專利名稱：便攜式電氣裝置的并行供電的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開的內(nèi)容涉及便攜式電氣裝置，而且尤其涉及上述裝置的并行供電。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今可利用的各種便攜式電氣裝置包括有但不局限于膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、移動(dòng)電話和無線電動(dòng)工具。這些便攜式電氣裝置可以利用可充電電池供電以在電池供電模式下操作該裝置。也可以利用例如ACDC或者DCDC適配器這樣的適配器來以適配器供電模式供電給便攜式電氣裝置。根據(jù)可充電電池的存在以及狀態(tài)，可充電電池可以或者不可以在適配器供電模式下充電。在某些情況下，有利的是提供一種便攜式電氣裝置的系統(tǒng)負(fù)載，其既可以從適配器獲取電力，又可以從可充電電池獲取電力。為了這樣做，一些常規(guī)實(shí)施例已經(jīng)控制了適配器的輸出電壓，但是沒有調(diào)整可充電電池的輸出電壓。
因此，存在這樣的要求，需要調(diào)整可充電電池的輸出電壓以使得可充電電池和適配器能夠同時(shí)地提供電力給便攜式電氣裝置的負(fù)載。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種便攜式電氣裝置。該便攜式電氣裝置可以包括耦合到公共節(jié)點(diǎn)的DC-DC轉(zhuǎn)換器、耦合到公共節(jié)點(diǎn)的負(fù)載以及配置成控制DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制器?？梢詫⒃摽刂破髋渲贸煽刂艱C-DC轉(zhuǎn)換器。當(dāng)該控制器以第一種適配器供電模式操作DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，可以將該DC-DC轉(zhuǎn)換器配置成從適配器提供充電電流給可充電電池。當(dāng)該控制器以第二種適配器供電模式操作DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，可以將DC-DC轉(zhuǎn)換器配置成經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)提供電池供電電流給負(fù)載。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括適配器和便攜式電氣裝置。該便攜式電氣裝置包括耦合到公共節(jié)點(diǎn)的DC-DC轉(zhuǎn)換器、耦合到公共節(jié)點(diǎn)的負(fù)載以及配置成控制DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制器。當(dāng)該控制器以第一種適配器供電模式操作DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，可以將該DC-DC轉(zhuǎn)換器配置成從適配器提供充電電流給可充電電池。當(dāng)該控制器以第二種適配器供電模式操作DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，可以將DC-DC轉(zhuǎn)換器配置成經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)提供電池供電電流給負(fù)載。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種方法。該方法可以包括以第一種適配器供電模式操作DC-DC轉(zhuǎn)換器，將該DC-DC轉(zhuǎn)換器配置成以第一種適配器供電模式提供充電電流給可充電電池；以及以第二種適配器供電模式操作DC-DC轉(zhuǎn)換器，將該DC-DC轉(zhuǎn)換器配置成以第二種適配器供電模式經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)提供供電電流給系統(tǒng)負(fù)載，該系統(tǒng)負(fù)載耦合到公共節(jié)點(diǎn)。


