雙向開關(guān)電路及移動電源電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種雙向開關(guān)電路及移動電源電路，所述移動電源電路的電路結(jié)構(gòu)簡單，不僅實現(xiàn)了對輸入電源過壓過流的保護(hù)，還實現(xiàn)了輸出短路保護(hù)功能。并且在負(fù)載所需電壓低于電池電壓時，仍能對負(fù)載完成正常供電功能。所述移動電源電路包括：輸入端；輸出端；電池；開關(guān)電路，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至電池，所述第二端耦接至移動電源電路的輸出端；以及選擇電路，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至移動電源電路的輸入端，所述第二端耦接至移動電源電路的輸出端。
【專利說明】雙向開關(guān)電路及移動電源電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電子電路，更具體地說，本實用新型涉及雙向開關(guān)電路、采用該雙向開關(guān)電路的移動電源電路。
【背景技術(shù)】
[0002]移動電源是一種集供電和充電功能于一體的便攜式充電設(shè)備，可以給手機(jī)等數(shù)碼設(shè)備隨時隨地充電或待機(jī)供電。移動電源電路通常包括電池和一系列的控制電路。圖1示出了現(xiàn)有的移動電源電路10的電路結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，移動電源電路10包括充電電路101、電池102、開關(guān)電路103、選擇電路104以及USB接口電路105。在實際應(yīng)用中，當(dāng)移動電源電路10連接適配器時，即輸入端連接輸入電源Vsource時，所述輸入電源Vsource通過充電電路101給電池102充電，同時，通過選擇電路104和USB接口電路105給負(fù)載供電；當(dāng)移動電源電路10與適配器斷開時，所述電池102的輸出電壓經(jīng)開關(guān)電路103、選擇電路104和USB接口電路105給負(fù)載供電。所述USB接口電路105控制移動電源電路10的輸出電壓和輸出電流，防止電路過壓過流。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有的移動電源電路10包括電池102、充電電路101、開關(guān)電路103、選擇電路104以及USB接口電路105等一系列電路，電路結(jié)構(gòu)龐雜，成本較高。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種與現(xiàn)有技術(shù)不同的雙向開關(guān)電路，以及采用該雙向開關(guān)電路的移動電源電路。
[0005]根據(jù)本技術(shù)的實施例，提出了一種雙向開關(guān)電路，包括:電感，具有第一端和第二端，所述第一端耦接充電電壓信號，所述第二端耦接至開關(guān)端；低邊功率管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至開關(guān)端，所述第二端接地，所述控制端接收低邊控制信號；高邊功率管組，具有第一端、第二端、第三端、第四端和控制端，所述第一端耦接至開關(guān)端，所述第二端耦接放電電壓信號，所述第三端接收充電電壓信號和放電電壓信號中的的電壓較大值，所述第四端耦接至開關(guān)端，所述控制端接收高邊控制信號；以及控制電路，輸出低邊控制信號至低邊功率管的控制端，輸出高邊控制信號至高邊功率管組的控制端。
[0006]在一個實施例中，所述高邊功率管組包括:高邊功率管，具有第一端、第二端、第三端和控制端，其中所述第一端耦接至開關(guān)端，所述第二端耦接放電電壓信號，所述控制端接收高邊控制信號；第一輔助管，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至高邊功率管的第三端，所述第二端耦接至開關(guān)端，所述控制端接收充電電壓信號和放電電壓信號中的電壓較大值；第二輔助管，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至高邊功率管的第三端，所述第二端耦接放電電壓信號，所述控制端耦接至開關(guān)端接收開關(guān)電壓；以及第三輔助管，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至高邊功率管的第三端，所述第二端耦接至放電電壓信號，所述控制端在充電電壓信號大于放電電壓信號時，稱接至所述高邊功率管的第三端，在充電電壓信號小于放電電壓信號時接地。[0007]在一個實施例中，所述控制電路包括:電流檢測信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電模式電流檢測信號，所述第二輸入端接收放電模式電流檢測信號，所述控制端接收模式選擇信號，所述輸出端在第一模式選擇信號有效時輸出充電模式電流檢測信號作為電流檢測信號，在第一模式選擇信號無效時輸出放電模式電流檢測信號作為電流檢測信號；恒流恒壓控制電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端，第五輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收表征充電電壓信號的充電電壓反饋信號，所述第二輸入端接收表征放電電壓信號的放電電壓反饋信號，所述第三輸入端接收表征流過第一電源設(shè)備的電流的充電電流反饋信號，所述第四輸入端接收表征負(fù)載電流的放電電流反饋信號，所述第五輸入端接收第一模式選擇信號，所述輸出端輸出恒流恒壓補(bǔ)償信號；比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至電流檢測信號選擇電路接收電流檢測信號，所述第二輸入端耦接至恒流恒壓控制電路接收恒流恒壓補(bǔ)償信號，所述輸出端輸出峰值電流控制信號；第一邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端接收時鐘信號，所述第二輸入端耦接至比較電路接收峰值電流控制信號，所述第一輸出端輸出第一控制信號，所述第二輸出端輸出第二控制信號；低邊控制信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端I禹接至第一邏輯電路的第一輸出端接收第一控制信號，第二輸入端耦接至第一邏輯電路的第二輸出端接收第二控制信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述第一輸出端輸出高邊控制選擇信號，所述第二輸出端輸出低邊控制信號；以及高邊控制信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電壓信號，所述第二輸入端耦接至低邊控制信號選擇電路接收高邊控制選擇信號，所述控制端接收第二模式選擇信號，所述輸出端輸出高邊控制信號。
[0008]在一個實施例中，所述控制電路包括:電流檢測信號選擇電路，具有第一端、第二端、控制端和輸出端，所述第一端接收充電模式電流檢測信號，所述第二端接收放電模式電流檢測信號，所述控制端接收模式選擇信號，根據(jù)第一模式選擇信號，所述輸出端在第一模式選擇信號有效時輸出充電模式電流檢測信號作為電流檢測信號，在第一模式選擇信號無效時輸出放電模式電流檢測信號作為電流檢測信號；恒壓控制電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收表征充電電壓的充電電壓反饋信號，第二輸入端接收表征放電電壓的放電電壓反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述輸出端輸出恒壓補(bǔ)償信號；比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至電流檢測信號選擇電路接收電流檢測信號，所述第二輸入端耦接至恒壓控制電路接收恒壓補(bǔ)償信號，所述輸出端輸出峰值電流控制信號；第一邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端接收時鐘信號，所述第二輸入端耦接至比較電路接收峰值電流控制信號，所述第一輸出端輸出第一控制信號，所述第二輸出端輸出第二控制信號；低邊控制信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端耦接至第一邏輯電路的第一輸出端接收第一控制信號，第二輸入端耦接至第一邏輯電路的第二輸出端接收第二控制信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述第一輸出端輸出高邊控制選擇信號，所述第二輸出端輸出低邊控制信號；以及高邊控制信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電壓信號，所述第二輸入端耦接至低邊控制信號選擇電路接收高邊控制選擇信號，所述控制端接收第二模式選擇信號，所述輸出端輸出高邊控制信號。
[0009]在一個實施例中，所述控制電路包括:電流檢測信號選擇電路，具有第一端、第二端、控制端和輸出端，所述第一端接收充電模式電流檢測信號，所述第二端接收放電模式電流檢測信號，所述控制端接收模式選擇信號，所述輸出端在第一模式選擇信號有效時輸出充電模式電流檢測信號作為電流檢測信號，在第一模式選擇信號無效時輸出放電模式電流檢測信號作為電流檢測信號；恒流控制電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收表征充電電流的充電電流反饋信號，第二輸入端接收表征放電電流的放電電流反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述輸出端輸出恒流補(bǔ)償信號；比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至電流檢測信號選擇電路接收電流檢測信號，所述第二輸入端耦接至恒流控制電路接收恒流補(bǔ)償信號，所述輸出端輸出峰值電流控制信號；第一邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端接收時鐘信號，所述第二輸入端耦接至比較電路接收峰值電流控制信號，所述第一輸出端輸出第一控制信號，所述第二輸出端輸出第二控制信號；低邊控制信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端耦接至第一邏輯電路的第一輸出端接收第一控制信號，第二輸入端耦接至第一邏輯電路的第二輸出端接收第二控制信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述第一輸出端輸出高邊控制選擇信號，所述第二輸出端輸出低邊控制信號；以及高邊控制信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電壓信號，所述第二輸入端耦接至低邊控制信號選擇電路接收高邊控制選擇信號，所述控制端接收第二模式選擇信號，所述輸出端輸出高邊控制信號。
