CN108599568A - 一种充放电电路及多端口输入输出*** - Google Patents
一种充放电电路及多端口输入输出*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及充放电技术领域,公开了一种充放电电路及多端口输入输出***,该电路包括:开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、电感L1、电感L2、电阻C1和电阻C2,其中,开关管Q1的一端与开关管Q2的一端及电感L1的一端连接,电感L1的另一端与开关管Q5的一端及电感L2的一端连接,电感L2的另一端与开关管Q3的一端及开关管Q4的一端连接,开关管Q4的另一端与电容C1的一端连接,开关管Q5的另一端与电容C2的一端连接,开关管Q2的另一端与电容C2的另一端、电容C1的另一端及开关管Q3的另一端连接在一起,通过对BUCK‑BOOST电路的改进,实现不同电压的同时输出,且电路结构简单,拓展方便,可以边充电边放电。
Description
技术领域
本发明涉及充放电技术领域,尤其涉及一种充放电电路及多端口输入输出***。
背景技术
随着智能手机、可穿戴装置、电动工具、无人机等可移动设备的发展,各种充电放电管理芯片的需求越来越多。各种设备的电压需求不同,往往需要供电设备提供多种电压输出,而且有的设备也适应多种不同的电压输入。
但是常见的DC-DC电路结构,如BUCK、BOOST、BUCK-BOOST电路在同一时刻,只能有一个输出电压。如果在同一时刻,要求DC-DC电源同时对多个设备供电并提供不同的电压,则需要增加多路独立的电路输出不同电压。另外,如果在对电源的电池进行边充边放的情况下,外部输入电压与同时需要输出的电压不同时,则只能对电源电池充电,无法对其他设备提供输出电压。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种充放电电路及多端口输入输出***,通过对BUCK-BOOST电路的改进,实现不同电压的同时输出,且电路结构简单,拓展方便,可以边充电边放电。
为实现上述目的,本发明提供的一种充放电电路,包括:开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、电感L1、电感L2、电阻C1和电阻C2,其中,开关管Q1的一端与开关管Q2的一端及电感L1的一端连接,电感L1的另一端与开关管Q5的一端及电感L2的一端连接,电感L2的另一端与开关管Q3的一端及开关管Q4的一端连接,开关管Q4的另一端与电容C1的一端连接,开关管Q5的另一端与电容C2的一端连接,开关管Q2的另一端与电容C2的另一端、电容C1的另一端及开关管Q3的另一端连接在一起。
可选地,当所述开关管Q5断开时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输入电压Vin的两个输入端,所述电容C1的两端为输出电压Vout1的两个输出端。
可选地,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输入电压Vin的两个输入端,所述电容C1的两端为输出电压Vout1的两个输出端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输出电压Vout2的两个输出端。
可选地,当所述开关管Q5闭合时,所述电容C1的两端为输入电压Vin1的两个输入端,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输出电压Vout的两个输出端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输出电压Vout2的两个输出端。
可选地,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输入电压Vin的两个输入端,所述电容C1的两端为输入电压Vin1的两个输入端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输出电压Vout2的两个输出端。
可选地,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输入电压Vout的两个输出端,所述电容C1的两端为输入电压Vout1的两个输出端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输入电压Vin2的两个输入端。
可选地,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输出电压Vout的两个输出端,所述电容C1的两端为输入电压Vin1的两个输入端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输入电压Vin2的两个输入端。
可选地,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输入电压Vin的两个输入端,所述电容C1的两端为输出电压Vout1的两个输出端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输入电压Vin2的两个输入端。
作为本发明的另一方面,提供的一种多端口输入输出***,包括上述的充放电电路。
本发明提出的一种充放电电路及多端口输入输出***,该电路包括:开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、电感L1、电感L2、电阻C1和电阻C2,其中,开关管Q1的一端与开关管Q2的一端及电感L1的一端连接,电感L1的另一端与开关管Q5的一端及电感L2的一端连接,电感L2的另一端与开关管Q3的一端及开关管Q4的一端连接,开关管Q4的另一端与电容C1的一端连接,开关管Q5的另一端与电容C2的一端连接,开关管Q2的另一端与电容C2的另一端、电容C1的另一端及开关管Q3的另一端连接在一起,通过对BUCK-BOOST电路的改进,实现不同电压的同时输出,且电路结构简单,拓展方便,可以边充电边放电。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种充放电电路的电路图;
图2为本发明实施例一提供的另一种充放电电路的电路图;
