[发明专利]用于最小输出电压电池充电器的方法和系统

说明书

背景技术

技术领域

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1（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/或描述的本发明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1（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；

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。