CN111049203A - 充放电管理电路和可充电电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种充放电管理电路和可充电电子设备，可充电电子设备包括电池组件、系统负载以及充放电管理电路，充放电管理电路包括：外部接口，用于连接外部电源，外部电源用于为系统负载供能；双向能量转移电路，连接在外部接口、电池组件和系统负载端之间；以及控制模块，与双向能量转移电路相连以选择双向能量转移电路的工作模式，其中，在第一工作模式下，双向能量转移电路提供由电池组件至系统负载的升压供电路径，在第二工作模式下，双向能量转移电路提供由系统负载至电池组件的反馈充电路径，在第三工作模式下，双向能量转移电路关断以将系统负载与电池组件断开，提高电池组件的低压供电能力。

Description

充放电管理电路和可充电电子设备

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，更具体地涉及一种充放电管理电路和可充电电子设备。

背景技术

当前的便携式电子产品，诸如智能手机、电脑或者充电宝等，都采用可充/放电的充放电管理电路。当输入电源存在时，充放电管理电路一方面向负载系统提供电力，一方面对电池进行充电；当输入电源失效或者不存在时，由电池为负载系统提供电力。

电池充放电管理电路一般包括用于提供供电路径的双向能源转移电路和用于控制充放电过程的控制模块。现有的充放电管理电路对电池充电时工作在降压模式，电池反向充电时工作在升压模式。

图1示出现有的一种充放电管理电路的结构示意图，如图1所示，充放电管理电路100包括输入保护电路120、控制模块140、功率转换电路150以及开关电路160和170。其中，输入保护电路120、功率转换电路150以及开关电路170连接在外部接口A(用于连接外部电源或者外部负载)与电池组件110之间，功率转换电路150和开关电路170之间的中间节点与系统负载连接。开关电路160连接在外部接口A和电池组件110之间。当外部接口A连接至外部电源时，由外部电源为系统负载和电池组件110供能。具体地，开关电路160提供输入电压Vin到电池组件110的第一充电路径I2，开关电路150和开关电路170用于提供输入电压Vin到电池组件110的第二充电路径I3，以及开关电路150提供输入电压Vin到系统负载的第一供电路径I1。当外部接口A连接至外部负载时，由电池组件110为外部负载和内部负载系统供能。具体地，开关电路170提供电池组件110到系统负载的第二供电路径I4，同时电池组件110经由功率转换电路150反向升压为外部负载供电。

现有的充放电管理电路具有以下问题：上述电路中电池组件与系统负载之间没有升压电路，因此当电池电压过低时，电池组件无法对系统负载正常供能；同时，因为电池组件与系统负载直接连接，因此当电池电压过低时，因为电池电压对系统负载的钳制作用，会导致系统负载无法正常启动。

此外上述电路在对电池组件充电时工作在降压模式，电池组件反向放电时工作在升压模式，导致电池电压必须比充电时的外接电源的电压低，也必须比放电时的外部负载的电压低，因此上述电路只能工作在高压电路中，因此需要提高电路的抗高压的能力，导致电路成本增加。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种充放电管理电路和可充电电子设备，提高电池组件的低压供电能力。

根据本发明的一方面提供一种充放电管理电路，与电池组件和系统负载连接，其中，所述充放电管理电路包括：外部接口，用于连接外部电源，所述外部电源为所述系统负载供能；双向能量转移电路，连接在所述外部接口、电池组件和系统负载端之间；以及控制模块，与所述双向能量转移电路相连以选择所述双向能量转移电路的工作模式，其中，在第一工作模式下，所述双向能量转移电路提供由所述电池组件至所述系统负载的升压供电路径，在第二工作模式下，所述双向能量转移电路提供由所述系统负载至所述电池组件的反馈充电路径，在第三工作模式下，所述双向能量转移电路关断以将所述系统负载与所述电池组件断开。

