，以及其它消費(fèi)類電子，如筆記本電腦、臺(tái)式電腦、上網(wǎng)本等，均需要計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，中央處理器(CPU)用于解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)，電壓調(diào)節(jié)器用來給中央處理器提供供電電壓。在沒有外部電源供電時(shí)，需要電池提供電能，從而電池充電電路也廣泛的應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。

隨著用戶體驗(yàn)的提升，中央處理器在一些情況下需要提高運(yùn)行性能，例如增大運(yùn)行頻率。然而，中央處理器提高運(yùn)行性能的同時(shí)所需的功率也大幅度增加，因此需要合理的設(shè)計(jì)電池充電電路以滿足瞬時(shí)大功率需求的同時(shí)，保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種電池充電電路及其控制電路和控制方法。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提出了一種電池充電電路的控制電路，所述電池充電電路包括具有至少一個(gè)開關(guān)管及耦接至所述至少一個(gè)開關(guān)管的電感的開關(guān)電路，所述開關(guān)電路的輸入端具有輸入電流，所述開關(guān)電路的輸出端提供系統(tǒng)電壓，并以充電電流對(duì)電池充電，所述控制電路包括：充電電流控制環(huán)路，接收代表了充電電流的充電電流反饋信號(hào)和充電電流參考信號(hào)，并根據(jù)充電電流反饋信號(hào)和充電電流參考信號(hào)之間的差值產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)；限幅電路，耦接至充電電流控制環(huán)路以接收補(bǔ)償信號(hào)，并根據(jù)補(bǔ)償信號(hào)和最大輸入電流參考值提供電感電流參考信號(hào)，所述最大輸入電流參考值代表了開關(guān)電路的最大輸入電流，其中限幅電路根據(jù)最大輸入電流參考值限制補(bǔ)償信號(hào)的幅值，并將經(jīng)過限幅的補(bǔ)償信號(hào)作為電感電流參考信號(hào)；電感電流控制環(huán)路，接收代表了電感電流的電感電流反饋信號(hào)和電感電流參考信號(hào)，并根據(jù)電感電流反饋信號(hào)和電感電流參考信號(hào)的比較結(jié)果提供第一環(huán)路控制信號(hào)；系統(tǒng)電壓控制環(huán)路，接收代表了系統(tǒng)電壓的系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)和系統(tǒng)電壓參考信號(hào)，并根據(jù)系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)和系統(tǒng)電壓參考信號(hào)的比較結(jié)果提供第二環(huán)路控制信號(hào)；以及開關(guān)控制電路，接收第一環(huán)路控制信號(hào)和第二環(huán)路控制信號(hào)，并根據(jù)第一環(huán)路控制信號(hào)和第二環(huán)路控制信號(hào)產(chǎn)生第一控制信號(hào)以控制開關(guān)電路中所述至少一個(gè)開關(guān)管。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提出了一種電池充電電路，包括：開關(guān)電路，包括具有輸入電流的輸入端、耦接至電池的輸出端、至少一個(gè)開關(guān)管、以及耦接至所述至少一個(gè)開關(guān)管的電感，當(dāng)開關(guān)電路的輸入端連接外部電源時(shí)，開關(guān)電路在其輸出端提供系統(tǒng)電壓，并以充電電流對(duì)電池充電；以及如上所述的控制電路。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提出了一種電池充電電路的控制方法，所述電池充電電路包括具有至少一個(gè)開關(guān)管及耦接至所述至少一個(gè)開關(guān)管的電感的開關(guān)電路，所述開關(guān)電路的輸入端具有輸入電流，所述開關(guān)電路的輸出端提供系統(tǒng)電壓，并以充電電流對(duì)電池充電，所述控制方法包括：根據(jù)充電電流參考信號(hào)和代表了充電電流的充電電流反饋信號(hào)之間的差值得到補(bǔ)償信號(hào)；根據(jù)最大輸入電流參考值計(jì)算得到最大電感電流參考值，所述最大輸入電流參考值代表了開關(guān)電路的最大輸入電流；當(dāng)補(bǔ)償信號(hào)大于最大電感電流參考值時(shí)，提供電感電流參考信號(hào)等于最大電感電流參考值；當(dāng)補(bǔ)償信號(hào)不大于最大電感電流參考值時(shí)，提供電感電流參考信號(hào)等于補(bǔ)償信號(hào)；根據(jù)電感電流參考信號(hào)和代表了電感電流的電感電流反饋信號(hào)的比較結(jié)果，得到第一環(huán)路控制信號(hào)；根據(jù)系統(tǒng)電壓參考信號(hào)和代表了系統(tǒng)電壓的系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)的比較結(jié)果，得到第二環(huán)路控制信號(hào)；以及根據(jù)第一環(huán)路控制信號(hào)和第二環(huán)路控制信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)以控制開關(guān)電路中所述至少一個(gè)開關(guān)管。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的電池充電電路、及其控制電路和控制方法，具有較快的響應(yīng)速度，并且保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

