[发明专利]双向电源转换器

说明书

背景技术

[0001]本发明涉及双向电源转换器。更具体地讲，本文所述的发明涉及构造可 用于沿两个不同方向转换电源的双向电源转换器的系统和方法。

[0002]电源转换电路可以在几乎每种需要用电的设备中找到。电源转换电路 的目的是通常通过特定的调理和调节电路从电源向负载传送电力。电源转换电路 的通常应用是将由市电提供的交流电转换为适用于消费电子产品的调节直流电 压。尽管电源转换电路常常用作独立系统，但是通常它们被构造为集成电路(IC) 并且用于不同应用中，如通信系统和计算系统。

[0003]一种类型的常用电源转换器是直流-直流转换器，它将一个直流电压电 平变为另一个直流电压电平。例如，减压或降压转换器提供了一种将较高直流电 压转换为较低直流电压的有效方式，这在某些电子系统中是需要的。例如，手提 电脑可以具有提供12V直流电的电池和需要5V直流电的处理器。降压转换器， 用作IC与一些外部部件，可用于以最小的能量损耗将12V电池电压转换为处理器 所需的5V。

[0004]另一种类型的直流-直流转换器是升压或增压转换器。所述转换器用于 增大从电源向负载供应的电压。例如，LED可能需要3.3V直流电来发光。LED可 以由单个1.5伏电池，通过使用可以使电池电压升高到LED所需电平的升压转换 器来进行供电。升压转换器还用于提供对荧光灯和阴极射线管供电所需的较高电 压。

[0005]在许多情况下，消费电子设备需要既使用升压又使用降压转换器。便携 式通信设备如移动电话或PDA通常是电池供电的，并且具有明亮的多色显示屏。 当便携式设备，例如黑莓(BlackBerry)，在电池电源下工作时，用于驱动显示屏的 电池电压通过升压转换器升压。当设备被插入墙式插座并且其电池处于充电阶段 时，电池充电电路可依靠降压转换器来降低电压，提供适当的充电电压并且增大 电流，以便对电池进行更快充电。

[0006]通常PDA或其它便携式通信设备通过使用通用的互连链路例如USB链 路进行充电。例如，黑莓可以将USB连接上提供的电力用于工作电源和对其电池 进行充电。在这里，降压转换器用于调节供应电压，它通常设定为略高于电池电 压的值，以便使充电器中的功率消耗最小化并且将电流保持在USB规范内。实现 这个任务的所述设备的一个例子是由Milpitas，CA的Linear Technology Corporation，即本专利申请的受让人生产的LTC4088。

[0007]互连链路例如USB链路通常在两种模式下工作。主模式或从模式。当 设备(如PDA)通过USB链路连接到PC上时，PC充当主机并且提供对USB链 路供电和管理USB链路的控制功能。相反地，PDA中的USB端口以从模式工作， 并且需要PC供电和管理通信，从而两个设备可以彼此通信。

[0008]不过，在许多情况下，PDA或其它移动设备中的USB链路不具备在主 模式下工作和驱动USB链路的能力。尽管移动设备可能具有必需的控制器电路以 管理USB通信，它没有提供驱动USB链路所需电力的能力。这通常是由于它的电 池提供相对较低的电压，以及移动设备没有能力将该电压转换到适于驱动USB链 路的电平。结果，如果移动设备连接到仅能用作USB从机的设备，如记忆棒，则 移动设备不能向USB链路供电，阻止了设备间进行彼此通信。

[0009]因此，由于上述原因，需要提供双向电源转换的电路和方法，它允许移 动设备和其它设备产生电力，适于支持多种应用。

发明内容

[0010]提供了双向电源转换的电路和方法，它允许移动设备和其它设备产生电 力，适于支持多种工作模式。本发明的双向电源转换器可以在升压和降压设置工 作，而不是仅有单个专一转换功能，并且使用许多相同的部件，从而减小了转换 器大小和复杂度。

[0011]在本发明的一个实施例中，提供了一种双向电源转换器，它在第一方向 用作降压转换器，而在第二方向用作升压转换器，并且包括电抗元件，用于在第 一方向和第二方向工作时储存能量，多个开关元件，用于选择性地将一个电抗元 件连接到两个或多个电源中的一个，和模式选择电路，用于在用作降压转换器时 选择性地将双向电源转换器连接到第一电源，而在用作升压转换器时选择性地将 双向电源转换器连接到第二电源，使得当双向电源转换器用作升压转换器时，双 向电源转换器被设置向包括功率部件的通信链路输电。

附图说明