專利名稱：電源管理系統(tǒng)及為負(fù)載供電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源系統(tǒng)，尤其涉及一種基于電流監(jiān)控的電源管理系統(tǒng)及為負(fù)載供電 的方法。
背景技術(shù)：
為保護(hù)電路或負(fù)載，一些電子電路對(duì)可能流經(jīng)負(fù)載的電流設(shè)置上限值。例如，一個(gè) 通用串行總線工作在低功耗模式時(shí)，電流上限值是100毫安；工作在高功耗模式時(shí)，電流上 限值是500毫安。

圖1揭示了一種傳統(tǒng)的電流限制電路100。電流限制電路100包括控制器116、轉(zhuǎn) 換器120和開(kāi)關(guān)110，例如，開(kāi)關(guān)110是一個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。輸入電源Vin 經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)110與負(fù)載102在輸出結(jié)點(diǎn)Vsys處耦合?？刂破?16與開(kāi)關(guān)110和輸出結(jié)點(diǎn)Vsys 耦合，用以監(jiān)控輸出結(jié)點(diǎn)Vsys處的電壓。輸入電源Vin也與電池104在輸出結(jié)點(diǎn)Vsys處耦合， 用以對(duì)電池104進(jìn)行充電。當(dāng)負(fù)載102的功耗需求增加時(shí)，流經(jīng)開(kāi)關(guān)110的電流也增加。通 過(guò)監(jiān)控輸出結(jié)點(diǎn)Vsys的電壓，一旦流經(jīng)開(kāi)關(guān)110的電流達(dá)到預(yù)設(shè)的電流上限值，開(kāi)關(guān)110就 工作在線性模式以限制流經(jīng)開(kāi)關(guān)110的電流。如果負(fù)載102的功率需求持續(xù)增加，僅憑輸 入電源Vin可能不足以提供足夠的電能給負(fù)載102。因此，轉(zhuǎn)換器120可從電池104中提取 額外的電能以供給負(fù)載102。然而，開(kāi)關(guān)110工作在線性模式會(huì)導(dǎo)致額外的功率消耗和溫度升高問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于電流監(jiān)控的電源管理系統(tǒng)及為負(fù)載 供電的方法，使流經(jīng)一電源的電流保持在電流上限值以下，并避免額外的功率消耗和溫度 上升問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案一種電源管理系統(tǒng)，包括電源總線，用以將電能從第一電源傳送到輸出結(jié)點(diǎn)；以及電流限制電路，其耦合到所述電源總線和所述輸出結(jié)點(diǎn)，用以監(jiān)控流經(jīng)所述電源 總線的電流，并根據(jù)所述電流的大小，從第二電源提取電能以供給所述輸出結(jié)點(diǎn)，且將所述 輸出結(jié)點(diǎn)的電壓保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。一種電源管理系統(tǒng)，包括開(kāi)關(guān)，用以啟用和禁用第一電源供給負(fù)載的電能；以及電流限制電路，其耦合到所述第一電源和第二電源、所述負(fù)載和所述開(kāi)關(guān)，用以調(diào) 制流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)的電流，在所述電流高于第一閾值時(shí)，除所述第一電源提供所述電能給所 述負(fù)載外，從所述第二電源提取所述電能以供給所述輸出結(jié)點(diǎn)。一種為負(fù)載供電的方法，包括將從第一電源流向所述負(fù)載的電流與第一閾值進(jìn)行比較；
當(dāng)所述電流低于所述第一閾值時(shí)，工作于第一模式，在所述第一模式中，所述第一 電源向第二電源和所述負(fù)載供電；以及當(dāng)所述電流高于所述第一閾值時(shí)，工作于第二模式，在所述第二模式中，所述第一 電源和所述第二電源向所述負(fù)載供電。與現(xiàn)有技術(shù)的使開(kāi)關(guān)工作在線性模式以限制電流的方式相比，本發(fā)明的有益效果 在于，當(dāng)從該第一電源流出的該電流超過(guò)閾值時(shí)，本發(fā)明系統(tǒng)從該第二電源中提取電能以 供給該負(fù)載。即，當(dāng)從該第一電源流出的該電流超過(guò)該閾值時(shí)，該第一電源和該第二電源可 同時(shí)為負(fù)載供電。并且，本發(fā)明系統(tǒng)可根據(jù)從該第一電源流出的該電流調(diào)整該第二電源提 供的電量。因此，從該第一電源流出的該電流可保持低于該電流上限值。故而，由開(kāi)關(guān)工作 在線性模式引起的溫度上升和功率消耗問(wèn)題得以避免。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，以使本 發(fā)明的特性和優(yōu)點(diǎn)更為明顯。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的電流限制電路的原理圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電流限制電路的原理圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的為負(fù)載供電的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例給出詳細(xì)的說(shuō)明，本發(fā)明將一流經(jīng)電源的電流保持在電 流上限值以下，并不引起額外的功率消耗和溫度上升問(wèn)題。