[发明专利]混合动力电池充电器控制设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池充电的控制，其中可以响应于电流的高负载需求从充电适配器和电池抽取电流。

背景技术

通常是锂离子电池的可充电电池在消费者电子装置尤其是便携计算机和移动装置中广泛使用。尽管可以与此类电池一起使用的装置的示例是多种的，但一些近来示例包括具有需要操作功率的CPU和存储器的智能电话、笔记本计算机、平板计算机和上网本计算装置等。当装置不由电池供电时，适配器普遍用来向电池与其关联的装置供电。同时，适配器向装置中的充电电路供电从而为电池充电。在此类充电电路中，同步切换降压变换器经常用来控制到电池的充电电流，同时向负载提供基本恒定的电压。

传统上，当由CPU和系统负载需求的功率增加从而达到适配器功率限制时，充电电流可以降低到零，由此向对系统供电给予比为电池充电更高的优先权。然而，在某些状况下，如果CPU功率需求大于可以由适配器满足的功率需求，那么该适配器可能毁坏。此类状况的示例是系统冷却并且应用程序处理和加速数据流需要的CPU功率比适配器可以供应的功率大得多的时候。

在过去，已发展对该问题的若干解决方案。例如，一种解决方案停用CPU高电流模式。然而这降低系统性能。另一解决方案使用带有增加的电流容量的适配器。然而这增加适配器成本。而另一解决方案降低系统总线电压。然而这不是广泛采纳的电池充电器解决方案，并且不适合高功率系统。仍另一解决方案是添加另外的升压变换器并且包括升压控制器。然而这需要至少一个功率MOSFET、二极管和其他电路组件。然而该解决方案的成本高并且需要更多空间。

因此，为解决在高速操作CPU的问题从而改善系统性能同时不毁坏适配器，当要求高功率时已建议使用电池和适配器同时向系统供电。其中这已完成的一种方式已在充电电路中使用升压变换器从而转换电池功率以便向系统输送。充电器可以在电池充电期间在同步降压模式中操作，并且当需要到CPU和系统的另外功率时在升压模式中操作。该类型的充电电路在此称为“混合动力电池充电器”。

发明内容

上面的问题由使用电池充电器作为升压变换器从而将电池电压升压到适配器电压的系统和方法，以及用于在降压充电模式和升压供电模式之间实现平滑模式转换并实现最优化效率的控制方法来解决。

在此描述的已提出的示例系统和方法将现有电池充电器配置与允许充电器在混合模式中操作的控制方法一起使用，其中充电器在电池充电期间在降压模式中操作，并且在电池放电期间在升压模式中操作从而向系统供应另外的功率。另外，系统不需要增加适配器电流容量，由此避免适配器的另外成本。其用最小空间需求实现高功率转换效率、低的总系统成本。

因此，根据可连接从而从适配器接收电力并向负载供电/提供功率（power）的供电系统的一个示例实施例，提供可充电电池、降压模式电路和升压模式电路。提供切换电路用于在降压模式电路和升压模式电路之间切换以便向负载供电。如果负载需要的功率达到与适配器过载状况相关的第一预定电平第一预定时间，那么切换电路将所述降压模式电路从负载断开，并将可充电电池和升压模式电路连接到所述负载。第一预定电平可以由负载建立的动态功率管理水平的电流的第一预定百分比建立，该动态功率管理水平可以和在可以由适配器提供的功率电平以下的功率电平相关。

根据可连接到负载的供电系统的另一实施例，提供具有可充电电池、充电电路和可连接从而从电源接收电力的适配器的供电系统。充电电路包括降压模式电路以便在正常操作模式中向负载选择性供电，并且包括升压模式电路以便在适配器过载操作模式中向负载选择性供电。提供切换电路以便在降压模式电路和升压模式电路之间切换。如果负载需要的功率达到适配器过载状况，那么充电电路关闭并等待预定时间。在预定时间之后，充电电路检查从而确定适配器过载状况是否仍存在，并且如果适配器过载状况仍存在，那么充电电路从降压模式电路改变到升压模式电路，并将电池连接到负载从而向负载提供另外功率。确定适配器是否仍在过载状况的检查可以基于例如系统电流。

根据用于操作具有可充电电池、降压模式电路和升压模式电路的充电器电路的方法的实施例，降压模式电路被操作从而在正常操作模式中向负载供电。感测充电器电路的输入电流。如果输入电流超过由负载建立的动态功率管理水平的第一预定百分比的电流，那么充电器电路被关闭第一预定时间。如果在第一预定时间之后输入电流继续超过由负载建立的动态功率管理水平的第一预定百分比的电流，那么起动升压模式电路并且可充电电池被连接从而向负载供电。

附图说明