充電器外部電力裝置增益采樣的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及充電器外部電力裝置增益采樣。電力管理單元精確地測量和控制充電電流。電力管理單元可比現(xiàn)有設計更高效地實施，使得在電力管理單元的實施中以及在包括電力管理單元的裝置的實施中節(jié)省成本。電力管理單元包括外部充電控制裝置（例如晶體管）的模型，且以使得電力管理單元無需外部裝置引腳和其它電路的方式使用所述模型。
【專利說明】充電器外部電力裝置增益采樣
【技術領域】
[0001]本創(chuàng)新涉及電源充電，諸如電池充電。本發(fā)明也涉及確定和控制充電電流。
【背景技術】
[0002]各類電子裝置的巨大消費需求部分由低成本制造和不斷增加的裝置功能所推動?，F(xiàn)在，一個人擁有多個手機、便攜式游戲裝置、音樂播放器、平板電腦或者GPS裝置和其它裝置并不少見。這些裝置的一個共同特征是，它們很大程度上依賴于，有時完全依賴于可充電電源，例如可充電電池。電池充電的改良將繼續(xù)使這樣的裝置成為對消費者有吸引力的選項。

【發(fā)明內容】

[0003]本公開的一方面涉及一種電力管理單元(power management unit),其包括:開關裝置控制輸出端，用于控制開關裝置；裝置電源電流測量輸入端；以及開關裝置模型，與所述開關裝置控制輸出端和所述裝置電源電流測量輸入端通信，所述開關裝置模型包括所述開關裝置的模型參數(shù)；以及充電邏輯，被配置為:從所述裝置電源電流測量輸入端確定從充電電源取得的充電電流；以及根據(jù)所述模型參數(shù)來調整所述開關裝置控制輸出端，以控制所述充電電流。
[0004]在上述電力管理單元中，優(yōu)選所述電源電流測量輸入端包括可充電電池電流測量輸入端。
[0005]在上述電力管理單元中，優(yōu)選所述充電邏輯被配置為通過以下步驟來確定充電電流:在所述開關裝置控制輸出端允許充電電流流過所述開關裝置時，從所述裝置電源電流測量輸入端進行第一測量；在所述開關裝置控制輸出端已經(jīng)停止充電電流流過所述開關裝置時，從所述裝置電源電流測量輸入端進行第二測量；以及確定所述第一測量與所述第二
測量之差。
[0006]在上述電力管理單元中，優(yōu)選所述模型參數(shù)包括晶體管增益。
[0007]在上述電力管理單元中，優(yōu)選所述充電邏輯被配置為通過以下步驟來調整所述開關裝置控制輸出端:通過根據(jù)被調整以初始地減少所述充電電流的所述模型參數(shù)來驅動所述開關裝置控制輸出端，從而實施充電啟動時段。
[0008]在上述電力管理單元中，優(yōu)選所述充電邏輯還被配置為:在多個時間點確定所述充電電流，并且在所述多個時間點中的至少一個之后，驅動所述開關裝置控制輸出端以增大所述充電電流。
[0009]在上述電力管理單元中，優(yōu)選所述充電邏輯還被配置為:在多個時間點確定所述充電電流，并且隨著時間推移，將充電電流增大至由命令電流值指定的量。
[0010]在上述電力管理單元中，優(yōu)選所述充電邏輯還被配置為:在多個偽隨機時間點確定所述充電電流，并且在所述多個偽隨機時間點中至少一個之后，驅動所述開關裝置控制輸出端以增大所述充電電流。[0011]本公開的另一方面涉及一種方法，其包括:測量從充電電源流出的充電電流，而不是測量流過連接至所述充電電源的可充電電池的電池電流，所述充電電流包括可充電電池電流和補充電流；使用對于充電電流流過的開關裝置的裝置模型的模型參數(shù)來控制所述充電電流。
[0012]在上述方法中，優(yōu)選所述補充電流包括數(shù)字邏輯電流、功率放大器電流或這兩者。
[0013]在上述方法中，優(yōu)選所述模型參數(shù)包括所述開關裝置的增益。
[0014]在上述方法中，優(yōu)選控制包括:隨著時間推移,增大所述充電電流。
[0015]在上述方法中，優(yōu)選控制包括:在測量所述充電電流以確保它在預定界限內之后，隨著時間推移增大所述充電電流。
