用于控制便携式电子设备中的电池充电电流的DC-DC变换器制造技术

提供了一种用于控制提供给便携式设备中的可再充电电池的充电电流的DC-DC变换器。所述控制防止充电电流超过供电USB连接所允许的最大值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的目的是用于控制提供给便携式设备中的电池的充电电流的DC-DC变换器，特别是降压器型的DC-DC变换器(即，降压变换器或降压型变换器)，更具体而言，涉及使用USB(通用串行总线)接口用于由电池供电的上述便携式设备与其它设备的互连。
技术介绍
在过去的几年中，由电池供电的便携式电子设备如移动电话、数码相机、数码摄像机、掌上设备(个人数字助理PDA)在用户中已越来越普及。USB接口作为个人电脑(PC)与其它外围设备如打印机、键盘、指向设备、存储卡读取器和大容量存储配件(笔式驱动器)的连接装置所取得的成功已引导消费电子设备制造商也提供具有这种USB接口的便携式设备。实际上，由于便携式设备中多媒体功能和应用数目的增长，且该增长决定了电流消耗高，因此需要对这些设备的电池频繁再充电。USB连接保证利用其它便携式设备快速进行这样的再充电。但是，在通过USB连接对便携式设备电池进行再充电时存在的问题在于难以有效控制从外部通过USB连接器提供给该电池的供电电流以防止该电流超过USB连接自身所允许的最大值。为了克服这样的缺陷，已知方案采用DC-DC变换器，该DC-DC变换器具有与USB连接器连接的输入端子，且设有与该输入端子关联的电流检测装置。基于由上述检测装置提供的信息，变换器能够控制与通过USB连接器提供给便携式设备的外部电源电流的预设值的差异。与变换器的输出端子关联的类似检测装置也允许控制提供给要进行再充电的电池的充电电流的变化。但是，已知类型的此等DC-DC变换器包括多个离散的电路部件，这些电路部件往往使其太庞大且不适合应用于便携式设备，而在这些便携式设备中，存在不同部件趋于小型化和集成化的趋势，以降低其实现成本。此外，这样的DC-DC变换器的运行意味着功耗高，这在很多应用中不可接受。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于控制从外部通过便携式电子设备中的USB连接器提供给电池的电源电流的DC-DC变换器，特别是降压器型的DC-DC变换器(S卩，降压变换器)，其可代替已知类型的变换器并且允许至少部分克服上述缺陷。该目的通过根据权利要求1所述的电子DC-DC变换器实现。从属权利要求2-11限定了该变换器的优选实施例。此外，本专利技术的目的还在于包括如权利要求12所限定的用于控制电池充电电流的DC-DC变换器的便携式电子设备。附图说明根据下文中参照附图通过象征性的非限制性示例给出的关于优选示例性实施例的说明，可得出上述电子变换器的其它特种和优点，在附图中图1示意性示出由电池供电的便携式电子设备；图2示意性示出用于控制图1所示设备的电池充电电流的电子DC-DC变换器；图3具体示出图2所示电子变换器中包括的电子部件的框图结构；图4A、图4B和图4C分别例如示出连续传导模式下与图2所示电子变换器相关的充电电流、输入电流和占空比信号相对于时间的波形；图4D例如示出连续传导模式下与图3所示部件单元相关的电压信号相对于时间的波形；图4E示出图4A所示波形的两个相继周期的细节；图5A和图5B分别例如示出不连续传导模式下与图2所示电子变换器相关的充电电流和占空比信号相对于时间的波形；图5C例如示出不连续传导模式下与图3所示部件单元相关的电压信号相对于时间的波形；图5D示出图5A所示波形的两个相继周期的细节。 具体实施例方式图1示意性示出优选为便携式类型的电子设备100，该电子设备100包括根据本专利技术一实施例的DC-DC变换器200。图1中所示电子设备100例如为移动电话，但是根据本专利技术的其它实施例，这样的设备100可能为掌上设备(个人数字助理，即PDA)、便携式MP3文件播放器、数码相机、数码摄像机、便携式电脑(例如笔记本电脑和上网本)。移动电话100包括与可再充电电池101连接以接收适当电源电流的多个电子部件。这在图1中通过虚线示意性表示。此外，如上述图1所示，所述DC-DC变换器200与电池101电连接。更具体而言，移动电话100包括天线10、与该天线10连接的收发器单元20 (Tx/ Rx)、以及与收发器单元20连接的射频单元30 (AV-CIRC)。扬声器40和麦克风90与该电话 100的音频单元30连接。此外，移动电话100设有用于控制该设备的各种电话和多媒体功能、特别是用于基于系统存储器80 (MEM)中所存储的控制程序控制收发器单元20和音频单元30的功能的中央处理单元(CPU)60，该系统存储器80与CPU 60连接。此外，移动电话 100设有具有屏幕71的显示器70(例如液晶显示器DSPY)以及用户接口 50如字母数字键盘(K-出。参照图2，标号200表示用于控制便携式设备中的电池、例如上述移动电话100的电池101的充电电流的新的电子DC-DC变换器的示例性实施例。这样的电子变换器200例如为降压变换器。