專(zhuān)利名稱(chēng)：混合動(dòng)力電池充電器控制設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池充電的控制，其中可以響應(yīng)于電流的高負(fù)載需求從充電適配器和電池抽取電流。
背景技術(shù)：
通常是鋰離子電池的可充電電池在消費(fèi)者電子裝置尤其是便攜計(jì)算機(jī)和移動(dòng)裝置中廣泛使用。盡管可以與此類(lèi)電池一起使用的裝置的示例是多種的，但一些近來(lái)示例包括具有需要操作功率的CPU和存儲(chǔ)器的智能電話(huà)、筆記本計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)和上網(wǎng)本計(jì)算裝置等。當(dāng)裝置不由電池供電時(shí)，適配器普遍用來(lái)向電池與其關(guān)聯(lián)的裝置供電。同時(shí)，適配器向裝置中的充電電路供電從而為電池充電。在此類(lèi)充電電路中，同步切換降壓變換器經(jīng)常用來(lái)控制到電池的充電電流，同時(shí)向負(fù)載提供基本恒定的電壓。傳統(tǒng)上，當(dāng) 由CPU和系統(tǒng)負(fù)載需求的功率增加從而達(dá)到適配器功率限制時(shí)，充電電流可以降低到零，由此向?qū)ο到y(tǒng)供電給予比為電池充電更高的優(yōu)先權(quán)。然而，在某些狀況下，如果CPU功率需求大于可以由適配器滿(mǎn)足的功率需求，那么該適配器可能毀壞。此類(lèi)狀況的示例是系統(tǒng)冷卻并且應(yīng)用程序處理和加速數(shù)據(jù)流需要的CPU功率比適配器可以供應(yīng)的功率大得多的時(shí)候。在過(guò)去，已發(fā)展對(duì)該問(wèn)題的若干解決方案。例如，一種解決方案停用CPU高電流模式。然而這降低系統(tǒng)性能。另一解決方案使用帶有增加的電流容量的適配器。然而這增加適配器成本。而另一解決方案降低系統(tǒng)總線(xiàn)電壓。然而這不是廣泛采納的電池充電器解決方案，并且不適合高功率系統(tǒng)。仍另一解決方案是添加另外的升壓變換器并且包括升壓控制器。然而這需要至少一個(gè)功率M0SFET、二極管和其他電路組件。然而該解決方案的成本高并且需要更多空間。因此，為解決在高速操作CPU的問(wèn)題從而改善系統(tǒng)性能同時(shí)不毀壞適配器，當(dāng)要求高功率時(shí)已建議使用電池和適配器同時(shí)向系統(tǒng)供電。其中這已完成的一種方式已在充電電路中使用升壓變換器從而轉(zhuǎn)換電池功率以便向系統(tǒng)輸送。充電器可以在電池充電期間在同步降壓模式中操作，并且當(dāng)需要到CPU和系統(tǒng)的另外功率時(shí)在升壓模式中操作。該類(lèi)型的充電電路在此稱(chēng)為“混合動(dòng)力電池充電器”。

發(fā)明內(nèi)容
上面的問(wèn)題由使用電池充電器作為升壓變換器從而將電池電壓升壓到適配器電壓的系統(tǒng)和方法，以及用于在降壓充電模式和升壓供電模式之間實(shí)現(xiàn)平滑模式轉(zhuǎn)換并實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化效率的控制方法來(lái)解決。在此描述的已提出的示例系統(tǒng)和方法將現(xiàn)有電池充電器配置與允許充電器在混合模式中操作的控制方法一起使用，其中充電器在電池充電期間在降壓模式中操作，并且在電池放電期間在升壓模式中操作從而向系統(tǒng)供應(yīng)另外的功率。另外，系統(tǒng)不需要增加適配器電流容量，由此避免適配器的另外成本。其用最小空間需求實(shí)現(xiàn)高功率轉(zhuǎn)換效率、低的總系統(tǒng)成本。因此，根據(jù)可連接從而從適配器接收電力并向負(fù)載供電/提供功率(power)的供電系統(tǒng)的一個(gè)示例實(shí)施例，提供可充電電池、降壓模式電路和升壓模式電路。提供切換電路用于在降壓模式電路和升壓模式電路之間切換以便向負(fù)載供電。如果負(fù)載需要的功率達(dá)到與適配器過(guò)載狀況相關(guān)的第一預(yù)定電平第一預(yù)定時(shí)間，那么切換電路將所述降壓模式電路從負(fù)載斷開(kāi)，并將可充電電池和升壓模式電路連接到所述負(fù)載。