图3为本发明实施例一提供的再一种充放电电路的电路图;
图4为本发明实施例一提供的第四种充放电电路的电路图;
图5为本发明实施例一提供的第五种充放电电路的电路图;
图6为本发明实施例一提供的第六种充放电电路的电路图;
图7为本发明实施例二提供的一种多端口输入输出***输入、输出端口选择示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身并没有特定的意义。因此,"模块"与"部件"可以混合地使用。
实施例一
如图1所示,在本实施例中,一种充放电电路,包括:开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、电感L1、电感L2、电阻C1和电阻C2,其中,开关管Q1的一端与开关管Q2的一端及电感L1的一端连接,电感L1的另一端与开关管Q5的一端及电感L2的一端连接,电感L2的另一端与开关管Q3的一端及开关管Q4的一端连接,开关管Q4的另一端与电容C1的一端连接,开关管Q5的另一端与电容C2的一端连接,开关管Q2的另一端与电容C2的另一端、电容C1的另一端及开关管Q3的另一端连接在一起。
在本实施例中,通过对BUCK-BOOST电路的改进,实现不同电压的同时输出,且电路结构简单,拓展方便,可以边充电边放电。
在本实施例中,对常见的4开关BUCK-BOOST电路增加一个电感、一个开关管和一个电容,能够在BUCK、BOOST、BUCK-BOOST电路结构之间自由地转换,同时不增加过多的***成本,成本较低,实现了同时输出两个不同电压的效果。
如图1所示,在本实施例中,当所述开关管Q5断开时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输入电压Vin的两个输入端,所述电容C1的两端为输出电压Vout1的两个输出端。此时,电感L1和L2串联,相当于一个L1+L2的大电感,这时电路结构为一个常见4开关BUCK-BOOST电路。对Vin进行升压或者降压,只有一个输出电压Vout1,整个电路***效率和常见4开关BUCK-BOOST电路相当,***的效率没有明显的降低。
如图1所示,在本实施例中,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输入电压Vin的两个输入端,所述电容C1的两端为输出电压Vout1的两个输出端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输出电压Vout2的两个输出端。此时,左侧的Q1、Q2、L1构成一个典型的BUCK电路,可以输出一个等于或者低于Vin的电压Vout2;右侧的Q3、Q4、L2则构成一个典型的BOOST电路,可以输出大于或者等于Vout2的电压Vout1。
如图2所示,在本实施例中,当所述开关管Q5闭合时,所述电容C1的两端为输入电压Vin1的两个输入端,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输出电压Vout的两个输出端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输出电压Vout2的两个输出端。此时,右侧的Q3、Q4、L2构成一个典型的BUCK电路,可以输出一个等于或者低于Vin1的电压Vout2;左侧的Q1、Q2、L1则构成一个典型的BOOST电路,可以输出大于或者等于Vout2的电压Vout。
如图3所示,在本实施例中,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输入电压Vin的两个输入端,所述电容C1的两端为输入电压Vin1的两个输入端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输出电压Vout2的两个输出端。此时,Q3、Q4、L2也可以构成一个BUCK电路,和左侧的Q1、Q2、L1构成的BUCK电路并联输出,增强Vout2的输出能力。
作为另一种实施例,当Vout2的输出能力要求不高时,可以关闭Q1、Q2、L1构成的BUCK电路或者Q3、Q4、L2构成的BUCK电路,此时***以效率最高的模式工作。
如图4所示,在本实施例中,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输出电压Vout的两个输出端,所述电容C1的两端为输出电压Vout1的两个输出端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输入电压Vin2的两个输入端。此时,Vin2通过Q3、Q4、L2也可以构成一个BOOST电路输出Vout1,Vin2还可通过左侧的Q1、Q2、L1构成的BOOST电路输出Vout。两个BOOST电路也可以关闭任何一个。
如图5所示,在本实施例中,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输出电压Vout的两个输出端,所述电容C1的两端为输入电压Vin1的两个输入端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输入电压Vin2的两个输入端。Vin1通过Q3、Q4、L2也可以构成一个BUCK电路输出与Vin2相同的电压,二者并联增强左侧的Q1、Q2、L1构成的BOOST电路输出能力。也可以只有Vin2输入,关闭Vin1输入的Q3和Q4电路,此时***以效率最高的模式工作。
如图6所示,在本实施例中,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输入电压Vin的两个输入端,所述电容C1的两端为输出电压Vout1的两个输出端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输入电压Vin2的两个输入端。Vin通过Q1、Q2、L1可以构成一个BUCK电路输出与Vin2相同的电压,Vin和Vin2二者并联增强右侧的Q3、Q4、L2构成的BOOST电路输出能力。也可以只有Vin2输入,关闭Vin1输入的Q1和Q2电路,此时***以效率最高的模式工作。
实施例二
在本实施例中,一种多端口输入输出***,包括实施例一所述的充放电电路。
如图7所示,为多端口输入输出***输入、输出端口选择示意图,基于实施例一中的图1-图6所示的各种情况,充放电电路中的各输入输出端口既可以作为输入,也可以作为输出。
