電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路、方法和移動電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路、方法和移動電源，解決移動電源轉(zhuǎn)換效率隨負(fù)載變化不能保持最優(yōu)轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)問題。包括輸入電流采樣電路、電源轉(zhuǎn)換芯片、MCU、輸出電流采樣電路和反饋電阻調(diào)整電路；輸入電流采樣電路并聯(lián)在所述輸入電阻上，輸出電流采樣電路并聯(lián)在輸出電阻上；輸入電流采樣電路的第一使能端和輸出電流采樣電路的第二使能端都連接MCU的第二控制端；反饋電阻調(diào)整電路包括串聯(lián)的第一反饋電阻調(diào)整電路和第二反饋電阻調(diào)整電路；第一反饋電阻調(diào)整電路的第三使能端連接所述MCU的第三控制端，第二反饋電阻調(diào)整電路的第四使能端連接MCU的第四控制端。通過選擇最優(yōu)電源轉(zhuǎn)換效率，使電源保持在最優(yōu)電源轉(zhuǎn)換效率的工作配置下工作。
【專利說明】
電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路、方法和移動電源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電源電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路、方法和移動電源。
【背景技術(shù)】
[0002]移動電源，也叫充電寶、可充電電池等，是一種集供電和充電功能于一體的便攜式充電器，可以給手機(jī)、平板電腦等數(shù)碼設(shè)備隨時隨地充電，給用戶生活帶來便利。
[0003]移動電源的轉(zhuǎn)換效率一直是商家宣傳的重點(diǎn)，電源轉(zhuǎn)換效率，是指電源的輸出功率與輸入功率的比值，通常認(rèn)為電源轉(zhuǎn)換效率越高，則輸出功率越大，表明移動電源輸出功能越好，充電越快。
[0004]但移動電源由于接的負(fù)載的不同，其電源轉(zhuǎn)換效率并非一直保持最優(yōu)轉(zhuǎn)換效率狀
??τ O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請?zhí)峁┝艘环N電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路、方法和移動電源，解決現(xiàn)有的移動電源轉(zhuǎn)換效率隨負(fù)載變化不能保持最優(yōu)轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本申請采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
提出一種電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路，包括電源輸入端、電源轉(zhuǎn)換芯片、MCU和電源輸出端，還包括:輸入電流采樣電路、輸出電流采樣電路和反饋電阻調(diào)整電路;所述電源轉(zhuǎn)換芯片的輸入端與所述電源輸入端之間串聯(lián)有輸入電阻，所述電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與所述電源輸出端之間串聯(lián)有輸出電阻;所述輸入電流采樣電路并聯(lián)在所述輸入電阻上，所述輸出電流采樣電路并聯(lián)在所述輸出電阻上;所述電源轉(zhuǎn)換芯片的使能端連接所述MCU的第一控制端；所述輸入電流采樣電路包括有第一使能端，所述輸出電流采樣電路包括有第二使能端;所述第一使能端和所述第二使能端都連接所述MCU的第二控制端;所述反饋電阻調(diào)整電路包括串聯(lián)的第一反饋電阻調(diào)整電路和第二反饋電阻調(diào)整電路;所述第一反饋電阻調(diào)整電路輸入端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出端，所述第一反饋電阻調(diào)整電路的輸出端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端;所述第二反饋電阻調(diào)整電路的輸入端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端，所述第二反饋電阻調(diào)整電路的輸出端接地;所述第一反饋電阻調(diào)整電路包括有第三使能端，所述第二反饋電阻調(diào)整電路包括有第四使能端;所述第三使能端連接所述MCU的第三控制端，所述第四使能端連接所述MCU的第四控制端。
[0007]進(jìn)一步的，所述輸入電流米樣電路包括第一電子開關(guān)、第二電子開關(guān)、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻;所述第一電阻一端連接所述輸入電阻一端，所述第三電阻一端連接所述輸入電阻的另一端;所述第一電阻的另一端連接所述第一電子開關(guān)的輸入端，所述第一電子開關(guān)的輸出端連接所述第二電阻的一端，所述第二電阻的另一端接地;所述第三電阻的另一端連接所述第二電子開關(guān)的輸入端，所述第二電子開關(guān)的輸出端連接所述第四電阻的一端，所述第四電阻的另一端接地;所述第一電子開關(guān)的控制端和所述第二電子開關(guān)的控制端都連接所述第一使能端。