所要求的主題的實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)隨著下面的詳細(xì)描述以及根據(jù)對附圖的參考而變得明顯，并且附圖中相同的數(shù)字表示相同的部分，其中圖1A是包括DC-DC轉(zhuǎn)換器以及與用以控制該DC-DC轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例一致的控制器的便攜式電氣裝置的示意圖；圖1B是圖1A的DC-DC轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例的示意圖；圖2是圖1A的控制器實(shí)施例的示意圖；圖3是在單向狀態(tài)和雙向狀態(tài)中都能可操作的圖1A的充電開關(guān)的實(shí)施例的示意圖；圖4是與一實(shí)施例一致的操作流程圖。
雖然下述詳細(xì)描述將參考示例性實(shí)施例來進(jìn)行，但是這些示例性實(shí)施例的很多替換方式、變形和變動(dòng)對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)是顯而易見的。所以，意圖將所要求的主題認(rèn)為是很廣的。
具體實(shí)施例方式
圖1A是便攜式電氣裝置100的方框圖。便攜式電氣裝置100可以包括但不局限于膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、移動(dòng)電話和無線電動(dòng)工具。便攜式電氣裝置100可以包括適配器104、可充電電池108、負(fù)載110、DC-DC轉(zhuǎn)換器106以及控制器102。通常，當(dāng)包括適配器104和可充電電池108時(shí)，可以將控制器102配置成控制DC-DC轉(zhuǎn)換器106以在兩種不同的適配器供電模式中操作。
在第一種適配器供電模式中，可以將DC-DC轉(zhuǎn)換器106配置成提供充電電流給可充電電池108。在第二種適配器供電模式中，可以將DC-DC轉(zhuǎn)換器106配置成經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)135將電池供電電流提供給系統(tǒng)負(fù)載110。在第一種和第二種適配器供電模式中，適配器104都可以經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)135提供適配器供電電流給系統(tǒng)負(fù)載110。在第二種適配器供電模式中，可以同時(shí)地提供適配器供電電流和電池供電電流，這樣以使適配器供電電流和電池供電電流在公共節(jié)點(diǎn)135上相加在一起來提供負(fù)載供電電流給負(fù)載110。
適配器104可以包括ACDC適配器或DCDC適配器，以提供電力給便攜式電氣裝置和/或提供電力給可充電電池108充電。雖然顯示在便攜式電氣裝置100的內(nèi)部，但是適配器104也可以在便攜式電氣裝置100的外部?？沙潆婋姵?08可以是各種化學(xué)電池，包括但不局限于鋰離子、鎳鎘和鎳氫電池。也可以將可充電電池108作為可充電電池組的一部分。負(fù)載110可以代表一個(gè)或多個(gè)負(fù)載，或者便攜式電氣裝置100的整個(gè)系統(tǒng)負(fù)載。
DC-DC轉(zhuǎn)換器106可以是同步整流器轉(zhuǎn)換器，其包括高壓側(cè)開關(guān)HSW、低壓側(cè)開關(guān)LSW、電感器L1以及輸出電容器C1。在一個(gè)實(shí)施例中，DC-DC轉(zhuǎn)換器106也可以包括與低壓側(cè)開關(guān)LSW并聯(lián)的二極管D2。高壓側(cè)開關(guān)HSW和低壓側(cè)開關(guān)LSW可以是任意一種晶體管，包括但不局限于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，例如p溝道MOSFET(PMOS)或者n溝道MOSFET(NMOS)。
控制器102可以接收表示不同組件的功率狀態(tài)以及表示關(guān)于期望充電狀態(tài)的指令的多種輸入信號(hào)。相應(yīng)于這些輸入信號(hào)，控制器102可以提供輸出信號(hào)，以控制DC-DC轉(zhuǎn)換器106以及不同的開關(guān)例如開關(guān)S1、S2和S3的狀態(tài)?？梢杂蓹z測電阻器112和114提供一些輸入到控制器102的輸入信號(hào)，并且這些輸入信號(hào)可以由特定的電流電平來表示。例如，控制器102的SAMBP1和SAP端子可以耦合跨過檢測電阻器112，以使跨檢測電阻器112的電壓降可以提供與從適配器104流出的適配器供電電流成比例的信號(hào)。另外，控制器102的SAMBP2和SBM端子可以類似地耦合跨過檢測電阻器114，以使跨檢測電阻器114的電壓降可以在第一種適配器供電模式中，提供與從適配器104流出的充電電流成比例的信號(hào)給可充電電池108。
