TW202010214A - 用於在電池充電器應用中提供反向升壓模式的系統和方法 - Google Patents
用於在電池充電器應用中提供反向升壓模式的系統和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202010214A TW202010214A TW108129786A TW108129786A TW202010214A TW 202010214 A TW202010214 A TW 202010214A TW 108129786 A TW108129786 A TW 108129786A TW 108129786 A TW108129786 A TW 108129786A TW 202010214 A TW202010214 A TW 202010214A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- battery
- mode
- battery charger
- load
- charger
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
- H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
- G06F1/263—Arrangements for using multiple switchable power supplies, e.g. battery and AC
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
- G06F1/28—Supervision thereof, e.g. detecting power-supply failure by out of limits supervision
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
- G06F1/30—Means for acting in the event of power-supply failure or interruption, e.g. power-supply fluctuations
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/0071—Regulation of charging or discharging current or voltage with a programmable schedule
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J2207/40—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries adapted for charging from various sources, e.g. AC, DC or multivoltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0025—Sequential battery discharge in systems with a plurality of batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0045—Converters combining the concepts of switch-mode regulation and linear regulation, e.g. linear pre-regulator to switching converter, linear and switching converter in parallel, same converter or same transistor operating either in linear or switching mode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本實施例涉及用於在具有某些系統負載要求、電池配置以及外部設備電源支援的計算系統中操作電池充電器的方法和裝置。根據一些態樣,本實施例提供了用於在電池充電器正從電池提供系統功率時(諸如在未連接適配器時)提供反向升壓操作模式的方法和裝置。根據實施例的反向升壓操作模式提供經調節的輸出電壓,從而即使在電池已經放電至低於臨限值放電位準時,亦允許諸如CPU的負載以最大效能操作。
Description
本實施例總體涉及行動和計算設備,更具體地涉及用於此種設備的電池充電器應用,該電池充電器應用在僅電池模式期間管理和/或推遲系統關機條件,以便優化系統效能。
電池充電器(特別是用於行動計算裝置的電池充電器)負責執行或支援各種操作條件和應用。例如,諸如膝上型或筆記本電腦的傳統行動計算裝置包括用於功率適配器的***埠。當適配器***到該埠中時,電池充電器負責使用由行動計算裝置的製造商指定的適配器電壓對電池進行充電。同樣,當沒有適配器***到專用埠中時,電池充電器負責允許行動計算裝置使用在電池中存儲的能量操作,並且還在電池電量變得太低時,支援關機或接近關機條件。雖然一些傳統方法對於支援此種關機條件是可接受的,但另外的改進機會仍然存在。