[0008]進(jìn)一步的，所述輸出電流采樣電路包括第三電子開關(guān)、第四電子開關(guān)、第五電阻、第六電阻、第七電阻和第八電阻;所述第五電阻一端連接所述輸出電阻一端，所述第七電阻一端連接所述輸出電阻的另一端;所述第五電阻的另一端連接所述第三電子開關(guān)的輸入端，所述第三電子開關(guān)的輸出端連接所述第六電阻的一端，所述第六電阻的另一端接地;所述第七電阻的另一端連接所述第四電子開關(guān)的輸入端，所述第四電子開關(guān)的輸出端連接所述第八電阻的一端，所述第八電阻的另一端接地;所述第三電子開關(guān)的控制端和所述第四電子開關(guān)的控制端都連接所述第二使能端。
[0009]進(jìn)一步的，所述第一反饋電阻調(diào)整電路包括第九電阻、第十電阻和第五電子開關(guān)；所述第九電阻一端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出端，所述第九電阻的另一端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端;所述第十電阻一端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出端，所述第十電阻的另一端連接所述第五電子開關(guān)的輸入端;所述第五電子開關(guān)的輸出端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端;所述第五電子開關(guān)的控制端連接所述第三使能端;所述第二反饋電阻調(diào)整電路包括第十一電阻、第十二電阻和第六電子開關(guān);所述第十一電阻一端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端，所述第十一電阻的另一端接地;所述第十二電阻一端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端，所述第十二電阻的另一端連接所述第六電子開關(guān)的輸入端;所述第六電子開關(guān)的輸出端接地;所述第六電子開關(guān)的控制端連接所述第四使能端。
[0010]提出一種電源轉(zhuǎn)換效率選擇方法，用于上述的電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路，包括如下步驟:步驟1、控制所述第一控制端輸出高電平信號，以使能所述電源轉(zhuǎn)換芯片;步驟2、控制所述第二控制端輸出使能信號，以使能所述輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路工作；步驟3、基于所述輸入電流采樣電路和所述輸入電流采樣電路的采樣值，計算所述輸入電阻上的輸入電流，以及所述輸出電阻上的輸出電流;步驟4、基于所述輸入電流和所述輸出電流，計算所述電源轉(zhuǎn)換芯片的電源轉(zhuǎn)換效率;步驟5、控制所述第三控制端輸出使能信號，以使能所述第一反饋電阻調(diào)整電路，重復(fù)步驟2-步驟4，得到第二種電源轉(zhuǎn)換效率;步驟6、控制所述第四控制端輸出使能信號，以使能所述第二反饋電阻調(diào)整電路，重復(fù)步驟2-步驟4，得到第三種電源轉(zhuǎn)換效率;步驟7:選擇步驟4、步驟5以及步驟6分別得到的三次電源轉(zhuǎn)換效率中的最大值，并選擇最大電源轉(zhuǎn)換效率對應(yīng)的使能端配置為所述電源轉(zhuǎn)換芯片的工作配置。
[0011]進(jìn)一步的，在步驟2之前，所述方法還包括:判斷所述電源輸出端連接的負(fù)載是否發(fā)生變換;若是，執(zhí)行步驟2-步驟7。
[0012]提出一種移動電源，包括電池、電源輸出接口和電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路;所述電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路，包括電源輸入端、電源轉(zhuǎn)換芯片、MCU和電源輸出端，還包括:輸入電流采樣電路、輸出電流采樣電路和反饋電阻調(diào)整電路;所述電源轉(zhuǎn)換芯片的輸入端與所述電源輸入端之間串聯(lián)有輸入電阻，所述電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與所述電源輸出端之間串聯(lián)有輸出電阻;所述輸入電流采樣電路并聯(lián)在所述輸入電阻上，所述輸出電流采樣電路并聯(lián)在所述輸出電阻上;所述電源轉(zhuǎn)換芯片的使能端連接所述MCU的第一控制端;所述輸入電流采樣電路包括有第一使能端，所述輸出電流采樣電路包括有第二使能端;所述第一使能端和所述第二使能端都連接所述MCU的第二控制端;所述反饋電阻調(diào)整電路包括串聯(lián)的第一反饋電阻調(diào)整電路和第二反饋電阻調(diào)整電路;所述第一反饋電阻調(diào)整電路輸入端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出端，