其它的輸入到控制器102的輸入信號(hào)可以用電壓電平表示。例如，控制器102的VAD端子可以接收表示適配器104的電壓電平的輸入信號(hào)，并且控制器102的VBATT端子可以接收表示可充電電池108的電壓電平的輸入信號(hào)。IPROG端子可以接收表示期望的充電電流的模擬輸入信號(hào)，而VPROG端子可以接收表示期望的充電電壓的模擬輸入信號(hào)。提供給IPROG和VPROG端子的模擬信號(hào)可以由便攜式電氣裝置100中的任一種組件來提供。在一個(gè)便攜式電氣裝置100包括鍵盤控制器的實(shí)施例中，鍵盤控制器可以包括至少兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，以提供模擬信號(hào)給IPROG和VPROG端子。
開關(guān)S1、S2和S3可以以多種方式來實(shí)現(xiàn)，以完成在此所述的功能。開關(guān)S1可以被稱作適配器開關(guān)，其可以由控制器102控制接通和關(guān)斷，該控制取決于但不局限于具有合適的輸出電壓的適配器104的存在，此合適的輸出電壓由控制器102經(jīng)由VAD端子監(jiān)視。開關(guān)S2可以被稱作電池開關(guān)，其可以由控制器102控制接通和關(guān)斷，該控制取決于但不局限于具有合適的輸出電壓的可充電電池108的存在，此合適的輸出電壓由控制器102經(jīng)由VBATT端子監(jiān)視。開關(guān)S3在此可以被稱作充電開關(guān)，并且其可以耦合到在DC-DC轉(zhuǎn)換器106和可充電電池108之間的通路。充電開關(guān)S3在單向狀態(tài)和雙向狀態(tài)中都是可操作的。在雙向狀態(tài)中，充電開關(guān)S3可以允許充電電流在第一種適配器供電模式中從DC-DC轉(zhuǎn)換器106流向可充電電池108，并允許電池供電電流在第二種適配器供電模式中從可充電電池108經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)135流向負(fù)載110。
在電池供電模式中，可以不出現(xiàn)具有合適的電壓電平的適配器104，并且可以出現(xiàn)具有合適的電壓電平的電池108?？刂破?02可以從VAD和VBATT端子檢測這些對應(yīng)的狀態(tài)。接著控制器102可以命令適配器開關(guān)S1和充電開關(guān)S3關(guān)斷，命令電池開關(guān)S2接通。因而，在此電池供電模式中，通過電池開關(guān)S2，電池電流從可充電電池108流向負(fù)載110。
在第一或第二種適配器供電模式中，可以出現(xiàn)具有合適的電壓的適配器104，還可以出現(xiàn)可充電電池。適配器104的存在可以由控制器102經(jīng)過VAD端子檢測到，而可充電電池108的存在可以由控制器102經(jīng)過VBATT端子檢測到。在第一和第二種適配器供電模式中，控制器102可以命令適配器開關(guān)S1接通，并命令電池開關(guān)S2關(guān)斷。
在第一種適配器供電模式中，可充電電池108會(huì)要求充電電流，而負(fù)載會(huì)要求功率或電流電平不超過適配器104的最大功率或電流極限。接著，由適配器104提供的電流可以在公共節(jié)點(diǎn)135上分離，以提供適配器供電電流給負(fù)載110，并提供充電電流給可充電電池108。
在第二種適配器供電模式中，DC-DC轉(zhuǎn)換器108和適配器104的輸出可以平行地耦合到公共節(jié)點(diǎn)135，以使可充電電池108和適配器104能夠同時(shí)地提供電力給負(fù)載110。當(dāng)負(fù)載110的電流汲取要求超過適配器104的最大可獲取電流極限時(shí)，控制器102可以把DC-DC轉(zhuǎn)換器從第一種適配器供電模式切換到第二種適配器供電模式。因而，在第二種適配器供電模式中，可以同時(shí)地提供適配器供電電流和電池供電電流，以使得適配器供電電流和電池供電電流在公共節(jié)點(diǎn)135上疊加在一起，以提供負(fù)載供電電流給負(fù)載110。
其他的實(shí)施例，例如某些單個(gè)電池的實(shí)施例，可以不利用圖1A的充電開關(guān)S3和附帶的二極管D1，或者會(huì)保持充電開關(guān)S3處于雙向狀態(tài)，以允許電流通過開關(guān)S3在兩個(gè)方向的任一個(gè)流動(dòng)。圖1B解釋了圖1A的DC-DC轉(zhuǎn)換器的實(shí)施例106a，其中圖1A的充電開關(guān)S3和附帶的二極管D1不被利用，或者開關(guān)S3在雙向狀態(tài)中是接通的，這有效地旁路了二極管D1。DC-DC轉(zhuǎn)換器106a可以是同步整流器轉(zhuǎn)換器，其包括高壓側(cè)開關(guān)HSW、低壓側(cè)開關(guān)LSW、二極管D2、電感器L1和電容器C1。
