基于存儲(chǔ)的電池特性對(duì)電池充電的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明描述的實(shí)施例包括功率管理單元，該功率管理單元從電池組中的電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收并存儲(chǔ)對(duì)電池組的溫度狀態(tài)的表示。例如，接口電路(諸如單線接口或SWI電路)可以經(jīng)由信號(hào)線從電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收信息，并且可以在存儲(chǔ)器(諸如非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器)中存儲(chǔ)該信息。然后由溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)或電路利用此存儲(chǔ)的信息確定電池組的溫度狀態(tài)，該溫度狀態(tài)可用于控制或選通電池組中的電池的充電。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于存儲(chǔ)的電池特性對(duì)電池充電
[0001] 背景

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明所描述的實(shí)施例涉及用于監(jiān)測(cè)電池組并與電池組進(jìn)行通信的技術(shù)。更具體 地講，本發(fā)明所描述的實(shí)施例涉及基于存儲(chǔ)的對(duì)電池組中電池特性的表示對(duì)電池充電的技 術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0003] 便攜式電子設(shè)備的不斷增加的功能和性能在某種程度上是由于諸如電池組之類(lèi) 的電源的進(jìn)步。便攜式電子設(shè)備中的現(xiàn)代電池組通常包括對(duì)電池組的特性進(jìn)行監(jiān)測(cè)的電 路，諸如電池組中電池兩端的電壓、充電電流、內(nèi)阻、可用容量等等。此信息通常經(jīng)由一條或 多條信號(hào)線被傳送至主機(jī)便攜式電子設(shè)備。
[0004] 此外，出于安全原因，至少周期性監(jiān)測(cè)電池組和/或電池組中電池的溫度往往很 重要。例如，可以在充電期間利用電池組中的溫度傳感器監(jiān)測(cè)電池組的溫度（以及，更一般 地，電池組的溫度狀態(tài)）。
[0005] 如果可以直接訪問(wèn)溫度傳感器，則可利用電池組外部的電路進(jìn)行這種溫度監(jiān)測(cè)。 然而，在很多電池組中，不能直接訪問(wèn)溫度傳感器。相反，可以在溫度傳感器和外部電路之 間插入電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)。結(jié)果，由電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)在信號(hào)線上連同其他特性信息一起傳輸溫度 (或溫度狀態(tài)）。
[0006] 例如，與模擬信號(hào)相反，可以在電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)輸出的數(shù)字值中包括溫度（或溫度 狀態(tài)）。然而，使用數(shù)字表示在控制電池組充電時(shí)可能帶來(lái)挑戰(zhàn)，尤其是在硬件或軟件故障 干擾數(shù)字值通信的情況下。在這些情況下，在充電期間不能監(jiān)測(cè)電池組的溫度，并可能出現(xiàn) 安全問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所描述的實(shí)施例包括功率管理單元，其從電池組中的電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收并 存儲(chǔ)對(duì)電池組（或電池組中的電池）溫度狀態(tài)的表示。例如，接口電路（諸如單線接口或 SWI電路）可以經(jīng)由信號(hào)線從電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收信息，并且可以在存儲(chǔ)器（諸如非暫態(tài)計(jì)算 機(jī)可讀存儲(chǔ)器）中存儲(chǔ)該信息。然后由溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)或電路使用這一存儲(chǔ)的信息確定電池 組的溫度狀態(tài)。
[0008] SWI電路可以包括嗅探器，其接收信息，即在信號(hào)線上電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)和集成電路之 間傳送的信息的子集?；蛘?，SWI電路可以利用單線通信協(xié)議經(jīng)由信號(hào)線與電池組中的電 池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)通信。
[0009] 為了允許溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)確定電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)是否繼續(xù)測(cè)量溫度狀態(tài)，所存儲(chǔ)的信息 可以包括時(shí)間戳，時(shí)間戳指定電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)何時(shí)測(cè)量電池組的溫度狀態(tài)。此外，功率管理單 元可以在信息表示電池組的有效溫度狀態(tài)時(shí)，存儲(chǔ)帶有該信息的指示符。隨后可以由功率 管理單元擦除這一指示符（即，指示符可以自我擦除或可以期滿），使得溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)能夠 確定功率管理單元是否繼續(xù)從電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收信息。