所述第一反饋電阻調(diào)整電路的輸出端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端;所述第二反饋電阻調(diào)整電路的輸入端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端，所述第二反饋電阻調(diào)整電路的輸出端接地;所述第一反饋電阻調(diào)整電路包括有第三使能端，所述第二反饋電阻調(diào)整電路包括有第四使能端;所述第三使能端連接所述MCU的第三控制端，所述第四使能端連接所述MCU的第四控制端;所述電池的直流輸出端連接所述電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路的電源輸入端，所述電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路的電源輸出端連接所述電源輸出接口
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本申請實施例提出的電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路、方法和移動電源中，電源轉(zhuǎn)換芯片的輸入電阻上并聯(lián)有輸入電流采樣電路，輸出電阻上并聯(lián)有輸出電流采樣電路，在電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出端上連接有反饋電阻調(diào)整電路，當(dāng)一個負(fù)載連接到移動電源上后，也即連接到電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路的電源輸出端后，MCU首先在其第二控制端輸出導(dǎo)通信號，使得第一電子開關(guān)、第二電子開關(guān)、第三電子開關(guān)和第四電子開關(guān)導(dǎo)通，從而使能輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路工作，根據(jù)采樣結(jié)果獲知輸入電流和輸出電流，從而獲知電源轉(zhuǎn)換芯片的電源轉(zhuǎn)換效率;接著，通過在其第三控制端輸出導(dǎo)通信號，使得第五電子開關(guān)導(dǎo)通，從而使得第九電阻與第十電阻并聯(lián)后與第十一電阻串聯(lián)，改變了電源轉(zhuǎn)換芯片輸出電壓的反饋電阻，進(jìn)而改變電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出電壓，并通過輸入電流采集電路和輸出電流采集電路來獲知第二種電源轉(zhuǎn)換效率;最后，通過在其第四控制端輸出導(dǎo)通信號，使得第六電子開關(guān)導(dǎo)通，從而使得第十一電阻和第十二電阻并聯(lián)后與第九電阻串聯(lián)，再次改變電源轉(zhuǎn)換芯片輸出電壓的反饋電阻，來改變電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出電壓，并通過輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路來獲知第三種電源轉(zhuǎn)換效率。上述，本案中，通過第九電阻、第十電阻、第十一電阻和第十二電阻的阻值配置，能夠根據(jù)第五電子開關(guān)和第六電子開關(guān)的導(dǎo)通情況改變電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出電壓反饋電阻，進(jìn)而改變電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出電壓，從而改變了電源轉(zhuǎn)換芯片的電源轉(zhuǎn)換效率，可見，通過反饋電阻值的合理配置，能夠配置三種不同電源轉(zhuǎn)換效率的情況，進(jìn)而可以根據(jù)接入負(fù)載的不同，選擇最優(yōu)的電源轉(zhuǎn)換效率輸出，MCU將配置選擇并保持在電源轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)狀態(tài)時的配置，既能保證當(dāng)負(fù)載更換時，能夠根據(jù)變化重新選擇最優(yōu)電源轉(zhuǎn)換效率輸出，從而使得移動電源能夠根據(jù)負(fù)載的變化調(diào)整輸出功率，使輸出功率保持在最大輸出功率狀態(tài)。與用戶而言，該移動電源不論如何更換負(fù)載，其總是保持在最優(yōu)電源轉(zhuǎn)換效率，解決了現(xiàn)有的移動電源轉(zhuǎn)換效率隨負(fù)載變化不能保持最優(yōu)轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)問題。
[0013]結(jié)合附圖閱讀本申請實施方式的詳細(xì)描述后，本申請的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
【附圖說明】
[0014]圖1為本申請實施例提出的電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路的電路框架圖；