在圖1B的實(shí)施例中，當(dāng)將充電電流提供給可充電電池108時(shí)，控制器可以命令低壓側(cè)開關(guān)LSW在第一種適配器供電模式中保持關(guān)斷。因此同步整流器轉(zhuǎn)換器106a可以起到傳統(tǒng)的降壓轉(zhuǎn)換器的作用，其在第一種適配器供電模式中利用了高壓側(cè)開關(guān)HSW、二極管D2、電感器L1和電容器C1。作為傳統(tǒng)的降壓轉(zhuǎn)換器工作的DC-DC轉(zhuǎn)換器106a可以允許電流(充電電流)以一個(gè)方向流向可充電電池108，但不允許以另一個(gè)方向流向公共節(jié)點(diǎn)135。在第二種適配器供電模式中，高壓側(cè)開關(guān)HSW和低壓側(cè)開關(guān)LSW都可以響應(yīng)由控制器提供的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)116，以起到升壓轉(zhuǎn)換器的作用，來提供電池供電電流給公共節(jié)點(diǎn)135。
在圖1B的實(shí)施例中，適配器104a可以被當(dāng)成具有理想電壓源E1和內(nèi)阻抗Ri1的電源V1。可充電電池108a可以被當(dāng)成具有理想電壓源E2和內(nèi)阻抗Ri2的電源V2。電壓v1可以表示位于適配器104a的電源端的電壓，而電壓v2可以表示位于可充電電池108a電源端的電壓。如果E1＞E2且v1＞v2，則認(rèn)定兩種情況1)當(dāng)PWM信號(hào)116的占空比(D)大于E2/E1時(shí)，且2)當(dāng)占空比D小于E2/E1時(shí)。
當(dāng)D＞E2/E1時(shí)，同步整流器轉(zhuǎn)換器會(huì)作為具有輸入電壓v1和輸出電壓v2的降壓(降壓的)轉(zhuǎn)換器工作。功率將從適配器104a傳輸?shù)娇沙潆婋姵?08a，并且會(huì)具有一個(gè)等于I2＝(v2-E2)/Ri2的值，其中I2是供給電池的充電電流，v2是位于電池的電源端的電壓，E2是電池的理想電壓源，而Ri2是電池的內(nèi)阻抗。另外，v2＝v1*D，其中D是PWM信號(hào)的占空比。
當(dāng)D＜E2/E1時(shí)，同步整流器轉(zhuǎn)換器會(huì)作為具有輸入電壓v2和輸出電壓v1的升壓(升壓的)轉(zhuǎn)換器工作。功率將從電池108a傳出。電池供電電流會(huì)流向V1，且會(huì)具有一個(gè)等于I1＝(v1-E1)/Ri1的值，其中I1是電池供電電流，v1是位于適配器的電源端的電壓，E1是適配器的理想電壓源，而Ri1是適配器的內(nèi)阻抗。
圖2示出了圖1A的控制器102的實(shí)施例102a?？刂破?02a可以包括讀出放大器210，以放大跨檢測電阻器112的電壓降，其表示從適配器104流出的適配器電流?？梢詫⒆x出放大器210的輸出提供給第一誤差信號(hào)放大器EA1。第一誤差信號(hào)放大器EA1可以比較讀出放大器210的輸出與表示適配器104的最大功率極限的閾值。第一誤差信號(hào)放大器EA1也可以比較讀出放大器210的輸出與表示適配器104的最大電流極限的閾值。控制器102a也可以包括另一讀出放大器212，以在第一種適配器供電模式中放大跨檢測電阻器114的電壓降，其表示當(dāng)電池正在充電時(shí)流到電池108的充電電流。可以將讀出放大器212的輸出提供給第二誤差信號(hào)放大器EA2，用來與經(jīng)由IPROG端子提供的充電電流極限作比較。第三誤差信號(hào)放大器EA3可以比較表示充電電壓的信號(hào)與輸入到VPROG端子的表示期望的充電電壓的模擬電壓信號(hào)。比較器202可以比較在COMP管腳上的模擬電壓信號(hào)與具有固定頻率的周期信號(hào)，例如由信號(hào)發(fā)生器206提供的斜坡信號(hào)204，且比較器202提供輸出脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)，該調(diào)制信號(hào)的占空比取決于COMP信號(hào)與斜坡信號(hào)相交的值。