降压DC-DC变换器200连接在要进行再充电的电池101与连接至外部电源电压源 Vin的连接器201之间，该连接器201优选为USB(通用串行总线)类型。特别地，变换器 200包括与电源Vin连接以从便携式设备100外部接收电源电流Iin的电输入端子1。例如，这样的外部电源电压Vin可由例如为笔记本电脑或膝上电脑类型的外部计算机提供，或者由可通过USB连接与该便携式设备100连接的任何设备提供。参照图2，降压型DC-DC变换器200还包括电输出端子2，该电输出端2通过彼此串联连接的线圈203和感测电阻器204与要进行再充电的电池101连接。应当注意，该线圈 203和感测电阻器204为离散的电路部件，也就是说，它们并不集成在半导体材料芯片上。另外，变换器200包括受控选择器202，该受控选择器202包括受电路控制块DV控制的第一开关Sl和第二开关S2。这样的受控选择器进行操作以将输入端子1与输出端子2 选择性连接/断开，也就是说，将待再充电电池101与外部电源电压Vin选择性连接/断开。 优选地，第一开关Sl和第二开关S2为PMOS晶体管和NMOS晶体管，以推拉式(pull-push) 操作以使得不会同时均失效，即断路。更具体而言，受控选择器202被构造成使得所述第一开关Sl和第二开关S2均有效，即短路，外部电源电压Vin与参考电势(例如，地电势GND)短路，从而将电池101隔离。 反之，在这些开关中仅第一开关Sl短路的情况下，电池101通过线圈203和感测电阻器204 与外部电源电压Vin连接。应当注意，感测电阻器204用于检测线圈203内流过的充电电流Iqut的值。这样的充电电流Iqut用于对电池101再充电。优选地，感测电阻器204包括大小为约IOOmΩ的离散的电阻器204。感测电阻器204两端的电压VR与充电电流Iqut的平均值成比例，并且代表待处理并依靠DC-DC变换器200的反馈支路发送以驱动电路控制块DV的反馈电压信号。特别而言，DC-DC变换器200的反馈支路包括用于从反馈信号VR生成控制信号S 的反馈模块300。这样的控制信号S被发送至控制块DV以控制第一开关Sl和第二开关S2。 优选地，反馈模块300整体而言包括集成电路。图4Α例如示出连续传导模式下降压型DC-DC变换器200的线圈203中存在的电流相对于时间的波形(实线曲线)。该线圈203的电流与电池101的充电电流Iqut—本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.05.11 IT MI2009A0007901.一种用于控制提供给电子设备(100)中的待再充电电池(101)的电源电流(Iin)的 DC-DC变换器(200)，包括-用于从所述电子设备的外部接收所述电源电流(Iin)的电输入端子(1)；-通过串联连接的线圈(203)和感测电阻器(204)与所述电池(101)连接的电输出端子⑵；-可控选择器002)，用于在第一时段(ON)期间将所述输入端子(1)与所述输出端子 (2)连接以将所述电源电流(Iin)传送给所述电池(101)，以及在后继的第二时段(OFF)期间将所述输入端子与参考电势(GND)连接；-反馈电子模块(300)，用于根据所述感测电阻器(204)处的反馈信号(VR)生成用于所述选择器(202)的控制信号(S)，该反馈信号(VR)指示电池(101)的充电电流(Iout)的变化；所述反馈模块(300)的特征在于包括用于在输入端子接收所述反馈信号(VR)的电子块005)，所述电子块包括所述反馈信号(VR)的相应的处理装置(301、303、302、304、306) 以获得关于所述电源电流(Iin)的变化的信息，选择器(202)的所述控制信号(S)响应于所述电源电流(Iin)的增加或降低而降低或增加所述输入端子(1)与所述输出端子( 之间的所述第一连接时段(ON)的持续时间。2.根据权利要求1所述的DC-DC变换器000)，其中，所述反馈信号(VR)为电压信号，且所述处理装置包括另一变换器(301)、另一可控选择器(303)、滤波器(302)、积分器 (304)和运算放大器(306)。3.根据权利要求2所述的DC-DC变换器000)，其中，所述另一可控选择器(30 包括第一受控开关(S3)和第二受控开关(S4)，用于将所述另一变换器(301)的输出端子(A)与所述滤波器(302)的输入端子(B)连接或断开。4.根据权利要求3所述的DC-DC变换器000)，其中，所述另一选择器(30 被构造用于在仅有所述第一受控开关(S； )短路的第一激活时段期间将所述另一变换器(301)的输出端子(A)与所述滤波器(302)的输入端子(B)直接连接，以及在仅有所述第二受控开关 (S4)短路的第二激活时段期间将所述滤波器(302)的输入端子(B)与参考电势(GND)连接。5.根据权利要求4所述的DC-DC变换器000)，其中，所述另一变换...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱塞佩·普拉塔尼亚，文森佐·波利西，派翠吉雅·米拉佐，
申请(专利权)人：意法爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：