[0010]在一個實施例中，所述恒流恒壓控制電路包括:恒壓控制電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電壓反饋信號，第二輸入端接收放電電壓反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述輸出端輸出恒壓補(bǔ)償信號；恒流控制電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電流反饋信號，第二輸入端接收放電電流反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述輸出端輸出恒流補(bǔ)償信號；以及補(bǔ)償信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至恒壓控制電路接收恒壓補(bǔ)償信號，所述第二輸入端耦接至恒流控制電路接收恒流補(bǔ)償信號，所述輸出端輸出恒流恒壓補(bǔ)償信號。
[0011 ] 在一個實施例中，所述恒壓控制電路包括:電壓反饋信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，其中所述第一輸入端接收充電電壓反饋信號，所述第二輸入端接收放電電壓反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述電壓反饋信號選擇電路在第一模式選擇信號有效在輸出端輸出所述充電電壓反饋信號作為電壓反饋信號，在第一模式選擇信號無效時在輸出端輸出所述放電電壓反饋信號作為電壓反饋信號；以及反饋電壓比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓反饋信號選擇電路接收電壓反饋信號，所述第二輸入端接收電壓基準(zhǔn)信號，所述輸出端輸出恒壓補(bǔ)償信號。
[0012]在一個實施例中，所述恒流控制電路包括:電流反饋信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，其中所述第一輸入端接收充電電流反饋信號，所述第二輸入端接收放電電流反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述電流反饋信號選擇電路在第一模式選擇信號有效時在輸出端輸出所述充電電流反饋信號作為電流反饋信號，在第一模式選擇信號無效時在輸出端輸出所述放電電流反饋信號作為電流反饋信號；以及反饋電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電流反饋信號選擇電路接收電流反饋信號，所述第二輸入端接收電流基準(zhǔn)信號，所述輸出端輸出恒流補(bǔ)償信號。
[0013]在一個實施例中，所述補(bǔ)償信號選擇電路包括:第一選擇二極管，具有陽極端和陰極端，所述陰極端耦接至恒壓控制電路的輸出端接收恒壓補(bǔ)償信號；以及第二選擇二極管，具有陽極端和陰極端，所述陰極端耦接至恒流控制電路的輸出端接收恒流補(bǔ)償信號，所述陽極端與第一選擇二極管的陽極端耦接并且輸出恒流恒壓補(bǔ)償信號。
[0014]在一個實施例中，所述第一邏輯電路包括RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端、正相輸出端和反相輸出端，所述置位端接收時鐘信號，所述復(fù)位端耦接至比較電路接收峰值電流控制信號，所述正相輸出端輸出第一控制信號，所述負(fù)相輸出端輸出與第一控制信號邏輯相反的第二控制信號。
[0015]根據(jù)本技術(shù)的實施例，提出了一種移動電源電路，包括:輸入端；輸出端；電池；前文所述實施例中的雙向開關(guān)電路，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至電池，所述第二端耦接至移動電源電路的輸出端；選擇電路，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至移動電源電路的輸入端，所述第二端耦接至移動電源電路的輸出端。
[0016]在一個實施例中，所述移動電源電路還包括:模式選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端I禹接至移動電源電路的輸入端，所述第二輸入端接收充電電壓信號，所述第三輸入端接收放電電壓信號，所述第一輸出端輸出第一模式選擇信號，所述第二輸出端輸出第二模式選擇信號。
[0017]在一個實施例中，所述模式選擇電路包括:電源檢測比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至移動電源電路的輸入端，所述第二端接收電源基準(zhǔn)信號,所述輸出端輸出第一模式選擇信號；低壓檢測比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電壓信號，所述第二輸入端接收放電電壓信號，所述輸出端輸出低壓檢測信號；以及第二邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至電源檢測比較器的輸出端接收第一模式選擇信號，所述第二輸入端耦接至低壓檢測比較器接收低壓檢測信號，所述輸出端輸出第二模式選擇信號；其中，所述第二模式選擇信號在第一模式選擇信號無效并且低壓檢測信號顯示放電電壓信號小于充電電壓信號時有效，否則，所述第二模式選擇信號無效。
[0018]在一個實施例中，所述選擇電路包括:第一選擇管，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至移動電源電路的輸入端，所述控制端接收第一模式選擇信號；以及第二選擇管，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至移動電源電路的輸出端，所述第二端耦接至第一選擇管的第二端，所述控制端接收第一模式選擇信號信號；其中，所述第一選擇管和第二選擇管在移動電源電路的輸入端耦接輸入電源時導(dǎo)通；在移動電源電路的輸入端與輸入電源斷開時關(guān)斷。
[0019]根據(jù)本實用新型上述各方面的移動電源電路，以較少的電路模塊和簡單的電路結(jié)構(gòu)即可實現(xiàn)移動電源電路的功能，不僅實現(xiàn)了對輸入電源過壓過流的保護(hù)，還實現(xiàn)了輸出短路保護(hù)功能。并且在負(fù)載所需電壓低于電池電壓時，仍能對負(fù)載完成正常供電功能。本實用新型提供的移動電源電路不僅簡化了現(xiàn)有的移動電源電路的電路結(jié)構(gòu)，還完善了現(xiàn)有移動電源電路的功能。
[0020]本實用新型提供的雙向開關(guān)電路采用具有特殊結(jié)構(gòu)的可防止反向電流的功率管組，可以在BOOST拓?fù)湎聦崿F(xiàn)輸入到輸出的降壓。采用該雙向開關(guān)電路的移動電源電路可大大簡化電路結(jié)構(gòu)，節(jié)省電路成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更好的理解本實用新型，將根據(jù)以下附圖對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0022]圖1示出了現(xiàn)有的移動電源電路10的電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖2示出了根據(jù)本實用新型一實施例的移動電源電路20的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖3示出了根據(jù)本實用新型一實施例的雙向開關(guān)電路204的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖4示出了根據(jù)本實用新型一實施例的控制電路301的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖5示出了根據(jù)本實用新型一實施例的選擇電路202的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖6示出了根據(jù)本實用新型一實施例的控制電路601的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖7示出了根據(jù)本實用新型一實施例的控制電路701的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0029]下面將詳細(xì)描述本實用新型的具體實施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實施例只用于舉例說明，并不用于限制本實用新型。在以下描述中，為了提供對本實用新型的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對于本領(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)來實行本實用新型。在其他實例中，為了避免混淆本實用新型，未具體描述公知的電路、材料或方法。
[0030]在整個說明書中，對“ 一個實施例”、“實施例”、“ 一個示例”或“示例”的提及意味著:結(jié)合該實施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本實用新型至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各個地方出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。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)或特性組合在一個或多個實施例或示例中。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。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱元件“連接到”或“耦接到”另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。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”包括一個或多個相關(guān)列出的項目的任何和所有組合。
[0031]圖2示出了根據(jù)本實用新型一實施例的移動電源電路20的結(jié)構(gòu)框圖。所述移動電源電路20包括:輸入端201，接收輸入電源Vsource ;輸出端205，給負(fù)載供電；電池203 ；雙向開關(guān)電路204，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至電池203，所述第二端耦接至移動電源電路20的輸出端205 ;以及選擇電路202，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至移動電源電路20的輸入端，所述第二端耦接至移動電源電路20的輸出端205。
[0032]在一個實施例中，在所述移動電源電路20在輸入端201耦接輸入電源Vsource時，雙向開關(guān)電路204工作在充電模式，所述選擇電路202連通輸入端201和輸出端205，輸入電源Vsource給負(fù)載供電，同時，輸入電源Vsource還通過雙向開關(guān)電路204給電池203充電。在輸入端201與輸入電源Vsource斷開時，雙向開關(guān)電路204工作在放電模式，選擇電路202斷開，電池203通過雙向開關(guān)電路204給負(fù)載供電。即當(dāng)電池203被充電時，雙向開關(guān)電路204工作在充電模式，當(dāng)電池203作為電源給負(fù)載供電時，雙向開關(guān)電路204工作在放電模式。