[0010] 此外，功率管理單元可以包括耦合到電池組中電池的至少一個(gè)端子的充電器。充 電器可以使用對(duì)通過(guò)電池的充電電流的表示（其可以包括在該信息中）確定充電電流，并 基于所確定的充電電流對(duì)電池充電，使得能夠在比沒(méi)有充電電流反饋時(shí)更高的標(biāo)稱(chēng)充電條 件下對(duì)電池充電。例如，充電條件可以包括：電流、電壓和/或功率。
[0011] 需注意，溫度狀態(tài)可以指示對(duì)電池組進(jìn)行充電是否安全。
[0012] 此外，溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)可以包括：數(shù)字邏輯，其基于所存儲(chǔ)的信息確定電池組（或電 池）的溫度狀態(tài)；和/或轉(zhuǎn)換電路，其在確定電池組的溫度狀態(tài)之前將所存儲(chǔ)的信息轉(zhuǎn)換為 模擬信號(hào)。
[0013] 在一些實(shí)施例中，功率管理單元包括檢測(cè)在信號(hào)線上來(lái)自電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的喚醒信 號(hào)的喚醒電路。此喚醒信號(hào)可將可以在功率管理單元外部的集成電路從節(jié)電模式（諸如 "睡眠"模式）轉(zhuǎn)換到正常操作模式。
[0014] 另一個(gè)實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，其包括電池組和通過(guò)信號(hào)線耦合到電池組的 功率管理單元。該電池組可包括：電池；溫度傳感器；電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，其對(duì)電池的特性進(jìn)行 監(jiān)測(cè)；以及信號(hào)線，其電耦合到電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，該電子設(shè)備包括與電池監(jiān) 測(cè)機(jī)構(gòu)通信的集成電路。
[0015] 另一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于確定電池組的溫度狀態(tài)的方法，可以由功率管理單 元執(zhí)行。在工作期間，功率管理單元可以在信號(hào)線上從電池組中的電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收對(duì)電 池組溫度狀態(tài)的表示（諸如數(shù)字值）。然后，功率管理單元可以在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)包括對(duì)電池 組溫度狀態(tài)的表示的信息。此外，功率管理單元可以基于所存儲(chǔ)的信息確定電池組的溫度 狀態(tài)。
[0016] 另一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于對(duì)電池組中的電池進(jìn)行充電的方法，可以由功率管 理單元執(zhí)行。在工作期間，功率管理單元可以在信號(hào)線上從電池組中的電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收 對(duì)充電電流的表示。然后，功率管理單元可以在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)包括對(duì)通過(guò)電池的充電電流 的表示的信息。此外，功率管理單元可以基于所存儲(chǔ)的信息確定通過(guò)電池的充電電流。接 著，功率管理單元可以基于所確定的充電電流，利用充電器（可以在電池組外部）對(duì)電池充 電，使得能夠在比沒(méi)有充電電流反饋時(shí)更高的標(biāo)稱(chēng)充電條件下對(duì)電池充電。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1呈現(xiàn)了一個(gè)框圖，示出了包括根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的功率管理單元和電 池組的一種電子設(shè)備。
[0018] 圖2呈現(xiàn)了一個(gè)框圖，示出了包括根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的功率管理單元和電 池組的一種電子設(shè)備。
[0019] 圖3呈現(xiàn)了一個(gè)框圖，示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的圖1和圖2的電子設(shè)備 中的功率管理單元。
[0020] 圖4呈現(xiàn)了一個(gè)框圖，示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的圖3的功率管理單元中 存儲(chǔ)器中的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
[0021] 圖5呈現(xiàn)了一個(gè)流程圖，示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例確定電池組的溫度狀態(tài) 的一種方法。
[0022] 圖6呈現(xiàn)了一個(gè)流程圖，示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例對(duì)電池組中的電池進(jìn)行 充電的一種方法。