第一預(yù)定電平可以由負(fù)載建立的動(dòng)態(tài)功率管理水平的電流的第一預(yù)定百分比建立，該動(dòng)態(tài)功率管理水平可以和在可以由適配器提供的功率電平以下的功率電平相關(guān)。根據(jù)可連接到負(fù)載的供電系統(tǒng)的另一實(shí)施例，提供具有可充電電池、充電電路和可連接從而從電源接收電力的適配器的供電系統(tǒng)。充電電路包括降壓模式電路以便在正常操作模式中向負(fù)載選擇性供電，并且包括升壓模式電路以便在適配器過(guò)載操作模式中向負(fù)載選擇性供電。提供切換電路以便在降壓模式電路和升壓模式電路之間切換。如果負(fù)載需要的功率達(dá)到適配器過(guò)載狀況，那么充電電路關(guān)閉并等待預(yù)定時(shí)間。在預(yù)定時(shí)間之后，充電電路檢查從而確定適配器過(guò)載狀況是否仍存在，并且如果適配器過(guò)載狀況仍存在，那么充電電路從降壓模式電路改變到升壓模式電路，并將電池連接到負(fù)載從而向負(fù)載提供另外功率。確定適配器是否仍在過(guò)載狀況的檢查可以基于例如系統(tǒng)電流。根據(jù)用于操作具有可充電電池、降壓模式電路和升壓模式電路的充電器電路的方法的實(shí)施例，降壓模式電路被操作從而在正常操作模式中向負(fù)載供電。感測(cè)充電器電路的輸入電流。如果輸入電流超過(guò)由負(fù)載建立的動(dòng)態(tài)功率管理水平的第一預(yù)定百分比的電流，那么充電器電路被關(guān)閉第一預(yù)定時(shí)間。如果在第一預(yù)定時(shí)間之后輸入電流繼續(xù)超過(guò)由負(fù)載建立的動(dòng)態(tài)功率管理水平的第一預(yù)定百分比的電流，那么起動(dòng)升壓模式電路并且可充電電池被連接從而向負(fù)載供電。


圖1是混合電池充電器環(huán)境 的示例的框圖，其中可以采用在此描述的電池充電和控制電路和方法。圖2是圖示說(shuō)明具有升壓功能的充電器電路實(shí)施例的示例的電氣原理圖，該充電器電路可以用于在這里描述的電池充電和控制電路和方法。圖3A是用于實(shí)施圖2的電池充電和控制電路和方法的反饋放大器、占空比和驅(qū)動(dòng)電路的示例的框圖。圖3B是用于實(shí)施圖2的電池充電和控制電路和方法的開(kāi)始/停止控制電路的示例的框圖。圖4是圖示說(shuō)明用于操作圖2的電路進(jìn)入操作的升壓模式的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖5是圖示說(shuō)明用于操作圖2的電路退出操作的升壓模式的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖6A-6D是在圖2的電路的操作中實(shí)現(xiàn)的各種參數(shù)對(duì)時(shí)間的波形。在各種附圖中，類(lèi)似參考號(hào)用來(lái)表明類(lèi)似或相似的部分。
具體實(shí)施例方式混合電池充電器環(huán)境10的示例的框圖在圖1中示出。混合電池充電器環(huán)境10包括系統(tǒng)12，其可以是例如智能電話(huà)、筆記本、平板計(jì)算機(jī)和上網(wǎng)本計(jì)算裝置等，該系統(tǒng)12具有需要操作功率的CPU14和存儲(chǔ)器16。CPU14和存儲(chǔ)器16是需要操作功率的系統(tǒng)負(fù)載18的部分。到系統(tǒng)負(fù)載的操作功率由降壓/升壓充電器系統(tǒng)20和關(guān)聯(lián)的可充電電池組22以在下面更詳細(xì)描述的方式提供?？沙潆婋姵亟M22可以是例如鋰離子電池組，盡管其他可充電電池類(lèi)型也可以被采用。提供適配器24，其可選擇的可連接從而典型地從未示出的交流出口(ac出口)接收交流電力(ac電力)，從而將交流電力變換成直流電力(dc電力)以向降壓/升壓充電器系統(tǒng)20供電，從而向系統(tǒng)負(fù)載18供電并且充電關(guān)聯(lián)的可充電電池組22。例如，根據(jù)具體系統(tǒng)負(fù)載18的具體功率需求，典型適配器可以在約20V供應(yīng)90W的功率，由此具有供應(yīng)約