圖2為本申請實施例提出的電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路的具體實施電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本申請的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0016]本申請?zhí)岢龅碾娫崔D(zhuǎn)換效率選擇電路和移動電源，能夠通過輸出電壓反饋電阻的配置以及MCU的控制，對電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出電壓的反饋電阻給出三種可選擇情況，并針對每種情況對電源轉(zhuǎn)換芯片的輸入以及輸出功率進(jìn)行采樣檢測，通過計算，選擇最優(yōu)電源轉(zhuǎn)換效率狀態(tài)，達(dá)到移動電源保持工作在最優(yōu)轉(zhuǎn)換效率狀態(tài)的技術(shù)效果。
[0017]如圖1所示，本申請?zhí)岢龅碾娫崔D(zhuǎn)換效率選擇電路包括電源輸入端V_IN、電源轉(zhuǎn)換芯片U1、MCU U2、電源輸出端V_0UT、輸入電流采樣電路U3、輸出電流采樣電路U4和反饋電阻調(diào)整電路U5。
[0018]電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的輸入端IN與電源輸入端V_IN之間串聯(lián)有輸入電阻Rin，電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的輸出端OUT與電源輸出端￥_01]1'之間串聯(lián)有輸出電阻Rout;輸入電流采樣電路U3并聯(lián)在輸入電阻Rin上，輸出電流采樣電路U4并聯(lián)在輸出電阻Rout上；電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的使能端EN連接MCU U2的第一控制端Ctrll。
[0019]輸入電流采樣電路U3包括有第一使能端enl，輸出電流采樣電路U4包括有第二使能端en2;第一使能端enl和第二使能端en2都連接MCU U2的第二控制端Ctrl2。
[0020]反饋電阻調(diào)整電路U5包括串聯(lián)的第一反饋電阻調(diào)整電路U51和第二反饋電阻調(diào)整電路U52;第一反饋電阻調(diào)整電路U51輸入端連接電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的輸出端OUT，第一反饋電阻調(diào)整電路U51的輸出端連接電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的反饋端FB;第二反饋電阻調(diào)整電路U52的輸入端連接電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的反饋端FB，第二反饋電阻調(diào)整電路U52的輸出端接地;第一反饋電阻調(diào)整電路U51包括有第三使能端en3，第二反饋電阻調(diào)整電路U52包括有第四使能端en4;第三使能端en3連接M⑶U2的第三控制端(:壯13，第四使能端6114連接1?^ U2的第四控制端Ctr 14。
[0021 ]該電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路的工作如下:以接入移動電源的待充電手機(jī)作為接入負(fù)載為例，當(dāng)負(fù)載連接到電源輸出端0UT，也即移動電源的輸出端口上后，MCU U2首先在其第二控制端Ctr 12輸出使能信號，使能輸入電流采樣電路U3和輸出電流采樣電路U4工作;如圖1所示，在采樣點(diǎn)Vl、V2、V3和V4分別采樣到輸入電阻Rin兩端的電壓以及輸出電阻Rout兩端的電壓，則可以根據(jù)輸入電阻和輸出電阻的阻值計算出輸入電流Iin和輸出電流lout，從而可以根據(jù)P=UI以及K=Pout/Pin計算出第一種電源轉(zhuǎn)換效率Kl;其中，Pout為電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出功率，Pin為電源轉(zhuǎn)換芯片的輸入功率。
[0022]接著，由M⑶U2在其第三控制端Ctrl3輸出使能信號，使能第一反饋電阻調(diào)整電路U51工作，進(jìn)而改變了電源轉(zhuǎn)換芯片Ul輸出電壓的反饋電阻，使得電源轉(zhuǎn)換芯片改變輸出電壓，進(jìn)而改變了輸出電流1ut，并重復(fù)上述獲取Kl的過程，通過輸入電流采集電路U3和輸出電流采集電路U4來獲知第二種電源轉(zhuǎn)換效率K2。
[0023]最后，由MCUU2在其第四控制端Ctrl4輸出使能信號，使能第二反饋電阻調(diào)整電路U52工作，進(jìn)而再次改變電源轉(zhuǎn)換芯片Ul輸出電壓的反饋電阻，使得電源轉(zhuǎn)換芯片再次改變輸出電壓，進(jìn)而再次改變輸出電流lout，并重復(fù)上述獲取Kl的過程，通過輸入電流采樣電路U3和輸出電流采樣電路U4來獲知第三種電源轉(zhuǎn)換效率K3。
