[发明专利]对具有输出等效串联电阻的任何电源的自适应电流限制

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年9月10提交的美国临时专利申请 No.60/971,184的权益。

技术领域

本发明涉及电池供电系统中的电池负载管理的领域。

背景技术

在许多电池供电的设备中，存在许多需要功率的子系统。通常， 如果有必要的话，至少其中一个子系统可以以减小的功率操作。这样 的设备包括：具有使用Xenon或LED闪光元件的照相机闪光灯的设备 (包括蜂窝电话)；以及TDMA传输系统，其中为电容器充电以在TDMA 传输脉冲串期间提供功率放大器功率。

采用具有照相机闪光灯的设备，期望尽可能快地为闪光电容器充 电。然而，在高负载电流期间，系统电压将会由于电池的内部ESR(等 效串联电阻)以及电池和负载之间的任何串联阻抗而暂时下降。对于 需要最小的电压以稳定操作的装置来说，需要计算系统(电池加上串 联阻抗)的ESR，以便在不使系统电压下降到低于稳定操作的阈值的情 况下估计可以从电池汲取的最大电流。

如果不能完成上述情况，则两种场景是可能的：

1、系统切断电压(即系统停止操作并且使供电下降的预定电压) 将必须被设置成不自然地高，以提供高于电池不再可靠操作的点的充 足界限。结果是减小操作时间。

2、在蜂窝电话中，高电流峰值导致不稳定的行为，或者有可能甚 至导致电话关机，即使电池有充足的剩余容量。

对于前述的原因，期望在有必要的时候将闪光电容器充电系统的 电池耗用电流限制成低于标称设计值，以便为其它子系统的操作维持 需要的电池电压，因此延长了电池的使用寿命，或者延长了可再充电 电池的充电之间的时间。

在现有技术中，添加了附加的硬件和软件。所添加的硬件是高精 度高速ADC。在该系统的最初加载期间，利用ADC来测量电池的电压降， 并且使用软件来计算电池ESR，据此确定电池能够支持的最大负载。

附图说明

图1说明由于电池的系统ESR(等效串联电阻)和线路阻抗而引起 的系统电压降。

图2说明使用ESR计算来保证在闪光/电影(FLASH/MOVIE)事件 正常情况结束时的最小系统电压。

图3说明在闪光/电影(FLASH/MOVIE)事件开始时使用ESR计算 来保证在闪光/电影(FLASH/MOVIE)事件结束时的最小系统电压，并 且在闪光/电影(FLASH/MOVIE)事件期间有附加负载事件。

图4说明使用ESR计算来保证在闪光/电影(FLASH/MOVIE)事件 结束时的最小系统电压并且在闪光/电影(FLASH/MOVIE)事件期间有 负载释放。

图5说明具有用于调整电池操作的系统中的FLASH电流的 MAXFLASH的闪光驱动器的使用，所述电池操作的系统具有可选的降压/ 升压(buck/boost)开关式调节器。

图6是说明MAXFLASH功能的优选实施方式的框图。

图7说明在闪光/电影(FLASH/MOVIE)事件期间利用增加的系统 负载的MAXFLASH功能操作。

图8说明在闪光/电影(FLASH/MOVIE)事件期间利用减小的系统 负载的MAXFLASH功能操作。

具体实施方式

对于电池应用来说，本发明在没有必须首先计算系统等效串联电 阻(ESR)的情况下允许利用升压转换器的最大输出电流。如之前所提 到的那样，这在诸如下述的应用中是有用的：

1、使用氙气或LED闪光元件的照相机闪光灯。

2、TDMA(时分多址接入)传输系统，在该系统中为电容器充电以 在TDMA传输脉冲串期间提供功率放大器功率。

此处被称为MAXFLASH的示例性方法消除了在电池供电的装置中在 闪光/电影(FLASH/MOVIE)事件期间测量电池ESR的需要。

图1示出由于系统ESR引起的电压降。对于诸如照相机闪光灯或 电影灯光(也被称为电筒光)之类的应用，应该测量系统ESR以便计 算由闪光灯消耗的最大电流，以便确保在闪光结束时，系统电压不会 下降到低于用于剩余系统的最小需求系统电压(切断电压)。