雖然本發(fā)明將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行 闡述，但應(yīng)理解為這并非意指將本發(fā)明限定于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明旨在涵蓋由所附權(quán) 利要求項(xiàng)所界定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)所定義的各種可選項(xiàng)、可修改項(xiàng)和等同項(xiàng)。此外，在以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述中，為了提供針對(duì)本發(fā)明的完全的理解， 闡明了大量的具體細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可 以實(shí)施。在另外的一些實(shí)例中，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方案、流程、元件和電路未作詳 細(xì)描述，以便于凸顯本發(fā)明之主旨。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電流限制電路200的原理圖。該電流限制電路200包括第 一電源，例如該第一電源是電源Vin，并且該電流限制電路200還包括第二電源，例如該第二 電源是電池252。該電源Vin和該電池252可為負(fù)載254供電。在一個(gè)實(shí)施例中，該電源Vin 或該電池252可為該負(fù)載254供電。在另一個(gè)實(shí)施例中，該電源Vin和該電池252可同時(shí)為 該負(fù)載254供電。在一個(gè)實(shí)施例中，該電源Vin可對(duì)該電池252充電。包含開(kāi)關(guān)202的電源總線將電能從該電源Vin傳送到輸出結(jié)AVSYS。在一個(gè)實(shí)施例 中，該負(fù)載254與該輸出結(jié)點(diǎn)Vsys相耦合。流經(jīng)該開(kāi)關(guān)202的電流I1可隨該負(fù)載254的功 率需求變化。例如，如果該負(fù)載254的功率需求增加，該電流I1可相應(yīng)增加以滿足該負(fù)載 254的功率需求。該電流限制電路200可監(jiān)控流經(jīng)該開(kāi)關(guān)202的電流I115該電流限制電路200可根 據(jù)電流I1的大小，從電池252中提取電能以供給輸出結(jié)點(diǎn)VSYS。例如，當(dāng)電流I1達(dá)到或超 過(guò)預(yù)設(shè)閾值時(shí)，該電流限制電路200根據(jù)該電流I1,從電池252中提取電能以供給輸出結(jié)點(diǎn)VSYS。通過(guò)提供額外的從電池252流向負(fù)載254的電流，流經(jīng)開(kāi)關(guān)202的電流I1可保持低于 預(yù)設(shè)閾值。在一個(gè)實(shí)施例中，該電流限制電路200包含電流控制模塊280和轉(zhuǎn)換器282。該電 流控制模塊280與開(kāi)關(guān)202和輸出結(jié)點(diǎn)Vsys相耦合，監(jiān)控流經(jīng)開(kāi)關(guān)202的電流I1,并將電流 I1與第一閾值270進(jìn)行比較。該電流控制模塊280控制該轉(zhuǎn)換器282。該轉(zhuǎn)換器282可選 擇工作于第一模式或第二模式。在第一模式中，該轉(zhuǎn)換器282接收來(lái)自電源Vin的電能，并 產(chǎn)生適量電能以對(duì)電池252充電。在第二模式中，該轉(zhuǎn)換器282通過(guò)輸出結(jié)點(diǎn)Vsys向負(fù)載 254提供來(lái)自電池252的電能。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電流I1達(dá)到或超過(guò)第一閾值270時(shí)，該 轉(zhuǎn)換器282可有利地工作于第二模式。因此，在第二模式中，電源Vin和電池252同時(shí)為負(fù) 載254供電，故而電流I1可保持低于電流上限值。除此之外，輸出結(jié)點(diǎn)Vsys處的電壓也可保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。開(kāi)關(guān)202工作于正常 開(kāi)關(guān)模式(全開(kāi)或全關(guān))而非線性模式。因此，在傳統(tǒng)電流限制電路100中由開(kāi)關(guān)110引 起的溫度升高和額外功率消耗的問(wèn)題得以避免。在一個(gè)實(shí)施例中，該開(kāi)關(guān)202是一 P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，選擇器 210比較電源Vin的電壓和輸出結(jié)點(diǎn)Vsys處的電壓大小，并將其中較高的一個(gè)電壓應(yīng)用到P 溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管202的襯底。在一個(gè)實(shí)施例中，該電流控制模塊280包含開(kāi)關(guān)204、比較器230、第一控制模塊 220和第二控制模塊222、及控制器206。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)204和開(kāi)關(guān)202構(gòu)成電流 鏡。流經(jīng)開(kāi)關(guān)204的電流I2正比于流經(jīng)開(kāi)關(guān)202的電流Ip此外，電阻290將電流I2轉(zhuǎn)換 成代表電流I1的電壓\。