[0024]上述，本案中，通過第一反饋電阻調(diào)整電路和第二反饋電阻調(diào)整電路的配置，能夠根據(jù)MCU第三控制端和第四控制端的控制來改變電源轉(zhuǎn)換芯片輸出電壓的反饋電阻，從而改變輸出電壓和輸出電流，從而改變電源轉(zhuǎn)換效率，可見，通過對輸出電壓反饋電阻的合理配置，能夠配置三種不同輸出電流的情況，進(jìn)而可以根據(jù)接入負(fù)載的不同，在K1、K2和K3中選擇最優(yōu)的電源轉(zhuǎn)換效率輸出，MCU將配置選擇并保持在電源轉(zhuǎn)換效率最優(yōu)狀態(tài)時的配置，即能保證當(dāng)負(fù)載更換時，能夠根據(jù)變化重新選擇最優(yōu)電源轉(zhuǎn)換效率輸出，從而使得移動電源能夠根據(jù)負(fù)載的變化調(diào)整輸出功率，使輸出功率保持在最大輸出功率狀態(tài)。
[0025]與用戶而言，移動電源不論如何更換負(fù)載，因為本申請?zhí)岢龅碾娫崔D(zhuǎn)換效率選擇電路的工作，其總是保持在最優(yōu)電源轉(zhuǎn)換效率，解決了現(xiàn)有的移動電源轉(zhuǎn)換效率隨負(fù)載變化不能保持最優(yōu)轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)問題。
[0026]如圖2所示，為本申請?zhí)岢龅碾娫崔D(zhuǎn)換效率選擇電路的一個具體實施例，第一電子開關(guān)Q1、第二電子開關(guān)Q2、第三電子開關(guān)Q3、第四電子開關(guān)Q4、第五電子開關(guān)Q5和第六電子開關(guān)Q6以NMOS管為例，則匪OS管的柵極為電子開關(guān)的控制端，NMOS管的源極為電子開關(guān)的輸入端，NMOS管的漏極為電子開關(guān)的輸出端。
[0027]輸入電流米樣電路U3包括第一電子開關(guān)Ql、第二電子開關(guān)Q2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4;第一電阻Rl—端連接輸入電阻Rin—端，第三電阻R3—端連接輸入電阻Rin的另一端;第一電阻Rl的另一端連接第Ql的源極，Ql的漏極連接第二電阻R2的一端，第二電阻R2的另一端接地;第三電阻R3的另一端連接Q2的源極，Q2的漏極連接第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端接地;Ql的柵極和Q2的柵極都連接第一使能端enl。
[0028]輸出電流采樣電路U4包括第三電子開關(guān)Q3、第四電子開關(guān)Q4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7和第八電阻R8;第五電阻R5—端連接輸出電阻Rout—端，第七電阻R7—端連接輸出電阻Rout的另一端;第五電阻R5的另一端連接Q3的源極，Q3的漏極連接第六電阻R6的一端，第六電阻R6的另一端接地;第七電阻R7的另一端連接Q4的源極，Q4的漏極連接第八電阻R8的一端，第八電阻R8的另一端接地;Q3的柵極和Q4的柵極都連接第二使能端en2。
[0029]第一反饋電阻調(diào)整電路U51包括第九電阻R9、第十電阻RlO和第五電子開關(guān)Q5;第九電阻R9—端連接電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的輸出端0UT，第九電阻R9的另一端連接電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的反饋端FB;第十電阻RlO—端連接電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的輸出端0UT，第十電阻RlO的另一端連接Q5的源極;Q5的漏極連接電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的反饋端FB; Q5的柵極連接第三使能端en3。
[0030]第二反饋電阻調(diào)整電路U52包括第十一電阻Rll、第十二電阻R12和第六電子開關(guān)Q6;第^^一電阻Rl I —端連接電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的反饋端FB，第^^一電阻Rl I的另一端接地;第十二電阻R12—端連接電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的反饋端FB，第十二電阻R12的另一端連接Q6的源極;Q6的漏極接地;Q6的柵極連接第四使能端en4。
[0031]該電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路的工作如下:還是以接入移動電源的帶充電手機(jī)作為接入負(fù)載為例，當(dāng)負(fù)載連接到電源輸出端0UT，也即移動電源的輸出端口上后，M⑶U2首先在其第二控制端Ctr 12輸出高電平，使得輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路中的Q1、Q2、Q3和Q4導(dǎo)通，此時通過對V1、V2、V3和V4四個電壓進(jìn)行采樣，可以根據(jù)電阻Rl和電阻R2的阻值，換算出此時輸入電阻Rin的A端的電壓VA，根據(jù)電阻R3和電阻R4的阻值，換算出此時輸入電阻Rin的B端的電壓VB，進(jìn)而根據(jù)輸入電阻Rin的阻值，以及VB與VA的差值，換算出輸入電流I in，最終計算出輸入功率；同理，在輸出電流采樣電路，根據(jù)采樣電壓V3和V4以及R5、R6、R7和R8的阻值，能夠計算出輸出電阻Rout兩端電壓VC和VD，進(jìn)而計算出輸出功率。最后，根據(jù)輸出功率與輸入功率的比值獲知第一種電源轉(zhuǎn)換效率Kl。