在一個或多個實施例中,方法和裝置允許僅電池操作模式在電池放電至低於電池容量的臨限值位準時,從理想二極體模式轉變為反向升壓模式。除了其他態樣之外,這可以防止系統關機問題,並且延長最大CPU執行時段。
相
關
申
請
的交叉引用
本申請要求2018年8月21日提交的美國臨時專利申請No. 62/720,650的優先權,本文經由引用將該申請的內容整體併入。
現在將參照附圖詳細描述本實施例,附圖被提供為實施例的例證性實例,以便使得熟習此項技術者能夠實踐實施例和對熟習此項技術者顯而易見的另選方案。值得注意的是,下面的附圖和實例並不意指將本實施例的範圍限於單個實施例,而是其他實施例經由互換一些或所有所述或所圖示元件的方式是可以的。而且,在本實施例的某些元件可以使用已知元件來部分或完全實施的情況下,將僅描述對於理解本實施例所必需的此種已知元件的那些部分,並且將省略對此種已知元件的其他部分的詳細描述,以便不使本實施例模糊。如將對熟習此項技術者顯而易見的,被描述為以軟體實施的實施例不應限於此,而是可以包括以硬體、或軟體和硬體的組合實施的實施例,反之亦然,除非本文另外指定。在本說明書中,示出單個組件的實施例不應被認為是限制;相反,本公開旨在涵蓋包括多個相同元件的其他實施例,反之亦然,除非本文另外明確陳述。而且,申請人不打算將說明書或請求項中的任何術語歸於不常見或特殊的含義,除非如此明確闡述。進一步地,本實施例涵蓋本文中經由例證的方式提及的已知元件的目前和未來已知的等同物。
如上面闡述的,根據某些態樣,本實施例涉及用於在具有某些系統負載要求、電池配置以及外部設備電源支援的計算系統中操作電池充電器的方法和裝置。根據另外的態樣,本實施例提供了用於在電池充電器從電池提供系統功率時(諸如在未連接適配器時)提供反向升壓操作模式的方法和裝置。根據實施例的反向升壓操作模式提供經調節的輸出電壓,從而即使在電池已經放電至低於臨限值放電位準時,亦允許諸如CPU的負載以最大效能操作。
圖1是圖示了併入本實施例的實例系統100的態樣的框圖。系統100可以是諸如筆記本電腦(例如蘋果筆記本(Macbook)、超極本(Ultrabook)等)、膝上型電腦、平板電腦或平板電腦(iPad、Surface等)等的計算設備、充電寶、C型通用序列匯流排(USB-C)介面平臺、或使用具有對電源軌的靈敏性的電池的任何系統。在這些和其他實施例中,系統100包括負載116,該負載可以包括運行諸如Windows、Android或Apple iOS的傳統作業系統的CPU 124,並且可以是來自英特爾(Intel)、AMD或其他製造商的x86處理器以及由飛思卡爾(Freescale)、高通(Qualcomm)、DSP、GPU等製造的其他處理器。負載116還可以包括122,該核心調壓器用於從充電器102的輸出VSYS/VOUT向CPU 124供給經調節的電壓。應顯而易見的是,系統100可以包括未示出的許多其他元件,諸如固態和其他盤驅動器、記憶體、周邊設備、顯示器、使用者介面元件等。根據某些態樣,本實施例可以在其中找到特別有用的應用的系統100具有可能超過諸如USB-A的技術的功率限制(例如,超過60瓦特)的操作功率需要。然而,本實施例不限於在此種系統中的應用。
如圖所示,系統100包括電池104和電池充電器102。在實施例中,充電器102是降壓-升壓窄輸出電壓DC(NVDC)充電器(即,DC-DC轉換器)。根據某些一般性態樣,在系統100的正常操作期間,當功率適配器***到埠106中時,電池充電器102經組態以對電池104充電。優選地,除了對電池104充電之外,電池充電器102還適於將來自適配器的功率轉換成適合於供給給系統100的元件的電壓,該元件包括負載116(例如,在如本領域中已知的降壓模式、升壓模式或降壓-升壓模式中)。根據某些其他一般性態樣,當功率適配器未***到埠106中時,電池充電器102經組態以管理從電池104向負載116和/或連接到埠106的周邊設備的功率供給(例如,在如本領域中已知的降壓模式、升壓模式或降壓-升壓模式中)。下面將提供根據本實施例的電池充電器102的另外細節。
在筆記本電腦(例如,超極本)和系統100的其他實施例中,電池104可以是可充電的1S/2S/3S/4S(即,1單元、2單元、3單元或4單元堆)鋰離子(Li離子)電池。在這些和其他實施例中,埠106可以是USB埠,諸如C型USB(USB-C)埠或USB功率輸送(USB PD)埠。雖然在圖1中未示出,但還可以提供埠106與充電器102之間的開關,用於將來自連接到埠106的適配器的功率可控地耦合到充電器102,或者另選地向充電器102和/或埠106提供系統功率。此種開關還可以包括諸如背靠背FET的有源設備(未示出)或由其實施。
如進一步示出的,本實施例可以在其中找到有用應用的實例系統100包括嵌入式控制器(EC)112。如將從下面的描述變得更顯而易見的,EC 112包括用於控制充電器102的某些操作的功能,並且通常負責:管理系統100的功率配置(例如,取決於功率適配器是連接到還是不連接到埠106,如由耦合到埠106的埠控制器(未示出)偵測並報告的),從燃料計114接收電池104狀態,並且向充電器102和CPU 124(例如,經由系統管理匯流排(SMbus)或I2C介面)傳達電池電荷位準和其他操作控制資訊。
根據某些態樣,本申請人認識到困擾諸如圖1所示的電池充電器的傳統電池充電器、和/或併入調壓器或轉換器的適配器的各種問題。
例如,參照圖1,例如在適配器未***到埠106中時,充電器102可以被配置為在標準電池充電器應用中在“僅電池”模式中操作。在該時間期間,經由使得從電池104汲取電流(例如,使用如為熟習此項技術者所知的“理想二極體”模式),充電器102向VSYS/VOUT提供電池電壓。而且在該時間期間,燃料計114連續監測電池電壓,並向EC 112發送電池電荷資訊。
