消耗由電池所提供的能量的系統(tǒng)、方法及電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種電源管理技術(shù)方案，尤指一種消耗由電池所提供的能量的系統(tǒng)、方法及電池。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來說，對(duì)近來已開發(fā)的電池單元如鋰離子電池而言，仍需要在高功率密度特征與高能量密度特征之間作取舍。舉例來說，一以高功率密度特征實(shí)現(xiàn)的電池單元可被用來瞬間提供或接收高電平的電流；然而，該種適合大電流充放電的電池單元通常具有低能量密度。反之，一以高能量密度特征來實(shí)現(xiàn)的電池單元可被用來長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定輸出一中等電平的功率；然而，在高動(dòng)態(tài)功率應(yīng)用中，該種電池單元無法瞬間輸出高功率。這使得被用來執(zhí)行會(huì)對(duì)應(yīng)到不同負(fù)載的不同應(yīng)用/操作的電子裝置，如一攜帶式電子裝置的電池特征變得較難設(shè)計(jì)/配置。舉例來說，某些應(yīng)用/負(fù)載需要瞬間消耗高電平的功率以完成高性能，而某些應(yīng)用與/負(fù)載可能長(zhǎng)時(shí)間消耗一靜態(tài)/中等的功率。據(jù)此，為不同應(yīng)用/負(fù)載提供一新穎的電源管理技術(shù)方案是重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，本發(fā)明的目的之一為提供一種消耗由一電池所提供的能量的系統(tǒng)、方法及電池，以在維持正常使用的長(zhǎng)準(zhǔn)備時(shí)間時(shí)仍可支持高效能的應(yīng)用。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，揭露一消耗由一電池其具有一第一電源以及一第二電源所提供的能量的系統(tǒng)，其中該電池具有一第一電源以及一第二電源。該系統(tǒng)包含一能量傳遞電路，該能量傳遞電路系耦接至該電池且用來傳遞該第一電源以及該第二電源中至少其一的功率至該第一電源以及該第二電源中的另一個(gè)，該第一電源是用來為至少一瞬間消耗高電流的高功率操作提供功率，該第二電源是用來為至少一不消耗高動(dòng)態(tài)功率的低/中等功率操作提供功率，且該第一電源以及該第二電源被用以同時(shí)供應(yīng)該系統(tǒng)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，揭露一消耗由一電池所提供的能量的系統(tǒng)，其中該電池具有一第一電源以及一第二電源。該系統(tǒng)包含有一電源選擇電路，該電源選擇電路系耦接至該電池且用以選擇該第一電源與該第二電源其中之一來為至少一低/中等功率操作提供功率，且選擇該第一電源與該第二電源之另一個(gè)來為至少一高功率操作提供功率，且該第一電源以及該第二電源被用以同時(shí)供應(yīng)該系統(tǒng)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，揭露一應(yīng)用于消耗由一電池所提供的能量的系統(tǒng)的方法，其中該電池具有一第一電源以及一第二電源。該方法包含有:利用該第一電源來為至少一瞬間消耗高功率的高功率操作提供功率；利用該第二電源來為至少一不消耗高動(dòng)態(tài)功率的低/中等功率操作提供功率；以及傳遞該第一電源以及該第二電源的至少其中之一的功率至該第一電源以及該第二電源的另一個(gè)；其中該第一電源以及該第二電源被用以同時(shí)供應(yīng)該系統(tǒng)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，揭露一應(yīng)用于消耗由一電池所提供的能量的系統(tǒng)的方法，其中該電池具有一第一電源以及一第二電源。