[0033]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，移動電源電路內(nèi)部的電池203可以包括如鋰電池之類的任何儲電單元。鋰電池具有容量大、體積小等諸多優(yōu)點。鋰電池的電壓一般在
2.7V?4.2V之間，并且電壓還會隨著電量的減少而下降，而作為負(fù)載的數(shù)碼產(chǎn)品的電池通常也是鋰電池，電壓在2.7V?4.2V之間。適配器提供的電源電壓通常為5V，因此，當(dāng)移動電源電路20輸入端的輸入電源Vsource給電池203充電時，雙向開關(guān)電路204工作在充電模式下，也可稱作是降壓模式；在輸入端201與適配器斷開的情況下，電池203給負(fù)載供電，雙向開關(guān)電路204工作在放電模式下。而放電模式還可分為降壓放電模式和升壓放電模式。在電池203的電壓高于負(fù)載的電壓時，雙向開關(guān)電路204工作在放電降壓模式下；在電池203的電壓低于負(fù)載電壓時,雙向開關(guān)電路20工作在升壓放電模式下。雙向開關(guān)電路204在不同模式下的工作將在下面作詳細(xì)介紹。
[0034]圖3示出了根據(jù)本實用新型一實施例的雙向開關(guān)電路204的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，雙向開關(guān)電路204包括:電感LI，具有第一端和第端，所述第一端耦接至第一電源設(shè)備PDl接收充電電壓信號VI，所述第二端耦接至開關(guān)端SW ;低邊功率管M2，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至開關(guān)端SW，所述第二端接地，所述控制端接收低邊控制信號LS;高邊功率管組Q1，具有第一端，第二端、第三端、第四端和控制端，所述第一端和第四端耦接至開關(guān)端SW，所述第二端耦接至第二電源設(shè)備PD2接收放電電壓信號V2，所述第三端耦接接收充電電壓信號Vl和放電電壓信號V2中的電壓較大值；以及控制電路201，輸出高邊控制信號HS至高邊功率管組Ql的控制端，控制高邊功率管組Ql的通斷，并輸出低邊控制信號LS至低邊功率管M4的控制端，控制低邊功率管M4的通斷。
[0035]當(dāng)圖3所示的雙向開關(guān)電路204應(yīng)用于圖2所示的移動電源電路20時，第一電源設(shè)備PDl為圖2中的電池203，第二電源設(shè)備PD2既可能是輸入端201的輸入電源Vsource，也可能是輸出端的負(fù)載。當(dāng)雙向開關(guān)電路204工作于充電模式時，第二電源設(shè)備PD2為輸入端201的輸入電源Vsource。當(dāng)雙向開關(guān)電路204工作于放電模式時，第二電源設(shè)備TO2為負(fù)載。充電電壓信號Vl表征第一電源設(shè)備PDl與雙向開關(guān)電路204的連接點的電壓,而放電電壓信號V2則表征第二電源設(shè)備PD2與雙向開關(guān)電路204的連接點的電壓。
[0036]在一個實施例中，所述高邊功率管組Ql包括:高邊功率管Q10，具有第一端、第二端、第三端BD和控制端，所述第一端耦接至開關(guān)端SW，所述第二端耦接放電電壓信號，所述控制端接收高邊控制信號HS ;第一輔助管Q11，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至高邊功率管QlO的第三端BD，所述第二端耦接至開關(guān)端SW，所述控制端接收充電電壓信號Vl和放電電壓信號V2中的電壓較大值；第二輔助管Q12,具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至高邊功率管QlO的第三端BD，所述第二端耦接至放電電壓信號V2，所述控制端耦接至開關(guān)端SW接收開關(guān)電壓Vsw ；以及第三輔助管Q13，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至高邊功率管QlO的第三端BD，所述第二端耦接至放電電壓信號V2，所述控制端在充電電壓信號Vl高于放電電壓信號V2時耦接至高邊功率管QlO的第三端BD，在充電電壓信號Vl低于放電電壓信號V2時接地。
[0037]在一個實施例中，所述高邊功率管Q10、第一輔助管Ql1、第二輔助管Q12和第三輔助管Q13的每一個都包括增強(qiáng)型PMOS管(增強(qiáng)型P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管)。在一個實施例中，高邊功率管QlO的閾值電壓為VthO，第一輔助管Qll的閾值電壓為Vthl，第二輔助管Q12的閾值電壓為Vth2。增強(qiáng)型MOS管，即意味著其閾值電壓大于O。對于增強(qiáng)型PMOS管來說，其源柵電壓大于閾值電壓時，PMOS管才可能導(dǎo)通，而對于NMOS管來說，其柵源電壓大于閾值電壓時，NMOS管才可能導(dǎo)通。所述高邊功率管QlO的控制端對應(yīng)PMOS管的柵極端，第三端BD對應(yīng)PMOS管的體區(qū)。所述高邊功率管QlO還包括體二極管Dll和D12。所述第一輔助管Q11、第二輔助管Q12和第三輔助管Q13的控制端對應(yīng)PMOS管的柵極端。所述第一輔助管Qll和第二輔助管Q12還分別包括體二極管D13和體二極管D14。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，體二極管是MOS管本身的寄生二極管，并不是獨立于MOS管的器件。體二極管的方向與MOS管的屬性和連接結(jié)構(gòu)相關(guān)。例如高邊功率管Q10，由于是PMOS管，所以體區(qū)是N型材料，而其第一端和第二端都是P型材料，因此其第一端和第二端分別形成體二極管Dll和D12的陽極，而其體區(qū)則形成體二極管Dll和D12的陰極。而對于第一輔助管Qll和第二輔助管Q12來說，由于其體區(qū)與第一端連接，因此，第一輔助管Qll和第二輔助管Q12的第二端分別為體二極管D13和體二極管D14的陽極，第一輔助管Qll和第二輔助管Q12的第一端分別為體二極管D13和體二極管D14的陰極。在一個實施例中，所述低邊功率管M2還包括寄生電容Cm。
[0038]在一個實施例中，所述雙向開關(guān)電路204還包括充電濾波電容Cl和放電濾波電容C2。所述充電濾波電容Cl耦接在電感LI的第一端與地之間，所述放電濾波電容C2耦接在上拉功率管QlO的第二端與地之間。在一個實施例中，所述充電濾波電容Cl為第一電源設(shè)備PDl的自帶電容。在一個實施例中，所述放電濾波電容C2為第二電源設(shè)備PD2的自帶電容。
[0039]以下結(jié)合圖2和圖3來具體闡述雙向開關(guān)電路204的工作過程。圖3中的第一電源設(shè)備HH由圖2中的電池203代入，第二電源設(shè)備TO2由圖2中的負(fù)載或者輸入端201的輸入電源Vsource代入。
[0040]當(dāng)移動電源電路20的輸入端201連接適配器時，輸入電源Vsource給負(fù)載供電，同時對電池203充電，雙向開關(guān)電路204工作于充電模式。所述控制電路301通過高邊控制信號HS和低邊控制信號LS控制高邊功率管QlO和低邊功率管M2輪流導(dǎo)通。由于電池203的電壓小于輸入電源Vsource的電壓，即充電電壓信號Vl小于放電電壓信號V2,第三輔助管Q13的控制端耦接至地，第三輔助管Q13導(dǎo)通，使得第二輔助管Q12被短路，并且高邊功率管QlO的第三端BD與第二端相連，即高邊功率管QlO的體區(qū)連接至第二端。由于充電電壓信號Vl小于放電電壓信號V2，第一輔助管Qll的控制端接收放電電壓信號V2。此時其第一端通過第三輔助管Q13耦接放電電壓信號V2，其源柵電壓等于0，小于閾值電壓Vthl，因此第一輔助管Qll關(guān)斷。
[0041]當(dāng)高邊功率管QlO導(dǎo)通，低邊功率管M2關(guān)斷時，所述輸入電源Vsource通過電感LI給電池203供電，同時給充電濾波電容Cl充電；當(dāng)高邊功率管QlO關(guān)斷，低邊功率管M2導(dǎo)通時，電感LI向充電濾波電容Cl放電，充電濾波電容Cl給負(fù)載供電。此時，雙向開關(guān)電路204的工作與普通BUCK電路的工作類似。
[0042]當(dāng)雙向開關(guān)電路20工作于升壓放電模式時，即電池203通過雙向開關(guān)電路204給高于電池電壓的負(fù)載供電。所述控制電路301通過高邊控制信號HS和低邊控制信號LS控制高邊功率管QlO和低邊功率管M2輪流導(dǎo)通。此時充電電壓信號Vl小于放電電壓信號V2，第三輔助管Q13的控制端耦接至地，第三輔助管Q13導(dǎo)通，使得第二輔助管Q12被短路，并且高邊功率管QlO的第三端BD連接至第二端。同時由于充電電壓信號Vl小于放電電壓信號V2，第一輔助管Qll的控制端接收放電電壓信號V2。由于此時第一輔助管Qll的第一端通過第三輔助管Q13耦接放電電壓信號V2，因此其源柵電壓等于0，小于其閾值電壓Vthl，第一輔助管Qll關(guān)斷。
[0043]當(dāng)高邊功率管QlO關(guān)斷，低邊功率管M2導(dǎo)通時，電池203給電感LI充電，同時放電濾波電容C2給負(fù)載供電；當(dāng)高邊功率管QlO導(dǎo)通，低邊功率管M2關(guān)斷時，電感LI通過高邊功率管QlO給負(fù)載供電，同時給放電濾波電容C2充電。此時，雙向開關(guān)電路204的工作與普通BOOST電路的工作類似。
[0044]由上可知，當(dāng)雙向開關(guān)電路204工作于充電模式或者升壓放電模式時，第一輔助管Qll和第二輔助管Q12對電路工作不產(chǎn)生影響。而第三輔助管Q13則導(dǎo)通，將高邊功率管QlO的第三端BD (體區(qū))與第二端相連，固定高邊功率管QlO的體區(qū)電位，使高邊功率管QlO可以正常工作。
[0045]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，BOOST電路只能實現(xiàn)輸入到輸出的升壓，無法實現(xiàn)降壓。當(dāng)電池203給負(fù)載供電時，若高邊功率管組Ql為普通MOS管，則雙向開關(guān)電路204即等效于BOOST電路，此時只有充電電壓信號Vl小于放電電壓信號V2時，電路才可能正常工作。但采用高邊功率管組Ql后，由于高邊功率管組Ql的特殊結(jié)構(gòu)，雙向開關(guān)電路204可以在充電電壓信號Vl大于放電電壓信號V2的情況下,實現(xiàn)電池203對負(fù)載的供電，即電池203給低于其電壓的負(fù)載供`電。此時，雙向開關(guān)電路204工作于降壓放電模式。
[0046]在降壓放電模式下，充電電壓信號Vl大于放電電壓信號V2,第三輔助管Q13的控制端耦接至高邊功率管QlO的體區(qū)，即第三輔助管Q13的控制端與第一端相連，其源柵電壓等于0，小于其閾值電壓Vth3，第三輔助管Q13關(guān)斷。