附圖說明

為了更好的理解本發(fā)明，將根據(jù)以下附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電子設(shè)備100的電路框圖；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的控制電路14a的電路框圖；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的控制電路14b的電路框圖；

圖4a～4c示出了根據(jù)發(fā)明一實(shí)施例的圖1所示開關(guān)電路11的電路圖；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖2所示控制電路14a的電路圖；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖5所示控制電路14a從控制充電電流恒定切換至控制系統(tǒng)電壓恒定的波形圖；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖5所示控制電路14a從控制系統(tǒng)電壓恒定切換至控制輸入電流恒定的波形圖；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于控制圖1所示電池充電電路的控制方法流程圖800。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。在以下描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是：不必采用這些特定細(xì)節(jié)來實(shí)行本發(fā)明。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本發(fā)明，未具體描述公知的電路、材料或方法。

在整個(gè)說明書中，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著：結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說明書的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和、或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。

針對(duì)背景技術(shù)中提出的問題，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種電池充電電路、及其控制電路和控制方法。控制電路包括系統(tǒng)電壓控制環(huán)路、充電電流控制環(huán)路、以及電感電流控制環(huán)路，控制電路根據(jù)最大輸入電流參考值限制充電電流控制環(huán)路輸出的補(bǔ)償信號(hào)的幅值，并將經(jīng)過限幅后的補(bǔ)償信號(hào)作為電感電流參考信號(hào)，從而可以具有較快的響應(yīng)速度的同時(shí)，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電子設(shè)備100的電路框圖。電子設(shè)備100包括由開關(guān)電路11、開關(guān)管16、及控制電路14組成的電池充電電路、電壓調(diào)節(jié)器(VR)12、以及處理器13，其中處理器13包括中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)等。在一個(gè)實(shí)施例中，電子設(shè)備100是計(jì)算機(jī)平臺(tái)的一部分，電池充電電路、電池15、及電壓調(diào)節(jié)器12為計(jì)算機(jī)平臺(tái)提供供電電源。電池充電電路和/或電池15為計(jì)算機(jī)平臺(tái)提供系統(tǒng)電壓Vsys，電壓調(diào)節(jié)器12將系統(tǒng)電壓Vsys轉(zhuǎn)換為對(duì)處理器13供電的處理器電壓Vcore。開關(guān)電路11具有接收輸入電壓Vin的輸入端和提供系統(tǒng)電壓Vsys的輸出端，其輸入端具有輸入電流Iin。當(dāng)開關(guān)電路11與外部電源斷開時(shí)，輸入電壓Vin為零，電池15通過開關(guān)16提供系統(tǒng)電壓Vsys；當(dāng)開關(guān)電路11連接外部電源時(shí)，例如通過適配器耦接外部交流電壓源或外部直流電壓源，外部電源通過開關(guān)電路11提供系統(tǒng)電壓Vsys，并通過開關(guān)16以充電電流Ibat對(duì)電池15充電。開關(guān)電路11包括至少一個(gè)開關(guān)管及耦接至所述至少一個(gè)開關(guān)管的電感?？刂齐娐?4接收電池充電電路的多個(gè)反饋信號(hào)，并根據(jù)電池充電電路的多個(gè)反饋信號(hào)產(chǎn)生至少一個(gè)控制信號(hào)Ctrl以控制開關(guān)電路11，例如控制開關(guān)電路11中所述至少一個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通及關(guān)斷，其中電池充電電路的多個(gè)反饋信號(hào)例如包括：代表了電感電流IL的電感電流反饋信號(hào)ILfb、代表了系統(tǒng)電壓Vsys的系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)Vsysfb、代表了充電電流Ibat的充電電流反饋信號(hào)Ibatfb、和/或代表了輸入電流Iin的輸入電流反饋信號(hào)Iinfb。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的控制電路14a的電路框圖。