[0016]在上述方法中，優(yōu)選測量充電電流包括:在所述充電電流流過所述可充電電池時，進行所述電池電流的第一測量；在所述充電電流已經(jīng)停止流到所述可充電電池時，進行所述電池電流的第二測量；以及確定所述第一測量與所述第二測量之差。
[0017]本公開的又一方面涉及一種充電系統(tǒng)，其包括:充電電路，包括:開關裝置；以及電池電流傳感器，與所述開關裝置通信；電力管理單元，包括:所述開關裝置的開關模型；所述開關裝置的開關驅動器；以及充電電流測量邏輯，可操作為:利用所述開關驅動器來驅動所述開關裝置，以提供包括流過所述電池電流傳感器的電池電流的充電電流，并獲得所述電池電流的第一測量；利用所述開關驅動器來停用所述開關裝置，以停止所述充電電流，并獲得所述電池電流的第二測量；從所述第一測量和所述第二測量確定所述充電電流；以及根據(jù)所述開關模型通過驅動所述開關裝置來控制所述充電電流。
[0018]上述充電系統(tǒng)中，優(yōu)選所述開關模型包括所述開關裝置的增益參數(shù)。
[0019]上述充電系統(tǒng)中，優(yōu)選所述電力管理單元可操作為通過隨著時間推移增大所述充電電流來控制所述充電電流。
[0020]上述充電系統(tǒng)中，優(yōu)選所述電力管理單元可操作為通過從充電操作開始時起隨著時間推移增大所述充電電流來控制所述充電電流。
[0021 ] 上述充電系統(tǒng)中，優(yōu)選所述電力管理單元可操作為遞增增大所述充電電流。
[0022]上述充電系統(tǒng)中，優(yōu)選所述電力管理單元可操作為在獲得充電電流測量結果且確定所述充電電流測量結果滿足充電電流標準之后，遞增增大所述充電電流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]參考以下附圖和描述可更好地理解本發(fā)明。圖中，類似參考數(shù)字標出不同視圖中對應部分。
[0024]圖1為包括電力管理單元的裝置的實例。
[0025]圖2示出傳統(tǒng)充電監(jiān)測技術。
[0026]圖3示出利用電力裝置模型來更高效監(jiān)測和控制充電電流的電力管理單元的實例。
[0027]圖4示出使用裝置模型的電力管理單元的示例實施方案。
[0028]圖5示出進行電池電流測量的示例波形。
[0029]圖6為可如何實施裝置模型的實例。
[0030]圖7為軟啟動的實例。[0031]圖8、圖9和圖10表示電力管理單元如何利用不同環(huán)反饋值使充電電流向命令值(commanded value)增大的不同實例。
[0032]圖11、圖12和圖13示出假設開關裝置的不同增益電力管理單元如何使充電電流向命令值增大的不同實例。
[0033]圖14示出電力管理單元可實施的邏輯。
【具體實施方式】
[0034]圖1示出裝置100的實例，裝置100包括電力管理單元102。在本實例中，雖然裝置100為智能手機，但是裝置100可為包括可充電電源的任何裝置，包括便攜式游戲機、音樂或者視頻播放器、膝上型電腦、平板電腦或者其它裝置。電力管理單元(PMU) 102包括充電電路104且控制電源106的充電，包括控制到電源106的充電電流。外部電源108供應充電電流。
[0035]例如，電源106可為可充電電池?？沙潆婋姵氐幕瘜W成分可以是各種不同的化學成分。實例包括鎳金屬氫化物(NiMH)、鋰離子(Li離子)和鋰離子聚合物(Li離子聚合物)化學成分。外部電源108也可以是各種不同的外部電源。例如，外部電源108可為通用串行總線(USB)端口、交流(AC)電源插座、直流(DC)電源、輸出DC電壓的AC壁式適配器或者任何其它電源。
[0036]裝置100包括通信接口 110，通信接口 110可包括例如無線收發(fā)器、天線以及驅動天線的功率放大器(PA)。裝置也可包括系統(tǒng)邏輯112和用戶界面114。系統(tǒng)邏輯112可包括硬件、軟件、固件或者其它邏輯的任何組合。例如，系統(tǒng)邏輯112和PMU102可在一個以上片上系統(tǒng)(SoC)、特定應用集成電路(ASIC)中、采用分立電路或者以其它方式實施。系統(tǒng)邏輯112為裝置100中任何所需功能的實施的一部分。作為一個例子，系統(tǒng)邏輯112包括處理器116和存儲器118，存儲器118中裝置功能邏輯120 (例如，軟件或者固件的應用程序)實施任何所需功能。在這方面，系統(tǒng)邏輯112可易于例如運行應用程序、接受用戶輸入、保存和檢索應用程序數(shù)據(jù)、建立、維護和終止電話呼叫、無線網(wǎng)絡連接、處理全球定位信號、藍牙連接或者其它連接以及在用戶界面114上顯示相關信息。用戶界面114可包括圖形用戶界面、觸摸敏感顯示器、語音或者面部識別輸入、按鈕、開關和其它用戶界面元件。