优选地，所述外部电源异常时，所述双向能量转移电路工作在所述第一工作模式，所述外部电源正常时，所述双向能量转移电路工作在所述第二工作模式。

优选地，所述电池组件的电荷量达到预设值时，所述双向能量转移电路工作在所述第三工作模式。

优选地，所述双向能量转移电路包括：第一开关电路，包括连接至所述外部接口的第一端和连接至所述系统负载的第二端；以及功率转换电路，包括连接至所述第一开关电路和所述系统负载中间节点的第一端以及连接至所述电池组件正极的第二端，其中，所述第一开关电路用于在所述外部电源正常时导通，在所述外部电源异常时关断。

优选地，在所述系统负载的电压大于所述电池组件的电压时，所述功率转换电路工作在降压模式，在所述系统负载的电压小于所述电池组件的电压时，所述功率转换电路工作在升压模式，在所述系统负载的电压等于所述电池组件的电压时，所述功率转换电路工作在旁通模式。

优选地，所述的充放电管理电路还包括：在所述电池组件的电荷量达到所述预设值时，所述功率转换电路工作在开路模式。

优选地，所述的充放电管理电路还包括第二开关电路，连接在所述第一开关电路与所述电池组件之间，用于在所述外部电源正常时提供所述外部电源至所述电池组件的低压供电路径。

优选地，所述第一开关电路包括：第一晶体管，第一通路端连接至所述外部接口，第二通路端连接至所述系统负载，控制端连接至所述控制模块；以及输入电阻，第一端连接至所述第一晶体管的第一通路端，第二端连接至所述第一晶体管的控制端，其中，所述控制模块用于控制所述第一晶体管的导通和关断。

优选地，所述第二开关电路包括：第二晶体管，第一通路端连接至所述第一开关电路的第二端，第二通路端连接至所述电池组件的正极，控制端连接至所述控制模块，其中，所述控制模块用于控制所述第二晶体管的导通和关断。

优选地，所述功率转换电路包括：串联连接于所功率转换电路第一端和第二端之间的第三晶体管和储能电感，所述第三晶体管的控制端连接至所述控制模块；以及第四晶体管，第一通路端连接至所述第三晶体管和所述储能电感的中间节点，第二通路端接地，控制端连接至所述控制模块，所述控制模块用于控制所述第三晶体管和所述第四晶体管交替导通和关断。

优选地，在所述功率转换电路工作在降压模式，所述第三晶体管作为功率开关，所述第四晶体管作为整流开关，在所述功率转换电路工作在升压模式，所述第三晶体管作为整流开关，所述第四晶体管作为功率开关，在所述功率转换电路工作在旁通模式，所述第三晶体管一直导通，所述第四晶体管一直关断。

优选地，所述双向能量转移电路还包括输入保护电路，其中，所述输入保护电路包括：第五晶体管，第一通路端连接至所述第一开关电路的第二端，第二通路端接地，控制端连接至所述控制模块；以及第六晶体管，第一通路端连接至所述第五晶体管的第一通路端，第二通路端连接至所述系统负载，控制端连接至所述控制模块。

优选地，所述第五晶体管用于在所述外部接口出现大电流时导通。

优选地，所述双向能量转移电路还包括降压电路，其中，所述降压电路包括：串联连接于所述第一开关电路与所述系统负载之间的第七开关管以及第二储能电感，所述第七晶体管的控制端连接至所述控制模块；以及第八晶体管，第一通路端连接至所述第七晶体管和所述第二储能电感的中间节点，第二通路端接地，控制端连接至所述控制模块。

优选地，所述双向能量转移电路还包括：第一电容，第一端连接至所述系统负载，第二端接地；以及第二电容，第一端连接至所述电池组件的正极，第二端接地。

优选地，所述的充放电管理电路还包括所述外部接口用于连接外部负载时，所述双向能量转移电路提供所述电池组件至所述外部负载的供电路径。

根据本发明的另一方面提高一种可充电电子设备，其特征在于，包括：电池组件；系统负载；以及上述的充放电管理电路。

本发明实施例的充放电管理电路包括用于连接外部电源的外部接口，所述外部电源为所述系统负载供能；双向能量转移电路，连接在外部接口、电池组件和系统负载端之间；以及控制模块，与双向能量转移电路相连以选择所述双向能量转移电路的工作模式，其中，在第一工作模式下，双向能量转移电路提供由电池组件至系统负载的升压供电路径，在第二工作模式下，双向能量转移电路提供由系统负载至电池组件的反馈充电路径，在第三工作模式下，双向能量转移电路关断以将所述系统负载与所述电池组件断开，在不增加电路元件数量的同时增加了电池组件的低压供电能力。