圖2提供圖示了在此種“僅電池”模式中的系統操作的兩個曲線圖。頂部曲線圖202圖示了作為時間的函數的電池電壓(由曲線222示出),而底部曲線圖204圖示了作為相同時間的函數的電池放電電流(由曲線224示出)。如可以看到的,電池放電電流(由曲線224示出)基於負載116的操作要求而隨著時間變化,但從不超過最大放電電流位準226(例如,如受CPU 124或核心VR 122限制)。同時,充電器102負責向輸出節點VOUT/VSYS提供來自電池104的功率(例如,使用為熟習此項技術者所知的“理想二極體”模式)。同時,在該傳統場景下,核心VR 122操作為從節點VOUT/VSYS向CPU 124提供經調節的電壓。
同時,參照圖1,由燃料計114連續監測由曲線222示出的電池電壓,並且該資訊被提供給EC 112。在一些實施方式中,基於用於實施電池102的電池單元的數量,EC 112確定電池102的最大和最小容量。例如,在兩單元(例如2S)電池情況下,最大電池電壓是2 x 4.2V = 8.4 V,並且最小電池電壓是2 x 3V=6V。在此種實例中,30%充電的電池電量稍高於6 V。
如在時間206處示出的,當電池向下放電至電池容量的大約30%(如由燃料計114監測的)時,該資訊被提供給EC 112並被傳達給CPU 124。此時,CPU 124必須將系統負載電流從最大位準226限制到降低的位準228,以防止即將來臨的系統關機。如圖2進一步所示,若在沒有來自適配器或別處的補充功率的情況下電池繼續放電,則在隨後的時間208處,電池電壓將達到電荷的最小位準(例如,在如上所述的2S實例中為大約5 V),此時,CPU 124和/或EC 112除了將系統關機(例如,經由上電復位(POR))之外將別無選擇。
根據某些態樣,本申請人認識到,在如上所述的時間206與時間208之間的時段期間,推遲或消除CPU 124的效能降低將是有利的。例如,在遊戲膝上型電腦和其他應用中,若CPU效能受限,那麼那些系統可能艱難地以低電池電量運行遊戲,這對於玩家/用戶來說是不可接受的。類似的問題對於網站內容開發者和/或視頻編輯者亦是適用的。而且,即使在時間206與時間208之間的時段期間,當在傳統“理想二極體”模式中操作時,負載116僅接收由曲線222指示的越來越低的電池電壓。因此,負載116易受“負載***”(例如,當除了CPU 124之外的另一設備連接到系統100時)或可能使得電池放電電流激增的其他事件的傷害。此種事件可能使得由負載116看到的系統電壓降至低於指定的最小電池電壓(例如,作為由理想二極體的增大的汲源電流和汲源電阻引起的電壓降的結果)。
根據這些和其他態樣,實施例經由以下方式來解決這些和其他問題:提供反向升壓模式(與傳統的“理想二極體”模式相反),以允許CPU 124繼續以全效能且利用經調節的電壓操作,即使在電池電量已經降至低於指定的電荷位準時。雖然根據實施例的反向升壓模式的操作可能使得必須比傳統方法更早地將系統完全關機,但該折衷在諸如上述情形的許多情形中是期望的。
圖3圖示了根據本實施例的反向升壓模式的實例態樣。與圖2類似,頂部曲線圖302圖示了作為時間的函數的電池電壓(由曲線322示出),而底部曲線圖304圖示了作為相同時間的函數的電池放電電流(由曲線324示出)。如可以看到的,電池放電電流(由曲線324示出)基於負載116的操作要求而隨著時間變化,但從不超過最大放電電流位準226(例如,如上所述,如受CPU 124或核心VR 122限制)。與圖2所示的傳統操作不同,如可以在圖3中看到的,當電池在時間306處被放電至低於電池容量的大約30%時,啟用根據實施例的反向升壓模式。因此,針對直到時間380為止的延長時段,在沒有任何CPU效能限制的情況下,並且利用經調節的電壓(如與僅有電池電壓相反),防止了系統關機,儘管以電池早於傳統方法放電至最小位準為代價,如由曲線322的段322-A指示的。
圖4是圖示了本實施例在使用積體電路402的電池充電器架構(諸如圖1所示的電池充電器架構)中的詳細實施方式的一個實例的示意框圖。雖然下面要更詳細描述的所圖示的實例充電器102是降壓充電器,但本實施例不限於該實例,並且可以包括其他類型的充電器,諸如降壓-升壓充電器。
這些實施例中的實例充電器102包括功率開關電晶體,功率開關電晶體包括場效應電晶體(FET)Q1,該電晶體使其汲極耦合到節點404,並且使其源極耦合到中間節點406。另一FET Q2使其汲極耦合到節點406,並且使其源極耦合到參考(例如GND)。充電器102包括耦合在節點406與節點412之間的電感器L1。如圖所示,輸出節點410向諸如CPU的系統負載416(未示出)提供系統電壓VSYS。
該實例中的充電器102還包括另一FET 414(例如BGATE),該FET使其源極耦合到節點410,並且使其汲極耦合到節點412。FET 414的閘極耦合到用於控制可充電電池104的充電和放電的IC 402。例如,當未連接功率適配器時,可以接通FET 414,以允許來自電池104的功率經由節點410被提供給系統負載。當連接功率適配器時,如為熟習此項技術者所知的,可以以線性方式控制FET 414,以控制可充電電池104的充電。
FET Q1、Q2和414被示出為使用N溝道MOSFET來實施,但預期其他類型的開關設備,諸如P溝道設備、其他類似形式(例如FET、MOS設備等)、雙極結型電晶體(BJT)等、絕緣閘雙極電晶體(IGBT)等、及其他。