[0037]特別是，系統(tǒng)邏輯112可監(jiān)測電源106的充電狀態(tài)。為此，系統(tǒng)邏輯112可與電力管理單元102通信，以監(jiān)測關于電源106的充電活動和放電活動。為了在用戶界面114上顯現(xiàn)電量計(fuel gauge) 122或者其它充電狀態(tài)指示器，系統(tǒng)邏輯112可跟蹤充電和放電活動。
[0038]如上所述，系統(tǒng)邏輯112可包括一個以上處理器118和存儲器120。存儲器120存儲例如處理器118執(zhí)行任何所需裝置功能的裝置功能邏輯120。在一些實施方案中，存儲器120可存儲幫助監(jiān)測和控制電源106的過充電的充電裝置模型124和充電邏輯126。在其它實施方案中，電力管理單元102可包括充電裝置模型124和充電邏輯126的全部或者一部分。存儲器120自身可實施為非易失性(但是可選為可重編程的)固件存儲器、易失性系統(tǒng)存儲器(例如SRAM或者DRAM)或者這樣的存儲器的任何組合。因此，可根據(jù)需要更新充電裝置模型124和充電邏輯126。例如，當改良裝置模型變?yōu)榭捎脮r，網(wǎng)絡控制器(例如，基站)可根據(jù)在存儲器120中或者PMU102中用改良裝置模型取代舊裝置模型的指令將改良裝置模型傳遞到裝置100。
[0039]充電邏輯104可包括外部裝置。換言之，用于給電源106充電的電路并不一定全部包括在實施電力管理單元102或者系統(tǒng)邏輯112的單個ASIC或者SoC中。在某種程度上，這是因為半導體制造工藝往往耐受最高大約3至5伏特，而在例如有人將錯誤的充電器連接到裝置100的情況下，充電輸入通常要求承受最高20伏特或者更高的輸入電壓。因此，電力管理單元102可利用可耐受更高電壓的外部裝置來給電源106充電。
[0040]電力管理單元102可通過外部裝置來監(jiān)測電流。特別是，電力管理單元102可通過外部開關裝置來監(jiān)測電流，電流流過外部開關裝置以給電源106充電。開關裝置可為功率晶體管，諸如PNP或者FET功率晶體管，但是根據(jù)具體的裝置，開關裝置可以其它方式實施。例如，監(jiān)測電流使得電力管理單元102確保到電源106的充電電流在可接受范圍內且確保取自電源108的充電電流在可接受限度內。此外，電流監(jiān)測使得電力管理單元102在充電時跟蹤流入到電源106中的電流，當給裝置100供電時跟蹤從電源106流出的電流。跟蹤這些電流，電源106可提供電量計功能(有時稱為庫侖計功能)，電量計功能確定電源106的充電電平。除了流入到電源106和從電源106流出的電流，電力管理單元102獲得其它電流的測量結果，諸如流到其它負載的電流，以確保電流如上所述在可接受限度內。
[0041]圖2示出傳統(tǒng)充電監(jiān)測技術200的實例。圖2中，USB外部電源將流過開關裝置204 (在此例中，PNP功率晶體管)和充電電流感測電阻器206的充電電流1-充電提供給電源208(例如可充電電池)。通過電源208的電流(1-電池)通過電池電流感測電阻器210流到接地。此外，1-充電中一些流到裝置的其它部分，諸如流到射頻功率放大器(RFPA)(例如用于驅動天線)以及系統(tǒng)裝置(例如數(shù)字邏輯)。圖2將這兩個電流標記為1-RFPA和1-系統(tǒng)。流到裝置的電源208之外的部分的電流在下文中被稱為補充電流1-sup，且除了 1-RFPA和1-系統(tǒng)之外,可能有構成1-sup的另外更少或者不同的電流。1-充電=1-sup+1-電池，對于圖2實例，1-充電=1-系統(tǒng)+1-RFPA+1-電池。
