[发明专利]电池充电系统及控制其的控制器和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2014年3月26日提交的美国临时申请第61/970,607号的优先权，其全部内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及电池充电系统及控制该电池充电系统的控制器和方法。

背景技术

在典型的电池充电系统中，当交流(AC)电源不可用或没有连接时电池会提供系统负荷。AC到直流(DC)(AC/DC)适配器将AC电源转换为提供AC电源的DC电压电平。当系统插到AC/DC适配器时，电池充电系统将系统负荷从电池转换为AC/DC适配器的DC输出。电池充电系统可包括隔离装置，其防止多个电源如电池和AC/DC适配器之间的冲突，或者能够使它们合作。例如，控制隔离装置以当AC/DC适配器连接时将电源从电池转换为AC/DC适配器。

然而已经观察到，如果在转换为AC/DC适配器的更高的电压输出期间系统负荷高和/或电池电压低，则隔离装置受触发时可能会受到一个显著的电涌。在不同的条件下，功率压力可能超出隔离装置的额定功率，这可能会导致装置或其他部件的损坏或系统的故障。

一个可能的解决方案是通过用隔离装置控制适配器电流以降低功率压力。这个解决方案并不涵盖所有可能的不同操作条件，因此不能保证在各种情况下正确运行。另一个解决办法是增加隔离装置的额定功率。然而这后一解决方案限制隔离装置的选择和/或显著增加成本。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种电池充电系统，包括：适配器节点和系统节点；电池；第一隔离开关，连接在所述适配器节点和所述系统节点之间；第二隔离开关，连接在所述电池与所述系统节点之间；升压转换器，操作为当激活时升高所述电池的电池电压以增加所述系统节点上的系统电压；控制器，在电池模式期间所述控制器关闭所述第一隔离开关并打开所述第二隔离开关，当在所述适配器节点上检测到适配器电压时所述控制器激活所述升压转换器，当所述系统电压升到所述电池电压以上时所述控制器关闭所述第二隔离开关，并且当所述系统电压升到预定的操作电压电平时所述控制器打开所述第一隔离开关。

根据本发明的第二方面，提供一种用于电池充电系统的控制器，包括：适配器电压感测输入、系统电压感测输入和电池电压感测输入；第一隔离开关输出和第二隔离开关输出；具有升压控制输出的调制器系统；比较器系统，将所述适配器电压感测输入的电压与阈值电压相比较并提供表示其的适配器检测信号，将所述系统电压感测输入的电压与所述电池电压感测输入的电压相比较并提供表示其的电池关闭信号，将所述系统电压感测输入的电压与所述适配器电压感测输入的电压相比较并提供表示其的适配器转换信号；和转换控制器，所述转换控制器可操作在所述适配器检测信号表示电池模式时将所述第一隔离开关输出置于关闭状态并且将所述第二隔离开关输出置于打开状态以响应于所述适配器检测信号的转换按照升压模式激活所述调制器系统，响应于所述电池关闭信号的转换将所述第二隔离开关输出置于关闭状态，并且响应于所述适配器转换信号的转换将所述第一隔离开关输出置于打开状态。

根据本发明的第三方面，提供一种控制电池充电系统的方法，包括：当在适配器节点上没有检测到AC适配器时在电池模式下操作，包括将适配器节点与系统节点隔离；当在适配器节点上检测到AC适配器时，激活升压转换器模式以升高电池的电池电压以增加系统节点上的系统电压；当系统节点的系统电压超过电池电压时将电池与系统节点隔离；以及当系统电压达到预定的操作电压电平时，将适配器节点连接到系统节点。

附图说明

本发明的好处、功能、和优点参照下面的说明和附图将更好地理解，其中：

图1是电子装置的简化框图，该电子装置具有包括根据本发明的一个实施例实现的电池充电系统的电源系统；

图2是根据一个实施例的可以用作图1的电池充电系统的电池充电系统的示意图；

图3是根据一个实施例的可以在图2的控制器内实现的转换控制系统的简化示意图和框图；

图4是图示根据一个实施例的图3的转换控制系统的运行的流程图；

图5是根据另一个实施例的可以在图2的控制器内实现的转换控制系统的简化示意图和框图；

图6是图示根据一个实施例的图5的转换控制系统的运行的流程图；

图7是根据另一个实施例的可以在图2的控制器内实现的转换控制系统的简化示意图和框图；和

图8是图示根据一个实施例的图7的转换控制系统的运行的流程图。