該比較器230比較電壓信號(hào)V2與第一閾值270的電壓大小，并輸出模式信號(hào)260 以選擇啟用第一控制模塊220或第二控制模塊222來(lái)控制轉(zhuǎn)換器282。也即，模式信號(hào)260 打開(kāi)開(kāi)關(guān)286以啟用第一控制模塊220，或打開(kāi)開(kāi)關(guān)288以啟用第二控制模塊222。在一個(gè) 實(shí)施例中，啟用第一控制模塊220可控制轉(zhuǎn)換器282工作于第一模式，啟用第二控制模塊 222可控制轉(zhuǎn)換器282工作于第二模式。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電壓V2低于第一閾值270時(shí)，開(kāi)關(guān)286打開(kāi)。因此，基于模式 信號(hào)260，第一控制模塊220得以啟用。在此情形下，工作于第一模式下的轉(zhuǎn)換器282接收 來(lái)自電源Vin的電能并產(chǎn)生適量電能以對(duì)電池252充電。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電壓V2高于第一閾值270時(shí)，開(kāi)關(guān)288打開(kāi)。因此，基于模式 信號(hào)260，第二控制模塊222得以啟用。在此情形下，工作于第二模式下的轉(zhuǎn)換器282從電 池252中提取電能以通過(guò)輸出結(jié)點(diǎn)Vsys供給負(fù)載254。在一個(gè)實(shí)施例中，啟用第一控制模塊220時(shí)，電阻268將第一控制模塊220產(chǎn)生的 電流信號(hào)264轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)262以控制轉(zhuǎn)換器282。模式信號(hào)260控制轉(zhuǎn)換器282工作 于第一模式。在第一模式中，電源Vin對(duì)電池252充電，同時(shí)，電源Vin也可為負(fù)載254供電。在一個(gè)實(shí)施例中，該第一控制模塊220包含第一放大器，例如運(yùn)算跨導(dǎo)放大器 232。該運(yùn)算跨導(dǎo)放大器232比較電壓V2與閾值272的電壓大小，并根據(jù)電壓V2和閾值272 控制電源Vin供給電池252的電能大小。該運(yùn)算跨導(dǎo)放大器232與電流源Is相耦合。在一 個(gè)實(shí)施例中，閾值272低于第一閾值270。當(dāng)代表電流I1的電壓V2低于閾值272時(shí)，由于電壓V2低于第一閾值270，第一控制模塊220得以啟用。在這種情況下，該運(yùn)算跨導(dǎo)放大器232的輸出不影響電流信號(hào)264。當(dāng)負(fù)載254的功耗需求增加時(shí)，代表電流I1的電壓V2相應(yīng)增加。當(dāng)電壓V2高于 閾值272但低于第一閾值270時(shí)，電流信號(hào)264隨電壓V2與閾值272間的差值變化。即，電 壓V2高于閾值272時(shí)，該運(yùn)算跨導(dǎo)放大器232從電流源Is吸取電流。因此，電流信號(hào)264 顯示電壓V2比閾值272高的程度。在一個(gè)實(shí)施例中，電壓V2越高，電流信號(hào)264越低。因 而，當(dāng)電壓V2高于閾值272但低于第一閾值270時(shí)，由電源Vin供給電池252的電能大小受 電壓V2與閾值272間的差值控制。在一個(gè)實(shí)施例中，該第一控制模塊220還包括第二放大器236，用以比較電池電壓 Vbat和電壓閾值Vthi的大小。當(dāng)電池電壓Vbat低于電壓閾值Vthi時(shí)，該第二放大器236的輸 出不影響電流信號(hào)264。當(dāng)電池電壓Vbat高于電壓閾值Vthi時(shí)，電流信號(hào)264隨電池電壓 Vbat與電壓閾值Vthi間的差值變化。即，當(dāng)電池電壓Vbat高于電壓閾值Vthi時(shí)，該第二放大 器236從電流源Is中吸取電流。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電池電壓Vbat高于電壓閾值Vthi 時(shí)，由電源Vin供給電池252的電能大小受電池電壓Vbat與電壓閾值Vthi間差值的控制。在一個(gè)實(shí)施例中，該第一控制模塊220還包括第三放大器238，用以比較信號(hào)Ia與 電流閾值Ith的大小，信號(hào)Ia代表從電源Vin流出的電流13。當(dāng)信號(hào)Ia低于電流閾值Ith時(shí)， 該第三放大器238的輸出不影響電流信號(hào)264。當(dāng)信號(hào)Ia高于電流閾值Ith時(shí)，電流信號(hào) 264隨信號(hào)Ia與電流閾值Ith間的差值變化。即，當(dāng)信號(hào)Ia高于電流閾值Ith時(shí)，該第三放 大器238從電流源Is中吸取電流。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)信號(hào)Ia高于電流閾值Ith時(shí)， 由電源Vin供給電池252的電能大小受電流Ia與電流閾值Ith間差值的控制。在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)算跨導(dǎo)放大器232、第二放大器236和第三放大器238耦合于 一個(gè)共同的結(jié)點(diǎn)?；谶\(yùn)算跨導(dǎo)放大器232的輸出、第二放大器236的輸出和第三放大器 238的輸出，電流信號(hào)264得以產(chǎn)生。