[0023] 需注意，相似的參考標(biāo)號(hào)是指整個(gè)附圖中的相應(yīng)部件。此外，相同部件的多個(gè)實(shí)例 由公共前綴進(jìn)行標(biāo)定，該公共前綴通過(guò)破折線與實(shí)例標(biāo)號(hào)分隔開(kāi)。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 圖1呈現(xiàn)了示出電子設(shè)備100的框圖，該電子設(shè)備包括功率管理單元110、集成電 路112 (諸如處理器、圖形處理器和/或系統(tǒng)級(jí)芯片）和電池組114。電池組114可包括：電 池116,其經(jīng)由連接器118提供電力至電子設(shè)備100 ;電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)或BMM 120(諸如控制邏 輯和/或固件，有時(shí)統(tǒng)稱(chēng)為"電池能源管理電路（gas gauge) "），其對(duì)電池組114和/或電 池116的一個(gè)或多個(gè)物理特性（諸如電壓、電流、內(nèi)阻、容量、充電時(shí)間等等）進(jìn)行監(jiān)測(cè)；溫 度傳感器122 (諸如熱敏電阻器），其可由電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120使用來(lái)測(cè)量電池組114和/或 電池116的溫度；以及信號(hào)線124,其將電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120電耦合到功率管理單元110。
[0025] 需注意，電池組114通過(guò)三條信號(hào)線（而非四條）電耦合到電子設(shè)備100的其余 部分，這三條信號(hào)線包括與電源和接地連接器118相關(guān)聯(lián)的信號(hào)線（為清楚起見(jiàn)未示出） 以及信號(hào)線124,該信號(hào)線124傳輸包括關(guān)于電池組114和/或電池116的特性信息的數(shù)據(jù) 并且可以經(jīng)由上拉電阻器電耦合到供電電壓（諸如1. 8V)。如下所述，可以使用這一特性信 息來(lái)選通和/或控制電池組114并從而選通和/或控制電池116的充電。
[0026] 具體地講，功率管理單元110可以包括單線接口（SWI)電路126。此SWI電路可以 包括嗅探器，其接收電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120和集成電路112在信號(hào)線124上傳送的信息的子集。 因此，在一些實(shí)施例中，集成電路112實(shí)施單線通信協(xié)議，諸如HDQ串行數(shù)據(jù)接口（來(lái)自美 國(guó)德克薩斯州達(dá)拉斯的Texas Instruments, Inc.)，用于與電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120傳送數(shù)據(jù)。
[0027] 可替代地，如圖2 (呈現(xiàn)了示出電子設(shè)備200的框圖）所示，SWI電路126可以利 用單線通信協(xié)議經(jīng)由信號(hào)線124與電池組114中的電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120通信。在這些實(shí)施例 中，SWI電路126從電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120接收信息。此外，SWI電路126可以經(jīng)由信號(hào)線128 向集成電路112發(fā)送至少一些信息。在以下論述中，使用包括嗅探器的SWI電路126的實(shí) 施例作為例示性示例。
[0028] 圖3呈現(xiàn)了示出功率管理單元110(圖1)的框圖。功率管理單元110包括：SWI 連接器310,其電耦合到信號(hào)線124(圖1) ;SWI電路126 ;接口電路314,其經(jīng)由接口連接器 312從圖1中的集成電路112接收控制信息（諸如一條或多條指令、命令或信號(hào)）；溫度監(jiān) 測(cè)機(jī)構(gòu)316(或溫度監(jiān)測(cè)電路）；以及存儲(chǔ)器318。例如，可以經(jīng)由I2C總線或接口（來(lái)自荷 蘭埃因霍溫的NXP Semiconductors, Inc.)接收控制信息。然而，可以利用各種各樣的通信 技術(shù)和協(xié)議從集成電路112 (圖1)向功率管理單元110傳輸控制信息，諸如串行外圍接口 總線。
[0029] 由SWI電路126接收的信息的子集可以包括對(duì)特性信息的表示（例如數(shù)字值），其 可指定電池組114和/或電池116的溫度（或更一般地，溫度狀態(tài)）和/或通過(guò)電池116 的充電電流。在接收這一表示之后，SWI電路126可以將其作為表示320之一存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 器318 (諸如非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，諸如DRAM)中。例如，如下文參考圖4進(jìn)一步所述， 表示320可以包括10位值。
[0030] 隨后，溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)316可以使用表示320的一個(gè)或多個(gè)（即存儲(chǔ)的信息）確定 圖1中電池組114和/或電池116的溫度狀態(tài)。例如，溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)316可以包括數(shù)字邏 輯，其基于存儲(chǔ)的信息和/或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，諸如查找表格（LUT) 322中基于溫度范圍指定安全 或不安全溫度狀態(tài)的閾值，確定溫度狀態(tài)?？商娲鼗虺酥?，溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)316可以包 括轉(zhuǎn)換電路，其在確定溫度狀態(tài)之前將存儲(chǔ)的信息轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
[0031] 重新參照?qǐng)D1，需注意，溫度狀態(tài)可指示對(duì)電池組114中的電池116進(jìn)行充電是否 安全。因此，溫度狀態(tài)可以包括電池組114和/或電池116的絕對(duì)或相對(duì)溫度。例如，在溫 度傳感器122包括熱敏電阻器的實(shí)施例中，根據(jù)電池組114和/或電池116的溫度，電阻可 以在大約2和50kQ之間變化。在這些實(shí)施例中，特性信息可以包括數(shù)字值，數(shù)字值表示通 過(guò)溫度傳感器122驅(qū)動(dòng)電流而測(cè)量的模擬信號(hào)。然而，在一些實(shí)施例中，溫度狀態(tài)包括：電 池組114和/或電池116的熱狀態(tài)，諸如"充電安全"或"充電不安全";和/或基于溫度狀 態(tài)對(duì)電池組114和/或電池116充電的約束條件（諸如充電電流不能超過(guò)800mA、900mA或 1000mA)〇