如果由三個(gè)誤差信號(hào)放大器EA1、EA2、EA3監(jiān)視的任一極限被超出，則特定誤差信號(hào)放大器會(huì)控制回路并減小在COMP管腳上的模擬電壓，以減小PWM信號(hào)116的占空比。在COMP管腳上的模擬電壓可以通過深透到控制回路的誤差信號(hào)放大器(例如，誤差信號(hào)放大器EA1、EA2或EA3)的輸出的電流來減小，并通過強(qiáng)加電流在Ccomp212中的電流源214來增加。當(dāng)在COMP管腳上的模擬電壓降低時(shí)，DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓也降低。因此，提供給可充電電池108的充電電流會(huì)被減小。
在第一種適配器充電模式中，適配器104可以同步地經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)135提供適配器供電電流給負(fù)載110，以及經(jīng)由DC-DC轉(zhuǎn)換器106提供充電電流給可充電電池108。如果由誤差信號(hào)放大器EA1監(jiān)視的適配器極限被超出，則供給電池的充電電流會(huì)被減小到滿足負(fù)載110的增長的電源要求。即，在第一種適配器供電模式期間，對負(fù)載110供電總比給可充電電池108充電優(yōu)先。例如，如果電池在接收充電電流時(shí)負(fù)載110需要更大的電流，則供給可充電電池108的充電電流會(huì)被減小到滿足負(fù)載110的要求。
控制器102也可以以第二種適配器供電模式操作DC-DC轉(zhuǎn)換器106，其中將DC-DC轉(zhuǎn)換器106配置成經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)135提供電池供電電流給負(fù)載110。在這一情況下，供給負(fù)載110的電池供電電流會(huì)以相反的方向流動(dòng)，作為充電電流流向可充電電池108，如圖1A中所示。在第二種適配器供電模式中DC-DC轉(zhuǎn)換器106的輸出可以是與適配器104并聯(lián)的，以使適配器104能夠提供適配器供電電流給負(fù)載110。適配器供電電流可以是供給負(fù)載110的整個(gè)負(fù)載供電電流的一小部分。當(dāng)DC-DC轉(zhuǎn)換器以第二種適配器供電模式操作時(shí)，負(fù)載供電電流的其余部分可以由電池供電電流經(jīng)由節(jié)點(diǎn)135提供。換而言之，適配器供電電流和電池供電電流可以疊加起來提供負(fù)載供電電流給負(fù)載110。
控制器102可以檢測適配器104的輸出電流，并且在負(fù)載110的電流需要超出適配器104的最大電流極限時(shí)，將DC-DC轉(zhuǎn)換器106從以第一種供電模式操作轉(zhuǎn)換至以第二種供電模式操作。例如，在第一種供電模式中，適配器104既可以提供電力給負(fù)載110，也可以提供電力給可充電電池108。當(dāng)負(fù)載110的電流(功率)需要增加時(shí)，會(huì)達(dá)到適配器極限，這是由第一誤差信號(hào)放大器EA1檢測得知。因此，包括第一誤差信號(hào)放大器EA1的適配器控制回路可以減小在COMP管腳上的模擬電壓，由此減小PWM信號(hào)116的占空比，來減小可充電電池108的充電電流，如此更易于滿足負(fù)載110。在負(fù)載110的電流需要增加時(shí)，充電電流會(huì)被連續(xù)減小，直到最后充電電流減小到零值。此時(shí)，如果負(fù)載110的電流需量仍舊持續(xù)增長，并且通過第二供電模式的并行供電還沒有被啟動(dòng)，則適配器104的內(nèi)部保護(hù)會(huì)關(guān)閉適配器104。
當(dāng)?shù)谝徽`差信號(hào)放大器EA1正在控制PWM信號(hào)116的占空比并且充電電流變成零值時(shí)，能夠檢測符合實(shí)施例的控制器102，并且在此時(shí)迫使開關(guān)S3從單向狀態(tài)轉(zhuǎn)換到雙向狀態(tài)。當(dāng)充電開關(guān)S3處于雙向狀態(tài)且接通時(shí)，電流被允許在兩個(gè)方向的任一個(gè)流動(dòng)。作為同步整流器轉(zhuǎn)換器的DC-DC轉(zhuǎn)換器可以開始提升電池電壓，使得當(dāng)PWM信號(hào)的占空比低于閾值電平時(shí)，可以將來自同步整流器轉(zhuǎn)換器的輸出的電池供電電流提供到公共節(jié)點(diǎn)135。