如圖所示,根據本實施例的IC 402包括正常模式模組422和反向升壓模式模組424,這兩個模組分別在正常模式期間和在反向升壓模式期間經由到電晶體Q1、Q2和414的閘極的輸出連接,控制電晶體Q1、Q2和414的操作。為了容易圖示,單獨示出模組422和424,但它們可以包括公共電路,該公共電路包括還由用於由IC 202控制系統100的其他操作的模組共用的電路。另外且有關地,雖然本說明書將聚焦於IC 402在僅電池模式中(諸如當適配器未連接到埠106時)操作,但應顯而易見的是,IC 402可以包括用於在其他模式中(諸如當功率適配器連接到埠106且電池104正被充電時)操作的附加模組和/或功能。這裡,為了本實施例的清楚起見,將省略此種附加功能和/或電路的細節。
正常模式模組422在降壓模式中操作FET Q1、Q2和414,以將輸出電壓VSYS調節至用於穩定的系統匯流排電壓的窄DC範圍。模組422可以在從適配器、電池或兩者的組合提供系統功率時操作(例如,在僅電池104連接的情況下、在僅適配器連接到埠106的情況下、或兩者的組合)。因此,在實施例中,模組422經組態以在各種功率和負載條件下操作,諸如2單元、3單元或4單元Li離子電池的電池104配置、具有3.2 V至23.4 V的範圍的輸入電壓、以及具有2.4 V至18.304 V的範圍的系統輸出電壓VSYS。
更具體地,在僅電池模式中(例如,如由EC 112傳達到IC 402的),模組422初始操作為關斷FET Q1和Q2,接通BFET 414,以便實施傳統“理想二極體”模式,其中來自電池104的功率正被直接提供給節點410。可以使用各種已知技術來實施模組422,以執行該“理想二極體”模式操作(例如,將BFET 414保持在實質導通狀態),因此,這裡為了本發明的清楚起見,將省略其另外細節。在該模式期間,模組422不提供任何電壓調節,因此,向節點410提供來自電池104的電壓。然而,應顯而易見的是,經由從電池104汲取的電流乘以電阻R1和BFET 414的汲源電阻,該電壓減小。而且,如圖2和圖3所示,由於電池放電,該電池電壓將隨著時間降低。
然而,根據本實施例的態樣,當由IC 402接收“反向升壓使能”信號時(例如,從EC 112接收,如由燃料計114偵測的,當違反諸如30%最大電池電荷的預定義電池電荷位準時),停用正常模式模組422,並且啟動反向升壓模式模組424。在該模式期間,模組424關斷BFET 414(例如,將FET 414保持在關斷狀態),並且在反向升壓開關模式中操作FET Q1和Q2,以便經由輸出節點410向負載提供經調節的電壓。熟習此項技術者理解如何使用諸如Q1和Q2的開關電晶體以及諸如脈寬調變(PWM)信號的控制信號來實施升壓操作模式,以便提供經調節的輸出電壓,因此,這裡為了本發明的清楚起見,將省略其另外細節。
圖5是圖示了根據實施例的可以由充電器102(諸如圖4所示的充電器)實施的實例反向升壓模式方法的流程圖。
為了圖示,圖5在方框502中示出了充電器102在正常僅電池模式中操作。例如,這可能是回應於IC 402從EC 112(例如,經由I2C、系統管理匯流排等)接收適配器未連接到埠116的指示。在圖4的實例中,正常僅電池模式可以包括:正常模式模組422關斷FET Q1和Q2並接通BFET 414,以啟用“理想二極體”模式,以便向輸出節點410提供來自電池104的電壓。
方框504指示EC 112連續監測來自燃料計114的資訊。例如,在該方框中,EC 112比較來自燃料計114的資訊,以基於實施電池104的單元的數量,確定電池104是否已向下放電至預定位準(諸如最大電池電荷的30%)。
若EC 112確定已經達到臨限值放電位準,則在方框506中,EC 112可以經由用信號通知啟用反向升壓,來請求充電器102從正常僅電池模式轉變為反向升壓模式。EC 112可以通過經由系統管理匯流排向寄存器(例如,充電器102的一個或多個控制寄存器的一個或多個位)寫入某些值來這麼做。EC 112還可以執行某些操作來指導充電器102將VSYS調節至某些目標電壓(例如,經由系統管理匯流排)。在其他實施例中,充電器102獨立地確定目標電壓(例如,經由使用與適配器電壓位準有關的資訊)。
回應於在方框506中請求反向升壓模式的指示,在方框508中,開始充電器102的充電器102反向升壓模式操作。該方框包括停用正常模式模組422的操作以及啟用反向升壓模組424的操作。在該模式期間,模組424將FET 414關斷,並且在反向升壓開關模式中操作FET Q1和Q2,以便經由輸出節點410向負載提供與目標電壓對應的經調節的電壓。為了執行該電壓調節,模組424可以使用回饋電路(未示出)監測輸出節點410處的電壓,並且使用為熟習此項技術者所知的技術生成到Q1和Q2的PWM開關信號。
應注意,本實施例的反向升壓模式可以由消費者設置且忘記,因此,不需要監測並保護系統或電池的開銷處理。
雖然已經參照本實施例的優選實施例具體描述了本實施例,但應對普通熟習此項技術者容易顯而易見的是,可以在不脫離本公開的精神和範圍的情況下進行形式和細節的變更和修改。預期的是所附請求項涵蓋此種變更和修改。
100‧‧‧系統
102‧‧‧電池充電器
104‧‧‧電池
106‧‧‧埠
112‧‧‧嵌入式控制器(EC)
114‧‧‧燃料計
116‧‧‧負載
122‧‧‧核心VR
124‧‧‧CPU
202‧‧‧頂部曲線圖
204‧‧‧底部曲線圖
206‧‧‧時間
208‧‧‧時間
222‧‧‧曲線
224‧‧‧曲線
226‧‧‧最大放電電流位準