[0032]接著，由M⑶U2在其第三控制端Ctrl3輸出高電平，使得第一反饋電阻調(diào)整電路中的Q5導(dǎo)通，使得R9和RlO并聯(lián)后與Rll串聯(lián)，形成電源轉(zhuǎn)換芯片輸出電壓的新反饋電阻，改變了電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的輸出電壓以及輸出電流1ut，也就改變了輸出功率，改變了電源轉(zhuǎn)換效率，具體的，可以重復(fù)輸入電流采樣和輸出電流采樣的步驟，獲知輸入功率和輸出功率，最終獲知第二種電源轉(zhuǎn)換效率K2。
[0033]最后，由M⑶U2在其第四控制端Ctrl4輸出高電平，并在其第三控制端Ctrl3輸出低電平，使得第二反饋電阻調(diào)整電路中的Q6導(dǎo)通，而第一反饋電阻調(diào)整電路中的Q5截止，使得Rll與R12并聯(lián)后與R9串聯(lián)，形成一組新輸出電壓的反饋電阻，再次改變電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的輸出電流1ut，也就再次改變了輸出功率，改變了電源轉(zhuǎn)換效率，具體的，可以重復(fù)輸入電流采樣和輸出電流采樣的步驟，獲知輸入功率和輸出功率，最終獲知第三種電源轉(zhuǎn)換效率K3。
[0034]上述實施例中，通過第一反饋電阻調(diào)整電路和第二反饋電阻調(diào)整電路中電阻R9、R10、R11和R12的配置，結(jié)合MCU第三控制端和第四控制端的控制，能夠改變電源轉(zhuǎn)換芯片輸出電壓的反饋電阻，也就能改變電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出電壓，從而改變輸出電流，改變電源轉(zhuǎn)換效率，得到三種電源轉(zhuǎn)換效率Kl、K2和K3 JCU可以在檢測到負(fù)載接入后，根據(jù)上述過程計算三種情況下的電源轉(zhuǎn)換效率，并選擇出最優(yōu)的電源轉(zhuǎn)換效率，將電路配置保持在最優(yōu)轉(zhuǎn)換效率的狀態(tài)，保證移動電源工作在最優(yōu)電源轉(zhuǎn)換效率狀態(tài)，在用戶更換充電負(fù)載時，該電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路再次重復(fù)上述過程，計算三種情況的電源轉(zhuǎn)換效率并保持最優(yōu)狀態(tài)，實現(xiàn)的是:使得移動電源能夠根據(jù)負(fù)載的變化調(diào)整輸出功率，使輸出功率保持在最大輸出功率狀態(tài)。與用戶而言，移動電源不論如何更換負(fù)載，因為本申請?zhí)岢龅碾娫崔D(zhuǎn)換效率選擇電路的工作，其總是保持在最優(yōu)電源轉(zhuǎn)換效率，解決了現(xiàn)有的移動電源轉(zhuǎn)換效率隨負(fù)載變化不能保持最優(yōu)轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)問題。
[0035]當(dāng)然，電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的設(shè)定輸出電壓的反饋電阻的調(diào)整改變了輸出電流和輸出電壓，其前提是必須使得調(diào)整后的輸出電壓都在負(fù)載允許的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，而不能超出負(fù)載允許的范圍，避免對帶的負(fù)載或者設(shè)備造成損壞。
[0036]基于上述的電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路，本申請還提出一種移動電源，該移動電源包括電池、電源輸出接口和上述的電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路。電源輸出接口例如USB接口，供外部設(shè)備和負(fù)載接入充電。電流的直流輸出端連接該電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路的電源輸入端V_IN，該電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路的電源輸出端￥_0171連接電源輸出接口。具備該電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路的移動電源，在負(fù)載接入充電時，按照上述工作方式將移動電源保持在最優(yōu)電源轉(zhuǎn)換效率狀態(tài)工作。
[0037]本申請實施例提出的電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路，基于MCU的工作，還提出一種電源轉(zhuǎn)換效率選擇方法，包括如下步驟:
步驟1、控制第一控制端輸出高電平信號，以使能電源轉(zhuǎn)換芯片。