如图7-1所示,基于图1,当充放电电路包括Vout1和Vout2两个输出端口时,多端口输入输出***的输出端口Vout-sell1可以从Vout1和Vout2两个输出端口任意选择;且多端口输入输出***的输出端口可以为多个,如还包括:Vout-sell2、Vout-sell3……,都可以从Vout1和Vout2两个输出端口任意选择。
如图7-2所示,基于图5,当充放电电路包括Vin1和Vin2两个输入端口时,多端口输入输出***的输入端口Vin-sell1可以从Vin1和Vin2两个输入端口任意选择;且多端口输入输出***的输入端口可以为多个,如还包括:Vout-sell2、Vout-sell3……,当多个输入端口的电压相同时,可以为同一个输入端口供电,如输入端口Vin-sell1和输入端口Vin-sell2的电压相同,而输入端口Vin-sell3的电压与之不同,则输入端口Vin-sell1和输入端口Vin-sell2可以同时选择充放电电路的Vin1作为输入,而输入端口Vin-sell3则需要选择充放电电路的Vin2作为输入;如果还有一个输入端口Vin-sell4与输入端口Vin-sell3的电压相同,则也可以和输入端口Vin-sell3一起选择充放电电路的Vin2作为输入。
如图7-3所示,基于图2或3,充放电电路包括Vin1输入端口和Vout2输出端口时,其他端口情况不明时,多端口输入输出***的输入端口Vin-sell1只能选择Vin1输入端口作为输入,而多端口输入输出***的输出端口Vout-sell2也只能选择Vout2输出端口作为输出,当多端口输入输出***的输出端口为多个时,皆可以选择Vout2输出端口作为输出;但当多端口输入输出***的输入端口为多个时,则要求其电压皆相等时,才能同时选择Vin1输入端口作为输入。
如图7-4所示,基于图4或6,充放电电路包括Vin2输入端口和Vout1输出端口时,其他端口情况不明时,多端口输入输出***的输入端口Vin-sell1只能选择Vin2输入端口作为输入,而多端口输入输出***的输出端口Vout-sell2也只能选择Vout1输出端口作为输出,当多端口输入输出***的输出端口为多个时,皆可以选择Vout1输出端口作为输出;但当多端口输入输出***的输入端口为多个时,则要求其电压皆相等时,才能同时选择Vin2输入端口作为输入。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种充放电电路,其特征在于,包括:开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、电感L1、电感L2、电阻C1和电阻C2,其中,开关管Q1的一端与开关管Q2的一端及电感L1的一端连接,电感L1的另一端与开关管Q5的一端及电感L2的一端连接,电感L2的另一端与开关管Q3的一端及开关管Q4的一端连接,开关管Q4的另一端与电容C1的一端连接,开关管Q5的另一端与电容C2的一端连接,开关管Q2的另一端与电容C2的另一端、电容C1的另一端及开关管Q3的另一端连接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种充放电电路,其特征在于,当所述开关管Q5断开时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输入电压Vin的两个输入端,所述电容C1的两端为输出电压Vout1的两个输出端。
3.根据权利要求1所述的一种充放电电路,其特征在于,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输入电压Vin的两个输入端,所述电容C1的两端为输出电压Vout1的两个输出端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输出电压Vout2的两个输出端。
4.根据权利要求1所述的一种充放电电路,其特征在于,当所述开关管Q5闭合时,所述电容C1的两端为输入电压Vin1的两个输入端,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输出电压Vout的两个输出端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输出电压Vout2的两个输出端。
5.根据权利要求1所述的一种充放电电路,其特征在于,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输入电压Vin的两个输入端,所述电容C1的两端为输入电压Vin1的两个输入端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输出电压Vout2的两个输出端。
6.根据权利要求1所述的一种充放电电路,其特征在于,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输出电压Vout的两个输入端,所述电容C1的两端为输出电压Vout1的两个输出端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输入电压Vin2的两个输入端。
7.根据权利要求1所述的一种充放电电路,其特征在于,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输出电压Vout的两个输出端,所述电容C1的两端为输入电压Vin1的两个输入端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输入电压Vin2的两个输入端。
8.根据权利要求1所述的一种充放电电路,其特征在于,当所述开关管Q5闭合时,所述开关管Q1的另一端及开关管Q2的另一端为输入电压Vin的两个输入端,所述电容C1的两端为输出电压Vout1的两个输出端;所述电容C1的另一端及开关管Q5的一端为输入电压Vin2的两个输入端。
9.一种多端口输入输出***,其特征在于,包括权利要求1-8任一项所述的充放电电路。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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