228‧‧‧降低的位準
302‧‧‧頂部曲線圖
304‧‧‧底部曲線圖
306‧‧‧時間
322‧‧‧曲線
322-A‧‧‧段
324‧‧‧曲線
402‧‧‧積體電路;IC
404‧‧‧節點
406‧‧‧節點
410‧‧‧輸出節點
412‧‧‧節點
414‧‧‧FET
422‧‧‧正常模式模組
424‧‧‧反向升壓模式模組
502‧‧‧方框
504‧‧‧方框
506‧‧‧方框
508‧‧‧方框
Q1‧‧‧場效應電晶體(FET)
Q2‧‧‧FET
VSYS‧‧‧系統電壓;輸出電壓
在結合附圖查閱具體實施例的以下描述時,本實施例的這些和其他態樣和特徵將對普通熟習此項技術者變得顯而易見,在附圖中:
圖1是圖示了本實施例可以在其中找到有用應用的實例設備或系統的框圖。
圖2是圖示了標準電池充電器應用中的一些問題的圖。
圖3是圖示了根據本實施例的反向升壓模式的實例態樣的圖。
圖4是圖示了本實施例在包括積體電路的電池充電器架構中的實例實施方式的示意圖。
圖5是圖示了根據實施例的實例方法的流程圖。
502‧‧‧方框
504‧‧‧方框
506‧‧‧方框
508‧‧‧方框
Claims (15)
- 一種用於在一電池正被用於供電給一負載時在一僅電池模式中操作一電池充電器的方法,該方法包括: 接收該僅電池模式的一第一指示; 回應於該第一指示,使得來自該電池的一電壓經由一單個開關電晶體被提供給該負載; 接收該電池已經放電至低於一臨限值位準的一第二指示;以及 回應於該第二指示,使用與該單個開關電晶體不同的至少一對開關電晶體,來使得一經調節的電壓從該電池被提供給該負載。
- 如請求項1之方法,其中使得該經調節的電壓被提供給該負載包括:在一反向升壓模式中操作所述該電池充電器。
- 如請求項2之方法,其中該反向升壓模式包括將該單個開關電晶體保持在一關斷狀態。
- 如請求項1之方法,其中使得來自該電池的該電壓被提供給該負載包括:在一理想二極體模式中操作所述該電池充電器。
- 如請求項4之方法,其中該理想模式包括將該單個開關電晶體保持在一導通狀態。
- 如請求項1之方法,其中接收該第一指示和該第二指示包括:接收來自一外部實體的信號。
- 如請求項6之方法,其中該外部實體包括一嵌入式控制器。
- 一種在一電池正被用於供電給一負載時具有一僅電池模式的電池充電器,該電池充電器包括: 一正常模式模組,該正常模式模組經組態以使得來自該電池的一電壓經由一單個開關電晶體被提供給該負載;以及 一反向升壓模組,該反向升壓模組經組態以回應於該電池已經放電至低於一臨限值位準的一指示,使用與該單個開關電晶體不同的至少一對開關電晶體,來使得一經調節的電壓從該電池被提供給該負載。
- 如請求項8之電池充電器,其中該反向升壓模組經組態以:經由在一反向升壓模式中操作所述該電池充電器來使得該經調節的電壓被提供給該負載。
- 如請求項9之電池充電器,其中該反向升壓模式包括將該單個開關電晶體保持在一關斷狀態。
- 如請求項9之電池充電器,其中該反向升壓模式包括使用脈寬調變控制信號來控制該等開關。
- 如請求項8之電池充電器,其中該正常模式模組經組態以:經由在一理想二極體模式中操作所述該電池充電器,來使得來自該電池的該電壓被提供給該負載。
- 如請求項12之電池充電器,其中該理想模式包括將該單個開關電晶體保持在一導通狀態。
- 如請求項8之電池充電器,其中該指示從一外部實體被接收。
- 如請求項14之電池充電器,其中該外部實體包括一嵌入式控制器。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201862720650P | 2018-08-21 | 2018-08-21 | |
US62/720,650 | 2018-08-21 | ||
US16/452,414 | 2019-06-25 | ||
US16/452,414 US11418048B2 (en) | 2018-08-21 | 2019-06-25 | System and method for providing reverse boost mode in battery charger application |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202010214A true TW202010214A (zh) | 2020-03-01 |
TWI827653B TWI827653B (zh) | 2024-01-01 |
Family
ID=69587342
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW108129786A TWI827653B (zh) | 2018-08-21 | 2019-08-21 | 用於在電池充電器應用中提供反向升壓模式的系統和方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11418048B2 (zh) |
CN (1) | CN110854943A (zh) |
TW (1) | TWI827653B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200395774A1 (en) * | 2019-06-17 | 2020-12-17 | Renesas Electronics America Inc. | Single inductor multiple output charger for multiple battery applications |