在圖2所示的實(shí)施例中，控制電路14a包括充電電流控制環(huán)路21、限幅電路22、電感電流控制環(huán)路23、系統(tǒng)電壓控制環(huán)路24、以及開關(guān)控制電路25。充電電流控制環(huán)路21接收充電電流反饋信號(hào)Ibatfb和充電電流參考信號(hào)RefIbt，并根據(jù)充電電流反饋信號(hào)Ibatfb和充電電流參考信號(hào)RefIbt之間的差值產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)EAO。限幅電路22耦接至充電電流控制環(huán)路21以接收補(bǔ)償信號(hào)EAO，并根據(jù)補(bǔ)償信號(hào)EAO和最大輸入電流參考值IinMax提供電感電流參考信號(hào)RefIL。最大輸入電流參考值IinMax代表了預(yù)設(shè)的最大輸入電流Iin。在一個(gè)實(shí)施例中，限幅電路22根據(jù)最大輸入電流參考值IinMax提供最大電感電流參考值ILMax，限制補(bǔ)償信號(hào)EAO的幅值不大于最大電感電流參考值ILMax，并將經(jīng)過限幅后的補(bǔ)償信號(hào)EAO作為電感電流參考信號(hào)RefIL。電感電流控制環(huán)路23接收電感電流反饋信號(hào)ILfb和電感電流參考信號(hào)RefIL，并根據(jù)電感電流反饋信號(hào)ILfb和電感電流參考信號(hào)RefIL的比較結(jié)果提供環(huán)路控制信號(hào)CL。系統(tǒng)電壓控制環(huán)路24接收系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)Vsysfb和系統(tǒng)電壓參考信號(hào)RefVsy，并根據(jù)系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)Vsysfb和系統(tǒng)電壓參考信號(hào)RefVsy的比較結(jié)果提供環(huán)路控制信號(hào)CV。開關(guān)控制電路25接收環(huán)路控制信號(hào)CL和環(huán)路控制信號(hào)CV，并根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CL和環(huán)路控制信號(hào)CV產(chǎn)生控制信號(hào)Ctrl以控制開關(guān)電路11中所述至少一個(gè)開關(guān)管。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)系統(tǒng)電壓控制環(huán)路24起作用時(shí)，開關(guān)控制電路25根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CV控制開關(guān)電路11，以控制系統(tǒng)電壓Vsys恒定；當(dāng)電感電流控制環(huán)路23起作用，且電感電流參考信號(hào)RefIL等于最大電感電流參考值ILMax時(shí)，開關(guān)控制電路25根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CL控制開關(guān)電路11，以控制輸入電流Iin恒定；當(dāng)電感電流控制環(huán)路23起作用，且電感電流參考信號(hào)RefIL小于最大電感電流參考值ILMax時(shí)，開關(guān)控制電路25根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CL控制開關(guān)電路11，以控制充電電流Ibat恒定。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的控制電路14b的電路框圖。圖3所示的控制電路14b包括充電電流控制環(huán)路31、輸入電流控制環(huán)路32、系統(tǒng)電壓控制環(huán)路33、以及開關(guān)控制電路34。充電電流控制環(huán)路31、輸入電流控制環(huán)路32及系統(tǒng)電壓控制環(huán)路33均采用比較器來實(shí)現(xiàn)各反饋信號(hào)與各參考信號(hào)的差值調(diào)節(jié)，例如充電電流控制環(huán)路31中的比較器CMP1根據(jù)充電電流反饋信號(hào)Ibatfb和充電電流參考信號(hào)RefIbt的比較結(jié)果產(chǎn)生環(huán)路控制信號(hào)CC1，輸入電流控制環(huán)路32中的比較器CMP2根據(jù)輸入電流反饋信號(hào)Iinfb和輸入電流參考信號(hào)RefIin的比較結(jié)果產(chǎn)生環(huán)路控制信號(hào)CC2，系統(tǒng)電壓控制環(huán)路33中的比較器CMP3根據(jù)系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)Vsysfb和系統(tǒng)電壓參考信號(hào)RefVsy的比較結(jié)果產(chǎn)生環(huán)路控制信號(hào)CV。開關(guān)控制電路34根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CC1、CC2、以及CV產(chǎn)生控制信號(hào)Ctrl。圖3所示的實(shí)施例，各控制環(huán)路利用比較器輸出邏輯電平形式的各環(huán)路控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了各控制環(huán)路之間的自動(dòng)切換，有效地避免了誤切換和多個(gè)控制環(huán)路同時(shí)工作的發(fā)生。