在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)算跨導(dǎo)放大器232的輸出、第二放 大器236的輸出和第三放大器238的輸出中先產(chǎn)生的一個(gè)輸出可決定電流信號(hào)264。在第一模式中，控制信號(hào)262隨電流信號(hào)264變化。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)負(fù)載254 的功耗需求增加，電流I1也相應(yīng)增加時(shí)，基于控制信號(hào)262，控制器206控制轉(zhuǎn)換器282減 少?gòu)碾娫碫in傳送至電池252的電能。在一個(gè)實(shí)施例中，若電流I1持續(xù)增加并達(dá)到第一閾值270，電流信號(hào)264減小至零 左右。在一個(gè)實(shí)施例中，基于控制信號(hào)262，轉(zhuǎn)換器282停止從電源Vin傳送電能至電池252。 如前所述，當(dāng)電流I1高于第一閾值270時(shí)，第一控制模塊220禁用而第二控制模塊222啟用。在一個(gè)實(shí)施例中，第二控制模塊222啟用時(shí)，電阻268將由第二控制模塊222產(chǎn)生 的電流信號(hào)266轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)262以控制轉(zhuǎn)換器282。模式信號(hào)260控制轉(zhuǎn)換器282工 作于第二模式。在第二模式中，電池252為負(fù)載254供電，同時(shí)，電源Vin也可為負(fù)載254供 H1^ ο在一個(gè)實(shí)施例中，該第二控制模塊222包含第四放大器，例如運(yùn)算跨導(dǎo)放大器 234。該運(yùn)算跨導(dǎo)放大器234比較電壓V2與閾值274的電壓大小，并根據(jù)電壓V2與閾值274， 控制電池252提供給負(fù)載254的電能大小。與運(yùn)算跨導(dǎo)放大器232相似地，運(yùn)算跨導(dǎo)放大 器234與電流源Is相耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，閾值274高于第一閾值270。代表電流I1的電壓V2高于第一閾值270時(shí)，第二控制模塊222啟用。在本實(shí)例中，控制器206控制轉(zhuǎn)換器282從電池252中提取電能以供給負(fù)載254。同時(shí)，電源Vin也 向負(fù)載254供電。借由電池252提供的額外電流，流經(jīng)開(kāi)關(guān)202的電流I1可保持低于預(yù)設(shè) 閾值。相似地，電流信號(hào)266和控制信號(hào)262可隨電壓V2與閾值274間的差值變化。在 一個(gè)實(shí)施例中，電壓V2越高，電流信號(hào)266越大。因此，當(dāng)電壓V2低于閾值274并高于第一 閾值270時(shí)，由電池252供給負(fù)載254的電能大小可經(jīng)由轉(zhuǎn)換器282隨電壓V2與閾值274 間的差值進(jìn)行調(diào)節(jié)。在一個(gè)實(shí)施例中，第二控制模塊222還包括第五放大器240，用以比較輸出結(jié)點(diǎn) Vsys的電壓與閾值電壓Vth2的大小。當(dāng)輸出結(jié)點(diǎn)Vsys的電壓高于閾值電壓Vth2時(shí)，第五放大 器240的輸出不影響電流信號(hào)266。當(dāng)輸出結(jié)點(diǎn)Vsys的電壓低于閾值電壓Vth2時(shí)，電流信號(hào) 266隨輸出結(jié)點(diǎn)Vsys的電壓與閾值電壓Vth2間的差值變化。S卩，當(dāng)輸出結(jié)點(diǎn)Vsys的電壓低于 閾值電壓Vth2時(shí)，第五放大器240從電流源Is吸取電流。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)輸出結(jié) 點(diǎn)Vsys的電壓低于閾值電壓Vth2時(shí)，由電池252供給負(fù)載254的電能大小受輸出結(jié)點(diǎn)Vsys的 電壓與閾值電壓Vth2間差值的控制。在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)算跨導(dǎo)放大器234和第五放大器240耦合于一個(gè)共同的結(jié)點(diǎn)。 基于運(yùn)算跨導(dǎo)放大器234的輸出和第五放大器240的輸出，電流信號(hào)266得以產(chǎn)生。在一 個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)算跨導(dǎo)放大器234的輸出與第五放大器240的輸出中先產(chǎn)生的一個(gè)輸出可 決定電流信號(hào)266。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器282包括轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212和轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)214、電感216和 電容218。轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212與開(kāi)關(guān)202和輸出結(jié)點(diǎn)Vsys相耦合，轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)214與轉(zhuǎn)換器開(kāi) 關(guān)212相耦合。轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212和214在控制器206的控制下可工作于第一模式或第二模 式。