[0047]在放電低壓模式下，控制電路301輸出等于充電電壓信號Vl的高邊控制信號HS,將高邊功率管QlO關(guān)斷，并且輸出具有一定占空比的低邊控制信號LS，間歇導(dǎo)通低邊功率管M2。當(dāng)?shù)瓦吂β使躆2導(dǎo)通時，電池203輸出電流，流經(jīng)電感LI至地，電感LI儲存能量。此時，開關(guān)端SW的電壓Vsw近似于0，第二輔助管Q12的漏柵電壓等于0，小于閾值電壓Vthl,因此第二輔助管Q12關(guān)斷。而充電電壓信號Vl高于放電電壓信號V2，因此第一輔助管Qll的控制端接收充電電壓信號VI,由于第一端(SW端)和第二端的電壓均小于充電電壓信號VI，第一輔助管Qll也關(guān)斷。當(dāng)?shù)瓦吂β使躆2關(guān)斷時，電感電流通過寄生電容Cm續(xù)流，寄生電容Cm上的電壓，即開關(guān)端SW的開關(guān)電壓Vsw上升。當(dāng)開關(guān)電壓Vsw高于第一輔助管Qll控制端的電壓VI，并且使得第一輔助管Qll的漏柵電壓大于其閾值電壓Vthl時，即Vsw-VDVthl，第一輔助管Qll導(dǎo)通，使得高邊功率管QlO的體區(qū)與第一端(開關(guān)端SW)相連，固定高邊功率管QlO的體電位。由于此時高邊控制信號HS的值等于電壓VI，并且由于P型MOS管的閾值電壓大致相近，VthO ^ Vthl，因此Vsw-VDVthO。所以，當(dāng)?shù)谝惠o助管Qll被導(dǎo)通時，高邊功率管QlO也被導(dǎo)通，使電感LI上的能量傳遞至負(fù)載。此后，開關(guān)端SW的電壓Vsw下降，當(dāng)下降至Vsw-VKVthl時，第一輔助管Qll和高邊功率管QlO同時關(guān)斷，能量傳遞結(jié)束。由上描述可知，通過調(diào)節(jié)低邊功率管M2的占空比，可調(diào)節(jié)儲存于電感LI的能量，從而在電池電壓，即充電電壓信號VI，高于負(fù)載電壓，即放電電壓信號V2的情況下，雙向開關(guān)電路204實現(xiàn)電池203對負(fù)載的供電。
[0048]采用如圖3所示的高邊功率管組Ql可同時克服BOOST電路的短路故障問題。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，由于BOOST電路的高邊功率管通常采用二極管，且該二極管的陽極耦接至電感LI的一端，陰極耦接輸出端。當(dāng)輸出端短路時，BOOST電路的輸入直接對地短路，因而將引發(fā)電路故障，燒毀電路。當(dāng)采用高邊功率管組Ql替代二極管時，即使輸出端短路，由于體二極管D14的存在，輸入與輸出之間不會直接短路，從而可避免因短路引起的電路故障。
[0049]由上可知，當(dāng)如圖3所示的雙向開關(guān)電路204工作于放電模式時，即工作于BOOST拓?fù)湎聲r，既可輸出高于其輸入電壓的輸出電壓，還可輸出低于其輸入電壓的輸出電壓，并且能夠避免因短路引起的電路故障。
[0050]圖3所示的雙向開關(guān)電路204進(jìn)一步包括第一選擇電路SEl和第二選擇電路SE2。
[0051]所述第一選擇電路SEl包括二極管DSl和DS2。二極管DSl的陽極接收充電電壓信號VI，二極管DS2的陽極接收放電電壓信號V2。二極管DSl和DS2的陰極端同時耦接至第一輔助管Qll的控制端。當(dāng)充電電壓信號Vl大于放電電壓信號V2時,二極管DSl導(dǎo)通，二極管DS2截止，第一輔助管Qll控制端的電壓等于充電電壓信號Vl ;當(dāng)放電電壓信號V2大于充電電壓信號Vl時,二極管DS2導(dǎo)通,二極管DSl截止,第一輔助管Qll控制端的電壓等于放電電壓信號V2。
[0052]所述第二選擇電路SE2包括:比較器CP1，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電壓信號VI，所述第二輸入端接收放電電壓信號V2，所述輸出端輸出充電電壓信號Vl和放電電壓信號V2的比較結(jié)果；開關(guān)SI,具有第一端、第二端,輸出端和控制端，所述第一端耦接至高邊功率管QlO的體區(qū)BD，所述第二端接地，所述控制端耦接至比較器CPl的輸出端，所述輸出端耦接至第三輔助管Q13的控制端，當(dāng)充電電壓信號Vl大于放電電壓信號V2時，第三輔助管Q13的控制端通過開關(guān)SI的輸出端耦接至高邊功率管Qll的體區(qū)BD，當(dāng)充電電壓信號Vl大于放電電壓信號V2時，第三輔助管Q13的控制端通過開關(guān)SI的輸出端接地。
[0053]在一個實施例中，所述開關(guān)SI包括單刀雙擲開關(guān)。
[0054]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，圖3所示的第一選擇電路SEl和第二選擇電路SE2的電路結(jié)構(gòu)并不唯一，任何比較兩個電壓信號的大小來控制輸出端的輸出或者連接結(jié)構(gòu)的電路都可以用于本實用新型。
[0055]圖4示出了根據(jù)本實用新型一實施例的控制電路301的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖4所示，控制電路301包括:電流檢測信號選擇電路SE3，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電模式電流檢測信號Vcsl，所述第二端接收放電模式電流檢測信號Vcs2，所述控制端接收第一模式選擇信號MS1，根據(jù)第一模式選擇信號MS1，所述電流檢測信號選擇電路SE3選擇充電模式電流檢測信號Vcsl或放電模式電流檢測信號Vcs2作為電流檢測信號Vcs提供到輸出端；恒流恒壓控制電路401，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端,第五輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收表征充電電壓信號Vl的充電電壓反饋信號Vfbl,所述第二輸入端接收表征放電電壓信號V2的放電電壓反饋信號Vfb2，所述第三輸入端接收表征流過電池203(第一電源設(shè)備roi)的電流的充電電流反饋信號Ibatt，所述第四輸入端接收表征負(fù)載電流的放電電流反饋信號Iload，所述第五輸入端接收第一模式選擇信號MSl,基于所述充電電壓反饋信號Vfbl、放電電壓反饋信號Vfb2、充電電流反饋信號Ibatt、放電電流反饋信號I load和第一模式選擇信號MSl，所述恒流恒壓控制電路401在輸出端輸出恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom ；比較電路402，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至電流檢測信號選擇電路SE3接收電流檢測信號Vcs，所述第二輸入端耦接至恒流恒壓控制電路401接收恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom，基于所述電流檢測信號Vcs和恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom，所述比較電路402在輸出端輸出峰值電流控制信號Ip ;第一邏輯電路LGl,具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端接收時鐘信號CLK，所述第二輸入端耦接至比較電路402接收峰值電流控制信號Ip，基于所述時鐘信號CLK和峰值電流控制信號Ip，所述第一邏輯電路LGl在第一輸出端輸出第一控制信號QA，在第二輸出端輸出第二控制信號QB ;低邊控制信號選擇電路SE4,具有第一輸入端、第二輸入端、控制端、第一輸出端和第二輸出端,所述第一輸入端耦接至第一邏輯電路LGl的第一輸出端接收第一控制信號QA，第二輸入端耦接至第一邏輯電路LG2的第二輸出端接收第二控制信號QB，所述控制端接收第一模式選擇信號MSl，基于第一控制信號QA、第二控制信號QB和第一模式選擇信號MS1，所述低邊控制信號選擇電路SE4在第一輸出端輸出高邊控制選擇信號PHS，在第二輸出端輸出低邊控制信號LS ；以及高邊控制信號選擇電路SE5,具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端,所述第一輸入端接收充電電壓信號VI，所述第二輸入端耦接至低邊控制信號選擇電路SE4接收高邊控制選擇信號PHS，所述控制端接收第二模式選擇信號MS2，基于所述充電電壓信號VI，高邊控制選擇信號PHS和第二模式選擇信號MS2，所述高邊控制信號選擇電路SE5在輸出端輸出高邊控制信號HS ;其中，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇信號MSl有效時，所述雙向開關(guān)電路204工作在充電模式，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇信號MSl無效且第二模式選擇信號MS2無效時，所述雙向開關(guān)電路204工作在升壓放電模式，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇信號MSl無效而第二模式選擇信號MS2有效時，所述雙向開關(guān)電路204工作在降壓放電模式。
[0056]在一個實施例中，所述充電模式電流檢測信號Vcsl表征流過高邊功率管QlO的電流，放電模式電流檢測信號Vcs2表征流過低邊功率管M2的電流。
[0057]在一個實施例中，所述第一模式選擇信號MSl和第二模式選擇信號MS2為邏輯高電平時，信號有效；所述第一模式選擇信號MSl和第二模式選擇信號MS2為邏輯低電平時，信號無效。第一模式選擇信號MSl和第二模式選擇信號MS2也可以有其它邏輯電平來表征其有效或無效的狀態(tài)。
[0058]在一個實施例中，第一邏輯電路LGl包括RS觸發(fā)器FF1，具有置位端” S”、復(fù)位端” R”、正相輸出端” Q”和反相輸出端” G”，所述置位端” S”接收時鐘信號CLK，所述復(fù)位端” R”耦接至比較電路402接收峰值電流控制信號Ip，基于時鐘信號CLK和峰值電流控制信號Ip，所述RS觸發(fā)器FFl在正相輸出端”Q”輸出第一控制信號QA,在負(fù)相輸出端”Q”輸出與第一控制信號QA邏輯相反的第二控制信號QB。
[0059]在一個實施例中，所述控制電路301還包括模式選擇電路406,具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端I禹接至移動電源電路20的輸入端201接收輸入電源Vsource，所述第二輸入端接收充電電壓信號Vl，所述第三輸入端接收放電電壓信號V2,基于輸入電源Vsource、充電電壓信號Vl和放電電壓信號V2,所述模式選擇電路406在第一輸出端輸出第一模式選擇信號MSl,在第二輸出端輸出第二模式選擇信號MS2。
[0060]在一個實施例中，模式選擇電路406包括:電源檢測比較器CP3,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至移動電源電路20的輸入端201，所述第二端接收電源基準(zhǔn)信號Vref3，基于移動電源電路的輸入電源Vsource和電源基準(zhǔn)信號Vref3，所述電源檢測比較器CP3在輸出端輸出第一模式選擇信號MSl ;低壓檢測比較器CP4，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電壓信號VI,所述第二輸入端接收放電電壓信號V2，基于充電電壓信號Vl和放電電壓信號V2，所述低壓檢測比較器CP4在輸出端輸出低壓檢測信號LV ;以及第二邏輯電路LG2,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至電源檢測比較器CP3的輸出端接收第一模式選擇信號MS1，所述第二輸入端耦接至低壓檢測比較器CP4接收低壓檢測信號LV，基于所述第一模式選擇信號MSl和低壓檢測信號LV,所述第二邏輯電路LG2在輸出端輸出第二模式選擇信號MS2 ;其中，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇信號MSl無效并且低壓檢測信號LV表征放電電壓信號V2小于充電電壓信號Vl時，所述第二模式選擇信號MS2有效，否則，所述第二模式選擇信號MS2無效。