為了增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及抗干擾能力，充電電流反饋信號(hào)Ibatfb、輸入電流反饋信號(hào)Iinfb、以及系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)Vsysfb需要經(jīng)過一定的濾波處理。然而，當(dāng)處理器13的電流迅速增大時(shí)，系統(tǒng)電流Isys迅速增大，導(dǎo)致所需的輸入電流Iin也迅速增大，輸入電壓Vin迅速減小。在極端情況下，圖3所示的控制電路14b中，輸入電流Iin的減小尚未來得及反映至輸入電流反饋信號(hào)Iinfb時(shí)，輸入電壓Vin已減小至欠壓閾值，導(dǎo)致電池充電電路因輸入欠壓而關(guān)機(jī)。圖2所示的控制電路14a則通過根據(jù)最大輸入電流參考值IinMax限制電感電流參考值RefIL，并通過直接控制電感電流IL達(dá)到限制最大輸入電流Iin的目的，避免了極端情況下電池充電電路因輸入欠壓而關(guān)機(jī)的問題，從而具有較快的響應(yīng)速度的同時(shí)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖4a～4c示出了根據(jù)發(fā)明實(shí)施例的圖1所示的開關(guān)電路11的電路圖。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，開關(guān)電路11的具體結(jié)構(gòu)不限于圖4a～4c所示的實(shí)施例，也可以采用其它的電路拓?fù)?。為?jiǎn)明起見，在此不一一例舉。

圖4a所示的開關(guān)電路11a以降壓(Buck)電路為例進(jìn)行說明。開關(guān)電路11a包括耦接在其輸入端和參考地之間的電容C1、耦接在其輸出端和參考地之間的電容C2，開關(guān)管41、42，以及電感43。開關(guān)管41的第一端耦接至開關(guān)電路11a的輸入端，開關(guān)管41的第二端耦接至開關(guān)管42的第一端，開關(guān)管42的第二端耦接至參考地，電感43的第一端耦接至開關(guān)管41的第二端和開關(guān)管42的第一端，電感43的第二端耦接至開關(guān)電路11a的輸出端。開關(guān)管41和開關(guān)管42在控制信號(hào)Ctrl的控制下互補(bǔ)導(dǎo)通。開關(guān)管42也可以由二極管替代。

圖4b所示的開關(guān)電路11b以升壓(Boost)電路為例進(jìn)行說明。開關(guān)電路11b包括耦接在其輸入端和參考地之間的電容C1、耦接在其輸出端和參考地之間的電容C2，開關(guān)管45、46，以及電感44。電感44的第一端耦接至開關(guān)電路11b的輸入端，電感44的第二端耦接至開關(guān)管45的第一端和開關(guān)管46的第一端，開關(guān)管45的第二端耦接至參考地，開關(guān)管46的第二端耦接至開關(guān)電路11b的輸出端。開關(guān)管45和開關(guān)管46在控制信號(hào)Ctrl的控制下互補(bǔ)導(dǎo)通。開關(guān)管46也可以由二極管替代。

圖4c所示的開關(guān)電路11c以升降壓(Buck-Boost)電路為例進(jìn)行說明。開關(guān)電路11c包括包括耦接在其輸入端和參考地之間的電容C1、耦接在其輸出端和參考地之間的電容C2，開關(guān)管47、48、50、51，以及電感49。開關(guān)管47的第一端耦接至開關(guān)電路11c的輸入端，開關(guān)管47的第二端耦接至開關(guān)管48的第一端，開關(guān)管48的第二端耦接至參考地，開關(guān)管50的第一端耦接至開關(guān)電路11c的輸出端，開關(guān)管50的第二端耦接至開關(guān)管51的第一端，開關(guān)管51的第二端耦接至參考地，電感49的第一端耦接至開關(guān)管47的第二端和開關(guān)管48的第一端，電感49的第二端耦接至開關(guān)管50的第二端和開關(guān)管51的第一端。開關(guān)管47和開關(guān)管48在控制信號(hào)Ctrl的控制下互補(bǔ)導(dǎo)通，開關(guān)管50和開關(guān)管51在控制信號(hào)Ctrl2的控制下互補(bǔ)導(dǎo)通。開關(guān)管48、和/或開關(guān)管50也可以由二極管替代。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖2所示控制電路14a的電路圖。圖5所示的實(shí)施例中，充電電流控制環(huán)路21包括運(yùn)算單元211和補(bǔ)償單元212。運(yùn)算單元211接收充電電流參考信號(hào)RefIbt和充電電流反饋信號(hào)Ibatfb，并根據(jù)充電電流參考信號(hào)RefIbt和充電電流反饋信號(hào)Ibatfb之間的差值(RefIbt-Ibatfb)產(chǎn)生誤差信號(hào)Er，補(bǔ)償單元212接收誤差信號(hào)Er，并對(duì)誤差信號(hào)Er經(jīng)過補(bǔ)償運(yùn)算提供補(bǔ)償信號(hào)EAO，補(bǔ)償運(yùn)算例如包括比例積分(PI)運(yùn)算、比例積分微分(PID)運(yùn)算等。