該閾值電平可以大致等于由適配器電壓分配的可充電電池的電壓。如果PWM信號(hào)116的占空比大于此閾值電平，則同步整流器轉(zhuǎn)換器可以當(dāng)作降壓轉(zhuǎn)換器，以降低由適配器104提供的輸入電壓，并提供充電電流給可充電電池108。如果PWM信號(hào)116的占空比小于此閾值，則同步整流器轉(zhuǎn)換器可以當(dāng)作升壓轉(zhuǎn)換器，以提升可充電電池108的電壓，經(jīng)由節(jié)點(diǎn)135來提供供電電流給負(fù)載110。適配器電壓典型地大于電池電壓，所以在第二種適配器供電模式中將需要提升電池電壓，以便提供任一超過適配器功率(或電流)極限的可充電電池108的功率(或電流)輸出給負(fù)載110。通過此操作，適配器模式控制回路將維持檢測電阻器112上的電壓降在極限水平，以使適配器供電電流保持在適配器104外部流動(dòng)(沒有內(nèi)部電流流動(dòng))，但不會(huì)超出相關(guān)聯(lián)的最大適配器極限。然后，由電池108經(jīng)由同步整流器轉(zhuǎn)換器提供到負(fù)載110的電池供電電流可以在電池外部流過在這種情況下以雙向狀態(tài)工作的充電開關(guān)S3。
圖3解釋了充電開關(guān)S3的一個(gè)實(shí)施例，充電開關(guān)S3可以以單向狀態(tài)和雙向狀態(tài)工作。上述開關(guān)S3也可以以多種其他的方式來實(shí)現(xiàn)。圖3的充電開關(guān)S3可以包括開關(guān)S3A和S3B。二極管D1A可以與開關(guān)S3A并聯(lián)耦合，并且可以關(guān)于電池反向偏置。二極管D1B可以與開關(guān)S3B并聯(lián)耦合，并且可以關(guān)于電池正向偏置。當(dāng)處于單向狀態(tài)時(shí)，控制器102可以維持開關(guān)S3B接通。來自電池的電流將由二極管D1A中斷。當(dāng)從單向狀態(tài)變化到雙向狀態(tài)時(shí)，控制器可以命令開關(guān)S3A和S3B都關(guān)閉，由此允許電流在兩個(gè)方向上流動(dòng)。
圖4解釋了根據(jù)一實(shí)施例的操作400。操作402可以包括以第一種供電模式操作DC-DC轉(zhuǎn)換器，該DC-DC轉(zhuǎn)換器被配置成以第一種供電模式提供充電電流給可充電電池。操作404可以包括以第二種供電模式操作DC-DC轉(zhuǎn)換器，該DC-DC轉(zhuǎn)換器被配置成，以第二種供電模式經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)提供供電電流給負(fù)載，該負(fù)載耦合到該公共節(jié)點(diǎn)。
有利地，可以提升電池的輸出電壓，以在第二種適配器供電模式中使電池和適配器同步地提供電力給系統(tǒng)負(fù)載。因而，相較于系統(tǒng)負(fù)載110的最大電源需要，適配器104不必尺寸太大。所以，適配器可以比常規(guī)大尺寸的適配器更小、更輕、不笨重而且不昂貴。
在這里已經(jīng)采用的術(shù)語和表述被用作敘述術(shù)語，而非限制，并且沒有企圖在上述術(shù)語和表述的使用中排除所示的和所描述的特征(或由此的部分)的任一等價(jià)物，而且應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在權(quán)利要求范圍內(nèi)的各種修改都是可能的。其它修改、變化以及替換方式也是可以的。
權(quán)利要求
1.一種便攜式電氣裝置，包括DC-DC轉(zhuǎn)換器，其耦合到公共節(jié)點(diǎn)；耦合到所述公共節(jié)點(diǎn)的負(fù)載；以及配置成控制所述DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制器，當(dāng)所述控制器以第一種適配器供電模式操作所述DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，將所述DC-DC轉(zhuǎn)換器配置成從適配器提供充電電流給可充電電池，當(dāng)所述控制器以第二種適配器供電模式操作所述DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，將所述DC-DC轉(zhuǎn)換器配置成經(jīng)由所述公共節(jié)點(diǎn)提供電池供電電流給所述負(fù)載。
2.權(quán)利要求1的便攜式電氣裝置，其中，所述適配器耦合到所述公共節(jié)點(diǎn)，且所述適配器被配置成以所述第二種適配器供電模式提供適配器供電電流，所述適配器供電電流和所述電池供電電流以所述第二種適配器供電模式同步地提供，所述適配器供電電流和所述電池供電電流在所述公共節(jié)點(diǎn)上疊加起來，用以以所述第二種適配器供電模式提供負(fù)載供電電流給所述負(fù)載。
