混合电源升降压充电器制造技术

技术编号:17517598 阅读:70 留言:0更新日期:2018-03-21 02:05
本实施例主要涉及包含电池的系统中的电源管理,尤其涉及的是对于包含电池的系统的灵活或混合的电池充电拓扑结构。除了能在常规的窄电压DC(NVDC)升降压充电器模式中工作之外,它还能在新的“强化电源(turbo power)升降压”模式中工作,在该模式中,输入电压绕过电感器被直接馈送至系统负载。与常规的NVDC升降压充电器拓扑结构相比,本实施例所提供的灵活或混合的拓扑结构减少了原本需要的用于支持新移动充电协议的电感器大小,此外还提供了其他众多的益处和优点。

Hybrid power supply and drop charger

The embodiment mainly relates to the power management in the battery containing system, in particular to the flexible or mixed battery charging topology for the battery containing system. In addition to the conventional narrow voltage DC (NVDC) working mode buck boost charger, it can strengthen the power supply in the new \(turbo power) working pressure lifting mode, in this mode, the input voltage is directly fed to the load inductor bypass system. Compared with the conventional NVDC up and down charger topology, the flexible or hybrid topology provided by this example reduces the size of the inductor needed to support the new mobile charging protocol, and provides many other benefits and advantages as well.

【技术实现步骤摘要】
混合电源升降压充电器相关申请的交叉引用本申请要求2016年9月13日提交的美国临时申请62/394,116的优先权,所述申请的内容在这里被全部引入以作为参考。
本公开主要涉及电源管理,尤其涉及的是用于电池充电器的电源管理。
技术介绍
电池充电器、尤其是用于移动计算设备的电池充电器正在不断演进,而不只是负责在与电源适配器连接的时候为电池充电。例如,膝上型笔记本或笔记本计算机之类的常规计算设备包含了用于电源适配器的专用且通常是专有的插入端口。在将适配器插入这个专用端口时,除了控制系统的电源供给之外,电池充电器还会负责使用移动计算设备制造商指定的适配器电压来为该电池充电。近来,一些移动计算设备制造商已经趋于使用支持较新的C类USB(USB-C)或USB电源输送(USBPD)协议的USB端口来取代通常是独立且专有的电源适配器端口。USB-C支持具有远高于先前USB接口版本的电平(例如5V)的双向功率流。从默认的5V电压开始,USB-C端口控制器能够与插入的设备进行协商,以便将端口电压提升至12V、20V,或者在相互协定的电流水平上将其提升至另一个相互协定的电压。USB-C端口所能输送的最大功率是以5A的电流来输送20V的电压——即100W的功率——特别地,由于15寸的超极本只需要大约60W的功率,该功率对于为计算机充电而言是绰绰有余的。由此,这些新的USB-C和其他移动充电协议为电池充电系统提供了范围更广的可变输入电压(Vin),特别地,这对以NVDC技术为基础的现有的升降压充电器解决方案提出了挑战。
技术实现思路
本实施例主要涉及包含电池的系统中的电源管理,尤其涉及的是对于包含电池的系统的灵活或混合的电池充电拓扑结构。除了能在常规的窄电压DC(NVDC)升降压充电器模式中工作之外,它还能在新的“强化电源(turbopower)升降压”模式中工作,在该强化电源升降压模式中,输入电压被绕过电感器直接馈送至系统负载。与常规的NVDC升降压充电器拓扑结构相比,本实施例所提供的灵活或混合的拓扑结构减少了原本需要的用于支持新移动充电协议的电感器大小,此外还提供了其他众多的益处和优点。附图说明对本领域普通技术人员来说,通过考察以下结合附图的关于具体例示实施例的描述,本实施例的这些和其他方面和特征将会是显而易见的,其中:图1是根据实施例的具有电池和电池充电器的系统的框图;图2是根据实施例的电池充电器的例示实施方式的框图;图3是示出了根据实施例的、使用了例示的NVDC升降压充电器模块的电池充电器操作方面的框图;图4是示出了根据实施例的、使用了例示的强化升降压充电器模块的电池充电器操作方面的框图;图5是示出了根据实施例的、使用了例示的强化升降压充电器模块的电池充电器操作方面的框图;图6是示出了根据实施例的、使用了例示的强化升降压适配器模块的电池充电器操作方面的框图;图7是示出了根据实施例的、使用了例示的强化升降压电池充电模块的电池充电器操作方面的框图;图8是示出了根据实施例的、使用了例示的强化升降压补充功率模块的电池充电器操作方面的框图;以及图9是示出了根据实施例的、使用了例示的强化升降压充电器模块的电池充电器操作方面的流程图。具体实施方式现在将参考附图来详细描述本实施例,其中所述附图是作为实施例的说明性示例提供的,以使本领域技术人员能够实施这些实施例,以及使得本领域技术人员能够清楚了解替换方案。特别地,以下的附图和示例并不意味着将本实施例的范围局限于单个实施例,相反,通过交换所描述或图示的一些或所有部件,其他实施例也是可行的。此外,如果本实施例的一些部件可以局部或完全使用已知的组件实施,那么将仅仅描述这些已知组件中的理解本实施例所必需的部分,并且关于此类已知组件中的其他部分的详细描述将被省略,以免与本实施例相混淆。正如本领域技术人员所了解的那样,除非在这里另有规定,否则,被描述成是在软件中实施的实施例不应该局限于此,而是可以包括用硬件实施的实施例或是用硬件和软件的组合实施的实施例,反之亦然。在本说明书中,显示单数组件的实施例不应该被认为是构成了新限制;相反,除非在这里另有说明,否则本公开将会包含其他那些含有多个相同组件的实施例,反之亦然。此外,除非显性的进行阐述,否则申请人并未打算将说明书或权利要求书中的任何项归为不常见或特殊的含义。更进一步,本实施例包含了在这里通过例图参考的已知组件的当前和未来的等价物。根据某些通用方面,本实施例提供了一种灵活或混合的电池充电拓扑结构。除了能在传统的窄电压DC(NVDC)升降压充电器模式中工作之外,它还能够在新的“强化电源升降压”模式中工作,其中输入电压被直接馈送到系统负载,由此绕过了电感器。与常规的NVDC升降压充电器拓扑结构相比,本实施例提供的灵活或混合拓扑结构减小了电感器大小并且提升效率,此外还提供了众多其他的益处和优点。图1是示出了将本实施例引入例示系统100的多个方面的框图。系统100可以是移动计算设备,例如笔记本计算机(比方说MacBook、超级本等等)、膝上型计算机、掌上或平板电脑(iPad、Surface等等)等等。在这些及其他实施例中,系统100包括运行了诸如Windows或AppleOS之类的常规操作系统的CPU116,其中CPU116是来自Intel、AMD或其他制造商的x86兼容处理器,以及由Freescale、Qualcomm等等制造的其他处理器。应该清楚的是,系统100可以包括其他众多未显示的组件,例如固态和其他磁盘驱动器、内存、外设、显示器、用户界面组件等等。依照在下文中将会更加清楚的某些方面,对于可供本实施例发现特别有用的应用的系统100来说,该系统有可能具有超出了诸如USB-A之类的技术的功率限制的工作功率需求,例如60瓦以上。然而,本实施例并不仅限于在此类系统中应用。如所示,系统100包括电池104和电池充电器102。依照某些通用方面,在系统100的正常工作过程中,在将电源适配器插入端口106时,电池充电器102被配置成为电池104充电。优选地,除了为电池104充电之外,电池充电器102进一步被适配成将来自适配器的电力转换成适合提供给系统100的负载118的电压,其中该系统负载可以包括CPU116。依照某些其他通用方面,在系统100的正常工作过程中,在未将电源适配器插入端口106时,电池充电器102被配置成管理电池104向负载118的供电。在下文中将会更详细地描述电池充电器102的实施例。在膝上型计算机、笔记本或平板计算机(例如超级本)以及系统100的其他实施例中,电池104可以是可充电的1S/2S/3S/4S(即1个电池、2个电池、3个电池或4个电池组)锂离子(Li-ion)电池。在这些及其他实施例中,端口106可以是通用串行总线(USB)端口,例如C类USB(USB-C)端口或USB电源输送(USBPD)端口。虽然在图1中没有显示,但在端口106与充电器102之间还可以提供开关,以便以可控的方式来将电源从与端口106相连的适配器耦合到充电器102,或者将系统电源提供给充电器102和/或端口106。此类开关可以包括背对背FET之类的有源器件或者由这样的有源器件来实施。更进一步,对于可供本实施例发现有用的应用的例示系统100来说,该系统包括C类本文档来自技高网...
混合电源升降压充电器

