[发明专利]用于有效能量传输的智能移动电源和设备

说明书

一般来讲，本发明公开了用于将电力从便携式移动电源有效地传输到电子设备的技术。更具体地，所公开的移动电源包括能够将电池电压(新颖)或递增电压(例如，从升压调节器)直接路由到输出连接器的公共部分的开关机构。此外，如本文所述的电子设备还包括开关机构，以允许它们接受直接电池输出(新颖)或设备的连接器的公共部分处的递增电压(例如，USB连接器)。当组合使用时，所公开的便携式移动电源可将电力传输到电子设备，该电力由于现有技术的电压转换操作而损失不超过一半。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年4月23日提交的美国申请14/694,339的优先权，该 申请的内容全文以引用方式并入本文。

背景技术

本公开整体涉及向电子设备供电。更具体地但不是为了限制，本公开涉 及用于将电力有效地传输到电子设备的便携式电源。

可充电电池可见于各种便携式电子设备，包括膝上型电脑、笔记本电脑 和平板计算机系统、个人数字助理(PDA)、移动电话、数字媒体播放器、相 机等。当前的电池技术仅提供适量的能量储存。因此，大量使用其便携式设 备的个人可能发现需要在远离家庭或办公室时为它们充电。为此，个人可使 用交流供电的充电器、备用或替换电池，或者用于对电子设备的内部电池进 行充电的外部电池组。后一种类型的设备通常被称为“移动电源”。

许多现有技术的移动电源通过遵守标准的特定类型的连接器来供电。例 如，许多移动电源使用通用串行总线(USB)连接器。因此，它们以USB标准 所需的电平提供电压，标称5.0伏。类似地，因为电子设备符合相同的标准， 所以它们必须能够接受5.0伏的输入电压。在调制解调器电子设备中使用的 电池通常具有3.0伏(完全或接近完全放电)和4.2伏(完全或接近完全充 电)之间的端子电压。由于这些电压不平衡，现有技术的移动电源总是需要 将其内部电池的输出电压提升到USB的标准5.0伏，并且电子设备总是需要 降低进入电压以满足其内部电池的电压(也许，加上驱动充电操作所需的小 Δ电压)。这种情况在图1中示出，其中移动电源100和电子设备105各自 包括电池(分别为110和115)、电压电平转换器(分别为120和125)， 以及USB连接器(分别为130和135)。如图所示，移动电源100的内部电 池电压140在例如3.0伏和4.0伏之间。通过电平转换器120，升压操作145 将其变为5.0伏，传输电压150。电子设备105中的电平转换器125使用降 压操作155来随后将传输电压150降低到其内部电池电平160和/或设备105 的内部电子器件所需的电平(例如，在3.0伏和4.0伏之间)。

已知升压操作的功率转换效率近似等于降压操作的功率转换效率： 83％。虽然精确值当然会根据例如所使用的开关元件的类型、输出电压与输 入电压的差值以及电路的操作模式(例如，连续与不连续导电模式)而不同， 但不管该值是什么，现代移动电源都会遭受这样的损失两次(移动电源100 的一次损失和电子设备105的另一次损失)。

发明内容

在一个实施方案中，所公开的概念提供了智能电池组，以实现电力到电 子设备的有效传输。根据本公开的智能电池组可包括电源诸如电池，被配置 为将第一电压转换为第二电压的电压电平转换器(例如，充当升压调节器)、 开关机构、连接器，以及功能地耦接到开关机构和连接器的控制器，该控制 器被配置为执行存储在存储器中的指令，该指令适于使得控制器获得来自连 接器(即，源自附接到连接器的外部电子设备)的信号，当信号指示第一类 型的电子设备耦接到连接器时，将开关机构配置为将输出从其内部电源(例 如，电池)路由到连接器而不使用电压电平转换器。控制器可进一步适于当 信号指示第二类型的电子设备耦接到连接器时，将开关机构配置为将输出从 电源路由到电压电平转换器的输入并且将所得输出从电压电平转换器路由 到连接器。根据本公开的移动电源可向电子设备递送电力，该电力由于电压 电平转换操作而至多损失一半，如常规移动电源一样。