US11897346B2 (en) * | 2020-05-15 | 2024-02-13 | Hamilton Sundstrand Corporation | Electrical motor power control systems |
WO2022140053A1 (en) * | 2020-12-23 | 2022-06-30 | Medtronic, Inc. | Control logic to update battery capacity |
CN116054306B (zh) * | 2022-07-20 | 2023-12-12 | 荣耀终端有限公司 | 一种供电控制方法和电子设备 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US800117A (en) | 1903-05-05 | 1905-09-19 | Elihu Thomson | Electrical indicator. |
US6437549B1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-08-20 | Monolithic Power Systems, Inc. | Battery charger |
US7145317B1 (en) | 2004-12-13 | 2006-12-05 | Intersil Americas Inc. | Constant frequency duty cycle independent synthetic ripple regulator |
US7504816B2 (en) | 2005-09-28 | 2009-03-17 | Intersil Americas Inc. | Circuit for multiplexing digital and analog information via single pin of driver for switched MOSFETs of DC-DC converter |
US7518342B2 (en) * | 2005-10-28 | 2009-04-14 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus and method for effecting power distribution to a host system from a voltage source or a battery |
CN101202464A (zh) * | 2006-11-01 | 2008-06-18 | 美国凹凸微系有限公司 | 带有充电器/升压控制器的电源管理*** |
KR101187766B1 (ko) | 2008-08-08 | 2012-10-05 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 셀의 전압 변화 거동을 이용한 셀 밸런싱 장치 및 방법 |
US8587255B2 (en) | 2009-05-28 | 2013-11-19 | Deeya Energy, Inc. | Control system for a flow cell battery |
US20120139345A1 (en) | 2010-12-01 | 2012-06-07 | Texas Instruments Incorporated | Control method of hybrid power battery charger |
US9246348B2 (en) * | 2011-10-06 | 2016-01-26 | Intersil Americas Llc. | Battery charge modulator with boost capability |
US9077198B2 (en) | 2011-12-30 | 2015-07-07 | Thomas Szepesi | Battery charging method and circuit |
US9601936B2 (en) * | 2013-01-30 | 2017-03-21 | Qualcomm Incorporated | Battery charger reverse-boosting detection |
US10797490B2 (en) | 2014-03-26 | 2020-10-06 | Intersil Americas LLC | Battery charge system with transition control that protects adapter components when transitioning from battery mode to adapter mode |
US9853467B2 (en) | 2015-01-13 | 2017-12-26 | Intersil Americas LLC | Overcurrent protection in a battery charger |
US9715244B2 (en) | 2015-02-24 | 2017-07-25 | Intersil Americas LLC | System and method for determining adapter current limit |