[0061]所述第二邏輯電路LG2可通過多種方式實現(xiàn)。在一個實施例中，所述第一模式選擇信號MSl無效時為邏輯高電平，并且當(dāng)放電電壓信號V2小于充電電壓信號VI，低壓檢測信號LV為邏輯高電平。所述第二邏輯電路LG2包括與門電路，該與門電路接收第一模式選擇信號MSl和低壓檢測信號LV，在第一模式選擇信號MSl和低壓檢測信號LV同時為邏輯高電平時，輸出有效的第二模式選擇信號MS2。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，第一模式選擇信號MS1、第二模式選擇信號MS2和低壓檢測信號LV可以有其它的電平值來表征其有效或者無效的狀態(tài)，因此第二邏輯電路LG2并不局限于與門電路，其可通過不同數(shù)字電路的組合來實現(xiàn)。
[0062]在一個實施例中，所述高邊控制信號選擇電路SE5只有在第二模式選擇信號MS2有效時，即雙向開關(guān)電路204工作在降壓放電模式下時,才會選擇充電電壓信號Vl作為高邊控制信號HS。在第二模式選擇信號MS2無效時，即雙向開關(guān)電路204工作在升壓放電模式或者充電模式下時，高邊控制信號選擇電路SE5選擇高壓控制選擇信號PHS作為高邊控制信號HS。
[0063]當(dāng)移動電源電路20的輸入端201稱接輸入電源Vsource時,第一模式選擇信號MSl有效，雙向開關(guān)電路204工作在充電模式。此時，在第一模式選擇信號MSl的控制下，電流檢測信號選擇電路SE3選擇充電模式電流檢測信號Vcsl作為電流檢測信號Vcs提供給比較電路402，比較電路402將電流檢測信號Vcs與恒流恒壓控制電路401輸出的恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom相比較,輸出峰值電流控制信號Ip。
[0064]在一個實施例中，在一個開關(guān)周期開始時，時鐘信號CLK置位RS觸發(fā)器FFl，使得第一控制信號QA為邏輯高電平,第二控制信號QB為邏輯低電平。在第一模式選擇信號MSl的控制下，低邊控制信號選擇電路SE4選擇第二控制信號QB作為低邊控制信號LS和高邊控制選擇信號PHS。在第二模式選擇信號MS2的控制下，高邊控制信號選擇電路SE5選擇輸出高邊控制選擇信號PHS作為高邊控制信號HS。在高邊控制信號HS和低邊控制信號LS的控制下，所述高邊功率管QlO導(dǎo)通，低邊功率管M2關(guān)斷。此時，輸入電源Vsource通過電感U對電池203充電，電感LI的電流上升，并且高邊功率管QlO的電流等于電感LI的電流，因此，電流檢測信號Vcs也上升。當(dāng)電流檢測信號Vcs的值大于恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom時，峰值電流控制信號Ip為邏輯高電平，復(fù)位RS觸發(fā)器FF1，使得第一控制信號QA為邏輯低電平，第二控制信號QB為邏輯高電平。在第一模式選擇信號MSl的控制下，低邊控制信號選擇電路SE4選擇第二控制信號QB作為低邊控制信號LS和高邊控制選擇信號PHS。高邊控制信號選擇電路SE5在第二模式選擇信號MS2的控制下，選擇輸出高邊控制選擇信號PHS作為高邊控制信號HS。在高邊控制信號HS和低邊控制信號LS的控制下，所述高邊功率管QlO關(guān)斷，低邊功率管M2導(dǎo)通。此時，電感LI的電流下降，即電流檢測信號Vcs減小。當(dāng)下一個開關(guān)周期來臨時，時鐘信號CLK再一次置位RS觸發(fā)器FFl。如此循環(huán)往復(fù)，使雙向開關(guān)電路204工作在充電模式下，其工作過程與BUCK電路類似。
[0065]在一個實施例中，所述恒流恒壓控制電路401包括:恒壓控制電路403，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端,所述第一輸入端接收表征充電電壓信號Vl的充電電壓反饋信號VfbI，第二輸入端接收表征放電電壓信號V2的放電電壓反饋信號Vfb2，所述控制端接收第一模式選擇信號MS1，基于所述充電電壓反饋信號Vfbl、放電電壓反饋信號Vfb2和第一模式選擇信號MSl,所述恒壓控制電路403在輸出端輸出恒壓補(bǔ)償信號Vcoml ；恒流控制電路404,具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端,所述第一輸入端接收表征電池電流的充電電流反饋信號Ibatt,第二輸入端接收表征負(fù)載電流的放電電流反饋信號Iload，所述控制端接收第一模式選擇信號MS1，基于所述充電電流反饋信號Ibatt、放電電流反饋信號I load和第一模式選擇信號MSl，所述恒流控制電路404在輸出端輸出恒流補(bǔ)償信號Vcom2 ;以及補(bǔ)償信號選擇電路405,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端,其中所述第一輸入端耦接至恒壓控制電路403接收恒壓補(bǔ)償信號Vcoml，所述第二輸入端耦接至恒流控制電路404接收恒流補(bǔ)償信號Vcom2，基于所述恒壓補(bǔ)償信號Vcoml和恒流補(bǔ)償信號Vcom2,所述補(bǔ)償信號選擇電路405在輸出端輸出恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom。
[0066]當(dāng)控制電路301應(yīng)用于移動電源電路20時，電池203需要給負(fù)載充電，或者被充電。充電過程通過先為恒流過程，再為恒壓過程。假設(shè)輸入電源Vsource對電池203充電時，先以恒流方式將電池的電壓充到一特定電壓值，該過程稱為恒流過程。再以該特定電壓值對電池充電，充電電流減小，該過程稱為恒壓過程。
[0067]在一個實施例中，通過設(shè)定電路參數(shù)，可以使恒流過程時，恒流補(bǔ)償信號Vcom2小于恒壓補(bǔ)償信號Vcoml，而恒壓過程時，恒流補(bǔ)償信號Vcom2大于恒壓補(bǔ)償信號Vcoml。補(bǔ)償信號選擇電路405包括:第一選擇二極管DS3，具有陽極端和陰極端，所述陰極端耦接至恒壓控制電路403的輸出端接收恒壓補(bǔ)償信號Vcoml ;以及第二選擇二極管DS4，具有陽極端和陰極端，所述陰極端耦接至恒流控制電路404的輸出端接收恒流補(bǔ)償信號Vcom2，所述陽極端與第一選擇二極管的陽極端耦接并且輸出恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom。當(dāng)恒流補(bǔ)償信號Vcom2小于恒壓補(bǔ)償信號Vcoml，補(bǔ)償信號選擇電路405選擇輸出恒流補(bǔ)償信號Vcom2作為恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom。當(dāng)恒流補(bǔ)償信號Vcom2大于恒壓補(bǔ)償信號Vcoml，補(bǔ)償信號選擇電路405選擇輸出恒壓補(bǔ)償信號Vcoml作為恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom。從而可實現(xiàn)先恒流再恒壓的充電過程。[0068]在一個實施例中，所述恒壓控制電路403包括:電壓反饋信號選擇電路SE6，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，其中所述第一輸入端接收充電電壓反饋信號Vfbl，所述第二輸入端接收放電電壓反饋信號Vfb2，所述控制端接收第一模式選擇信號MSl,在第一模式選擇信號MSl有效時,所述電壓反饋信號選擇電路SE6選擇在輸出端輸出所述充電電壓反饋信號Vfbl作為電壓反饋信號Vfb，在第一模式選擇信號MSl無效時，所述電壓反饋信號選擇電路SE6選擇在輸出端輸出所述放電電壓反饋信號Vfb2作為電壓反饋信號Vfb ;以及反饋電壓誤差放大器EA1，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓反饋信號選擇電路SE6接收電壓反饋信號Vfb，所述第二輸入端接收電壓基準(zhǔn)信號Vref I，基于所述電壓反饋信號Vfb和電壓基準(zhǔn)信號Vref，所述反饋電壓誤差放大器EAl在輸出端輸出恒壓補(bǔ)償信號Vcoml。
[0069]在一個實施例中，恒流控制電路404包括:電流反饋信號選擇電路SE7，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端,其中所述第一輸入端接收充電電流反饋信號Ibatt,所述第二輸入端接收放電電流反饋信號Iload，所述控制端接收第一模式選擇信號MS1，在第一模式選擇信號MSl有效時，所述電流反饋信號選擇電路SE7選擇在輸出端輸出所述充電電流反饋信號Ibatt作為電流反饋信號Ic，在第一模式選擇信號MSl無效時，所述電流反饋信號選擇電路SE7選擇在輸出端輸出所述放電電流反饋信號Iload作為電流反饋信號Ic ;以及反饋電流誤差放大器EA2，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電流反饋信號選擇電路SE7接收電流反饋信號Ic，所述第二輸入端接收電流基準(zhǔn)信號Vref 2，基于所述電流反饋信號Ic和電流基準(zhǔn)信號Vref 2，所述反饋電流誤差放大器EA2在輸出端輸出恒流補(bǔ)償信號Vcom2。
[0070]根據(jù)一些實施例，在充電模式下，誤差放大器EAl將表征充電電壓信號Vl的充電電壓反饋信號Vfbl控制在恒定值，從而將充電電壓信號Vl控制在恒定值，實現(xiàn)恒壓控制。誤差放大器EA2將表征充電電流(輸入電源Vsource給電池203充電時的電池電流)的充電電壓反饋信號Ibatt控制在恒定值，從而將充電電流控制在恒定值，實現(xiàn)恒流控制。
[0071]當(dāng)移動電源電路20的輸入端201與輸入電源Vsource斷開時，第一模式選擇信號MSl無效，雙向開關(guān)電路204工作在放電模式。電池203給負(fù)載供電。
[0072]若負(fù)載電壓大于電池203的電壓，即放電電壓信號V2大于充電電壓信號VI,則雙向開關(guān)電路204工作在升壓放電模式，第二模式選擇信號MS2無效。此時，在第一模式選擇信號MSl的控制下，電流檢測信號選擇電路SE3選擇放電模式電流檢測信號Vcs2作為電流檢測信號Vcs提供給比較電路402，比較電路402將電流檢測信號Vcs與恒流恒壓控制電路401輸出的恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom相比較，輸出峰值電流控制信號Ip。
