一种用于包含电池和电池充电器的便携式装置的设备和方法。在该便携式装置中，有多个系统部件，所述多个系统部件被配置用于促进该便携式装置被设计执行的多个功能。该便携式装置中的电池被配置用于在无外部输入电源时向所述多个系统部件提供内部电源。电池充电器被配置用于在外部输入电源可用时对电池充电。本文公开的电池充电器在正在充电的电池电压低于极限值时，能够将系统功率供给到系统部件，由此允许该便携式装置在电池电压降到极限值之下时运作。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本教导涉及用于电池的方法和系统。更具体地，本教导涉及用于电池充电器和包含有电池充电器的系统的方法和系统。技术背景讨论随着电子学的发展，便携式装置已经无处不在。如通常已知的，这样的便携式装置通常依赖于电池供电来操作。在延长电池的使用时间上，已经做出了许多努力。便携式装置的用户普遍遇到的一个现象是，当电池电压低于最低可用系统水平时，即使当装置连接 到外部电源时，装置的“即时启动”功能也不可能。在这样的情形中，在装置对输入功率表现出任何响应之前，装置的用户必须等待电池充电至最小电池电压。这带来了极大的不便和低效。图I (现有技术)描绘了对电池160充电的常规电池充电器100。常规电池充电器100包括工作周期(duty cycle)发生器130、输入电流极限控制系统110、步降开关调节器120、恒定充电电流放大器140和恒定电池电压放大器150。在该充电器中，工作周期发生器130由输入电流极限控制系统110、恒定充电电流放大器140和恒定电池电压放大器150控制。充电器100的工作周期控制步降开关调节器120，步降开关调节器120随后控制供给便携式装置的系统功率。充电器100的工作周期基于来自多个源的反馈信息被动态调节。例如，恒定充电电流放大器140测量流过电池160的电流并试图控制工作周期从而使流过电池160的电流保持恒定。另外，恒定电池电压放大器150测量电池160的电压并用该信息控制工作周期， 使得电池电压保持恒定。此外，输入电流极限控制系统110测量输入电流并且使用该信息自动地控制工作周期发生器130产生的工作周期。术语“下甲板(lower deck) ”指当电池被深度放电时，电池充电器在其输出端产生的最小电压。在这个图示的电池充电器中，当电池电压低于下甲板时，将不会有系统功率供给到便携式装置，因为全部功率被电池充电器100引导到电池。因此，存在上述关于现有技术的电池充电器方案的问题。附图简述本文要求的和/或描述的本专利技术根据示例性实施方式被进一步描述。这些示例性实施方式参考附图进行详细描述。这些实施方式是非限定性的示例性实施方式，其中遍及附图的若干视图中，同样的附图标记表示类似的结构，其中图I (现有技术)图示了常规电池充电器的系统图；图2描绘了根据本教导的实施方式的包括电池和电池充电器的示例性系统图；图3描绘了根据本教导的实施方式的输入电流极限控制系统的示例性电路；图4描绘了根据本教导的实施方式的步降开关调节器的示例性电路；图5描绘了根据本教导的实施方式的恒定充电电流放大器的示例性电路；图6描绘了根据本教导的实施方式的恒定电池电压放大器的示例性电路；图7描绘了根据本教导的实施方式下甲板系统的示例性电路；图8描绘了根据本教导的实施方式的理想二极管放大器的示例性电路；图9描绘了根据本教导的示例性实施方式的电池充电器的示例性实现；附图说明图10示出了一种根据本教导的实施方式的便携式装置，该便携式装置包含电池充电器，该电池充电器能够允许该便携式装置在电池电压降至下甲板下时运行。具体实施例方式在便携式装置中，当用户对产品应用外部电源时，在外部电源可用以对低于最小可用系统水平的电池充电时，维持最小系统电压使得能够进行“即时启动”操作。同时，在系统负载超过程控的输入功率极限值时，提供从电池到系统负载的理想二极管功能，也有利于系统。本教导涉及即使当电池电压低于电池充电器的最小输出电压时提供该电池充电器的最小输出电压以供电给系统负载的方法和系统。本教导还涉及当便携式装置的输入功率受限时，能够牺牲电池的充电电流从而能够优先保证系统负载功率的方法和系统。