[0042]圖2中，跨充電電流感測電阻器206兩端的電壓提供1-充電的測量。為了測量1-充電，裝置引腳212將跨充電電流感測電阻器206兩端的電壓傳遞到在電力管理單元200內部的測量電路214，諸如模數(shù)轉換器(ADC)。類似地，跨電池電流感測電阻器210兩端的電壓提供1-電池的測量。在電力管理單元200內部的測量電路216 (例如Λ- Σ ADC)測量跨電池電流感測電阻器210兩端的電壓以確定1-電池。注意，在圖2所示設計中需要充電電流感測電阻器206、測量電路214和裝置引腳212以確定1-充電，這是因為由于補充電流，測量1-電池與測量1-充電不同。電流感測電阻器206、測量電路214和裝置引腳212的存在增加了復雜性和設計成本。
[0043]圖3示出充電設計300，其中電力管理單元102使用充電裝置模型124。充電配置300無需充電電流感測電阻器206、在電力管理單元內部的測量電路214以及裝置引腳212。因此，充電設計300可使得裝置100的復雜性和設計成本更低。
[0044]充電設計300包括驅動電路302、調節(jié)器304和電壓測量邏輯，諸如測量電源電壓的逐次逼近(SAR)模數(shù)轉換器(ADC) 306以及通過電池電流測量輸入端(battery currentmeasurement input) 320測量1-電池的電量計Δ - Σ ADC308。驅動電路302可為以每秒2至30兆個樣本(MS/s)操作、具有10至14位分辨率的DAC，以通過開關裝置控制輸出端(switching device control output) 322直接或者間接驅動開關裝置204。調節(jié)器304提供由裝置100中任何其它電路使用的任何電壓(例如3.3V或者5V)。SAR ADC306可具有8至12位分辨率且以0.2至IMS/s操作，而電量計ADC可具有12至14位分辨率且以5至15KS/s操作。根據(jù)PMU102的實施方案，充電設計300中任何電路的規(guī)格可能有所不同。
[0045]如圖3所示，充電邏輯104也包括功能模塊310。功能模塊可包括恒定電流/恒定電壓環(huán)路312、功率限制邏輯314、計時器316和保護邏輯318。圖4圖示功能模塊312可以實施的方式的一個實例。
[0046]在充電設計300中，驅動電路302將電流驅動到功率晶體管204的基極。例如，驅動電路302可實施為數(shù)模轉換器(DAC)。特別地，驅動電路302調整功率晶體管204的操作點，以使得1-充電的所需量自外部電源108流入。如下文將更詳細描述，PMU102智能地控制功率晶體管204以獲得1-充電的測量結果，而無需圖2所示的額外電路。
[0047]在充電設計300中，當功率晶體管204允許1-充電流動時，PMU102使測量電路216測量1-電池。然后，電力管理單元102使用驅動電路302來關閉功率晶體管204，且進行1-電池的第二測量。然而，因為當功率晶體管204關閉時電源106不充電，所以1-電池的第二測量實際上為補充電流1-sup (具體地負1-sup)的測量。換言之，利用功率晶體管204關閉，電源106將電力提供給裝置100，包括第二測量獲得的1-sup電流。PMU102然后確定第一測量與第二測量之差，以獲得1-充電的第一測量。換言之，1-充電I=1-電池1-1-電池2，式中，1-電池I為功率晶體管204供應充電電流的1-電池測量，1-電池2為功率晶體管204關閉的1-電池測量。在第二測量之后，電力管理單元102驅動功率晶體管204，以再次將充電電流提供給電源106。此外，一旦充電電流再次流動，PMU就可獲得第三測量1-電池3，且可確定1-充電的第二測量為1-充電2=1-電池3-1-電池2。
[0048]PMU102可分隔1-電池的樣本，以避免對1_充電短暫影響的裝置事件。例如，PMU102可延遲或者以其它方式重新安排1-電池的測量，以避開裝置啟用或者停用PA (例如發(fā)射2G/3G/4G脈沖群(burst))的時間。PA啟用/停用信號可通過基帶控制器芯片提供給PMU102，所述基帶控制器芯片調度(schedule)這樣的脈沖群。此外，PMU102可基于偽隨機偏移1-電池樣本，以避開可能將重復偏壓引入到測量中的顧慮的規(guī)律的定期裝置活動。留意到此框架，PMU102可例如標稱每IOOms采樣，三個樣本間隔1ms。然而，可使用樣本或者樣本組之間的任何其它間距，間距取決于電源特性、開關裝置204特性、電源106特性或者其它裝置特性中任何一個或者多個。