[0073]在一個實施例中，在一個開關(guān)周期開始時，時鐘信號CLK置位RS觸發(fā)器FFl，使得第一控制信號QA為邏輯高電平,第二控制信號QB為邏輯低電平。在第一模式選擇信號MSl的控制下，低邊控制信號選擇電路SE4選擇第一控制信號QA作為低邊控制信號LS和高邊控制選擇信號PHS。在第二模式選擇信號MS2的控制下，高邊控制信號選擇電路SE5選擇輸出高邊控制選擇信號PHS作為高邊控制信號HS。在高邊控制信號HS和低邊控制信號LS的控制下，所述高邊功率管QlO關(guān)斷，低邊功率管M2導(dǎo)通。此時，電池203輸出電流流經(jīng)電感LI和低邊功率管M2，電感LI的電流上升，并且，低邊功率管M2的電流等于電感LI的電流，因此，電流檢測信號Vcs也上升。當(dāng)電流檢測信號Vcs的值大于恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom時，峰值電流控制信號Ip為邏輯高電平，復(fù)位RS觸發(fā)器FF1，使得第一控制信號QA為邏輯低電平，第二控制信號QB為邏輯高電平。在第一模式選擇信號MSl的控制下，低邊控制信號選擇電路SE4選擇第一控制信號QA作為低邊控制信號LS和高邊控制選擇信號PHS。高邊控制信號選擇電路SE5在第二模式選擇信號MS2的控制下，選擇輸出高邊控制選擇信號PHS作為高邊控制信號HS。在高邊控制信號HS和低邊控制信號LS的控制下，所述高邊功率管QlO導(dǎo)通，低邊功率管M2關(guān)斷。此時，電感LI的電流下降，即電流檢測信號Vcs減小。當(dāng)下一個開關(guān)周期來臨時，時鐘信號CLK再一次置位RS觸發(fā)器FFl。如此循環(huán)往復(fù)，使雙向開關(guān)電路204工作在升壓放電模式下，其工作過程與BOOST電路類似。
[0074]在放電模式下，誤差放大器EAl可將表征放電電壓信號V2的充電電壓反饋信號Vfb2控制在恒定值，從而將放電電壓信號V2控制在恒定值，實現(xiàn)恒壓控制。誤差放大器EA2將表征負(fù)載電流的放電電壓反饋信號Iload控制在恒定值，從而將放電電流，即負(fù)載電流，控制在恒定值，實現(xiàn)恒流控制。
[0075]若在放電模式下，負(fù)載電壓小于電池203的電壓，即放電電壓信號V2小于充電電壓信號VI,則雙向開關(guān)電路204工作在降壓放電模式，第二模式選擇信號MS2有效。此時，在第一模式選擇信號MSl的控制下，電流檢測信號選擇電路SE3選擇放電模式電流檢測信號Vcs2作為電流檢測信號Vcs提供給比較電路402，比較電路402將電流檢測信號Vcs與恒流恒壓控制電路401輸出的恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom相比較，輸出峰值電流控制信號Ip。
[0076]在一個實施例中，在一個開關(guān)周期開始時，時鐘信號CLK置位RS觸發(fā)器FFl，使得第一控制信號QA為邏輯高電平,第二控制信號QB為邏輯低電平。在第一模式選擇信號MSl的控制下，低邊控制信號選擇電 路SE4選擇第一控制信號QA作為低邊控制信號LS和高邊控制選擇信號PHS。在第二模式選擇信號MS2的控制下，高邊控制信號選擇電路SE5選擇輸出充電電壓信號Vl作為高邊控制信號HS。也就是說，在降壓放電模式下，高邊功率管QlO的控制端耦接充電電壓信號VI。在高邊控制信號HS和低邊控制信號LS的控制下，高邊功率管QlO關(guān)斷，低邊功率管M2導(dǎo)通。此時，電池203輸出電流流經(jīng)電感LI和低邊功率管M2，電感LI的電流上升，并且，低邊功率管M2的電流等于電感LI的電流，因此，電流檢測信號Vcs也上升。當(dāng)電流檢測信號Vcs的值大于恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom時，峰值電流控制信號Ip為邏輯高電平，復(fù)位RS觸發(fā)器FFl，使得第一控制信號QA為邏輯低電平，第二控制信號QB為邏輯高電平。在第一模式選擇信號MSl的控制下，低邊控制信號選擇電路SE4選擇第一控制信號QA作為低邊控制信號LS和高邊控制選擇信號PHS。而高邊控制信號選擇電路SE5在第二模式選擇信號MS2的控制下,仍舊選擇輸出充電電壓信號Vl作為高邊控制信號HS。在高邊控制信號HS和低邊控制信號LS的控制下，高邊功率管QlO和低邊功率管M2均關(guān)斷。此時，電感LI的電流對低邊功率管M2的寄生電容Cm充電。當(dāng)寄生電容Cm上的電壓，即開關(guān)端SW的電壓Vsw上升。當(dāng)Vsw-VDVthl時，第一輔助管Qll導(dǎo)通，使得高邊功率管QlO的體區(qū)與第一端(開關(guān)端SW)相連，固定高邊功率管QlO的體電位。由于此時高邊控制信號HS的值等于電壓VI，并且由于P型MOS的閾值電壓大致相近，VthO ^ Vthl，因此Vsw-VDVthO。所以，當(dāng)?shù)谝惠o助管Qll被導(dǎo)通時，高邊功率管QlO也被導(dǎo)通，使電感LI上的能量傳遞至負(fù)載。此過程持續(xù)至開關(guān)端SW的電壓Vsw下降至Vsw-VKVthl，使得第一輔助管Qll和高邊功率管QlO同時關(guān)斷。當(dāng)下一個開關(guān)周期來臨時，時鐘信號CLK再一次置位RS觸發(fā)器FFl。如此循環(huán)往復(fù)，使雙向開關(guān)電路204工作在降壓放電模式下。[0077]在放電模式下,誤差放大器EAl可將表征放電電壓信號V2的充電電壓反饋信號Vfb2控制在恒定值，從而將放電電壓信號V2控制在恒定值，實現(xiàn)恒壓控制。誤差放大器EA2將表征負(fù)載電流的放電電壓反饋信號Iload控制在恒定值，從而將放電電流，即負(fù)載電流，控制在恒定值，實現(xiàn)恒流控制。
[0078]所述選擇電路SE3?SE7是本領(lǐng)域公知常識，任何根據(jù)控制信號的不同而選擇不同的輸入信號到輸出端的電路，例如單刀雙擲開關(guān)等，都可以用作選擇電路SE3?SE7。
[0079]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，以上雙向開關(guān)電路204的工作過程是基于高邊功率管QlO為PMOS管，低邊功率管M2為NMOS的實施例。當(dāng)高邊功率管QlO或者低邊功率管M2包含其它類型的MOS管時，控制電路301中的各個邏輯信號可包含其它電平。
[0080]圖5示出了根據(jù)本實用新型一實施例的選擇電路202的電路結(jié)構(gòu)圖。所述選擇電路202包括:第一選擇管Mal，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至移動電源電路的輸入端201，所述控制端接收第一模式選擇信號MSl ;第二選擇管Ma2，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至移動電源電路的輸出端204，所述第二端耦接至第一選擇開關(guān)Mal的第二端，所述控制端接收第一模式選擇信號MSI。
[0081]在一個實施例中，所述第一選擇管Mal和所述第二選擇管Ma2還分別包括體二極管Dal和體二極管Da2。在一個實施例中，所述第一選擇管Mal和第二選擇管Ma2包括NMOS管(N型MOS管)。
[0082]在一個實施例中，當(dāng)移動電源電路20的輸入端201連接輸入電源Vsource時，第一模式選擇信號MSl為邏輯高電平(有效)，第一選擇管Mal和第二選擇管Ma2導(dǎo)通，所述輸入電源Vsource直接給負(fù)載供電,并通過雙向開關(guān)電路204給電池203充電。在輸入電源Vsource過壓或者過流時，體二極管Da2截止，可用于保護(hù)負(fù)載和移動電源電路20的其它電路，如雙向開關(guān)電路204和電池203等。當(dāng)輸入端201與輸入電源Vsource斷開時，第一模式選擇信號MSl控制第一選擇管和第二選擇管關(guān)斷，防止負(fù)載向輸入端201的逆向電流。
[0083]在一個實施例中，所述移動電源電路20還包括耦接在輸入端201和地之間的輸入電容Cin。當(dāng)電池203給負(fù)載供電時，體二極管Dal可防止電流從輸出端205流向輸入端201給輸入電容Cin充電，從而避免電路對輸入端是否連接輸入電源的誤判斷。
[0084]在雙向開關(guān)電路204應(yīng)用于移動電源電路中時，由于涉及到電池的充放電,雙向開關(guān)電路204的控制電路需要具備輸出恒流信號和恒壓信號的能力。當(dāng)雙向開關(guān)電路204只需控制輸出恒壓或者輸出恒流時，其控制電路具有不同的電路結(jié)構(gòu)。
[0085]圖6示出了根據(jù)本實用新型一實施例的控制電路601的電路結(jié)構(gòu)圖。該控制電路601可控制雙向開關(guān)電路204輸出恒壓信號。如圖6所示，控制電路601包括:電流檢測信號選擇電路SE3,具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端,所述第一輸入端接收充電模式電流檢測信號Vcsl，所述第二端接收放電模式電流檢測信號Vcs2，所述控制端接收第一模式選擇信號MSl,根據(jù)第一模式選擇信號MSl,所述電流檢測信號選擇電路SE3選擇充電模式電流檢測信號Vcsl或放電模式電流檢測信號Vcs2作為電流檢測信號Vcs提供到輸出端；恒壓控制電路403,具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端,所述第一輸入端接收表征充電電壓信號Vl的充電電壓反饋信號Vfbl,所述第二輸入端接收表征放電電壓信號V2放電電壓反饋信號Vfb2，所述第三輸入端接收第一模式選擇信號MS1，基于所述充電電壓反饋信號Vfbl、放電電壓反饋信號Vfb2和第一模式選擇信號MS1，所述恒壓控制電路403在輸出端輸出恒壓補(bǔ)償信號Vcoml ;比較電路402,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至電流檢測信號選擇電路SE3接收電流檢測信號Vcs，所述第二輸入端耦接至恒壓控制電路403接收恒壓補(bǔ)償信號Vcoml，基于所述電流檢測信號Vcs和恒壓補(bǔ)償信號Vcoml，所述比較電路402在輸出端輸出峰值電流控制信號Ip ;第一邏輯電路LGl,具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端,所述第一輸入端接收時鐘信號CLK，所述第二輸入端耦接至比較電路402接收峰值電流控制信號Ip，基于所述時鐘信號CLK和峰值電流控制信號Ip，所述第一邏輯電路LGl在第一輸出端輸出第一控制信號QA,在第二輸出端輸出第二控制信號QB ;低邊控制信號選擇電路SE4,具有第一輸入端、第二輸入端、控制端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端I禹接至第一邏輯電路LGl的第一輸出端接收第一控制信號QA，第二輸入端耦接至第一邏輯電路LG2的第二輸出端接收第二控制信號QB，所述控制端接收第一模式選擇信號MS1，基于第一控制信號QA、第二控制信號QB和第一模式選擇信號MSl,所述低邊控制信號選擇電路SE4在第一輸出端輸出高邊控制選擇信號PHS，在第二輸出端輸出低邊控制信號LS ;以及高邊控制信號選擇電路SE5，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電壓信號VI,所述第二輸入端耦接至低邊控制信號選擇電路SE4接收高邊控制選擇信號PHS，所述控制端接收第二模式選擇信號MS2，基于所述充電電壓信號Vl，高邊控制選擇信號PHS和第二模式選擇信號MS2，所述高邊控制信號選擇電路SE5在輸出端輸出高邊控制信號HS ;其中，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇信號MSl有效時,所述雙向開關(guān)電路204工作在充電模式，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇信號MSl無效且第二模式選擇信號MS2無效時，所述雙向開關(guān)電路204工作在升壓放電模式，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇信號MSl無效而第二模式選擇信號MS2有效時,所述雙向開關(guān)電路204工作在降壓放電模式。