[0032] 結(jié)果，功率管理單元110可以在將電池組114耦合到充電器130(其從適配器132 接收電力，該適配器132可以將家用交流（AC)電轉(zhuǎn)換為供電子設(shè)備100使用的直流（DC) 電）時(shí)提供溫度狀態(tài)。例如，充電器130可以電耦合到電池組114的至少一個(gè)端子，諸如連 接器118-1(經(jīng)由電子設(shè)備100中的接地端提供的返回路徑）。需注意，出于安全原因，功率 管理單元110可以周期性地，諸如每l〇ms，提供溫度狀態(tài)。更一般地，可以基于電池組114 和/或電池116的熱時(shí)間常數(shù)選擇監(jiān)測(cè)周期，使得圖3中的溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)316確定溫度狀 態(tài)之間的溫度狀態(tài)無(wú)明顯變化。
[0033] 為了便于準(zhǔn)確地充電，可以由充電器130使用存儲(chǔ)器318中的表示320(圖3)實(shí) 現(xiàn)充電電流反饋。具體地講，電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120可以利用傳感電阻器測(cè)量通過(guò)電池116的 充電電流。這一測(cè)量的充電電流可以比電池組114外部電路執(zhí)行的測(cè)量更準(zhǔn)確。此外，電 池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120向SWI電路126傳送的信息可以包括所測(cè)量的充電電流，然后將其存儲(chǔ)在 存儲(chǔ)器318中（圖3)。隨后，充電器130可以使用對(duì)通過(guò)電池116的充電電流的表示（諸 如圖3中的表示320之一）確定充電電流，并基于所確定的充電電流對(duì)電池116進(jìn)行充電， 使得能夠在比沒(méi)有充電電流反饋時(shí)更高的標(biāo)稱(chēng)充電狀況下對(duì)電池116進(jìn)行充電。例如，充 電條件可以包括：電流、電壓和/或功率。因此，標(biāo)稱(chēng)充電條件可以是1000mA，而不是800mA 或 900mA。
[0034] 在主機(jī)（如集成電路112)處于節(jié)電模式（諸如"睡眠"模式）的一些實(shí)施例中， 可使用信號(hào)線124來(lái)傳遞來(lái)自電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120的喚醒信號(hào)以將該主機(jī)轉(zhuǎn)換為正常操作模 式（即，在電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120暫時(shí)為"主"并且集成電路112暫時(shí)為"從"的實(shí)施例中，可使 用信號(hào)線124來(lái)指示諸如低電池電壓之類(lèi)狀況的發(fā)生，在這種情況下電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120想 要喚醒集成電路112并使其成為"主")。這在圖3中示出。具體地講，功率管理單元110可 以包括檢測(cè)喚醒信號(hào)的喚醒電路324。例如，在此信號(hào)線或總線閑置在標(biāo)稱(chēng)值1.8V時(shí)，喚醒 信號(hào)可為信號(hào)線124(圖1)上的高低轉(zhuǎn)換。此外，喚醒電路324可以包括能夠檢測(cè)表示喚 醒信號(hào)的數(shù)字值的緩沖或邏輯門(mén)。（因此，喚醒電路324可充當(dāng)通用輸入/輸出引腳。）隨 后，可將該數(shù)字值傳遞至集成電路112(圖1)。類(lèi)似地，在圖1中，可以經(jīng)由信號(hào)線124從集 成電路112向電池管理機(jī)構(gòu)120發(fā)送暫時(shí)使電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120成為"主"，使集成電路112 成為"從"的控制信息。（因此，單線協(xié)議可以支持經(jīng)由信號(hào)線124的主切換。）
[0035] 出于安全原因，可以在傳送特性信息時(shí)和/或在存儲(chǔ)器318中存儲(chǔ)特性信息時(shí)實(shí) 施多種故障安全程序。例如，為了允許溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)316確定電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120 (圖1)是 否繼續(xù)測(cè)量溫度狀態(tài)，存儲(chǔ)器318中存儲(chǔ)的信息可以包括時(shí)間戳，時(shí)間戳指定電池監(jiān)測(cè)機(jī) 構(gòu)120 (圖1)何時(shí)測(cè)量電池組114和/或電池116 (圖1)的溫度狀態(tài)。因此，如果相繼表示 320中的時(shí)間戳不變，則溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)316可以修改輸出溫度狀態(tài)以停止向電池組114(圖 1)充電。
[0036] 此外，在該信息表示電池組114和/或電池116 (圖1)的有效溫度狀態(tài)時(shí)，功率管 理單元110可以存儲(chǔ)帶有該信息的指示符。圖4中示出了這種情況，圖4呈現(xiàn)了示出存儲(chǔ) 器318(圖3)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)400的框圖。此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括由電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120(圖1)提供 的特性信息的表示320。如果給定的表示，諸如表示320-3,包括有效溫度狀態(tài)，在存儲(chǔ)表示 320-3時(shí)（圖4中t = 0時(shí)），可以包括指示符（諸如"1"指示符410)。在一定時(shí)間間隔 (諸如500ms，更一般地，為圖1中電池組114和/或電池116的熱時(shí)間常數(shù)）之后，功率管 理單元110中（圖1)的控制邏輯可以擦除指示符410 (以及更一般地，指示符可以自我擦除 或可以期滿），使得溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)316 (圖3)可以確定功率管理單元110 (圖1)是否繼續(xù)從 電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)120 (圖1)接收信息。通過(guò)這種方式，可以使用表示320確保電池組114 (圖 1)安全而準(zhǔn)確地充電。