[0049]裝置模型124提供一種機制(mechanism)，通過該機制電力管理單元102通過驅動開關裝置204 (或者替代使用的任何其它開關裝置，例如FET)來控制1-充電。作為概述，裝置模型124對開關裝置204的增益(例如PNP晶體管的β )建模。因此，假定驅動開關裝置204的信號強度，充電邏輯104可確定1-充電輸出。在BJT開關裝置情況下，驅動信號可為電流，或者在FET開關裝置情況下，驅動信號可為電壓。雖然增益在開關裝置204之間可能差別很大，但是通常緩慢變化，并且隨著溫度最劇烈地變化。例如，PMU102采樣1-電池的速率是由于其它因素增益變化時的速率的5-10倍。雖然圖3示出直接驅動開關裝置204 (例如，直接驅動PNP晶體管的基極)的驅動電路302，但是驅動電路302可改為首先驅動中間級，如下文關于圖4的描述。
[0050]圖4示出PMU102的另一個示圖。有限狀態(tài)機(FSM)402控制PMU102，包括三個環(huán)路:cc-設定環(huán)路(CC-Set loop)404,CV-設定環(huán)路406和PD-設定環(huán)路408。FSM402利用表示所需充電電流的值來驅動CC-設定環(huán)路404，利用響應于電池電壓(例如，對于充電循環(huán)電流控制結束)的值來驅動CV-設定環(huán)路，以及利用表示對于開關裝置204中功耗控制不應超過的電流的值來驅動PD-設定環(huán)路408。PMU102應用限制邏輯410 (例如，最小值選擇器)來選擇對于1-充電的幾個選項的最小電流，且對于1-充電控制的實際電流，所得值被示出為1-cmd。以此方式，如果任何控制環(huán)路需要限制或者完全關閉1-充電，那么它可通過將其輸入到限制邏輯410的電流值限制或者設定為零來實現(xiàn)。
[0051]裝置模型124提供裝置增益(例如，以I/增益形式)，乘法器412將其乘以1-cmd。所得驅動值通過DAC斜波控制(slew control)414傳遞以驅動開關裝置204。在圖4實例中，驅動電路302通過第一級驅動器416來驅動開關裝置204。DAC斜波控制414引入逐漸關閉和逐漸打開波形形狀，其在其他情況下將是快速轉換開關信號。這樣做可有助于降低通常由快速信號轉換產(chǎn)生的RF噪聲和開關瞬態(tài)。
[0052]計算模塊418從例如1-電池的三個樣本確定1-充電,如上文所述。1-電池的三個樣本產(chǎn)生1-充電的兩個測量結果(measurement,測量)，同樣如上文所述。與經(jīng)由1-cmd實際命令的1-充電電流相比，1-充電的兩個測量結果產(chǎn)生兩個不同的誤差項:
[0053]1-errl=[1-電池(樣本 1)+1-電池(樣本 2)] -1-cmd ；
[0054]1-err2=[1-電池(樣本 3)+1-電池(樣本 2) ] -1-cmd ；
[0055]PMU102可通過應用任何期望選擇函數(shù)來選擇用于更新裝置模型124的I_err。例如，PMU102 可選擇 1-err 為:1-err=min (1-errl, 1-err2)。
[0056]在其它實施方案中，PMU102可獲得一個I_err測量結果或者超過兩個I_err測量結果，且以任何期望方式合并它們(例如，通過平均化、加權平均化、或者丟棄高值或低值)以獲得用于更新裝置模型124的1-err值。
[0057]裝置模型124包括累加器420和限幅控制(clip control)422。累加器420累積1-err，試圖通過調整施加于乘法器412的裝置增益來將1-err驅動為零?？蛇x限幅控制422可防止裝置增益超過選定可編程限幅上限(例如1000)且低于選定可編程限幅下限(例如50)。因此，累加器420增加裝置增益以將1-err驅動為零。裝置模型124可以裝置增益的人為高值啟動以確保1-充電人為低地啟動，以對充電處理提供軟啟動。當裝置增益人為高地啟動時，由于與1-cmd相比1-充電將太低，所以將有大量1-err。裝置模型124通過降低增益值來作出響應。因此，施加于乘法器的(I/增益)項增加，從而增大最終驅動開關裝置204的電流或者電壓，導致增大的1-充電。