3.權(quán)利要求2的便攜式電氣裝置，其中，所述控制器被配置成檢測所述適配器的所述適配器供電電流，其中，當(dāng)所述負(fù)載的電流需要超出所述適配器的最大電流極限時(shí)，所述控制器將所述DC-DC轉(zhuǎn)換器從以所述第一種適配器供電模式操作轉(zhuǎn)換到以所述第二種適配器供電模式操作。
4.權(quán)利要求2的便攜式電氣裝置，其中，所述控制器被配置成以所述第一種適配器供電模式操作所述DC-DC轉(zhuǎn)換器作為降壓轉(zhuǎn)換器，以降低由所述適配器提供的輸入電壓，并且所述控制器還被配置成以所述第二種適配器供電模式操作所述DC-DC轉(zhuǎn)換器作為升壓轉(zhuǎn)換器，以提升所述可充電電池的電壓。
5.權(quán)利要求2的便攜式電氣裝置，其中，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器包括具有高壓側(cè)開關(guān)和低壓側(cè)開關(guān)的同步整流器轉(zhuǎn)換器，所述控制器被配置成以所述第一種適配器供電模式操作所述同步整流器轉(zhuǎn)換器作為降壓轉(zhuǎn)換器，以降低由所述適配器提供的輸入電壓，所述控制器還被配置成以所述第二種適配器供電模式操作所述同步整流器轉(zhuǎn)換器作為升壓轉(zhuǎn)換器，以提升所述可充電電池的電壓。
6.權(quán)利要求5的便攜式電氣裝置，其中，如果由所述控制器提供的脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比低于閾值電平，則所述同步整流器轉(zhuǎn)換器被配置成以所述第二種適配器供電模式作為所述升壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行操作。
7.權(quán)利要求6的便攜式電氣裝置，其中，所述閾值電平大致等于由所述適配器的電壓分配的所述可充電電池的電壓。
8.一種系統(tǒng)，包括適配器；以及便攜式電氣裝置，該便攜式電氣裝置包括DC-DC轉(zhuǎn)換器，其耦合到公共節(jié)點(diǎn)；耦合到所述公共節(jié)點(diǎn)的負(fù)載；以及配置成控制所述DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制器，當(dāng)所述控制器以第一種適配器供電模式操作所述DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，將所述DC-DC轉(zhuǎn)換器配置成從所述適配器提供充電電流給可充電電池，當(dāng)所述控制器以第二種適配器供電模式操作所述DC-DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，將所述DC-DC轉(zhuǎn)換器配置成經(jīng)由所述公共節(jié)點(diǎn)提供電池供電電流給所述負(fù)載。
9.權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中，所述適配器耦合到所述公共節(jié)點(diǎn)，且所述適配器被配置成以所述第二種適配器供電模式提供適配器供電電流，所述適配器供電電流和所述電池供電電流以所述第二種適配器供電模式同步地提供，所述適配器供電電流和所述電池供電電流在所述公共節(jié)點(diǎn)上疊加起來，用以以所述第二種適配器供電模式提供負(fù)載供電電流給所述負(fù)載。
10.權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置成檢測所述適配器的所述適配器供電電流，其中，當(dāng)所述負(fù)載的電流需要超出所述適配器的最大電流極限時(shí)，所述控制器將所述DC-DC轉(zhuǎn)換器從以所述第一種適配器供電模式操作轉(zhuǎn)換到以所述第二種適配器供電模式操作。
11.權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置成以所述第一種適配器供電模式操作所述DC-DC轉(zhuǎn)換器作為降壓轉(zhuǎn)換器，以降低由所述適配器提供的輸入電壓，并且所述控制器還被配置成以所述第二種適配器供電模式操作所述DC-DC轉(zhuǎn)換器作為升壓轉(zhuǎn)換器，以提升所述可充電電池的電壓。
12.權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器包括具有高壓側(cè)開關(guān)和低壓側(cè)開關(guān)的同步整流器轉(zhuǎn)換器，所述控制器被配置成以所述第一種適配器供電模式操作所述同步整流器轉(zhuǎn)換器作為降壓轉(zhuǎn)換器，以降低由所述適配器提供的輸入電壓，所述控制器還被配置成以所述第二種適配器供電模式操作所述同步整流器轉(zhuǎn)換器作為升壓轉(zhuǎn)換器，以提升所述可充電電池的電壓。