[0037] 現(xiàn)在描述方法的實(shí)施例。圖5呈現(xiàn)了一個(gè)流程圖，示出用于確定電池組溫度狀態(tài) 的方法500,可以由功率管理單元（諸如圖1中的功率管理單元110)執(zhí)行。在工作期間，功 率管理單元可以在信號(hào)線上從電池組中的電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收對(duì)電池組的溫度的狀態(tài)的表 示（諸如數(shù)字值）（操作510)。然后，功率管理單元可以在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)包括對(duì)電池組的溫 度狀態(tài)的表示的信息（操作512)。此外，功率管理單元可以基于所存儲(chǔ)的信息確定電池組 的溫度狀態(tài)（操作514)。
[0038] 圖6呈現(xiàn)了一個(gè)流程圖，示出對(duì)電池組中的電池進(jìn)行充電的方法600，可以由功率 管理單元（諸如圖1中的功率管理單元110)執(zhí)行。在工作期間，功率管理單元可以在信號(hào) 線上從電池組中的電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收對(duì)充電電流的表示（操作610)。然后，功率管理單元 可以在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)包括對(duì)通過(guò)電池的充電電流的表示的信息（操作612)。此外，功率管 理單元可以基于所存儲(chǔ)的信息可選地確定通過(guò)電池的充電電流（操作614)。接著，功率管 理單元可以基于所確定的充電電流，利用充電器（可以在電池組外部）對(duì)電池充電（操作 616)，使得能夠在比沒(méi)有充電電流反饋時(shí)更高的標(biāo)稱(chēng)充電條件下對(duì)電池充電。
[0039] 在方法500 (圖5)和600的一些實(shí)施例中，可以有額外或更少的操作。此外，可改 變操作的順序，和/或?qū)蓚€(gè)或更多個(gè)操作合并為單個(gè)操作。
[0040] 重新參照?qǐng)D1，一般來(lái)講，功率管理單元110的功能可在硬件中實(shí)現(xiàn)以確保即使面 臨軟件和/或部件故障也可安全可靠地操作。然而，在一些實(shí)施例中，在軟件中實(shí)現(xiàn)在電子 設(shè)備100和200 (圖2)中執(zhí)行的至少一些操作。因此，電子設(shè)備100和200 (圖2)可以包 括存儲(chǔ)于可選的存儲(chǔ)器子系統(tǒng)134 (諸如DRAM或另一種易失性或非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ) 器）中的一個(gè)或多個(gè)程序模塊或指令集，其可以由集成電路112中的處理子系統(tǒng)執(zhí)行。（一 般來(lái)講，如本領(lǐng)域所公知的，功率管理技術(shù)可大部分在硬件中實(shí)現(xiàn)而一小部分在軟件中實(shí) 現(xiàn)，或者一小部分在硬件中實(shí)現(xiàn)而大部分在軟件中實(shí)現(xiàn)。）需注意，一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序 可構(gòu)成計(jì)算機(jī)程序機(jī)制。此外，可選的存儲(chǔ)器子系統(tǒng)134中的各個(gè)模塊中的指令可以下述 語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)：高級(jí)程序語(yǔ)言，面對(duì)對(duì)象的編程語(yǔ)言，和/或匯編或機(jī)器語(yǔ)言。需注意，可對(duì)編 程語(yǔ)言進(jìn)行編譯或翻譯，如可配置或被配置為由處理子系統(tǒng)執(zhí)行。
[0041] 可以由信號(hào)線、鏈路或總線耦合電子設(shè)備100和200(圖2)中的部件。盡管將電 通信用作例示性示例，但一般來(lái)講，這些連接可包括信號(hào)和/或數(shù)據(jù)的電通信、光通信或光 電通信。此外，在前述實(shí)施例中，示出一些部件彼此直接連接，而示出其他部件經(jīng)由中間部 件連接。在每個(gè)實(shí)例中，互連或"耦接"的方法在兩個(gè)或更多個(gè)電路節(jié)點(diǎn)或端子之間建立一 些所需的通信。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所了解的，這種耦接通常可使用多種電路結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)； 例如，可使用AC耦接和/或DC耦接。
[0042] 在一些實(shí)施例中，這些電路、部件和設(shè)備的功能性可通過(guò)下列的一種或多種方式 來(lái)實(shí)現(xiàn)：專(zhuān)用集成電路（ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA)和/或一個(gè)或多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理 器（DSP)。此外，電路和部件可使用雙極性PM0S和/或NM0S門(mén)或晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且這些 實(shí)施例中的信號(hào)可包括具有近似離散值的數(shù)字信號(hào)和/或具有連續(xù)值的模擬信號(hào)。此外， 部件和電路可為單端型或差分型，并且電源可為單極性或雙極性。