4.5A電流的能力。適配器當(dāng)然是負(fù)載相關(guān)的，并且可以從一個(gè)應(yīng)用到另一應(yīng)用顯著改變；然而，在此描述類(lèi)型的混合電池充電器的優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)是所需要的具體適配器的功率需求可以比適配器單獨(dú)用來(lái)向系統(tǒng)負(fù)載18供應(yīng)操作功率的情況下需要的功率需求低。適配器24可以被提供為在意圖供電的裝置或系統(tǒng)外部并且選擇性可連接到其上的部件。當(dāng)適配器24不連接以接收交流電力時(shí)，開(kāi)關(guān)26將電池組22連接到系統(tǒng)負(fù)載18，以便系統(tǒng)負(fù)載18由可充電電池組22直接供電。當(dāng)適配器24連接以接收交流電力時(shí)，開(kāi)關(guān)26被打開(kāi)從而將可充電電池組22從系統(tǒng)負(fù)載斷開(kāi)，以便系統(tǒng)負(fù)載由交流適配器直接供電。根據(jù)在下面描述的實(shí)施例，當(dāng)超過(guò)適配器24的容量時(shí)，可充電電池組22可以向系統(tǒng)負(fù)載18供應(yīng)另外功率。更具體地，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載18需要的功率多于適配器24可以提供的功率時(shí)，降壓/升壓充電器系統(tǒng)20可以例如通過(guò)將降壓變換器充電器改變到升壓變換器將可充電電池組22切換入系統(tǒng)，請(qǐng)求可充電電池組22提供另外功率。另外，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載18需要的功率高于可以由適配器24提供的功率時(shí)，電池充電電流不僅降低到零，而且降壓/升壓充電器系統(tǒng)20在升壓模式中操作，以便適配器和電池同時(shí)向系統(tǒng)供電。在一個(gè)實(shí)施例中，如果系統(tǒng)負(fù)載18需求的功率達(dá)到處于或超過(guò)適配器的最大功率限制的適配器24的過(guò)載狀況，那么降壓/升壓充電器系統(tǒng)20立即關(guān)閉，并且等待在此稱(chēng)為“抗尖峰脈沖時(shí)間(deglitch time)”的預(yù)定周期。在抗尖峰脈沖時(shí)間之后，降壓/升壓充電器系統(tǒng)20基于總系統(tǒng)電流檢查以確定適配器24是否仍在過(guò)載狀況中。在抗尖峰脈沖時(shí)間之后，如果總系統(tǒng)電流仍高于適配器24的最大電流限制，那么降壓/升壓充電器系統(tǒng)從降壓模式改變到升壓模式，并允許可充電電池組22向系統(tǒng)負(fù)載18提供另外功率。結(jié)果，適配器24和可充電電池組22 —起提供充足的系統(tǒng)功率，從而避免適配器毀壞，并使得包括其CPU14的系統(tǒng)負(fù)載18能夠接收最大可用功率以便實(shí)現(xiàn)其最高性能?，F(xiàn)在另外參考圖2，示出電氣原理圖，該電氣原理示說(shuō)明可以用來(lái)提供在此描述的電池充電和控制電路和方法的具有升壓功能的充電器電路30的實(shí)施例的示例。充電器電路30具有動(dòng)態(tài)功率管理(DPM)電路32，該DPM電路32在輸入節(jié)點(diǎn)34上從可以選擇性連接到其上的上述類(lèi)型的適配器24接收輸入功率。DPM環(huán)路32包括輸入電流感測(cè)電阻器36，該輸入電流感測(cè)電阻器36任意一側(cè)上的節(jié)點(diǎn)被指定為“ACP” 和“ACN”，作為輸入端連接到充電器控制環(huán)路38，其在下面更詳細(xì)描述。一對(duì)MOSFET裝置40和42被連接從而根據(jù)充電器是在降壓還是在升壓模式中操作，從充電器控制環(huán)路38接收各自/相應(yīng)的高側(cè)和低側(cè)驅(qū)動(dòng)電壓。電感器44通過(guò)充電電流感測(cè)電阻器46被連接到可充電電池組22。充電電流感測(cè)電阻器的相應(yīng)側(cè)被指定為“SRP”和“SRN”，并且作為輸入端被連接到充電器控制環(huán)路38，如在下面更詳細(xì)描述。從充電器電路30輸出的電力由在線(xiàn)路48和基準(zhǔn)電位或接地線(xiàn)50之間示出的VBUS電壓并且由電流源ISYS52 表不 ο現(xiàn)在另外參考圖3A和3B，分別示出的是反饋放大器60、占空比和驅(qū)動(dòng)器電路62，以及升壓停止和開(kāi)始控制電路64。反饋放大器60分別從輸入電流感測(cè)電阻器36和充電電流感測(cè)電阻器46接收輸入ACP、CAN、SRP和SRN，向III型補(bǔ)償電路66提供輸入。