[0058]功率限制功能314和保護功能318也存在于圖4中。例如，隨著電池電壓接近任何期望的設定點(例如，充電電壓結束)，CV-設定環(huán)路406可將命令減少的電流。圖4所示的Verr項表示電池電壓與設定點的接近程度,且當設定點接近時，命令電流(commandedcurrent)可被減少(且可降至低于CC-設定環(huán)路404值)。作為另一個實例，PD-設定環(huán)路408可包括功率控制邏輯424，用于監(jiān)測開關裝置204的功耗。如果功率超過在選定數(shù)目樣本上的任何選定設定點，那么功率控制邏輯424可將命令電流減少或者驅動為零。功率控制邏輯424可根據(jù)1-充電以及跨開關裝置204兩端由的電壓來確定功率，所述電壓由計算模塊426確定為外部電源108適配器電壓(Vadp)減去電池電壓(Vbat)。例如，功率控制邏輯424可將命令電流限制為比將導致最大允許功耗的電流低10%的值(或者另一個可編程值)。[0059]作為另一個實例，適配器崩潰邏輯428可確定適配器電壓是否顯著下降或者上升，其表明正在試圖從適配器汲取比它可供應的更多的電流。如果適配器突然恢復，為了防止充電電流的不必要擺動，適配器崩潰邏輯428可減少命令電流，直至適配器電壓穩(wěn)定。其他保護包括在過流邏輯434檢測到太多電池電流流動時的1-充電關閉以及在SAR ADC306檢測到電池電壓超過預定閾值時的1-充電關閉。
[0060]如上所述，PMU102可分隔1-電池的樣本，以避免對1_充電有短暫影響的裝置事件。例如，PMU102可延遲或者以其它方式重新安排1-電池的測量，以避開裝置啟用或者停用PA (例如發(fā)射2G/3G/4G脈沖群)的時間。此外，PMU102可基于偽隨機偏移1-電池樣本，以避免可能將重復偏壓引入到測量中的規(guī)律的定期裝置啟用。為了實現(xiàn)這些目標，PMU102可包括采樣控制邏輯430。采樣控制邏輯430可包括設定采樣周期(例如100ms)的一個或多個可編程計時器以及將偏移添加到樣本組或者單獨樣本的采樣時間的一個或多個偽隨機計數(shù)器。雖然偏移可能差別很大，但是在一個實施方案中，它可能為(+/_) 10% (例如每90ms至IlOms開始一組三個樣本)。當PA信號有效(assert)時，PA輸入信號432可使采樣控制邏輯430中任何一個計時器停止，使得在PA活動期間不采樣。
[0061]在視為充電邏輯104和視為PMU102之間無需嚴格區(qū)分。充電邏輯104可表示整個PMU102。在其它視圖中，充電邏輯104可表示PMU102的子集，例如控制環(huán)404、406、408和FSM402。充電邏輯104還可視為包括裝置模型124。
[0062]圖5示出進行電池電流測量的示例波形500。圖5示出DAC使能輸出502、DAC輸出504以及當進行三個1-電池采樣時所呈現(xiàn)的采樣波形506。此外，圖5示出充電器電流(1-充電)波形508、系統(tǒng)電流(1-系統(tǒng))波形510和電池電流(1-電池)波形512。特別地，PMU102將DAC使能輸出504提供給斜波控制414，斜波控制414產(chǎn)生DAC輸出504。DAC輸出504以受控方式打開和關閉開關裝置204。
[0063]在點I處，PMU采樣1-電池，其中開關裝置204導通，以獲得第一 1-電池樣本514。在點2處，PMU已經(jīng)關閉開關裝置204，且充電電流因此已經(jīng)降為零。電源106因此在第二1-電池樣本516時供應1-系統(tǒng)。在點3處，PMU已經(jīng)打開開關裝置204，且當取得第三1-電池樣本518時，充電電流已經(jīng)恢復流自電源108。任何1-電池樣本可使用隨機偏移在時間上隨機化為(例如)每隔100ms的標稱樣本間距1ms。此外，如果基帶控制器使PA啟用/停用信號有效，那么PMU可延遲采樣1-電池，直至PA啟用/停用信號為無效(de-assert)。