[0043] 此外，充電器130可包括使用模擬和/或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的硬件和/或軟件的任意 結(jié)合，并且可包括一個(gè)或多個(gè)處理器、易失性和非易失性存儲(chǔ)器。在一些實(shí)施例中，充電器 130包括多于一個(gè)的芯片或芯片組，并且在其他實(shí)施例中，充電器130可與集成電路112中 執(zhí)行充電器130的功能中的一些功能的系統(tǒng)管理控制器（SMC)結(jié)合操作。在這些實(shí)施例中， 充電器和SMC可在主-從或從-主配置下操作。需注意，充電器130可以在功率管理單元 110外部。
[0044] 此外，電池組114可以是能夠?yàn)殡娮釉O(shè)備100和200(圖2)供電的任何類(lèi)型的電 池組，并且可以以任意技術(shù)實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，電池組114包括多于一個(gè)的獨(dú)立電池和 /或電池單元。
[0045] 對(duì)包括本文所描述的一個(gè)或多個(gè)電路的集成電路或集成電路的一部分進(jìn)行設(shè)計(jì) 的過(guò)程的輸出可為諸如磁帶或光盤(pán)或磁盤(pán)之類(lèi)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可使 用對(duì)可被物理地實(shí)例化為集成電路或集成電路的一部分的電路系統(tǒng)進(jìn)行描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 或其他信息來(lái)編碼。盡管多種格式可用于這種編碼，但通常將這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)寫(xiě)作：Caltech 中介格式（CIF)，Calma GDS II數(shù)據(jù)流格式（GDSII)或電子設(shè)計(jì)交換格式（EDIF)。集成電 路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠從以上詳細(xì)描述的類(lèi)型的示意圖和對(duì)應(yīng)描述中研發(fā)出這種數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)，并且在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上對(duì)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼。集成電路制造領(lǐng)域的技術(shù)人員 能夠使用這種編碼的數(shù)據(jù)制造出包括本文所描述的一個(gè)或多個(gè)電路的集成電路。
[0046] 電子設(shè)備100和200 (圖2)可以包括多種可包括電池組并能夠從適配器和充電 器接收電流的設(shè)備，包括：膝上型計(jì)算機(jī)、媒體播放器（諸如MP3播放器）、電器、小型筆 記本計(jì)算機(jī)/上網(wǎng)本、平板計(jì)算機(jī)、智能電話、蜂窩電話、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、機(jī)頂盒、個(gè)人數(shù)字助理 (PDA)、玩具、控制器、數(shù)字信號(hào)處理器、游戲機(jī)、設(shè)備控制器、電器中的計(jì)算引擎、消費(fèi)型電 子設(shè)備、便攜式計(jì)算設(shè)備或便攜式電子設(shè)備、個(gè)人備忘記事本，和/或其他電子設(shè)備。
[0047] 盡管使用具體部件描述了電子設(shè)備100和200 (圖2)，但在替代實(shí)施例中，電子設(shè) 備100和200(圖2)中可以存在不同的部件和/或子系統(tǒng)。例如，電池組114可以包括保護(hù) 電路，以防止電池116在工作期間被損壞。此外，在圖2中，功率管理單元110可以包括經(jīng)由 信號(hào)線128電耦合到集成電路112的集成電路（1C)連接器。此外，電子設(shè)備100和200 (圖 2)中可以不存在一個(gè)或多個(gè)部件。在一些實(shí)施例中，電子設(shè)備100和200 (圖2)包括圖1 和/或圖2中未示出的一個(gè)或多個(gè)額外部件。而且，盡管在圖1和圖2中示出了獨(dú)立的部 件，但在一些實(shí)施例中，可以將給定部件的一些或全部集成到電子設(shè)備100和200 (圖2)中 其他部件的一個(gè)或多個(gè)中，和/或可以改變電子設(shè)備100和200(圖2)中部件的位置。 [0048] 在前述描述中，我們提到"一些實(shí)施例"。需注意，"一些實(shí)施例"描述了所有可能 實(shí)施例的子集，但一直未規(guī)定該實(shí)施例的相同子集。
[0049] 前述的描述旨在使得本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)和使用本公開(kāi)，并且在特定 應(yīng)用及其要求的上下文中提供。此外，僅出于例示和描述的目的，給出本公開(kāi)的實(shí)施例的前 述描述。它們并不旨在為窮舉性的或?qū)⒈竟_(kāi)限制于所公開(kāi)的形式。因此，許多修改和變 型對(duì)于本領(lǐng)域熟練的從業(yè)者將是顯而易見(jiàn)的，并且本文所定義的一般性原理可在不脫離本 公開(kāi)的實(shí)質(zhì)和范圍的前提下應(yīng)用于其他實(shí)施例和應(yīng)用。此外，前述實(shí)施例的論述并不旨在 限制本公開(kāi)。