[0038]在步驟I之前，負(fù)載接入移動電源時，MCU需要首先判斷電源輸出端連接的負(fù)載是否發(fā)生變換，若沒有發(fā)生變換，則按照當(dāng)前配置狀態(tài)以最優(yōu)電源轉(zhuǎn)換效率給負(fù)載充電，若發(fā)生了變換，則需要執(zhí)行以下的步驟以重新選擇適應(yīng)該負(fù)載的最優(yōu)電源轉(zhuǎn)換效率工作。
[0039]步驟2、控制第二控制端輸出使能信號，以使能輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路工作。
[0040]步驟3、基于輸入電流采樣電路和輸入電流采樣電路的采樣值，計算輸入電阻上的輸入電流，以及輸出電阻上的輸出電流。
[0041 ]步驟4、基于輸入電流和輸出電流，計算電源轉(zhuǎn)換芯片的電源轉(zhuǎn)換效率。
[0042]步驟5、控制第三控制端輸出使能信號，以使能第一反饋電阻調(diào)整電路，重復(fù)步驟2-步驟4，得到第二種電源轉(zhuǎn)換效率。
[0043]步驟6、控制第四控制端輸出使能信號，以使能第二反饋電阻調(diào)整電路，重復(fù)步驟2-步驟4，得到第三種電源轉(zhuǎn)換效率。
[0044]步驟7:選擇步驟4、步驟5以及步驟6分別得到的三次電源轉(zhuǎn)換效率中的最大值，并選擇最大電源轉(zhuǎn)換效率對應(yīng)的使能端配置為電源轉(zhuǎn)換芯片的工作配置。
[0045]具體到圖2的實施例中，該方法步驟如下:
步驟21、控制第一控制端Ctrll輸出高電平信號，以使能電源轉(zhuǎn)換芯片U1。
[0046]步驟22、控制第二控制端Ctrl2輸出導(dǎo)通信號，以使得第一電子開關(guān)Ql、第二電子開關(guān)Q2、第三電子開關(guān)Q3和第四電子開關(guān)Q4導(dǎo)通。
[0047]步驟23、分別米樣第一電子開關(guān)的輸出端電壓V1、第二電子開關(guān)的輸出端電壓V2、第三電子開關(guān)的輸出端電壓V3和第四電子開關(guān)的輸出端電壓V4。
[0048]步驟24、基于第一電子開關(guān)的輸出端電壓Vl和第二電子開關(guān)的輸出端電壓V2，計算輸入電阻Rin上的輸入電流Iin;以及，基于第三電子開關(guān)的輸出端電壓V3和第四電子開關(guān)的輸出端電壓V4，計算輸出電阻Rout上的輸出電流1ut。
[0049]步驟25、基于輸入電流Iin和輸出電流1ut，計算電源轉(zhuǎn)換芯片Ul的電源轉(zhuǎn)換效率
Klo
[0050]步驟26、控制第三控制端Ctrl3輸出導(dǎo)通信號，以使得第五電子開關(guān)Q5導(dǎo)通，重復(fù)步驟22-步驟25，得到第二種電源轉(zhuǎn)換效率K2。
[0051]步驟27、控制第四控制端輸Ctrl4出導(dǎo)通信號，以使得第六電子開關(guān)Q6導(dǎo)通，重復(fù)步驟22-步驟25，得到第三種電源轉(zhuǎn)換效率K3。
[0052]步驟28:選擇步驟25、步驟26以及步驟27分別得到的三次電源轉(zhuǎn)換效率中的最大值，并選擇最大電源轉(zhuǎn)換效率對應(yīng)的使能端配置為電源轉(zhuǎn)換芯片的工作配置。
[0053]具體的MCU控制方法在上述的電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路的工作中已經(jīng)詳述，此處不予贅述。
[0054]應(yīng)該指出的是，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路，包括電源輸入端、電源轉(zhuǎn)換芯片、MCU和電源輸出端，其特征在于，還包括:輸入電流采樣電路、輸出電流采樣電路和反饋電阻調(diào)整電路； 所述電源轉(zhuǎn)換芯片的輸入端與所述電源輸入端之間串聯(lián)有輸入電阻，所述電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與所述電源輸出端之間串聯(lián)有輸出電阻;所述輸入電流采樣電路并聯(lián)在所述輸入電阻上，所述輸出電流采樣電路并聯(lián)在所述輸出電阻上;所述電源轉(zhuǎn)換芯片的使能端連接所述MCU的第一控制端； 所述輸入電流采樣電路包括有第一使能端，所述輸出電流采樣電路包括有第二使能端;所述第一使能端和所述第二使能端都連接所述MCU的第二控制端； 所述反饋電阻調(diào)整電路包括串聯(lián)的第一反饋電阻調(diào)整電路和第二反饋電阻調(diào)整電路；所述第一反饋電阻調(diào)整電路輸入端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出端，所述第一反饋電阻調(diào)整電路的輸出端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端;所述第二反饋電阻調(diào)整電路的輸入端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端，所述第二反饋電阻調(diào)整電路的輸出端接地； 所述第一反饋電阻調(diào)整電路包括有第三使能端，所述第二反饋電阻調(diào)整電路包括有第四使能端;所述第三使能端連接所述MCU的第三控制端，所述第四使能端連接所述MCU的第四控制端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路，其特征在于，所述輸入電流采樣電路包括第一電子開關(guān)、第二電子開關(guān)、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻； 