在优选的实施例中，本发明的充放电管理电路还用于在电池组件电量充满之后关断第一充电路径或者第二充电路径，将电池组件脱离系统，保护电池组件不会因为长期高压偏置而影响电池寿命。

在优选的实施例中，本发明的充放电管理电路还包括位于外部接口的反向阻断晶体管和输入电阻，用于在充放电管理电路中出现反向电压时保持高阻态，将反向电流钳制在一个非常低的水平，用于保护充放电管理电路的内部电路或者外部电源；同时输入电阻用于在输入电压为负电压时，将反向阻断晶体管的控制端电位拉低，使得晶体管关断，提高充放电管理电路的负压保护能力。

在优选的实施例中，本发明的充放电管理电路还包括位于第一供电路径上的输入保护电路和降压电路，提高了充放电管理电路的适用于高压电路的能力。

在优选的实施例中，本发明的充放电管理电路适用于低压电路，因此不需要提高各个器件的耐高压能力，可降低电路成本，同时可降低使用该充放电管理电路的可充电设备的成本。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出根据现有技术的充放电管理电路的结构示意图；

图2示出根据本发明第一实施例的充放电管理电路的结构示意图；

图3示出根据本发明第一实施例的充放电管理电路的第一种工作模式示意图；

图4示出根据本发明第一实施例的充放电管理电路的第二种工作模式示意图；

图5示出根据本发明第一实施例的充放电管理电路的第三种工作模式示意图；

图6示出根据本发明第一实施例的充放电管理电路的第四种工作模式示意图；

图7示出根据本发明第二实施例的充放电管理电路的结构示意图；

图8示出根据本发明第三实施例的充放电管理电路的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

在本申请中，术语“电池组件”可以是单个电池，也可以是多个电池串联连接形成的电池组。如果是多个电池形成的电池组，则在电池组件中前一个电池的负极连接至下一个电池的正极。电池组件的正极指电池组中第一个电池的正极，电池组件的负极指电池组中最后一个电池的负极。

需要理解的是，在以下的描述中，功率开关是指变换器中在其导通时使得储能元件(例如电感)开始储能，流过储能元件电流上升的开关器件。对应的，整流开关是指主动导通时，使得变换器中的储能元件(例如电感)开始释放电能，流过储能元件的电流开始下降的开关器件。

图2示出根据本发明第一实施例的充放电管理电路的结构示意图，充放电管理电路用于连接系统负载和电池组件210，为系统负载和电池组件210供能。

如图2所示，充放电管理电路200包括外部接口A、双向能量转移电路以及控制模块240。外部接口A用于连接外部电源或者外部负载，例如为USB接口，同时具有输出传输和充电的功能。双向能量转移电路用于连接外部接口A、电池组件110以及系统负载。控制模块240与双向能量转移电路连接以选择双向能量转移电路的工作模式。

双向能量转移电路包括功率转换电路220、开关电路260以及开关电路270。

开关电路260包括连接至外部接口A的第一端和连接至系统负载的第二端。当外部接口A连接至外部电源时，开关电路260用于提供外部电源到系统负载的供电路径I21，所述供电路径I21位于所述开关电路260的第一端和第二端之间。

功率转换电路220包括连接至开关电路260第二端和系统负载的中间节点的第一端和连接至电池组件210的正极的第二端。功率转换电路220用于在外部接口A连接至外部电源时提供系统负载到电池组件210的充电路径I12。功率转换电路220还用于在外部接口A没有连接外部电源时提供电池组件210的正极到系统负载的供电路径I22，所述供电路径I22位于所述功率转换电路220的第一端和第二端之间。

开关电路270包括连接至开关电路260的第一端和可连接至电池组件210的正极的第二端，开关电路270用于在外部接口A连接至外部电源时提供外部电源到电池组件210的充电路径I11。

开关电路260包括晶体管Q1和电阻R1。晶体管Q1的第一通路端连接至外部接口A，第二通路端连接至系统负载，控制端连接至控制模块240。晶体管Q1用于在控制模块240的控制下导通和关断。