限幅電路22包括計(jì)算單元221和限幅輸出單元222。計(jì)算單元221根據(jù)最大輸入電流參考值IinMax產(chǎn)生最大電感電流參考值ILMax。在一個(gè)實(shí)施例中，最大電感電流參考值ILMax等于輸入電流Iin的平均值等于最大輸入電流參考值IinMax時(shí)對(duì)應(yīng)的電感電流IL的谷值。

當(dāng)開關(guān)電路11為如圖4a所示的降壓電路時(shí)，最大電感電流參考值ILMax由以下公式(1)表示：

ILMax＝IinMax/D1–ΔIL/2 (1)

其中D1為開關(guān)管41的占空比，也就是開關(guān)管41在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)長與開關(guān)周期之間的比例，ΔIL為電感電流IL的紋波大小。

當(dāng)開關(guān)電路11為如圖4b所示的升壓電路時(shí)，最大電感電流參考值ILMax由以下公式(2)表示：

ILMax＝IinMax–ΔIL/2 (2)

當(dāng)開關(guān)電路11為如圖4c所示的升降壓電路時(shí)，最大電感電流參考值ILMax由以下公式(3)表示：

ILMax＝IinMax/D2–ΔIL/2 (3)

其中D2為開關(guān)管47的占空比，也就是開關(guān)管47在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)長與開關(guān)周期之間的比例。

限幅輸出單元222接收最大電感電流參考值ILMax和補(bǔ)償信號(hào)EAO，并根據(jù)最大電感電流參考值ILMax和補(bǔ)償信號(hào)EAO提供電感電流參考信號(hào)RefIL。當(dāng)補(bǔ)償信號(hào)EAO大于最大電感電流參考值ILMax時(shí)，電感電流參考信號(hào)RefIL等于最大電感電流參考值ILMax；以及當(dāng)補(bǔ)償信號(hào)EAO不大于最大電感電流參考值ILMax時(shí)，電感電流參考信號(hào)RefIL等于補(bǔ)償信號(hào)EAO。

電感電流控制環(huán)路23包括比較器CMP4。比較器CMP4具有正相輸入端、反相輸入端和輸出端，其正相輸入端接收電感電流參考信號(hào)RefIL，其反相輸入端接收電感電流反饋信號(hào)ILfb，其輸出端根據(jù)電感電流參考信號(hào)RefIL和電感電流反饋信號(hào)ILfb的比較結(jié)果產(chǎn)生環(huán)路控制信號(hào)CL。系統(tǒng)電壓控制環(huán)路24包括比較器CMP5。比較器CMP5具有正相輸入端、反相輸入端和輸出端，其正相輸入端接收系統(tǒng)電壓參考信號(hào)RefVsy，其反相輸入端接收系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)Vsysfb，其輸出端根據(jù)系統(tǒng)電壓參考信號(hào)RefVsy和系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)Vsysfb的比較結(jié)果產(chǎn)生環(huán)路控制信號(hào)CV。