13.權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中，如果由所述控制器提供的脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比低于閾值電平，則所述同步整流器轉(zhuǎn)換器被配置成以所述第二種適配器供電模式作為所述升壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行操作。
14.一種方法，包括以第一種適配器供電模式操作DC-DC轉(zhuǎn)換器，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器被配置成以所述第一種適配器供電模式從適配器提供充電電流給可充電電池；以及以第二種適配器供電模式操作所述DC-DC轉(zhuǎn)換器，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器被配置成以所述第二種適配器供電模式經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)提供電池供電電流給負(fù)載，所述負(fù)載耦合到所述公共節(jié)點(diǎn)。
15.權(quán)利要求14的方法，還包括在所述第二種適配器供電模式中，將所述DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出與所述適配器的輸出在所述公共節(jié)點(diǎn)上并聯(lián)耦合，以使得所述適配器能夠提供適配器供電電流給所述負(fù)載，并使得所述DC-DC轉(zhuǎn)換器能夠經(jīng)由所述公共節(jié)點(diǎn)同步地提供所述電池供電電流給所述負(fù)載，所述適配器供電電流和所述電池供電電流在所述公共節(jié)點(diǎn)上疊加起來，用以以所述第二種適配器供電模式提供負(fù)載供電電流給所述負(fù)載。
16.權(quán)利要求15的方法，還包括檢測所述適配器的所述適配器供電電流；以及當(dāng)所述負(fù)載的電流需要超出所述適配器的最大電流極限時(shí)，將所述DC-DC轉(zhuǎn)換器從以所述第一種適配器供電模式操作轉(zhuǎn)換到以所述第二種適配器供電模式操作。
17.權(quán)利要求15的方法，其中，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器包括同步整流器轉(zhuǎn)換器，所述同步整流器轉(zhuǎn)換器以所述第一種適配器供電模式作為降壓轉(zhuǎn)換器操作，以降低由所述適配器提供的適配器電壓，并且所述同步整流器轉(zhuǎn)換器以所述第二種適配器供電模式作為升壓轉(zhuǎn)換器操作，以提升由所述可充電電池提供的電池電壓。
18.權(quán)利要求17的方法，其中，如果脈寬調(diào)制信號(hào)的占空比低于閾值電平，則所述同步整流器轉(zhuǎn)換器作為所述升壓轉(zhuǎn)換器操作，所述閾值電平大致等于由所述適配器的電壓分配的所述可充電電池的電壓。
全文摘要
一種便攜式電氣裝置可以包括耦合到公共節(jié)點(diǎn)的DC－DC轉(zhuǎn)換器、耦合到該公共節(jié)點(diǎn)的負(fù)載以及被配置成控制DC－DC轉(zhuǎn)換器的控制器。當(dāng)該控制器以第一種適配器供電模式操作所述DC－DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，可以將該DC－DC轉(zhuǎn)換器配置成從適配器提供充電電流給可充電電池。當(dāng)該控制器以第二種適配器供電模式操作DC－DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，可以將DC－DC轉(zhuǎn)換器配置成經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)提供電池供電電流給負(fù)載。適配器供電電流和電池供電電流可以在公共節(jié)點(diǎn)上疊加起來，用以以第二種適配器供電模式同步地提供負(fù)載供電電流給負(fù)載。
文檔編號(hào)H02J7/00GK1838503SQ200610007299
公開日2006年9月27日 申請日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月18日
發(fā)明者亞力山德魯·哈圖拉 申請人:美國凹凸微系有限公司