【技术保护点】
一种电池充电器,包括:窄电压直流(NVDC)模块,所述NVDC模块被配置成控制开关晶体管,以使得来自适配器的电力被通过电感器提供给系统负载;以及开关,所述开关允许将来自所述适配器的电力绕过所述电感器直接馈送到所述系统负载。

【技术特征摘要】
2016.09.13 US 62/394,1161.一种电池充电器,包括:窄电压直流(NVDC)模块,所述NVDC模块被配置成控制开关晶体管,以使得来自适配器的电力被通过电感器提供给系统负载;以及开关,所述开关允许将来自所述适配器的电力绕过所述电感器直接馈送到所述系统负载。2.如权利要求1所述的电池充电器,进一步包括强化模块,所述强化模块被配置成控制所述开关晶体管和所述开关,其中所述NVDC模块和所述强化模式中只有一个处于工作状态,以在指定时间控制所述开关晶体管。3.如权利要求2所述的电池充电器,进一步包括配置输入,用于令所述强化模块或所述NVDC模块处于工作状态。4.如权利要求3所述的电池充电器,其中所述配置输入是来自外部源的信号。5.如权利要求3所述的电池充电器,其中所述配置输入是通过管脚设置而设定的。6.如权利要求2所述的电池充电器,其中所述强化模块包括电池模块,所述电池模块被配置成控制所述开关晶体管以使来自电池的电力被提供给所述系统负载,以及其中所述开关在所述电池模块处于工作状态的时候是打开的。7.如权利要求2所述的电池充电器,其中所述强化模块包括补充电源模块,所述补充电源模块被配置成令来自电池的电力补充来自所述适配器的电力,其中所述开关在所述补充电源模块处于工作状态的时候是闭合的。8.如权利要求7所述的电池充电器,其中所述补充电源模块进一步被配置成在所述系统负载需要的电力超出所述适配器和所述电池的总的能力的时候保护所述电池。9.如权利要求8所述的电池充电器,其中所述补充电源模块通过调节或限制所述电池的放电电流来保护所述电池。10.如权利要求7所述的电池充电器,其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员:嘉·魏加里·基德韦尔
申请(专利权)人:英特矽尔美国有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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