US9479004B2 (en) * | 2015-03-13 | 2016-10-25 | Active-Semi, Inc. | Buck/boost circuit that charges and discharges multi-cell batteries of a power bank device |
US10637266B2 (en) * | 2015-06-01 | 2020-04-28 | Intersil Americas LLC | Regulator with high speed nonlinear compensation |
US10985644B1 (en) | 2016-06-25 | 2021-04-20 | Active-Semi, Inc. | Optimized gate driver for low voltage power loss protection system |
US11387667B2 (en) * | 2018-08-21 | 2022-07-12 | Renesas Electronics America Inc. | Combo buck boost battery charger architecture with reverse boost mode |
-
2019
- 2019-06-25 US US16/452,414 patent/US11418048B2/en active Active
- 2019-07-26 CN CN201910681706.1A patent/CN110854943A/zh active Pending
- 2019-08-21 TW TW108129786A patent/TWI827653B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200067335A1 (en) | 2020-02-27 |
US11418048B2 (en) | 2022-08-16 |
CN110854943A (zh) | 2020-02-28 |
TWI827653B (zh) | 2024-01-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI782173B (zh) | 用於升降壓電池充電器的自主適配器直通模式 | |
US11387667B2 (en) | Combo buck boost battery charger architecture with reverse boost mode | |
TWI827653B (zh) | 用於在電池充電器應用中提供反向升壓模式的系統和方法 | |
US20180076647A1 (en) | Hybrid power buck-boost charger | |
US20180102664A1 (en) | Battery Charging with Reused Inductor for Boost | |
US11677260B2 (en) | Managing power in a portable device comprising multiple batteries | |
US10228756B2 (en) | Voltage regulator having circuit to control super capacitor | |
US20130187468A1 (en) | Uninterruptible power supply control in distributed power architecture | |
US11955821B2 (en) | Managing power in a portable device comprising multiple batteries | |
US20180109134A1 (en) | Power monitoring for output voltage support | |
JP2015211541A (ja) | 充電回路、パワーマネージメント回路、およびそれを用いた電子機器 | |
US11251639B2 (en) | Adapter power add-up feature for multiport systems | |
US20220140621A1 (en) | Charging integrated circuit for charging battery device and electronic device including the same | |
TW202101852A (zh) | 用於雙電池應用之升降壓充電器 | |
JP2015527040A (ja) | 電圧レギュレータ | |
US9906053B2 (en) | Energy storage device and control method thereof | |
US8638067B2 (en) | Cold end switch battery management control method | |
TW202110027A (zh) | 具反向升壓模式之升降壓充電器結構 | |
TWI828923B (zh) | 多埠系統及控制其之方法 | |
US20200395774A1 (en) | Single inductor multiple output charger for multiple battery applications |