[发明专利]针对锂离子和混合式电容器的自适应充电电压管理装置

说明书

本文公开了用于自适应电容器充电电压管理的系统和技术，更具体地，用于锂离子电容器和混合式电容器的系统和技术。所述技术基于电容器的电容和等效串联电阻(ESR)中的一个或多个以及电容器工作温度来适配所述电容器充电电压，并且由此适配电容器存储的能量。

附图说明

为了容易地标识对任何特定元素或动作的讨论，参考标号中最显著的一个或多个数字指代的是首次引入该元素的图号。

图1示出了根据一个实施例的存储器模块100。

图2示出了根据一个实施例的自适应电容器充电电压管理系统200。

图3示出了根据一个实施例的电容器充电电压分布曲线300。

图4示出了根据一个实施例的自适应电容器充电电压管理过程400。

图5示出了根据一个实施例的温度关联电压控制结构500。

图6示出了根据一个实施例的温度关联电压控制结构600。

具体实施方式

“控制结构”是指机器存储器区域，其被配置为使得与来自传感器、换能器或时钟的测量相对应的值或值的范围与电容器上的电压的控制设置相关联。

“混合式电容器”是指具有电容器和电池两者的特性的电源。

“锂离子电容器”是指通常利用活性炭作为阴极的电容器类型。阳极通常利用预先掺杂有锂离子的碳材料。与其他超级电容器相比，这种预先掺杂过程降低了阳极的电势并允许相对较高的输出电压。

“系统内测试”是指在主机系统内对系统的部件进行的测试，与利用外部自动测试设备进行的测试相反。

“超级电容器”是指一种电容值比传统电容器高得多(但具有较低的电压限制)的电容器，可以填补电解电容器和可充电电池之间的空白。它们通常每单位体积或质量存储比电解电容器多10到100倍的能量，可以比电池快得多地接受和传递电荷，并且可以承受比可充电电池多得多的充电和放电循环。

除非上下文中定义或指示了另一种含义，否则本文所使用的术语应符合其在本领域中的普通含义。

本文公开了用于自适应电容器充电电压管理的系统和技术，更具体地，用于锂离子电容器和混合式电容器的系统和技术。该技术基于电容器的电容和等效串联电阻(ESR)中的一个或多个以及电容器工作温度来适配电容器充电电压，并且由此适配电容器存储的能量。

快速控制回路用于使电容器充电电压适配电容器工作温度的变化，而慢速控制回路(相对于快速控制回路的监测率而言较慢)用于使电容器充电电压适配电容和/或等效串联电阻的变化。电容性电源的一个或多个电容器被充电到最小的安全启用电压，以在至设备部件的主电力失效时执行它们可能被需要的潜在电力功能，在设备的操作期间，快速控制回路和慢速控制回路会随着电容器工作温度变化并且同样随着电容和ESR中的一个或多个变化而自适应地调整电容器充电电压。

图1示出了根据一个实施例的存储器模块100。存储器模块100包括混合式存储器102，混合式存储器102包括易失性存储器104和非易失性存储器106。存储器模块100进一步包括控制器108、电力管理器110和电容器电源112。存储器模块100经由主机电源114接收电力。

存储器模块100通过结合使用低成本易失性存储器104(例如，SRAM)和低成本非易失性存储器106(例如，闪存)来提供低成本、高密度、非易失性存储器。其他元件和/或元件之间的耦合件对于相关领域的技术人员可以是显而易见的。除了一个或多个电容器之外，电容器电源112可以包括一个或多个电池。电容器可以是所谓的“超级电容器”，诸如锂离子电容器和混合式电容器(具有较慢的电池能量释放能力的电容器)。