即，轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212和轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)214使電壓在電源Vin的第一電壓水平和電池252的 第二電壓水平間轉(zhuǎn)換，例如，轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212和轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)214使電壓在電源Vin的電壓和 電池電壓Vbat間轉(zhuǎn)換。在第一模式中，模式信號(hào)260啟用第一控制模塊220，控制器206接收控制信號(hào) 262以控制轉(zhuǎn)換器282將電能從電源Vin傳送至電池252。即，控制器206輪流啟用轉(zhuǎn)換器 開(kāi)關(guān)212和轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)214以將輸出結(jié)點(diǎn)Vsys的電壓轉(zhuǎn)換至電池充電電壓VBAT。在一個(gè)實(shí)施例中，在第一模式中，轉(zhuǎn)換器282以充電器(如降壓轉(zhuǎn)換器)的方式工 作。在此情形下，當(dāng)控制器206啟用轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212并禁用轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)214時(shí)，電源Vin在 電感216中存儲(chǔ)能量并對(duì)電池252充電。當(dāng)控制器206禁用轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212并啟用轉(zhuǎn)換器 開(kāi)關(guān)214時(shí)，存儲(chǔ)在電感216中的能量繼續(xù)向電池252提供充電電流。由此產(chǎn)生向電池252 充電的逐步下降電壓。相似地，在第二模式下，模式信號(hào)260啟用第二控制模塊222，控制器206接收控制 信號(hào)262以控制轉(zhuǎn)換器282從電池252中提取電能以供給負(fù)載254。即，控制器206輪流啟 用轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212和轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)214以將電池電壓Vbat轉(zhuǎn)換至輸出結(jié)點(diǎn)Vsys的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，在第二模式中，轉(zhuǎn)換器282以升壓轉(zhuǎn)換器的方式工作。當(dāng)控制器 206啟用轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)214并禁用轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212時(shí)，電池252在電感216中存儲(chǔ)能量。當(dāng)控 制器206啟用轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212并禁用轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)214時(shí)，存儲(chǔ)在電感216中的能量通過(guò)輸 出結(jié)點(diǎn)Vsys提供給負(fù)載254，由此在輸出結(jié)點(diǎn)Vsys處產(chǎn)生向負(fù)載254供電的逐步上升電壓。在另一可選的實(shí)施例中，在第二模式中，轉(zhuǎn)換器282以降壓轉(zhuǎn)換器的方式工作，并在輸出結(jié) 點(diǎn)Vsys處提供一個(gè)逐步下降的電壓以給負(fù)載254供電。由此，轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212和轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)214可將電源Vin的電壓轉(zhuǎn)換至電池充電電 壓以對(duì)電池252充電，或?qū)㈦姵仉妷篤bat轉(zhuǎn)換至合適電壓以為負(fù)載254供電。在一個(gè)實(shí)施 例中，基于控制信號(hào)262，控制器206通過(guò)脈寬調(diào)制信號(hào)控制轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212和轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān) 214。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的為負(fù)載供電的方法流程圖。對(duì)圖3的描述將結(jié)合圖2 —并 進(jìn)行。