因此，本公開(kāi)并不旨在限于所示出的實(shí)施例，而是被賦予與本文所公開(kāi)的原理 和特征一致的最寬范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種功率管理單元，包括： 單線接口（SWI)連接器，其被配置為從電池組耦合到信號(hào)線； SWI電路，其耦合到所述SWI連接器并被配置為經(jīng)由所述信號(hào)線從所述電池組中的電 池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收信息； 存儲(chǔ)器，其耦合到所述SWI電路并被配置為存儲(chǔ)所述信息，其中所存儲(chǔ)的信息包括對(duì) 所述電池組的溫度狀態(tài)的表示；以及 溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，其耦合到所述存儲(chǔ)器并被配置為基于所存儲(chǔ)的信息確定所述電池組的 所述溫度狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理單元，其中所述SWI電路包括被配置為接收所述信 息的嗅探器，所述信息是所述電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)和集成電路之間在所述信號(hào)線上傳送的信息的 子集。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理單元，其中所述信息包括時(shí)間戳，所述時(shí)間戳指定 所述電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)何時(shí)測(cè)量所述電池組的所述溫度狀態(tài)，使得所述溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)能夠確定 所述電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)是否繼續(xù)測(cè)量所述溫度狀態(tài)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理單元，其中所述功率管理單元被配置為在所述信息 表示所述電池組的有效溫度狀態(tài)時(shí)存儲(chǔ)帶有所述信息的指示符；并且 其中所述功率管理單元被配置為在一時(shí)間間隔后隨后擦除所述指示符，使得所述溫度 監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)能夠確定所述功率管理單元是否繼續(xù)從所述電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收所述信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理單元，其中所述SWI電路被配置為利用單線通信協(xié) 議經(jīng)由所述信號(hào)線與所述電池組中的所述電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)通信。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理單元，還包括充電器，所述充電器耦合到所述存儲(chǔ) 器并被配置為耦合到所述電池組中的電池的至少一個(gè)端子，其中所述信息包括對(duì)通過(guò)所述 電池的充電電流的表示，并且 其中所述充電器被配置為從所述信息確定所述充電電流并基于所確定的充電電流對(duì) 所述電池進(jìn)行充電，使得能夠在比沒(méi)有充電電流反饋時(shí)更高的標(biāo)稱(chēng)充電條件下對(duì)所述電池 進(jìn)行充電。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率管理單元，其中所述充電條件包括以下之一：電流、電壓 和功率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理單元，其中所述溫度狀態(tài)指示對(duì)所述電池組進(jìn)行充 電是否安全。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理單元，其中所述溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)包括下列之一： 數(shù)字邏輯，其被配置為基于所存儲(chǔ)的信息確定所述電池組的所述溫度狀態(tài)；以及 轉(zhuǎn)換電路，其被配置為在確定所述電池組的所述溫度狀態(tài)之前將所存儲(chǔ)的信息轉(zhuǎn)換為 模擬信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理單元，其中所述功率管理單元還包括喚醒電路，所 述喚醒電路被配置為檢測(cè)在所述信號(hào)線上來(lái)自所述電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的喚醒信號(hào)；以及 其中所述喚醒信號(hào)將所述功率管理單元外部的集成電路從節(jié)電模式轉(zhuǎn)換到正常操作 模式。
11. 一種功率管理單元，包括： 接口電路，其被配置為經(jīng)由信號(hào)線從電池組中的電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收信息； 存儲(chǔ)器，其耦合到所述接口電路并被配置為存儲(chǔ)所述信息，其中所存儲(chǔ)的信息包括對(duì) 所述電池組的溫度狀態(tài)的表示；以及 溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，其耦合到所述存儲(chǔ)器并被配置為基于所存儲(chǔ)的信息確定所述電池組的 所述溫度狀態(tài)。
12. -種用于確定電池組的溫度狀態(tài)的方法，包括： 在信號(hào)線上從所述電池組中的電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收對(duì)所述電池組的溫度狀態(tài)的表示； 在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)包括對(duì)所述電池組的所述溫度狀態(tài)的所述表示的信息；以及 基于所存儲(chǔ)的信息確定所述電池組的所述溫度狀態(tài)。