來(lái)自補(bǔ)償電路66的輸出施加到控制環(huán)路飽和確定電路68和PWM電路70。來(lái)自控制環(huán)路飽和確定電路68的輸出連接到在下面描述的升壓停止和開(kāi)始電路64，并且來(lái)自PWM電路70的輸出連接到驅(qū)動(dòng)邏輯電路72。在升壓停止和開(kāi)始電路64中產(chǎn)生的開(kāi)始升壓和停止升壓信號(hào)也作為輸入連接到驅(qū)動(dòng)邏輯電路72。輸出HSON和LSON信號(hào)連接到輸出驅(qū)動(dòng)器74和76，由BTST、PHASE和REGN以及GND電壓調(diào)整該輸出驅(qū)動(dòng)器74和76電平，從而在正確電壓電平向MOSFET裝置40和42 (圖1)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。升壓停止和開(kāi)始電路64在現(xiàn)在另外參考的圖3B中示出。升壓停止和開(kāi)始電路64接收表示在A CP和CAN之間的電壓差的輸入。該電壓差可以用適當(dāng)比例例如在圖3A的反饋放大器60中發(fā)展/產(chǎn)生(develop)。關(guān)于開(kāi)始升壓模式，由比較器80比較在ACP和CAN之間的電壓差與基準(zhǔn)電壓，例如1.05X VREF_IAC。VREF_IAC表示由主機(jī)建立的具體上電流電平，低于該電平則適配器的操作應(yīng)被保持從而避免毀壞適配器。比較器80具有滯后/磁滯以便在ACP-CAN電壓差上的瞬間改變不導(dǎo)致比較器80改變狀態(tài)?；鶞?zhǔn)電壓被建立以便如果在輸入電流感測(cè)電阻器36兩側(cè)產(chǎn)生的電壓差A(yù)CP-CAN達(dá)到適配器24功率限制的預(yù)定百分比，在此情況下是105%，那么比較器80改變輸出狀態(tài)。來(lái)自比較器80的輸出連接到延遲電路82，該延遲電路82操作從而響應(yīng)于在比較器80的輸出中狀態(tài)的改變關(guān)閉充電器并開(kāi)始預(yù)定延遲例如170 μ S。如果從比較器80輸出的電壓在預(yù)定延遲之前返回到低值，表明不需要升壓模式，那么升壓模式不啟動(dòng)并且充電器重新接通。然而，在預(yù)定延遲到期之后，開(kāi)始升壓輸出改變狀態(tài)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)邏輯電路72(圖3Α)從而經(jīng)低側(cè)驅(qū)動(dòng)器76接通/打開(kāi)低側(cè)MOSFET裝置42 (圖2)，并且經(jīng)高側(cè)驅(qū)動(dòng)器74接通/打開(kāi)高側(cè)MOSFET裝置40 (圖2)。關(guān)于停止升壓信號(hào)，四個(gè)可能輸入信號(hào)可以觸發(fā)該停止升壓信號(hào)。四個(gè)信號(hào)被施加到或門(mén)83，該或門(mén)83的輸出是施加到驅(qū)動(dòng)邏輯電路72 (圖3Α)的停止升壓信號(hào)。第一輸入信號(hào)是當(dāng)電壓差A(yù)CP-CAN低于預(yù)定電壓例如IOmV時(shí)由比較器84產(chǎn)生的立即觸發(fā)。當(dāng)該狀況發(fā)生時(shí)，升壓模式立即關(guān)閉從而防止ACOV (系統(tǒng)總線(xiàn)過(guò)電壓)。第二輸入信號(hào)是當(dāng)電壓差A(yù)CP-CAN是低于VREF_IAC電壓電平的預(yù)定百分比時(shí)發(fā)生的觸發(fā)。在圖示說(shuō)明示例中，百分比是93%并且由比較器86建立。如果電壓差A(yù)CP-CAN是低于VREF_IAC電壓電平的預(yù)定百分比，并且來(lái)自比較器84的輸出不高，那么Ims延遲由計(jì)時(shí)器88計(jì)時(shí)從而觸發(fā)停止升壓輸出信號(hào)。另外，如果在方框90中確定控制環(huán)路飽和，并且如果電壓差A(yù)CP-CAN不是低于VREF_IAC電壓電平的預(yù)定百分比，那么停止升壓輸出信號(hào)被觸發(fā)。最終，提供監(jiān)視計(jì)時(shí)器92從而確保升壓模式不保持占用預(yù)定時(shí)間，例如在示出的示例中是175秒。充電器電路30的操作在現(xiàn)在另外參考的圖4的流程圖99中圖示說(shuō)明。在菱形10，為在系統(tǒng)功率高于適配器可以提供的功率時(shí)進(jìn)入升壓模式以便從適配器24和可充電電池組22供電，做出輸入電流是否大于IPDM的105%的確定。