在步驟310，將從第一電源流向負(fù)載的電流與第一閾值進(jìn)行比較；具體而言，電壓V2與第一閾值270比較，電壓V2代表從電源Vin流向負(fù)載254的電 流I”在步驟320，該電流低于第一閾值時(shí)，工作于第一模式；具體而言，電壓V2低于第一閾值270時(shí)，轉(zhuǎn)換器282工作于第一模式。在第一模式 中，電源Vin為第二電源供電，例如第二電源是電池252。在一個(gè)實(shí)施例中，在第一模式中，電 壓％與閾值272比較，當(dāng)電壓V2高于閾值272時(shí)，由電源Vin提供給電池252的電能減少。 在一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)控制轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212和轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)214以調(diào)整由電源Vin提供給電 池252的電能大小。在步驟330，該電流高于第一閾值時(shí)，工作于第二模式。具體而言，電壓V2高于第一閾值270時(shí)，轉(zhuǎn)換器工作于第二模式。在第二模式中， 電池252為負(fù)載254供電。在一個(gè)實(shí)施例中，在第二模式中，電壓V2與閾值274比較，當(dāng)電 壓V2高于閾值274時(shí)，由電池252提供給負(fù)載的電能增加。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)控制 轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)212和轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)214以調(diào)整由電池252供給負(fù)載254的電能。由于在第二模 式中，電池252也可為負(fù)載254供電，因而從電源Vin流向負(fù)載254的電流I1可保持低于電 流上限值。上文具體實(shí)施方式
和附圖僅為本發(fā)明的常用實(shí)施例。顯然，在不脫離所附權(quán)利要 求書所界定的本發(fā)明精神和保護(hù)范圍的前提下可以有各種增補(bǔ)、修改和替換。本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)該理解，本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)具體的環(huán)境和工作要求在不背離發(fā)明準(zhǔn)則的前 提下在形式、結(jié)構(gòu)、布局、比例、材料、元素、組件及其它方面有所變化。因此，在此披露的實(shí) 施例僅用于說(shuō)明而非限制，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物界定，而不限于此前 的描述。
權(quán)利要求
一種電源管理系統(tǒng)，其特征在于，包括電源總線，用以將電能從第一電源傳送到輸出結(jié)點(diǎn)；以及電流限制電路，其耦合到所述電源總線和所述輸出結(jié)點(diǎn)，用以監(jiān)控流經(jīng)所述電源總線的電流，并根據(jù)所述電流的大小，從第二電源提取電能以供給所述輸出結(jié)點(diǎn)，且將所述輸出結(jié)點(diǎn)的電壓保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電流限制電路包括電流控制模塊，其耦合到所述電源總線，用以比較所述電流和第一閾值；以及轉(zhuǎn)換器，其耦合到所述電流控制模塊和所述輸出結(jié)點(diǎn)，除第一電源提供所述電能給所 述輸出結(jié)點(diǎn)之外，所述轉(zhuǎn)換器根據(jù)所述比較的結(jié)果，從所述第二電源提取所述電能以供給 所述輸出結(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電流控制模塊包括第一控制模塊，用以在所述電流低于所述第一閾值時(shí)被啟用并控制所述電流限制電路 以接收來(lái)自所述第一電源的電能。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一控制模塊包括放大器，用以比較所述電流和第二閾值，并根據(jù)所述比較的結(jié)果，控制所述電流限制電 路接收的來(lái)自所述第一電源的電能的大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電流控制模塊包括第二控制模塊，用以在所述電流高于所述第一閾值時(shí)被啟用并促使所述電流限制電路 從所述第二電源中提取所述電能以供給所述輸出結(jié)點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第二控制模塊包括放大器，用以比較所述電流和第二閾值，并根據(jù)所述比較的結(jié)果，控制所述電流限制電 路從所述第二電源中提取的電能的大小。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器包括第一轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)，其耦合到所述電源總線和所述輸出結(jié)點(diǎn)；第二轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)，其耦合到所述第一轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)，以及；控制器，用以根據(jù)所述比較的結(jié)果控制所述第一轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)和第二轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器以脈寬調(diào)制信號(hào)控 制所述第一轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)和第二轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)。