開關(guān)控制電路25包括與門電路251、RS觸發(fā)電路252、以及導(dǎo)通時(shí)長控制電路253。與門電路251具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，其第一輸入端接收環(huán)路控制信號(hào)CL，其第二輸入端接收環(huán)路控制信號(hào)CV、其第三輸入端接收最小關(guān)斷時(shí)間信號(hào)Toffmin，與門電路251對(duì)環(huán)路控制信號(hào)CL、環(huán)路控制信號(hào)CV及最小關(guān)斷時(shí)間信號(hào)Toffmin進(jìn)行與操作，并在其輸出端提供置位信號(hào)SET。RS觸發(fā)電路252具有置位端S、復(fù)位端R和輸出端Q，其置位端S接收置位信號(hào)SET，其復(fù)位端R接收復(fù)位信號(hào)Rs，其輸出端Q提供控制信號(hào)Ctrl，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)置位信號(hào)SET為高電平時(shí)，控制信號(hào)Ctrl控制開關(guān)電路11中所述至少一個(gè)開關(guān)管開通，當(dāng)復(fù)位信號(hào)Rs為低電平時(shí)，控制信號(hào)Ctrl控制開關(guān)電路11中所述至少一個(gè)開關(guān)管關(guān)斷。導(dǎo)通時(shí)長控制電路253根據(jù)控制信號(hào)Ctrl產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rs，以控制開關(guān)電路11中所述至少一個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)長等于預(yù)設(shè)時(shí)長。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可知控制電路14a不限于圖5所示的具體實(shí)施例。例如，控制電路14a中比較器的正相輸入端和反相輸入端可以互換，以與圖5所示實(shí)施例相反的電平邏輯實(shí)現(xiàn)同樣的功能。在其它實(shí)施例中，開關(guān)控制電路25也可以根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CL、CV控制開關(guān)電路11中所述至少一個(gè)開關(guān)管關(guān)斷，并根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)長控制所述至少一個(gè)開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)長。在另一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)控制電路25也可以根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CL、CV產(chǎn)生控制信號(hào)Ctrl和控制信號(hào)Ctrl2以控制如圖4c所示的開關(guān)電路。例如，在圖4c所示的開關(guān)電路11c中，當(dāng)輸入電壓Vin大于模式閾值時(shí)，開關(guān)控制電路25控制開關(guān)電路11c工作在降壓模式，根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CL、CV產(chǎn)生控制信號(hào)Ctrl以控制開關(guān)管47和開關(guān)管48，同時(shí)控制開關(guān)管50維持導(dǎo)通，控制開關(guān)管51維持關(guān)斷；當(dāng)輸入電壓Vin小于模式閾值時(shí)，開關(guān)控制電路25控制開關(guān)電路11c工作在升壓模式，根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CL、CV產(chǎn)生控制信號(hào)Ctrl2以控制開關(guān)管50和開關(guān)管51，同時(shí)控制開關(guān)管47維持導(dǎo)通，控制開關(guān)管48維持關(guān)斷。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖5所示控制電路14a從控制充電電流Ibat恒定切換至控制系統(tǒng)電壓Vsys恒定的波形圖。如圖6所示，在時(shí)刻T1之前，系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)Vsysfb始終小于系統(tǒng)電壓參考信號(hào)RefVsy，系統(tǒng)電壓控制環(huán)路24輸出維持高電平的環(huán)路控制信號(hào)CV。電感電流反饋信號(hào)ILfb大于電感電流參考信號(hào)RefIL時(shí)，電感電流控制環(huán)路23輸出低電平的環(huán)路控制信號(hào)CL，在電感電流反饋信號(hào)ILfb小于電感電流參考信號(hào)RefIL時(shí)，電感電流控制環(huán)路23輸出高電平的環(huán)路控制信號(hào)CL，置位信號(hào)SET響應(yīng)于環(huán)路控制信號(hào)CL的變化而變化。電感電流參考信號(hào)RefIL小于電感電流參考值ILMax，控制電路14a通過充電電流控制環(huán)路21控制電感電流參考信號(hào)RefIL，從而控制充電電流Ibat恒定。在T1時(shí)刻，隨著系統(tǒng)電壓Vsys的增大，系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)Vsysfb增大至大于系統(tǒng)電壓參考信號(hào)RefVsy，系統(tǒng)電壓控制環(huán)路24輸出低電平的環(huán)路控制信號(hào)CV。隨后電感電流參考信號(hào)RefIL增大至最大電感電流參考值ILMax，電感電流反饋信號(hào)ILfb始終小于電感電流參考信號(hào)RefIL，電感電流控制環(huán)路23輸出維持高電平的環(huán)路控制信號(hào)CL。當(dāng)系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)Vsysfb小于系統(tǒng)電壓參考信號(hào)RefVsy時(shí)，環(huán)路控制信號(hào)CV變?yōu)楦唠娖?，置位信?hào)SET響應(yīng)于環(huán)路控制信號(hào)CV的變化而變化?？刂齐娐?4a通過系統(tǒng)電壓控制環(huán)路24控制系統(tǒng)電壓Vsys恒定。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖5所示控制電路14a從控制系統(tǒng)電壓Vsys恒定切換至控制輸入電流Iin恒定的波形圖。在T2時(shí)刻之前，控制電路14a通過系統(tǒng)電壓控制環(huán)路24控制系統(tǒng)電壓Vsys恒定，電感電流參考信號(hào)RefIL等于最大電感電流參考值ILMax。在T2時(shí)刻，系統(tǒng)電流Isys突然增大，導(dǎo)致系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)Vsysfb開始減小，電感電流反饋信號(hào)ILfb開始增大，直至T3時(shí)刻，電感電流反饋信號(hào)ILfb增大至大于電感電流參考值RefIL，環(huán)路控制信號(hào)CL變?yōu)榈碗娖?，隨后系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)Vsysfb始終小于系統(tǒng)電壓參考信號(hào)RefVsy，環(huán)路控制信號(hào)CV保持高電平。當(dāng)電感電流反饋信號(hào)ILfb小于電感電流參考值RefIL時(shí)，環(huán)路控制信號(hào)CL變?yōu)楦唠娖?，置位信?hào)SET響應(yīng)于環(huán)路控制信號(hào)CL的變化而變化，控制電路14a通過電感電流控制環(huán)路23控制輸入電流Iin恒定。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于控制圖1所示電池充電電路的控制方法流程圖800，包括步驟S11～S16。