[0086]與控制電路301相比，控制電路601采用恒壓補(bǔ)償信號Vcoml替代恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom?？刂齐娐?01的工作原理與控制電路301類似，此處不再展開闡述。
[0087]圖7示出了根據(jù)本實用新型一實施例的控制電路701的電路結(jié)構(gòu)圖。該控制電路701可控制雙向開關(guān)電路204輸出恒流信號。如圖7所示，控制電路701包括:電流檢測信號選擇電路SE3,具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端,所述第一輸入端接收充電模式電流檢測信號Vcsl，所述第二端接收放電模式電流檢測信號Vcs2，所述控制端接收第一模式選擇信號MSl,根據(jù)第一模式選擇信號MSl,所述電流檢測信號選擇電路SE3選擇充電模式電流檢測信號Vcsl或放電模式電流檢測信號Vcs2作為電流檢測信號Vcs提供到輸出端；恒流控制電路403,具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端,所述第一輸入端接收表征流過電池203 (第一電源設(shè)備HH)的電流的充電電流反饋信號Ibatt，所述第二輸入端接收表征負(fù)載電流的放電電流反饋信號Iload，所述第三輸入端接收第一模式選擇信號MSl,基于所述充電電流反饋信號Ibatt、放電電流反饋信號Iload和第一模式選擇信號MSl，所述恒流控制電路404在輸出端輸出補(bǔ)償信號Vcom2 ；比較電路402，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至電流檢測信號選擇電路SE3接收電流檢測信號Vcs，所述第二輸入端耦接至恒流控制電路404接收恒流補(bǔ)償信號Vcom2，基于所述電流檢測信號Vcs和恒流補(bǔ)償信號Vcom2,所述比較電路402在輸出端輸出峰值電流控制信號Ip ;第一邏輯電路LGl,具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端接收時鐘信號CLK，所述第二輸入端耦接至比較電路402接收峰值電流控制信號IP，基于所述時鐘信號CLK和峰值電流控制信號Ip，所述第一邏輯電路LGl在第一輸出端輸出第一控制信號QA,在第二輸出端輸出第二控制信號QB ;低邊控制信號選擇電路SE4,具有第一輸入端、第二輸入端、控制端、第一輸出端和第二輸出端,所述第一輸入端耦接至第一邏輯電路LGl的第一輸出端接收第一控制信號QA，第二輸入端耦接至第一邏輯電路LG2的第二輸出端接收第二控制信號QB，所述控制端接收第一模式選擇信號MSl，基于第一控制信號QA、第二控制信號QB和第一模式選擇信號MSl，所述低邊控制信號選擇電路SE4在第一輸出端輸出高邊控制選擇信號PHS，在第二輸出端輸出低邊控制信號LS ;以及高邊控制信號選擇電路SE5,具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端,所述第一輸入端接收充電電壓信號VI，所述第二輸入端耦接至低邊控制信號選擇電路SE4接收高邊控制選擇信號PHS，所述控制端接收第二模式選擇信號MS2，基于所述充電電壓信號VI，高邊控制選擇信號PHS和第二模式選擇信號MS2，所述高邊控制信號選擇電路SE5在輸出端輸出高邊控制信號HS ;其中，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇信號MSl有效時，所述雙向開關(guān)電路204工作在充電模式，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇信號MSl無效且第二模式選擇信號MS2無效時，所述雙向開關(guān)電路204工作在升壓放電模式，當(dāng)?shù)谝荒Ｊ竭x擇信號MSl無效而第二模式選擇信號MS2有效時，所述雙向開關(guān)電路204工作在降壓放電模式。
[0088]與控制電路301相比，控制電路701采用恒流補(bǔ)償信號Vcom2替代恒流恒壓補(bǔ)償信號Vcom?？刂齐娐?01的工作原理與控制電路301類似，此處不再展開闡述。
[0089]與現(xiàn)有的移動電源電路相比，本實用新型提供的移動電源電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。本實用新型提供的雙向開關(guān)電路不僅可以實現(xiàn)BUCK功能和BOOST功能，而且能夠在BOOST拓?fù)湎?，實現(xiàn)輸入到輸出的降壓。
[0090]雖然已參照幾個典型實施例描述了本實用新型，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。由于本實用新型能夠以多種形式具體實施而不脫離實用新型的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實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。
【權(quán)利要求】
1.一種雙向開關(guān)電路，其特征在于，包括: 電感，具有第一端和第二端，所述第一端耦接充電電壓信號，所述第二端耦接至開關(guān)端; 低邊功率管，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至開關(guān)端，所述第二端接地，所述控制端接收低邊控制信號； 高邊功率管組，具有第一端、第二端、第三端、第四端和控制端，所述第一端耦接至開關(guān)端，所述第二端耦接放電電壓信號，所述第三端接收充電電壓信號和放電電壓信號中的的電壓較大值，所述第四端耦接至開關(guān)端，所述控制端接收高邊控制信號；以及 控制電路，輸出低邊控制信號至低邊功率管的控制端，輸出高邊控制信號至高邊功率管組的控制端。
2.如權(quán)利要求1所述的雙向開關(guān)電路，其特征在于，所述高邊功率管組包括: 高邊功率管，具有第一端、第二端、第三端和控制端，其中所述第一端耦接至開關(guān)端，所述第二端耦接放電電壓信號，所述控制端接收高邊控制信號； 第一輔助管，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至高邊功率管的第三端，所述第二端耦接至開關(guān)端，所述控制端接收充電電壓信號和放電電壓信號中的電壓較大值； 第二輔助管，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至高邊功率管的第三端，所述第二端耦接放電電壓信號，所述控制端耦接至開關(guān)端接收開關(guān)電壓；以及 第三輔助管，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至高邊功率管的第三端，所述第二端耦接至放電電壓信號，所述控制端在充電電壓信號大于放電電壓信號時，耦接至所述高邊功率管的第三端，在充電電壓信號小于放電電壓信號時接地。
3.如權(quán)利要求1所述的雙向開關(guān)電路，其特征在于，所述控制電路包括: 電流檢測信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電模式電流檢測信號，所述第二輸入端接收放電模式電流檢測信號，所述控制端接收模式選擇信號，所述輸出端在第一模式選擇信號有效時輸出充電模式電流檢測信號作為電流檢測信號，在第一模式選擇信號無效時輸出放電模式電流檢測信號作為電流檢測信號; 恒流恒壓控制電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端，第五輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收表征充電電壓信號的充電電壓反饋信號，所述第二輸入端接收表征放電電壓信號的放電電壓反饋信號，所述第三輸入端接收表征流過第一電源設(shè)備的電流的充電電流反饋信號，所述第四輸入端接收表征負(fù)載電流的放電電流反饋信號，所述第五輸入端接收第一模式選擇信號，所述輸出端輸出恒流恒壓補(bǔ)償信號； 比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至電流檢測信號選擇電路接收電流檢測信號，所述第二輸入端耦接至恒流恒壓控制電路接收恒流恒壓補(bǔ)償信號，所述輸出端輸出峰值電流控制信號； 第一邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端接收時鐘信號，所述第二輸入端耦接至比較電路接收峰值電流控制信號，所述第一輸出端輸出第一控制信號，所述第二輸出端輸出第二控制信號； 低邊控制信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端耦接至第一邏輯電路的第一輸出端接收第一控制信號，第二輸入端耦接至第一邏輯電路的第二輸出端接收第二控制信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述第一輸出端輸出高邊控制選擇信號，所述第二輸出端輸出低邊控制信號；以及高邊控制信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電壓信號，所述第二輸入端耦接至低邊控制信號選擇電路接收高邊控制選擇信號，所述控制端接收第二模式選擇信號，所述輸出端輸出高邊控制信號。
4.如權(quán)利要求3所述的雙向開關(guān)電路，其特征在于，所述恒流恒壓控制電路包括: 恒壓控制電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電壓反饋信號，第二輸入端接收放電電壓反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述輸出端輸出恒壓補(bǔ)償信號； 恒流控制電路，具 有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電流反饋信號，第二輸入端接收放電電流反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述輸出端輸出恒流補(bǔ)償信號；以及 補(bǔ)償信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至恒壓控制電路接收恒壓補(bǔ)償信號，所述第二輸入端耦接至恒流控制電路接收恒流補(bǔ)償信號，所述輸出端輸出恒流恒壓補(bǔ)償信號。
5.如權(quán)利要求4所述的雙向開關(guān)電路，其特征在于，所述恒壓控制電路包括: 電壓反饋信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，其中所述第一輸入端接收充電電壓反饋信號，所述第二輸入端接收放電電壓反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述電壓反饋信號選擇電路在第一模式選擇信號有效在輸出端輸出所述充電電壓反饋信號作為電壓反饋信號，在第一模式選擇信號無效時在輸出端輸出所述放電電壓反饋信號作為電壓反饋信號；以及 反饋電壓比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓反饋信號選擇電路接收電壓反饋信號，所述第二輸入端接收電壓基準(zhǔn)信號，所述輸出端輸出恒壓補(bǔ)償信號。