在一种实施例中，当外部电源正常时，晶体管Q1导通；当外部电源异常时，晶体管Q1关断。此外当输入电压Vin由于功率损耗等原因降为零，使得充放电管理电路200的输出电压Vout高于输入电压Vin时，会在充放电管理电路200中产生一个反向电压，反向电压形成的反向电流可能损坏系统的内部电路或者外部电源。因此开关电路260在充放电管理电路200中出现反向电压时保持高阻态，将反向电流钳制在一个非常低的水平，用于保护充放电管理电路200的内部电路或者外部电源。具体的，晶体管Q1为反向阻断晶体管，用于在第一通路端的电压小于第二通路端的电压时保持高阻态，将反向电流钳制在一个非常低的水平。电阻R1用于在输入电压Vin为负电压时，将晶体管Q1的控制端电位拉低，使得晶体管Q1关断，提高充放电管理电路200的负压保护能力。

开关电路270包括晶体管Q2，晶体管Q2的第一通路端连接至晶体管Q1的第二通路端，第二通路端连接至电池组件210的正极，控制端连接至控制模块240，控制模块240用于控制晶体管Q2的导通和关断。

功率转换电路220包括晶体管Q3、晶体管Q4以及储能电感L1。晶体管Q3和储能电感L1连接在功率转换电路220的第一端和第二端之间，晶体管Q3的控制端连接至控制模块240。晶体管Q4的第一通路端连接至晶体管Q3的中间节点，第二通路端接地，控制端连接至控制模块240。晶体管Q3和晶体管Q4用于在控制模块240的控制下导通和关断，晶体管Q3和晶体管Q4的开启和关断状态是互补的。

优选地，本实施例中的功率转换电路220根据双向能量转移电路的模式工作在升压模式、降压模式、旁通模式以及开路模式之一。

当功率转换电路220工作在降压模式下时，晶体管Q3作为功率开关，晶体管Q4作为整流开关；当功率转换电路220工作在升压模式下时，晶体管Q3作为整流开关，晶体管Q4作为功率开关；当功率转换电路220工作在旁通模式下时，晶体管Q3保持导通，晶体管Q4保持关断；当功率转换电路220工作在开路模式下时，晶体管Q3保持关断，晶体管Q4保持导通。

在本发明中，功率转换电路220的功率开关指充放电管理电路200中间歇导通控制功率流入储能电感使得储能电感储能或释放能量的开关。整流开关指充放电管理电路200中间歇导通使得储能元件所储存的能量可以流向负载的开关。

在本实施例中，晶体管Q1-Q4可以是任何可控半导体开关器件，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。

在下面的实施例中将对开关电路的各种工作模式进行详细说明。

充放电管理电路200还包括电容C1和电容C2，电容C1的第一端与充放电管理电路200的输出端连接，第二端接地。电容C1用于平滑输出电压Vout。电容C2的第一端连接至储能电感L1的第二端，第二端接地。

图3-图6示出根据本发明的充放电管理电路各种工作模式下的示意图。以下的实施例仅对本发明的充放电管理电路的工作原理进行补充说明，不对充放电管理电路的结构和应用构成限制。

为了方便说明，将充放电管理电路在各种工作模式下的电流路径以带箭头的虚线示意。

此外，为了方便说明，在下文充放电管理电路的各种工作模式中，仅示出保持导通或工作的模块或者器件，未示出关断或不工作的模块或者器件。

当外部接口A连接至外部电源时，充放电管理电路200将输入电压Vin进行转换，对系统负载和电池组件210进行供电，如图3-图5所示。

当输入电压Vin与电池电压Vbat相接近时，控制模块240导通晶体管Q1和Q2，关断晶体管Q3和Q4，输入电压Vin经由充电路径I11对电池组件210进行低压充电，如图3所示。同时输入电压Vin经由供电路径I21对系统负载进行供电。当电池组件210充满时，电池电压Vbat达到预定电压时，控制模块240关断晶体管Q2，将电池组件脱离系统，保护电池组件不会因为长期高压偏置而影响电池寿命。