在步驟S11，根據(jù)充電電流參考信號(hào)RefIbt和充電電流反饋信號(hào)Ibatfb之間的差值(RefIbt-Ibatfb)得到補(bǔ)償信號(hào)EAO。

在步驟S12，根據(jù)最大輸入電流參考值IinMax計(jì)算得到最大電感電流參考值ILMax。

在步驟S13，當(dāng)補(bǔ)償信號(hào)EAO大于最大電感電流參考值ILMax時(shí)，電感電流參考信號(hào)RefIL等于最大電感電流參考值ILMax，否則，當(dāng)補(bǔ)償信號(hào)EAO不大于最大電感電流參考值ILMax時(shí)，電感電流參考信號(hào)RefIL等于補(bǔ)償信號(hào)EAO。

在步驟S14，根據(jù)電感電流參考信號(hào)RefIL和電感電流反饋信號(hào)ILfb的比較結(jié)果，得到環(huán)路控制信號(hào)CL。

在步驟S15，根據(jù)系統(tǒng)電壓參考信號(hào)RefVsy和系統(tǒng)電壓反饋信號(hào)Vsysfb的比較結(jié)果，得到環(huán)路控制信號(hào)CV。

在步驟S16，根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CV和環(huán)路控制信號(hào)CL控制開關(guān)電路11，例如根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CV和環(huán)路控制信號(hào)CL產(chǎn)生控制信號(hào)Ctrl以控制開關(guān)電路11中至少一個(gè)開關(guān)管。

在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CV產(chǎn)生控制信號(hào)Ctrl時(shí)，控制系統(tǒng)電壓Vsys恒定；當(dāng)根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CL產(chǎn)生控制信號(hào)Ctrl，且電感電流參考信號(hào)RefIL等于最大電感電流參考值ILMax時(shí)，控制輸入電流Iin恒定；以及當(dāng)根據(jù)環(huán)路控制信號(hào)CL產(chǎn)生控制信號(hào)Ctrl，且電感電流參考信號(hào)RefIL小于最大電感電流參考值ILMax時(shí)，控制充電電流Ibat恒定。

在一個(gè)實(shí)施例中，最大電感電流參考值ILMax等于，輸入電流Iin的平均值等于最大輸入電流參考值IinMax時(shí)對(duì)應(yīng)的電感電流IL的谷值。

要注意的是，在上述的流程圖中各步驟的執(zhí)行順序不限于圖8所示，兩個(gè)連續(xù)的功能框可以同時(shí)被執(zhí)行，或以相反的順序執(zhí)行。例如步驟S15可以在步驟S11～S14之前執(zhí)行，或與步驟S11～S14同時(shí)執(zhí)行。

雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。