該方法包含有:選擇該第一電源與該第二電源的其中之一來為至少一低/中等功率操作提供功率；以及選擇該第一電源以及該第二電源的另一個(gè)來為至少一高功率操作提供功率；其中該第一電源以及該第二電源是同時(shí)供應(yīng)該系統(tǒng)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，揭露一消耗由一電池所提供的能量的系統(tǒng)提供能量的電池，該電池包含有:一第一電源，用來為至少一瞬間消耗高功率的高功率操作提供功率；以及一第二電源，耦接至該第一電源，用來為至少一不會(huì)瞬間消耗高動(dòng)態(tài)功率的低/中等功率操作提供功率；其中該第一電源以及該第二電源是被用以同時(shí)供應(yīng)該系統(tǒng)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，系統(tǒng)消耗由一電池所提供的能量，系統(tǒng)可支持一混合電源/電池技術(shù)方案。系統(tǒng)可支持高效能操作/應(yīng)用且同時(shí)具有較長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間。系統(tǒng)支持兩個(gè)或更多不同型態(tài)的電池以有效的改善整體系統(tǒng)效率以及熱風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0010]圖1是依據(jù)本發(fā)明一第一實(shí)施例的支持一混合電源/電池技術(shù)方案的系統(tǒng)不意圖。
[0011]圖2是依據(jù)本發(fā)明一第二實(shí)施例的支持一混合電源/電池技術(shù)方案的系統(tǒng)示意圖。
[0012]圖3是依據(jù)本發(fā)明一第三實(shí)施例的支持一混合電源/電池技術(shù)方案的系統(tǒng)示意圖。
[0013]圖4是依據(jù)本發(fā)明一第四實(shí)施例的支持一混合電源/電池技術(shù)方案的系統(tǒng)示意圖。
[0014]圖5是依據(jù)本發(fā)明一第五實(shí)施例的支持一混合電源/電池技術(shù)方案的系統(tǒng)不意圖。
[0015]符號(hào)說明:
[0016]100、200、300、400、500 系統(tǒng)
[0017]110、210、310、410、510 第一功率輸出電路
[0018]115、215、315、415、515 第二功率輸出電路
[0019]120,420能量傳遞電路
[0020]320,520后備充電器
[0021]225、325、425、525 電源選擇電路
[0022]130、230、330、430 充電器
[0023]530電源調(diào)節(jié)電路
[0024]535選擇性充電器
[0025]135、235、335 交流轉(zhuǎn)接器或 USB Vbus
[0026]435 電源
[0027]105A、205A、305A、405A、505A 第一電源
[0028]105B、205B、305B、405B、505B 第二電源
[0029]115A、215A、315A直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換器
[0030]115B、215B、315B 升壓式轉(zhuǎn)換器
[0031]110A、210A、310A降壓式直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換器
【具體實(shí)施方式】
[0032]參考圖1，圖1是依據(jù)本發(fā)明一第一實(shí)施例的支持一混合電源/電池技術(shù)方案的系統(tǒng)100示意圖。該混合電源/電池技術(shù)方案至少可提供對(duì)應(yīng)一攜帶式裝置的不同應(yīng)用/操作的不同特征的電源的功率/能量，且/或若該電源為可充電的，則適當(dāng)?shù)貙?duì)不同的電源充電。借由該混合電源/電池技術(shù)方案，該系統(tǒng)100可瞬間地以較佳的轉(zhuǎn)換效率輸出較強(qiáng)電流(即傳遞較強(qiáng)電流)以及較高電壓。因此，可達(dá)到當(dāng)以改良后的系統(tǒng)效率維持長(zhǎng)操作/準(zhǔn)備時(shí)間時(shí)仍完成良好的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)效能。