[0064]圖6示出裝置模型124可如何實現(xiàn)的實例600。上述三個樣本被表示為電量計輸入(FGin[13:0]),同時命令電流被表示為Icmd[9:0]。不同實施方案可使用對于這些參數(shù)不同的位分辨率。加法器602產(chǎn)生上述1-err的兩個值，同時選擇和限制邏輯604選擇1-err值(例如，通過選擇最小或者1-errl和I_err2)，且也可限制I_err值超過選定可編程上限值(ceiling value)或者低于選定可編程下限值(floor value)。濾波器606可實施增益累加器420，其中累加器環(huán)路反饋值a1根據(jù)以下公式來確定:
【權利要求】
1.一種電力管理單元，包括: 開關裝置控制輸出端，用于控制開關裝置； 裝置電源電流測量輸入端；以及 開關裝置模型，與所述開關裝置控制輸出端和所述裝置電源電流測量輸入端通信，所述開關裝置模型包括所述開關裝置的模型參數(shù)；以及充電邏輯，被配置為: 從所述裝置電源電流測量輸入端確定從充電電源取得的充電電流；以及 根據(jù)所述模型參數(shù)來調整所述開關裝置控制輸出端，以控制所述充電電流。
2.根據(jù)權利要求1所述的電力管理單元，其中: 所述電源電流測量輸入端包括可充電電池電流測量輸入端。
3.根據(jù)權利要求1所述的電力管理單元，其中，所述充電邏輯被配置為通過以下步驟來確定充電電流: 在所述開關裝置控制輸出端允許充電電流流過所述開關裝置時，從所述裝置電源電流測量輸入端進行第一測量； 在所述開關裝置控制輸出端已經(jīng)停止充電電流流過所述開關裝置時，從所述裝置電源電流測量輸入端進行第二測量；以及 確定所述第一測量與所述第二測量之差。
4.根據(jù)權利要求1所述的電`力管理單元，其中，所述模型參數(shù)包括晶體管增益。
5.根據(jù)權利要求1所述的電力管理單元，其中，所述充電邏輯被配置為通過以下步驟來調整所述開關裝置控制輸出端: 通過根據(jù)被調整以初始地減少所述充電電流的所述模型參數(shù)來驅動所述開關裝置控制輸出端，從而實施充電啟動時段。
6.根據(jù)權利要求5所述的電力管理單元，其中，所述充電邏輯還被配置為: 在多個時間點確定所述充電電流，并且在所述多個時間點中的至少一個之后，驅動所述開關裝置控制輸出端以增大所述充電電流。
7.根據(jù)權利要求5所述的電力管理單元，其中，所述充電邏輯還被配置為: 在多個時間點確定所述充電電流，并且隨著時間推移，將充電電流增大至由命令電流值指定的量。
8.根據(jù)權利要求5所述的電力管理單元，其中，所述充電邏輯還被配置為: 在多個偽隨機時間點確定所述充電電流，并且在所述多個偽隨機時間點中至少一個之后，驅動所述開關裝置控制輸出端以增大所述充電電流。
9.一種方法，包括: 測量從充電電源流出的充電電流，而不是測量流過連接至所述充電電源的可充電電池的電池電流，所述充電電流包括可充電電池電流和補充電流； 使用充電電流流過的開關裝置的裝置模型的模型參數(shù)來控制所述充電電流。
10.一種充電系統(tǒng),包括: 充電電路，包括: 開關裝置；以及 電池電流傳感器，與所述開關裝置通信；電力管理單元，包括: 所述開關裝置的開關模型； 所述開關裝置的開關驅動器；以及 充電電流測量邏輯，可操作為: 利用所述開關驅動器來驅動所述開關裝置，以提供包括流過所述電池電流傳感器的電池電流的充電電流，并獲得所述電池電流的第一測量； 利用所述開關驅動器來停用所述開關裝置，以停止所述充電電流，并獲得所述電池電流的第二測量； 從所述第一測量和所述第二測量確定所述充電電流；以及 根據(jù)所述開關模型通過驅動 所述開關裝置來控制所述充電電流。
【文檔編號】G01R19/00GK103516005SQ201210587009
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權日:2012年6月15日
【發(fā)明者】凱麗·湯普森, 約翰·麥克尼特, 馬克·拉瑟福德 申請人:美國博通公司