当输入电压Vin大于电池电压Vbat，此时系统负载端的电压大于电池电压Vbat。控制模块240导通晶体管Q1、晶体管Q3和晶体管Q4，关断晶体管Q2。输入电压Vin经由充电路径I12对电池组件210进行降压充电，如图4所示。此时功率转换电路220工作在降压模式，晶体管Q3为功率开关，晶体管Q4为整流开关。功率转换电路220通过晶体管Q3和Q4的交替导通和关断，对输入电压Vin进行降压调节，对电池组件210进行充电。

当电池电压Vbat上升到一定值时，例如电池电压Vbat与输入电压Vin接近时，电池电压Vin不需要再继续上升，控制模块240根据第二反馈信号保持晶体管Q3导通，晶体管Q4关断，功率转换电路220工作在旁通模式。

当电池组件210充满时，控制模块240关断晶体管Q3，导通晶体管Q4，将电池组件脱离系统，保护电池组件不会因为长期高压偏置而影响电池寿命。

当输入电压Vin不正常或者失效时，由电池组件210对系统负载供电。具体的，如图5所示，当输入电压Vin小于预设值时，控制模块240关断晶体管Q1和晶体管Q2，导通晶体管Q4和晶体管Q3，电池组件210经由第二供电路径I22对系统负载供电。

优选地，控制模块240根据电池组件210的电池电压Vbat控制功率转换电路220在供电过程中的工作模式。当电池组件210的电量充足时，控制模块240保持晶体管Q3导通，晶体管Q4关断，功率转换电路220工作在旁通模式；随着供电过程的进行，电池电压Vbat逐渐降低，当电池电压Vbat降低到设定阈值之后，例如电池电压Vbat小于系统负载端的电压功率转换电路220工作在升压模式，晶体管Q4为功率开关，晶体管Q3为整流开关。功率转换电路220通过晶体管Q3和Q4的交替导通和关断，对电池电压Vbat进行升压调节之后对系统负载升压供电。

当外部接口A连接至外部负载时，充放电管理电路200由电池组件210对外部负载和系统负载进行供电，如图6所示。

如图6所示，当外部接口A连接至外部负载时，控制模块240导通晶体管Q1、Q3和Q4，关断晶体管Q2，电池组件210通过如图6所示的供电路径I31和I32分别为系统负载和外部负载供能。在电池组件210为外部负载和系统负载供能的过程中，功率转换电路220的工作原理如前文所述，在此不再赘述。

在优选地实施例中，双向能量转移电路还包括输入保护电路，如图7所示，充放电管理电路300包括双向能量转移电路、外部接口A以及控制模块340。双向能量转移电路包括功率转换电路320、开关电路360、开关电路370以及输入保护电路380。其中，功率转换电路320、控制模块340、开关电路360和开关电路370的结构以及连接关系与图2示出的充放电管理电路中的功率转换电路220、控制模块240、开关电路260以及开关电路270的结构和连接关系相同，在此不再赘述。

为了提高充放电管理电路抵抗高压电流冲击的能力，本实施例的双向能量转移电路包括位于供电路径I21上的输入保护电路380。

输入保护电路380包括晶体管Q5和晶体管Q6。晶体管Q5的第一通路端与晶体管Q1和Q2的中间节点连接，第二通路端接地，控制端与控制模块340连接，晶体管Q5为抗浪涌晶体管，用于在充放电管理电路300的供电端输入大电流时导通，提高充放电管理电路抗大电流的能力。晶体管Q6的第一通路端与晶体管Q5的第一通路端连接，第二通路端与降压电路390连接，控制端与控制模块340连接，晶体管Q6为过压保护晶体管，用于在充放电管理电路300供电端的电压过大时关断，保护充放电管理电路内部电路。

在上述实施例中的充放电管理电路采用低压充电和供电方法，在优选地实施例中，提供一种可用于高压充电和供电的充放电管理电路。

如图8所示，充放电管理电路400包括双向能量转移电路、外部接口A以及控制模块440。双向能量转移电路包括功率转换电路420、开关电路460、开关电路470以及降压电路490。其中，功率转换电路420、控制模块440、开关电路460和开关电路470的结构以及连接关系与图2示出的充放电管理电路中的功率转换电路220、控制模块240、开关电路260以及开关电路270的结构和连接关系相同，在此不再赘述。