IDPM是為適配器24設(shè)定的電流閾值，以便在該閾值充電器減小充電電流并甚至給予放電電流從而嘗試在該閾值調(diào)節(jié)適配器電流，以避免適配器過(guò)載。例如，如果20V、90W適配器可以給出4.5A電流，并且系統(tǒng)負(fù)載設(shè)定成在4.1A觸發(fā)，那么當(dāng)適配器電流高于4.1A時(shí)，充電電流減小從而將適配器電流保持在4.1A。如果適配器電流接近限制例如4.4A，那么在系統(tǒng)負(fù)載中的控制器將節(jié)流從而減小CPU功率，以便適配器將不出現(xiàn)高于4.5A的電流并毀壞。4.1A稱(chēng)為IDPM電流(DPM動(dòng)態(tài)功率管理電流)。因此，充電電流基于系統(tǒng)電流動(dòng)態(tài)改變，以便總適配器電流在IDPM設(shè)定點(diǎn)上或在該IDPM設(shè)定點(diǎn)下良好調(diào)節(jié)。如果輸入電流不大于IDPM的105%,那么重復(fù)確定。另一方面,如果輸入電流大于IDPM的105%，那么充電器立即關(guān)閉，方框102。最小IOOys的延遲(例如通常延遲可以是170μ s)被啟動(dòng)，方框104。如果輸入電流仍大于IDPM的105%，菱形106，那么升壓模式開(kāi)始，方框108，如果其他狀況 全部滿(mǎn)足。如果輸入電流不大于IDPM的105%，那么過(guò)程在菱形
100重啟動(dòng)。觸發(fā)退出升壓模式的狀況在現(xiàn)在另外參考的圖5中的流程圖120中示出。如在上面關(guān)于圖3Β描述的，四個(gè)狀況同時(shí)被監(jiān)控。如在菱形122中示出，由比較器84做出確定從而確定輸入電流是否高于預(yù)定電平，從而防止ACOV或系統(tǒng)總線(xiàn)過(guò)電壓。如果輸入電流低于預(yù)定電平，例如對(duì)于10毫歐感測(cè)電阻器低于10mV，那么升壓模式立即關(guān)閉，方框124。如果對(duì)升壓模式電壓的需要不再存在，那么也退出升壓模式。因此，由比較器86做出輸入電流是否小于IDPM的預(yù)定百分比的確定，例如在圖示說(shuō)明實(shí)施例中的93%，菱形126。如是，那么將對(duì)抗尖峰脈沖時(shí)間例如Ims計(jì)時(shí)，方框128，此后退出升壓模式，方框124。另一方面，如果輸入電流大于IDPM的93%但小于積分器的輸入電流調(diào)節(jié)點(diǎn)，菱形130，如果環(huán)路積分器觸及(hit)飽和(見(jiàn)于在圖3A中的控制環(huán)路飽和確定電路68和在圖3B中的控制環(huán)路飽和方框90)，那么退出升壓模式，方框124。延遲時(shí)間取決于環(huán)路響應(yīng)。最終，如果監(jiān)視計(jì)時(shí)器92 (見(jiàn)于圖3B)啟用，如果計(jì)時(shí)器已終止并且將不寫(xiě)入充電電壓或電流命令，菱形134，那么退出升壓模式，方框124。當(dāng)然，如果用于進(jìn)入升壓模式的狀況中的任何一個(gè)仍存在，那么電路重新進(jìn)入升壓模式。在圖2的充電器電路30的操作中所見(jiàn)的各種波形在現(xiàn)在另外參考的圖6A-6D中示出。系統(tǒng)電流Isys由在圖6A中的波形140示出，圖示說(shuō)明在DPM模式中的增加的系統(tǒng)電流。適配器電流Iadp由在圖6B中的波形142示出，圖示說(shuō)明在適配器電流限制的適配器電流的操作。電池充電電流ICHG由在圖6C中的波形144示出，圖示說(shuō)明由輸入電流的調(diào)節(jié)引起的充電電流的降低。并且恒定輸出電壓由在圖6D中的波形146示出。在此描述的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)是現(xiàn)有電池充電器拓?fù)淇梢员皇褂?，但?shí)施例的控制方法可以用來(lái)允許充電器在電池充電期間在降壓模式中操作，并且在電池放電期間在升壓模式中操作以便向系統(tǒng)供應(yīng)另外的功率。實(shí)現(xiàn)的益處中的一些包括允許CPU以高性能在高速操作、減小對(duì)增加的適配器電流容量的需求、為適配器消除額外成本、使得高功率轉(zhuǎn)換效率成為可能、減小總系統(tǒng)成本，以及需要最小解決方案空間。電氣連接、耦合與連接已關(guān)于各種裝置或元件描述。連接與耦合可以是直接的或間接的。在第一和第二電氣裝置之間的連接可以是直接電氣連接或可以是間接電氣連接。間接電氣連接可以包括處理從第一電氣裝置到第二電氣裝置的信號(hào)的中間元件。本發(fā)明涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到可以對(duì)已描述實(shí)施例和在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)的許多其他實(shí) 施例做出修改。