[0033]在實(shí)作方面，系統(tǒng)100包含有一電池105、至少一第一功率輸出電路110、至少一第二功率輸出電路115、一能量傳遞電路120以及一充電器130。電池105包含有一第一電源105A以及一與第一電源105A不同且相異的第二電源105B，第一電源105以及第二電源105B分別對(duì)應(yīng)不同電源特征，第一電源105A以及第二電源105B可分別具有不同數(shù)量的電池單元。舉例來說，第一電源105A可包含有一單一電池單元，而第二電源105B可包含有多個(gè)串連連接的電池單元。在此條件下，第一電源105A以及第二電源105B分別對(duì)應(yīng)不同輸出電壓電平，舉例來說，第一電源105A具有一單一電池單元可輸出/提供4伏特電壓電平，而第二電源105B具有兩個(gè)串連連接的電池單元可輸出/提供8伏特電壓電平。第一電源105A供應(yīng)一較低電壓電平，而第二電源105B供應(yīng)一較高電壓電平。第一電源105A以及第二電源105B可對(duì)應(yīng)到不同充/放電率或其他不同特征，但此不為本發(fā)明的一限制。
[0034]具有一電池單元的第一電源105A被設(shè)計(jì)借由第一功率輸出電路110 (例如，一降壓式轉(zhuǎn)換器)來為消耗高動(dòng)態(tài)功率的應(yīng)用/操作來提供能量/功率。第一功率輸出電路110可包含至少一降壓式直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換器110A，其用以轉(zhuǎn)換第一電源105A的電壓以提供/輸出一第一電壓來為至少一瞬間需要更多功率的操作/應(yīng)用供應(yīng)功率；舉例來說，該至少一操作/應(yīng)用可包含中央處理器運(yùn)算、圖形處理器運(yùn)算、核心運(yùn)算、存儲(chǔ)器運(yùn)算、射頻運(yùn)算、輸入/輸出運(yùn)算。第一電源105A(—單一電池單元)提供一較低電壓電平如4伏特；對(duì)降壓式直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換器而言，能以較好的效率將輸入電壓(如4伏特)轉(zhuǎn)換為用來供一單芯片電路使用的功率(如I伏特)。
[0035]具有串連連接電池單元的第二電源105B是借由第二功率輸出電路115 (包含有一直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換器115A且/或一升壓式轉(zhuǎn)換器115B)來為需要較高供應(yīng)電壓或消耗靜態(tài)功率的應(yīng)用/操作來提供能量/功率。第二功率輸出電路115可包含直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換器115A以及升壓式直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換器115B的至少其中之一，其用以轉(zhuǎn)換第二電源105B的電壓來為至少一需要較高供應(yīng)電壓(如32伏特)的操作提供/輸出一用以供應(yīng)功率的第二電壓。舉例來說，該至少一操作可包含一背光驅(qū)動(dòng)操作且/或音頻/閃光燈/相機(jī)/顯示驅(qū)動(dòng)操作。在一實(shí)施例中，第二功率輸出電路115具有用來提升第二電源105B的電壓的升壓式轉(zhuǎn)換器115B，以產(chǎn)生一較高電壓電平，例如用以驅(qū)動(dòng)背光單元的32伏特。與傳統(tǒng)技術(shù)方案比較，利用升壓式轉(zhuǎn)換器115B來實(shí)現(xiàn)用以驅(qū)動(dòng)該背光模塊的第二功率輸出電路115可改善因?yàn)檩敵雠c輸入電壓間較低轉(zhuǎn)換比例的功率供應(yīng)效率，據(jù)此，此作法可節(jié)省功率。在另一實(shí)施例中，第二功率輸出電路115包含用以降低第二電源115B的電壓的直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換器115A來為音頻/閃光燈/相機(jī)/顯示等應(yīng)用產(chǎn)生一稍低的電壓電平。舉例來說，若第二電源105B是用以輸出一 8伏特電壓電平，直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換器115A可被用來為音頻/閃光燈/相機(jī)/顯示的應(yīng)用輸出一 5伏特電壓電平。應(yīng)注意的是，由第二電源105B所提供的電壓電平并不被限制在8伏特。在另一實(shí)施例中，由第二電源105B所提供的電壓電平可被設(shè)計(jì)為另一不同的電平。與傳統(tǒng)利用一降壓升壓式轉(zhuǎn)換器或旁通升壓式轉(zhuǎn)換器的技術(shù)方案比較，為了音頻/閃光燈/相機(jī)/顯示的應(yīng)用，利用直流對(duì)直流轉(zhuǎn)換器115A以實(shí)現(xiàn)第二功率輸出電路115可改善功率傳遞路徑的效率且同時(shí)降低電路成本。另外，為了輸出