13. -種用于對(duì)電池組中的電池進(jìn)行充電的方法，包括： 在信號(hào)線上從所述電池組中的電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收對(duì)充電電流的表示； 在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)包括對(duì)通過(guò)所述電池的所述充電電流的所述表示的信息； 基于所存儲(chǔ)的信息確定通過(guò)所述電池的所述充電電流；以及 利用所述電池組外部的充電器，基于所確定的充電電流對(duì)所述電池充電，使得能夠在 比沒(méi)有充電電流反饋時(shí)更高的標(biāo)稱(chēng)充電條件下對(duì)所述電池充電。
14. 一種電子設(shè)備，包括： 電池組，其中所述電池組包括： 電池； 溫度傳感器； 電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，其耦合到所述電池和所述溫度傳感器并被配置為監(jiān)測(cè)所述電池的特 性；以及 信號(hào)線，其耦合到所述電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)；以及功率管理單元，其中所述功率管理單元包 括： SWI電路，其耦合到所述信號(hào)線并被配置為經(jīng)由所述信號(hào)線從所述電池組中的電池監(jiān) 測(cè)機(jī)構(gòu)接收信息； 存儲(chǔ)器，其耦合到所述SWI電路并被配置為存儲(chǔ)所述信息，其中所存儲(chǔ)的信息包括對(duì) 所述電池組的溫度狀態(tài)的表示；以及 溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，其耦合到所述存儲(chǔ)器并被配置為基于所存儲(chǔ)的信息確定所述電池組的 所述溫度狀態(tài)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，還包括集成電路，所述集成電路經(jīng)由所述信號(hào) 線耦合到所述電池組并被配置為與所述電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)通信，其中所述SWI電路包括被配置 為接收所述信息的嗅探器，所述信息是所述電池組和集成電路之間在所述信號(hào)線上傳送的 信息的子集。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，其中所述信息包括時(shí)間戳，所述時(shí)間戳指定所 述電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)何時(shí)通過(guò)所述溫度傳感器測(cè)量所述電池組的所述溫度狀態(tài)，使得所述溫度 監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)能夠確定所述電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)是否繼續(xù)測(cè)量所述溫度狀態(tài)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，其中所述功率管理單元被配置為在所述信息表 示所述電池組的有效溫度狀態(tài)時(shí)存儲(chǔ)帶有所述信息的指示符；并且 其中所述功率管理單元被配置為在一時(shí)間間隔后隨后擦除所述指示符，使得所述溫度 監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)能夠確定所述功率管理單元是否繼續(xù)從所述電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)接收所述信息。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，其中所述SWI電路被配置為利用單線通信協(xié)議 經(jīng)由所述信號(hào)線與所述電池組中的所述電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)通信。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，還包括充電器，所述充電器耦合到所述存儲(chǔ)器 并被配置為耦合到所述電池組中的電池的至少一個(gè)端子，其中所述信息包括對(duì)通過(guò)所述電 池的充電電流的表示，并且 其中所述充電器被配置為從所述信息確定所述充電電流，并基于所確定的充電電流對(duì) 所述電池充電，使得能夠在比沒(méi)有充電電流反饋時(shí)更高的標(biāo)稱(chēng)充電條件下對(duì)所述電池進(jìn)行 充電。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子設(shè)備，其中所述充電條件包括下列之一：電流、電壓和 功率。
21. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，其中所述溫度狀態(tài)指示對(duì)所述電池組進(jìn)行充電 是否安全。
22. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，其中所述溫度監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)包括下列之一： 數(shù)字邏輯，其被配置為基于所存儲(chǔ)的信息確定所述電池組的所述溫度狀態(tài)；以及 轉(zhuǎn)換電路，其被配置為在確定所述電池組的所述溫度狀態(tài)之前將所存儲(chǔ)的信息轉(zhuǎn)換為 模擬信號(hào)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，其中所述功率管理單元還包括喚醒電路，所述 喚醒電路被配置為檢測(cè)在所述信號(hào)線上來(lái)自所述電池監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的喚醒信號(hào)；并且 其中所述喚醒信號(hào)將所述功率管理單元外部的集成電路從節(jié)電模式轉(zhuǎn)換到正常操作 模式。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104160579SQ201380012657
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月7日
【發(fā)明者】P·帕特爾, S·P·穆林斯 申請(qǐng)人:蘋(píng)果公司