權(quán)利要求
1.一種可連接從而從適配器接收電力并向負(fù)載供電的供電系統(tǒng)，包含: 可充電電池； 降壓模式電路； 升壓模式電路；以及 切換電路，所述切換電路用于在所述降壓模式電路和升壓模式電路之間切換以便向所述負(fù)載供電； 其中如果所述負(fù)載需要的功率達(dá)到與適配器過(guò)載狀況相關(guān)的第一預(yù)定電平第一預(yù)定時(shí)間，那么切換所述電路將所述降壓模式電路從所述負(fù)載斷開(kāi)，并將所述可充電電池和所述升壓模式電路連接到所述負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一預(yù)定電平是由所述負(fù)載建立的動(dòng)態(tài)功率管理水平的電流的第一預(yù)定百分比建立，所述動(dòng)態(tài)功率管理水平與在可以由所述適配器提供的功率電平以下的功率電平相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中由所述負(fù)載建立的動(dòng)態(tài)功率管理水平的所述電流的所述第一預(yù)定百分比是約105%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中如果所述負(fù)載需要的所述功率低于與所述適配器過(guò)載狀況相關(guān)的第二預(yù)定電平第二預(yù)定時(shí)間，并且所述升壓模式電路和可充電電池連接到所述負(fù)載，那么所述升壓模式電路和所述可充電電池從所述負(fù)載斷開(kāi)并且所述降壓模式電路起動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中如果所述負(fù)載需要的所述功率低于與所述適配器過(guò)載狀況相關(guān)的第三預(yù)定電平，并且所述升壓模式電路和可充電電池連接到所述負(fù)載，那么所述升壓模式電路和所述可充電電池`從所述負(fù)載斷開(kāi)并且所述降壓模式電路起動(dòng)，所述第三預(yù)定電平低于所述第二預(yù)定電平。
6.在可連接到負(fù)載的供電系統(tǒng)中，所述供電系統(tǒng)具有可充電電池、充電電路和可連接從而從電源接收電力的適配器，所述充電電路包含: 降壓模式電路，其用于在正常操作模式中向所述負(fù)載選擇性供電； 升壓模式電路，其用于在適配器過(guò)載操作模式中向所述負(fù)載選擇性供電；以及 切換電路，其用于在所述降壓模式電路和所述升壓模式電路之間切換； 其中如果所述負(fù)載需要的所述功率達(dá)到適配器過(guò)載狀況，那么所述充電電路關(guān)閉并等待預(yù)定時(shí)間； 其中在所述預(yù)定時(shí)間之后，所述充電電路檢查以確定所述適配器過(guò)載狀況是否仍存在；以及 其中如果所述適配器過(guò)載仍存在，那么所述充電電路從所述降壓模式電路改變到所述升壓模式電路，并將所述電池連接到所述負(fù)載從而向所述負(fù)載提供另外功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中確定所述適配器是否仍在所述適配器過(guò)載狀況的檢查基于系統(tǒng)電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述適配器過(guò)載狀況由可編程電流閾值電路感測(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含適配器過(guò)電壓保護(hù)電路以停用所述升壓模式電路，從而防止所述升壓模式電路在所述負(fù)載上生成過(guò)高的電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含監(jiān)視計(jì)時(shí)器，所述監(jiān)視計(jì)時(shí)器被配置成在預(yù)設(shè)時(shí)間之后從所述升壓模式電路改變到所述降壓模式電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含控制環(huán)路飽和檢測(cè)電路，從而如果控制環(huán)路飽和并且適配器電流高于預(yù)定電平那么停止升壓模式操作。