本教导进一步涉及方法和系统，其中当系统负载超过可用功率时，电池充电电流被减小至零，并且随后功率可从电池拉至支持系统负载。即，当发生该情形时，输出电压不再保持在最小所需系统水平，而是保持在电池水平或低于该电池水平。在本公开中，术语“下甲板”是指当电池被深度放电时电池充电器在其输出端产生的最小电压。另外，术语“输入功率极限”和“输入电流极限”将可互换使用。此外，由于对于固定输入电压，输入功率是恒定的，则仅调节输入电流等效于调节输入功率。图2是根据本教导的一个实施方式的电池充电器的示例性实现200的框图。在图2中，电池充电器200被用以对电池260充电。电池充电器200包括控制步降开关调节器220的工作周期发生器230 ;控制工作周期发生器230的各种子电路，包括输入电流极限控制系统210、恒定充电电流放大器240、恒定电池电压放大器250和下甲板系统270，以及用以在不同情形中控制电池和系统负载之间的功率分配的理想二极管放大器280。如能够看到的，在该示例性实现200中，工作周期发生器230连接到步降开关调节器220功率输出。由工作周期发生器230产生的工作周期基于不同条件而受到控制。如图2中所示，工作周期发生器230由输入电流极限控制系统210根据在电池充电器200的输入处测量的输入电流、恒定充电电流放大器240基于测量的流过充电器到达电池的电流以及恒定电池电压放大器250基于在电池260上测量的电压来控制。通常，流入电池用于再次充电的充电电流保持恒定，并且这由恒定充电电流放大器240实现。另外，还确保在电池260处测量的电池电压处于某一水平，并且这由恒定电池电压放大器250实现。如本文讨论的，根据本教导，流到电池用于再次充电的电流和在电池处测量的电压可依据情况变化。下甲板系统270监测系统负载和电池260的充电情况，并且控制在系统功率和供给电池用于再次充电的功率之间的功率分配。例如，当电池电压低于下甲板并且系统负载需要功率时，下甲板系统270被设计成将电池从系统功率去耦，使得足够量的功率被传送到便携式装置以允许该装置连续运作。理想二极管放大器280用以在某些情况下将系统功、率与电池重新耦合。这将稍后详细说明。图3至图8描绘了根据本教导的实施方式的、图2中所示的不同系统部件的示例性实现。在公开那些系统部件的示例性实施方式后，将详细讨论电路的功能。图3描绘了输入电流极限控制系统210的示例性电路。如本文公开的，输入电流极限控制系统210连接到工作周期发生器230和步降开关调节器220两者。如图3中所示，输入电流极限控制系统210包括两个电阻器Rl 310和R2 330、电流感测放大器320和参考电压350、以及放大器Al 340。这些部件的连接如图3中所示。放大器Al 340的输出端连接到工作周期发生器230。电阻器Rl的一个端子连接到输入功率并且Rl的另一个端子连接到步降开关调节器220。图4描绘了根据本教导的实施方式的步降开关调节器的示例性实现。该示例性步降开关调节器220包括，连接如图4所示的PMOS晶体管410和NMOS晶体管420、连接晶体管420的源极和漏极的二极管430以及包括电感器LI 450和电容器Cl 460的子电路440。 PMOS晶体管用作电源开关。NMOS晶体管420用作同步整流器。在一些实施方式中，子电路440可以分别地在电感器LI和电容器Cl外。步降开关调节器连接在输入功率VIN到输出功率VOUT之间。两个晶体管410和420的栅极连接到工作周期发生器230。晶体管410的源极连接到输入电流极限控制系统210。晶体管4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】...
【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬·里奥·马丁，大卫·贾斯汀·西蒙斯，
申请(专利权)人：凌力尔特有限公司，
类型：发明
国别省市：
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