为了提高充放电管理电路的适用于高压电路的能力，本实施例的充放电管理电路400包括位于供电路径I21上的降压电路490。

降压电路490用于将输入电压Vin进行降压调节之后为系统负载和电池组件供电。降压电路390包括晶体管Q7、晶体管Q8以及储能电感L2。晶体管Q7和储能电感L2连接在晶体管Q1和Q2的中间节点和系统负载之间，晶体管Q7的控制端与控制模块440连接。晶体管Q8的第一通路端与储能电感L2的第一端连接，第二通路端接地，控制端与控制模块440连接。晶体管Q7为功率开关，晶体管Q8为整流开关，晶体管Q7和晶体管Q8交替导通和关断，对输入电压Vin进行降压调节。

在优选地实施例中，充放电管理电路还包括位于外部接口与系统负载之间的供电路径上的输入保护电路和降压电路，提高了充放电管理电路的适用于高压电路的能力。

根据本发明的另一方面提供一种可充电电子设备，包括电池组件、系统负载以及上述的充放电管理电路。

综上所述，本发明实施例的充放电管理电路包括用于连接外部电源的外部接口，所述外部电源为所述系统负载供能；双向能量转移电路，连接在外部接口、电池组件和系统负载端之间；以及控制模块，与双向能量转移电路相连以选择所述双向能量转移电路的工作模式，其中，在第一工作模式下，双向能量转移电路提供由电池组件至系统负载的升压供电路径，在第二工作模式下，双向能量转移电路提供由系统负载至电池组件的反馈充电路径，在第三工作模式下，双向能量转移电路关断以将所述系统负载与所述电池组件断开，在不增加电路元件数量的同时增加了电池组件的低压供电能力。

在优选的实施例中，本发明的充放电管理电路还用于在电池组件电量充满之后关断第一充电路径或者第二充电路径，将电池组件脱离系统，保护电池组件不会因为长期高压偏置而影响电池寿命。

在优选的实施例中，本发明的充放电管理电路还包括位于外部接口的反向阻断晶体管和输入电阻，用于在充放电管理电路中出现反向电压时保持高阻态，将反向电流钳制在一个非常低的水平，用于保护充放电管理电路的内部电路或者外部电源；同时输入电阻用于在输入电压为负电压时，将反向阻断晶体管的控制端电位拉低，使得晶体管关断，提高充放电管理电路的负压保护能力。

在优选的实施例中，本发明的充放电管理电路还包括位于第一供电路径上的输入保护电路和降压电路，提高了充放电管理电路的适用于高压电路的能力。

在优选的实施例中，本发明的充放电管理电路适用于低压电路，因此不需要提高各个器件的耐高压能力，可降低电路成本，同时可降低使用该充放电管理电路的可充电设备的成本。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (17)