12.一種用于操作具有可充電電池、降壓模式電路和升壓模式電路的充電器電路的方法，包含: 操作所述降壓模式電路從而在正常操作模式中向負(fù)載供電； 感測(cè)到所述充電器電路的輸入電流； 如果所述輸入電流超過(guò)由所述負(fù)載建立的動(dòng)態(tài)功率管理水平的電流的第一預(yù)定百分t匕，那么關(guān)閉所述充電器電路第一預(yù)定時(shí)間；以及 如果在所述第一預(yù)定時(shí)間之后所述輸入電流繼續(xù)超過(guò)由所述負(fù)載建立的動(dòng)態(tài)功率管理水平的電流的所述第一預(yù)定百分比，那么起動(dòng)所述升壓模式電路并且連接所述可充電電池從而向所述負(fù)載供電。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一預(yù)定時(shí)間是至少100μ S。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)功率管理水平是被建立從而以保護(hù)所述適配器免于過(guò)載狀況的方式操作所述負(fù)載的輸入電流電平。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中如果所述輸入電流小于第一預(yù)定電平，那么停止所述升壓模式電路，將所述可充電電池從所述負(fù)載端斷開(kāi)，并且起動(dòng)所述降壓模式電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中對(duì)于10毫歐感測(cè)電阻器，所述預(yù)定量小于約IA0
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中如果所述輸入電流高于所述第一預(yù)定電平并小于由所述負(fù)載建立的動(dòng)態(tài)功率管理水平的所述電流的第二預(yù)定百分比第二預(yù)定時(shí)間，那么停止所述升壓模式電路，將所述可充電電池從所述負(fù)載端斷開(kāi)，并且起動(dòng)所述降壓模式電路。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第二預(yù)定時(shí)間是約1ms。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中對(duì)于10毫歐感測(cè)電阻器，所述第一預(yù)定量大于IA0
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第二預(yù)定百分比小于由所述負(fù)載建立的所述動(dòng)態(tài)功率管理電水的約93%。
全文摘要
本發(fā)明涉及供電系統(tǒng)(10)和用于操作該供電系統(tǒng)(10)的方法。供電系統(tǒng)(10)可連接從而從適配器(24)接收電力并向負(fù)載(18)供電。供電系統(tǒng)(10)包括可充電電池(22)、降壓模式電路(38，42)和升壓模式電路(38，40)。切換電路(64)在降壓模式電路(38，42)和升壓模式電路(38，40)之間切換用于向負(fù)載(18)供電。如果負(fù)載(18)需要的功率達(dá)到與適配器過(guò)載狀況相關(guān)的第一預(yù)定電平第一預(yù)定時(shí)間(82)，那么切換電路(64)將所述降壓模式電路(38，42)從負(fù)載(18)斷開(kāi)，并將可充電電池(22)和升壓模式電路(38，40)連接到負(fù)載(18)。第一預(yù)定電平可以由負(fù)載(18)建立的動(dòng)態(tài)功率管理水平的第一預(yù)定百分比電流建立，該動(dòng)態(tài)功率管理水平和比由適配器(24)提供的功率電平低的功率電平相關(guān)。
文檔編號(hào)H02J7/02GK103238263SQ201180058198
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者M·葉, R·斯戴爾, S·陳, J·錢(qián), Q·M·李 申請(qǐng)人:德克薩斯儀器股份有限公司