[发明专利]电源管理电路和方法

说明书

技术领域

本发明总的说来涉及电源管理电路和方法，更具体来说，涉及 一种用于管理电子设备中的工作和功耗的电路和方法。

背景技术

由于要求电池更换或充电之间有更长的间隔，在例如手提电 脑、个人数字助理(PDA)、平板电脑、手机和无线电脑外围设备 等的便携式电子设备中的电源管理变得越来越重要。举例来说，例 如计算机鼠标或者跟踪球装置的无线光标控制(指示)设备中包括 电池电源，并提供了无线数据连接，例如红外或RF发送/接收器对。 若没有有效的电源管理，这种无线设备的持续工作将迅速耗尽设备 中有限的电池电量。很多电子设备通常都处于通电状态，以备随时 使用，但在很长的时间段内所处的却是空闲状态。这提供了通过使 用节电模式来降低电池电量消耗的机会。有效的电源管理能够在电 池更换或充电之间，在很大程度上增加电池电量的寿命。

运动感测提供了一种在电源管理中对设备(例如，无线鼠标) 的使用进行检测的方法。运动感测可通过跟踪球和相关联的编码轮 或光学跟踪来实现。响应于感测到鼠标正在移动，电源系统进入数 据传送和处理的工作模式。如果鼠标在一定时间(例如，5秒)内 没有移动，电源管理系统就进入能耗和信号处理速度降低的省电模 式。在经过较长时间间隔(例如，10秒)后，鼠标仍然没有移动， 则电源管理可进入更低功耗的休眠状态。在休眠状态中，鼠标内的 信号处理电路处于功耗最小的睡眠状态。当检测到鼠标移动时，电 源管理系统进入工作状态，并唤醒信号处理电路。如果鼠标在很长 时间内(例如，20秒)都没有移动，那么电源管理系统关闭信号处 理电路，进入关机状态。在关机状态中，电源管理系统中只有运动 感测电路有效并消耗电能。

电容感测提供了检测鼠标使用的另一种方法。例如，美国专利 第6,661,410号披露了一种电容感测式电源管理系统，它包括与基 准电压源相连的勺形电容器(scoop capacitor)和桶形电容器(bucket capacitor)。当操作者用他/她的手或其他身体部位触碰鼠标时，操 作员将变成勺形电容器的另一极板。电源管理系统有选择地对勺形 电容器和桶形电容器充电。两个电容器之间的电荷转移在与勺形电 容器的电容相关联的情况下改变了桶形电容器上的电荷。然后将桶 形电容器上的电荷与一阈值比较，以确定操作员是否正在触碰鼠 标。像运动感测式电源管理系统一样，电容感测式电源管理系统通 常也具有多种状态，例如，工作状态、省电状态、休眠状态、关机 状态。

在关机状态期间，运动感测或电容感测电路是设备中唯一工作 的电路。对于在大部分时间都处于空闲状态的设备(例如，无线鼠 标)来说，感测电路的功耗对于设备的功率效率至关重要。现有技 术中的运动感测和电容感测电路通常具有大约100微安的无功电 流。此外，现有技术中的运动感测和电容感测通常比希望的慢。对 工作和关机模式之外的省电模式和休眠模式进行编程实现了功率 节省和快速响应速度的兼容。在省电模式或休眠模式中，信号处理 电路并没有完全切断。因此，设备在省电或休眠模式中对于人的指 令的响应速度比关机模式快。

因此，希望实现具有简单可靠的电源管理电路的设备和用于有 效地管理设备的功耗的方法。希望设备的无功功耗较小。还希望电 源管理电路在将设备从空闲状态变为工作状态时具有短的响应时 间。进一步希望当设备没有使用时能够立即进入高效率的空闲状 态。

附图说明

图1示出了具有根据本发明的电源管理电路的设备的框图；

图2示出了根据本发明的电源管理电路的示意图；以及

图3示意性示出了设备的一部分，并示出了根据本发明的电源 管理电路中的感应电容器的形成。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的各个实施例，在附图中，相似结构 或功能的元件在整个附图中用相同的附图标号表示。应该注意的 是，这些附图仅仅是为了方便描述本发明的优选实施例。它们不是 为了穷尽地描述本发明或限定本发明的范围。此外，附图不一定按 比例绘成。