9.一種電源管理系統(tǒng)，其特征在于，包括開(kāi)關(guān)，用以啟用和禁用第一電源供給負(fù)載的電能；以及電流限制電路，其耦合到所述第一電源和第二電源、所述負(fù)載和所述開(kāi)關(guān)，用以調(diào)制流 經(jīng)所述開(kāi)關(guān)的電流，在所述電流高于第一閾值時(shí)，除所述第一電源提供所述電能給所述負(fù) 載外，從所述第二電源提取所述電能以供給所述負(fù)載。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電流限制電路還包括放大器，用以根據(jù)所述電流和第二閾值的比較結(jié)果，調(diào)整由所述第一電源提供給所述 負(fù)載的電能。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第二閾值低于所述第一 閾值。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電流限制電路還在所述電流低于所述第一閾值時(shí)接收來(lái)自所述第一電源的電能。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電流限制電路還包括 放大器，用以根據(jù)所述電流和第二閾值的比較結(jié)果，調(diào)整由所述第二電源提供的電能。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述第二閾值高于所述第一 閾值。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電流限制電路還包括第一轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)和第二轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)，用以使電壓在所述第一電源的第一電壓電平和所 述第二電源的第二電壓電平間轉(zhuǎn)換。
16.一種為負(fù)載供電的方法，其特征在于，包括如下步驟 將從第一電源流向所述負(fù)載的電流與第一閾值進(jìn)行比較；當(dāng)所述電流低于所述第一閾值時(shí)，工作于第一模式，在所述第一模式中，所述第一電源 向第二電源和所述負(fù)載供電；以及當(dāng)所述電流高于所述第一閾值時(shí)，工作于第二模式，在所述第二模式中，所述第一電源 和所述第二電源向所述負(fù)載供電。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的為負(fù)載供電的方法，其特征在于，還包括如下步驟 工作于所述第一模式時(shí)，將所述電流與第二閾值比較；以及當(dāng)所述電流高于所述第二閾值時(shí)，減少所述第一電源提供的電能。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的為負(fù)載供電的方法，其特征在于，所述減少所述第一電源 提供的電能的步驟包括控制第一轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)和第二轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)，所述第一轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)和所述第二轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān) 耦合到所述第一電源、所述第二電源和所述負(fù)載。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的為負(fù)載供電的方法，其特征在于，所述方法還包括如下步驟工作于所述第二模式時(shí)，將所述電流與第二閾值比較；以及 當(dāng)所述電流高于所述第二閾值時(shí)，增加所述第二電源提供的電能。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的為負(fù)載供電的方法，其特征在于，所述增加所述第二電源 提供的電能的步驟包括控制第一轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)和第二轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)，所述第一轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)和所述第二轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān) 耦合到所述第一電源、所述第二電源和所述負(fù)載。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電源管理系統(tǒng)及為負(fù)載供電的方法。所述電源管理系統(tǒng)包括電源總線，用以將電能從第一電源傳送到輸出結(jié)點(diǎn)；以及電流限制電路，其耦合到所述電源總線和所述輸出結(jié)點(diǎn)，用以監(jiān)控流經(jīng)所述電源總線的電流，并根據(jù)所述電流的大小，從第二電源提取電能以供給所述輸出結(jié)點(diǎn)，且將所述輸出結(jié)點(diǎn)的電壓保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。本發(fā)明能夠克服現(xiàn)有技術(shù)存在的開(kāi)關(guān)工作在線性模式引起的溫度上升和功率消耗的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02J9/00GK101938162SQ20101021922
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者盧純, 羅盧楊 申請(qǐng)人:凹凸電子(武漢)有限公司