1.一种充放电管理电路，与电池组件和系统负载连接，其中，所述充放电管理电路包括：

外部接口，用于连接外部电源，所述外部电源为所述系统负载供能；

双向能量转移电路，连接在所述外部接口、电池组件和系统负载端之间；以及

控制模块，与所述双向能量转移电路相连以选择所述双向能量转移电路的工作模式，

其中，在第一工作模式下，所述双向能量转移电路提供由所述电池组件至所述系统负载的升压供电路径，

在第二工作模式下，所述双向能量转移电路提供由所述系统负载至所述电池组件的反馈充电路径，

在第三工作模式下，所述双向能量转移电路关断以将所述系统负载与所述电池组件断开。

2.根据权利要求1所述的充放电管理电路，其中，所述外部电源异常时，所述双向能量转移电路工作在所述第一工作模式，

所述外部电源正常时，所述双向能量转移电路工作在所述第二工作模式。

3.根据权利要求2所述的充放电管理电路，其中，所述电池组件的电荷量达到预设值时，所述双向能量转移电路工作在所述第三工作模式。

4.根据权利要求3所述的充放电管理电路，其中，所述双向能量转移电路包括：

第一开关电路，包括连接至所述外部接口的第一端和连接至所述系统负载的第二端；以及

功率转换电路，包括连接至所述第一开关电路和所述系统负载中间节点的第一端以及连接至所述电池组件正极的第二端，

其中，所述第一开关电路用于在所述外部电源正常时导通，在所述外部电源异常时关断。

5.根据权利要求4所述的充放电管理电路，其中，

在所述系统负载的电压大于所述电池组件的电压时，所述功率转换电路工作在降压模式，

在所述系统负载的电压小于所述电池组件的电压时，所述功率转换电路工作在升压模式，

在所述系统负载的电压等于所述电池组件的电压时，所述功率转换电路工作在旁通模式。

6.根据权利要求4所述的充放电管理电路，其中，还包括：

在所述电池组件的电荷量达到所述预设值时，所述功率转换电路工作在开路模式。

7.根据权利要求4所述的充放电管理电路，其中，还包括：

第二开关电路，连接在所述第一开关电路与所述电池组件之间，用于在所述外部电源正常时提供所述外部电源至所述电池组件的低压供电路径。

8.根据权利要求4所述的充放电管理电路，其特征在于，所述第一开关电路包括：

第一晶体管，第一通路端连接至所述外部接口，第二通路端连接至所述系统负载，控制端连接至所述控制模块；以及

输入电阻，第一端连接至所述第一晶体管的第一通路端，第二端连接至所述第一晶体管的控制端，

其中，所述控制模块用于控制所述第一晶体管的导通和关断。

9.根据权利要求7所述的充放电管理电路，其中，所述第二开关电路包括：

第二晶体管，第一通路端连接至所述第一开关电路的第二端，第二通路端连接至所述电池组件的正极，控制端连接至所述控制模块，

其中，所述控制模块用于控制所述第二晶体管的导通和关断。

10.根据权利要求5所述的充放电管理电路，其中，所述功率转换电路包括：

串联连接于所功率转换电路第一端和第二端之间的第三晶体管和第一储能电感，所述第三晶体管的控制端连接至所述控制模块；以及

第四晶体管，第一通路端连接至所述第三晶体管和所述第一储能电感的中间节点，第二通路端接地，控制端连接至所述控制模块，

所述控制模块用于控制所述第三晶体管和所述第四晶体管交替导通和关断。

11.根据权利要求10所述的充放电管理电路，其中，

在所述功率转换电路工作在降压模式，所述第三晶体管作为功率开关，所述第四晶体管作为整流开关，

在所述功率转换电路工作在升压模式，所述第三晶体管作为整流开关，所述第四晶体管作为功率开关

在所述功率转换电路工作在旁通模式，所述第三晶体管一直导通，所述第四晶体管一直关断。

12.根据权利要求4所述的充放电管理电路，所述双向能量转移电路还包括输入保护电路，其中，所述输入保护电路包括：

第五晶体管，第一通路端连接至所述第一开关电路的第二端，第二通路端接地，控制端连接至所述控制模块；以及

第六晶体管，第一通路端连接至所述第五晶体管的第一通路端，第二通路端连接至所述系统负载，控制端连接至所述控制模块。

13.根据权利要求12所述的充放电管理电路，其中，所述第五晶体管用于在所述外部接口出现大电流时导通。

14.根据权利要求4所述的充放电管理电路，所述双向能量转移电路还包括降压电路，其中，所述降压电路包括：

串联连接于所述第一开关电路与所述系统负载之间的第七开关管以及第二储能电感，所述第七晶体管的控制端连接至所述控制模块；以及第八晶体管，第一通路端连接至所述第七晶体管和所述第二储能电感的中间节点，第二通路端接地，控制端连接至所述控制模块。

15.根据权利要求4所述的充放电管理电路，所述双向能量转移电路还包括：

第一电容，第一端连接至所述系统负载，第二端接地；以及

第二电容，第一端连接至所述电池组件的正极，第二端接地。

16.根据权利要求1任一项所述的充放电管理电路，其中，还包括：

所述外部接口用于连接外部负载时，所述双向能量转移电路提供所述电池组件至所述外部负载的供电路径。

17.一种可充电电子设备，其特征在于，包括：

电池组件；

系统负载；以及

权利要求1-16任一项所述的充放电管理电路。

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