6.如權(quán)利要求4所述的雙向開關(guān)電路，其特征在于，所述恒流控制電路包括: 電流反饋信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，其中所述第一輸入端接收充電電流反饋信號，所述第二輸入端接收放電電流反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述電流反饋信號選擇電路在第一模式選擇信號有效時在輸出端輸出所述充電電流反饋信號作為電流反饋信號，在第一模式選擇信號無效時在輸出端輸出所述放電電流反饋信號作為電流反饋信號；以及 反饋電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電流反饋信號選擇電路接收電流反饋信號，所述第二輸入端接收電流基準(zhǔn)信號，所述輸出端輸出恒流補(bǔ)償信號。
7.如權(quán)利要求4所述的雙向開關(guān)電路，其特征在于，所述補(bǔ)償信號選擇電路包括: 第一選擇二極管，具有陽極端和陰極端，所述陰極端耦接至恒壓控制電路的輸出端接收恒壓補(bǔ)償信號；以及 第二選擇二極管，具有陽極端和陰極端，所述陰極端耦接至恒流控制電路的輸出端接收恒流補(bǔ)償信號，所述陽極端與第一選擇二極管的陽極端耦接并且輸出恒流恒壓補(bǔ)償信號。
8.如權(quán)利要求3所述的雙向開關(guān)電路，其特征在于，所述第一邏輯電路包括RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端、正相輸出端和反相輸出端，所述置位端接收時鐘信號，所述復(fù)位端耦接至比較電路接收峰值電流控制信號，所述正相輸出端輸出第一控制信號，所述負(fù)相輸出端輸出與第一控制信號邏輯相反的第二控制信號。
9.如權(quán)利要求1所述的雙向開關(guān)電路，其特征在于，所述控制電路包括: 電流檢測信號選擇電路，具有第一端、第二端、控制端和輸出端，所述第一端接收充電模式電流檢測信號，所述第二端接收放電模式電流檢測信號，所述控制端接收模式選擇信號，根據(jù)第一模式選擇信號，所述輸出端在第一模式選擇信號有效時輸出充電模式電流檢測信號作為電流檢測信號，在第一模式選擇信號無效時輸出放電模式電流檢測信號作為電流檢測信號； 恒壓控制電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收表征充電電壓的充電電壓反饋信號，第二輸入端接收表征放電電壓的放電電壓反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述輸出端輸出恒壓補(bǔ)償信號； 比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至電流檢測信號選擇電路接收電流檢測信號，所述第二輸入端耦接至恒壓控制電路接收恒壓補(bǔ)償信號，所述輸出端輸出峰值電流控制信號； 第一邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端接收時鐘信號，所述第二輸入端耦接至比較電路接收峰值電流控制信號，所述第一輸出端輸出第一控制信號，所述第二輸出端輸出第二控制信號； 低邊控制信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端耦接至第一邏輯電路的第一輸出端接收第一控制信號，第二輸入端耦接至第一邏輯電路的第二輸出端接收第二控制信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述第一輸出端輸出高邊控制選擇信號，所述第二輸出端輸出低邊控制信號；以及 高邊控制信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電壓信號，所述第二輸入端耦接至低邊控制信號選擇電路接收高邊控制選擇信號，所述控制端接收第二模式選擇信號，所述輸出端輸出高邊控制信號。
10.如權(quán)利要求9所述的雙向開關(guān)電路，其特征在于，所述恒壓控制電路包括: 電壓反饋信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，其中所述第一輸入端接收充電電壓反饋信號，所述第二輸入端接收放電電壓反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述輸出端在第一模式選擇信號有效時輸出所述充電電壓反饋信號作為電壓反饋信號，在第一模式選擇信號無效時輸出所述放電電壓反饋信號作為電壓反饋信號；以及 反饋電壓比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電壓反饋信號選擇電路接收電壓反饋信號，所述第二輸入端接收電壓基準(zhǔn)信號，所述輸出端輸出恒壓補(bǔ)償信號。
11.如權(quán)利要求9所述的雙向開關(guān)電路，其特征在于，所述第一邏輯電路包括RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端、正相輸出端和反相輸出端，所述置位端接收時鐘信號，所述復(fù)位端耦接至比較電路 接收峰值電流控制信號，所述正相輸出端輸出第一控制信號，所述負(fù)相輸出端輸出與第一控制信號邏輯相反的第二控制信號。
12.如權(quán)利要求1所述的雙向開關(guān)電路，其特征在于，所述控制電路包括: 電流檢測信號選擇電路，具有第一端、第二端、控制端和輸出端，所述第一端接收充電模式電流檢測信號，所述第二端接收放電模式電流檢測信號，所述控制端接收模式選擇信號，所述輸出端在第一模式選擇信號有效時輸出充電模式電流檢測信號作為電流檢測信號，在第一模式選擇信號無效時輸出放電模式電流檢測信號作為電流檢測信號； 恒流控制電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收表征充電電流的充電電流反饋信號，第二輸入端接收表征放電電流的放電電流反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述輸出端輸出恒流補(bǔ)償信號； 比較電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至電流檢測信號選擇電路接收電流檢測信號，所述第二輸入端耦接至恒流控制電路接收恒流補(bǔ)償信號，所述輸出端輸出峰值電流控制信號； 第一邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端接收時鐘信號，所述第二輸入端耦接至比較電路接收峰值電流控制信號，所述第一輸出端輸出第一控制信號，所述第二輸出端輸出第二控制信號； 低邊控制信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端、第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸入端耦接至第一邏輯電路的第一輸出端接收第一控制信號，第二輸入端耦接至第一邏輯電路的第二輸出端接收第二控制信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述第一輸出端輸出高邊控制選擇信號，所述第二輸出端輸出低邊控制信號；以及高邊控制信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電壓信號，所述第二輸入端耦接至低邊控制信號選擇電路接收高邊控制選擇信號，所述控制端接收第二模式選擇信號，所述輸出端輸出高邊控制信號。
13.如權(quán)利要求12所述的雙向開關(guān)電路，其特征在于，所述恒流控制電路包括: 電流反饋信號選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、控制端和輸出端，其中所述第一輸入端接收充電電流反饋信號，所述第二輸入端接收放電電流反饋信號，所述控制端接收第一模式選擇信號，所述電流反饋信號選擇電路在第一模式選擇信號有效時在輸出端輸出所述充電電流反饋信號作為電流反饋信號，在第一模式選擇信號無效時在輸出端輸出所述放電電流反饋信號作為電流反饋信號；以及 反饋電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至電流反饋信號選擇電路接收電流反饋信號，所述第二輸入端接收電流基準(zhǔn)信號，所述輸出端輸出恒流補(bǔ)償信號。
14.如權(quán)利要求12所述的雙向開關(guān)電路，其特征在于，所述第一邏輯電路包括RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端、正相輸出端和反相輸出端，所述置位端接收時鐘信號，所述復(fù)位端耦接至比較電路接收峰值電流控制信號，所述正相輸出端輸出第一控制信號，所述負(fù)相輸出端輸出與第一控制信號邏輯相反的第二控制信號。
15.一種移動電源電路，其特征在于，所述移動電源電路包括如權(quán)利要求1~8任一項所述的雙向開關(guān)電路，以及: 輸入端； 輸出端；電池； 雙向開關(guān)電路，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至電池，所述第二端耦接至移動電源電路的輸出端； 選擇電路，具有第一端和第二端，其中所述第一端耦接至移動電源電路的輸入端，所述第二端耦接至移動電源電路的輸出端。
16.如權(quán)利要求15所述的移動電源電路，其特征在于，還包括模式選擇電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第一輸出端和第二輸出端,所述第一輸入端I禹接至移動電源電路的輸入端，所述第二輸入端接收充電電壓信號，所述第三輸入端接收放電電壓信號，所述第一輸出端輸出第一模式選擇信號，所述第二輸出端輸出第二模式選擇信號。
17.如權(quán)利要求16所述的移動電源電路，其特征在于，所述模式選擇電路包括: 電源檢測比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至移動電源電路的輸入端，所述第二端接收電源基準(zhǔn)信號，所述輸出端輸出第一模式選擇信號； 低壓檢測比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收充電電壓信號，所述第二輸入端接收放電電壓信號，所述輸出端輸出低壓檢測信號；以及 第二邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至電源檢測比較器的輸出端接收第一模式選擇信號，所述第二輸入端耦接至低壓檢測比較器接收低壓檢測信號，所述輸出端輸出第二模式選擇信號； 其中，所述第二模式選擇信號在第一模式選擇信號無效并且低壓檢測信號顯示放電電壓信號小于充電電壓信號時有效，否則，所述第二模式選擇信號無效。
18.如權(quán)利要求15所述的移動電源電路，其特征在于，所述選擇電路包括:` 第一選擇管，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至移動電源電路的輸入端，所述控制端接收第一模式選擇信號；以及 第二選擇管，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一端耦接至移動電源電路的輸出端，所述第二端耦接至第一選擇管的第二端，所述控制端接收第一模式選擇信號信號； 其中，所述第一選擇管和第二選擇管在移動電源電路的輸入端耦接輸入電源時導(dǎo)通；在移動電源電路的輸入端與輸入電源斷開時關(guān)斷。
【文檔編號】H02J7/00GK203554020SQ201320699981
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】徐敏, 張杰林, 孔小麗, 李小青, 任遠(yuǎn)程 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司