所述第一電阻一端連接所述輸入電阻一端，所述第三電阻一端連接所述輸入電阻的另一端;所述第一電阻的另一端連接所述第一電子開關(guān)的輸入端，所述第一電子開關(guān)的輸出端連接所述第二電阻的一端，所述第二電阻的另一端接地;所述第三電阻的另一端連接所述第二電子開關(guān)的輸入端，所述第二電子開關(guān)的輸出端連接所述第四電阻的一端，所述第四電阻的另一端接地； 所述第一電子開關(guān)的控制端和所述第二電子開關(guān)的控制端都連接所述第一使能端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路，其特征在于，所述輸出電流采樣電路包括第三電子開關(guān)、第四電子開關(guān)、第五電阻、第六電阻、第七電阻和第八電阻； 所述第五電阻一端連接所述輸出電阻一端，所述第七電阻一端連接所述輸出電阻的另一端;所述第五電阻的另一端連接所述第三電子開關(guān)的輸入端，所述第三電子開關(guān)的輸出端連接所述第六電阻的一端，所述第六電阻的另一端接地;所述第七電阻的另一端連接所述第四電子開關(guān)的輸入端，所述第四電子開關(guān)的輸出端連接所述第八電阻的一端，所述第八電阻的另一端接地； 所述第三電子開關(guān)的控制端和所述第四電子開關(guān)的控制端都連接所述第二使能端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路，其特征在于，所述第一反饋電阻調(diào)整電路包括第九電阻、第十電阻和第五電子開關(guān);所述第九電阻一端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出端，所述第九電阻的另一端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端;所述第十電阻一端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的輸出端，所述第十電阻的另一端連接所述第五電子開關(guān)的輸入端；所述第五電子開關(guān)的輸出端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端;所述第五電子開關(guān)的控制端連接所述第三使能端； 所述第二反饋電阻調(diào)整電路包括第十一電阻、第十二電阻和第六電子開關(guān);所述第十一電阻一端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端，所述第十一電阻的另一端接地;所述第十二電阻一端連接所述電源轉(zhuǎn)換芯片的反饋端，所述第十二電阻的另一端連接所述第六電子開關(guān)的輸入端;所述第六電子開關(guān)的輸出端接地;所述第六電子開關(guān)的控制端連接所述第四使能端。5.電源轉(zhuǎn)換效率選擇方法，用于如權(quán)利要求1-4任一項所述的電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1、控制所述第一控制端輸出高電平信號，以使能所述電源轉(zhuǎn)換芯片； 步驟2、控制所述第二控制端輸出使能信號，以使能所述輸入電流采樣電路和輸出電流米樣電路工作； 步驟3、基于所述輸入電流采樣電路和所述輸入電流采樣電路的采樣值，計算所述輸入電阻上的輸入電流，以及所述輸出電阻上的輸出電流； 步驟4、基于所述輸入電流和所述輸出電流，計算所述電源轉(zhuǎn)換芯片的電源轉(zhuǎn)換效率； 步驟5、控制所述第三控制端輸出使能信號，以使能所述第一反饋電阻調(diào)整電路，重復(fù)步驟2-步驟4，得到第二種電源轉(zhuǎn)換效率； 步驟6、控制所述第四控制端輸出使能信號，以使能所述第二反饋電阻調(diào)整電路，重復(fù)步驟2-步驟4，得到第三種電源轉(zhuǎn)換效率； 步驟7:選擇步驟4、步驟5以及步驟6分別得到的三次電源轉(zhuǎn)換效率中的最大值，并選擇最大電源轉(zhuǎn)換效率對應(yīng)的使能端配置為所述電源轉(zhuǎn)換芯片的工作配置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源轉(zhuǎn)換效率選擇方法，其特征在于，在步驟2之前，所述方法還包括: 判斷所述電源輸出端連接的負(fù)載是否發(fā)生變換;若是， 執(zhí)行步驟2-步驟7。7.—種移動電源，其特征在于，包括電池、電源輸出接口和如權(quán)利要求1-4任一項所述的電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路； 所述電池的直流輸出端連接所述電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路的電源輸入端，所述電源轉(zhuǎn)換效率選擇電路的電源輸出端連接所述電源輸出接口。
【文檔編號】H02M1/00GK105915029SQ201610396368
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】李衛(wèi)國
【申請人】青島歌爾聲學(xué)科技有限公司