经由单线的电池的通信和监测制造技术

本发明专利技术公开了功率管理单元，该功率管理单元允许公共信号线在集成电路(其可位于功率管理单元的外部)和电池组中的电池监测机制之间传送数据，并且将表示电池组的温度状态的信号传递至监测电池组的温度状态的温度监测电路或机制。功率管理单元可包括单线接口或复用器，该单线接口或复用器在给定时间，基于集成电路所提供的控制信号(例如经由I2C总线或接口)将信号线从电池组选择性地耦接至集成电路或温度监测电路。通过这种方式，功率管理单元可减少与电池监测机制进行通信以及传递信号所需的信号线的数量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经由单线的电池的通信和监测
技术介绍

所描述的实施例涉及用于监测电池组并与电池组进行通信的技术。更具体地，所 描述的实施例涉及用于经由公共信号线对数据和表示电池组的温度状态的信号进行传送 的技术。
技术介绍
便携式电子设备的不断增长的功能和性能在某种程度上是由于诸如电池组之类 的电源上的进步。便携式电子设备中的现代的电池组通常包括对电池组的特性进行监测的 电路，例如，电池组中的电池两端的电压、充电电流、内阻、可用容量等等。该信息通常经由 一条或多条信号线被传送至主机便携式电子设备。 此外，为了安全起见，至少周期性地对电池组的温度进行监测通常是重要的。例 如，可在充电期间对电池组的温度进行监测。电池组的温度通常从用于传递电池组的其他 特性的电子设备经由独立信号线传递至主机便携式电子设备。 然而，使用独立信号线来传递电池组特性和温度占用了便携式电子设备中的宝贵 区域或基板面，从而增加了成本。此外，这些独立信号线增加了便携式电子设备中的复杂性 和功耗。
技术实现思路
所描述的实施例包括功率管理单元，该功率管理单元允许公共信号线在集成电路 (其可位于功率管理单元的外部）和电池组中的电池监测机制之间传送数据，并且将表示 电池组的温度状态的信号传递至对电池组的温度状态进行监测的温度监测电路或机制。具 体地，功率管理单元可包括单线接口或复用器，所述单线接口或复用器在给定时间，基于由 集成电路（例如，经由I2C总线或接口）提供的控制信号（例如定时信号）将信号线从电 池组选择性地耦接至集成电路或温度监测电路。通过这种方式，功率管理单元可减少与电 池监测机制进行通信以及传递信号所需要的信号线的数量。 温度状态可指示对电池组进行充电是否安全。因此，功率管理单元可在电池组耦 接至充电器时选择性地耦接电池组和温度监测电路。此外，为了安全起见，选择性地耦接至 温度监测电路可为周期性的。此外，该耦接可为复用器的默认结构或状况，并且功率管理 单元可在复用器选择性地耦接电池组和集成电路之后的一定时间间隔后，恢复至该默认状 况。通过这种方式，即使集成电路未提供控制信号，也可对电池组的温度状态进行监测。 在主机（例如集成电路）处于节电模式（诸如酬民模式）的一些实施例中，可 使用信号线来传递来自电池监测机制的唤醒信号以将该主机转换为正常操作模式。由于能 够在集成电路或温度监测电路选择性地耦接至电池组时传递该唤醒信号，因此该唤醒信号 可通过功率管理单元中的唤醒电路和/或温度监测电路来检测。 在一些实施例中，当复用器将信号线选择性地耦接至集成电路时，该信号线还经 由上拉电阻器被耦接至供电电压，使得该信号线被拉至该供电电压。 另一实施例提供电子设备，该电子设备包括电池组、集成电路和功率管理单元，该 集成电路和功率管理单元通过信号线耦接至电池组。该电池组可包括：电池；电池监测机 制，该电池监测机制对电池的特性进行监测；温度传感器；以及信号线，该信号线电耦接至 电池监测机制和温度传感器。 另一实施例提供一种用于在信号线上传递表示电池组的温度状态的信号和在集 成电路和电池组之间传送数据的方法，该方法可由功率管理单元来执行。基于该控制信号， 功率管理单元将信号线选择性地耦接至与电池组中的电池监测机制进行通信的集成电路。 随后，基于该控制信号，功率管理单元将信号线选择性地耦接至对电池组的温度状态进行 测定的温度监测电路。 【附图说明】 图1给出描述根据本公开的实施例的包括功率管理单元、集成电路和电池组的电 子设备的框图； 图2给出描述根据本公开的实施例的图1的电子设备中的功率管理单元的框图； 图3给出描述根据本公开的实施例的图2的功率管理单元的操作的框图； 图4给出描述根据本公开的实施例的图2的功率管理单元的操作的框图； 图5给出描述根据本公开的实施例的图2的功率管理单元的操作的时序图； 图6给出描述根据本公开的实施例在信号线上传递表示电池组的温度状态的信 号和在集成电路和电池组之间传送数据的方法的流程图。 需注意，相似的附图标号是指整个附图中的相应部件。此外，相同部件的多个实例 由公共前缀进行标定，该公共前缀通过破折线与实例标号分隔开。 【具体实施方式】 图1给出描述电子设备100的框图，该电子设备包括功率管理单元110、集成电路 112 (诸如处理器、图形处理器和/或系统级芯片）和电池组114。电池组114可包括：电池 116,该电池经由连接器118提供电力至电子设备100 ;电池监测机制或BMM120(诸如控制 逻辑和/或固件，有时统称为电池能源管理电路（gas gauge)），该电池监测机制或BMM 对电池组114和/或电池116的一个或多个物理特性（诸如电压、电流、内阻、容量、充电时 间等等）进行监测；温度传感器122 (诸如热敏电阻器），该温度传感器对电池组114和/或 电池116的温度进行测量；和信号线124,该信号线将电池监测机制120和温度传感器122 电耦接至功率管理单元110。 需注意，电池组114通过三条信号线（而不是四条）电耦接至电子设备100的其 余部分，该三条信号线包括与功率和接地连接器118相关联的信号线（为了清楚起见未示 出）和信号线124 (如下所述，其将温度监测和数据通信相结合）因此，减小了电子设备100 中与电池组114交互所需的区域，从而降低了电池组114和电子设备100的成本和复杂性。 信号线数量的该减少是由信号线124在电池监测机制120和集成电路112之间 传送数据和对来自表示电池组114和/或电池116的温度（更一般地说，温度状态）的温 度传感器122的信号进行传递的交替使用促成的。信号线124的该共享是由功率管理单 元110促成的。具体地，功率管理单元110可包括单线接口（SWI) 126。在以下的讨论中， 将单线接口 126描述为复用器，集成电路112在用于与电池监测机制120传送数据的信 号线128上执行单线通信协议，诸如HDQ串行数据接口（购自Texas Instruments, Inc. (Dallas，Texas))。（然而，在其他实施例中，单线接口 126执行单线通信协议。） 图2给出描述功率管理单元110 (图1)的框图。功率管理单元110包括：电池连 接器210,该电池连接器电耦接至信号线124 (图1);集成电路（1C)连接器212,该集成电 路连接器经由信号线128 (图1)电耦接至集成电路112 ;接口电路214,该接口电路经由接 口连接器208接收来自图1中的集成电路112的控制信号（诸如定时信号）（更一般地说， 用于控制复用器218的一个或多个指令、命令或信号）；温度监测电路216(或温度监测机 制），其对图1中的电池组114和/或电池116的温度状态进行监测；和复用器218。例如， 可经由 I2C 总线或接口（购自 NXP Semiconductors, Inc. (Eindhoven, The Netherlands)) 来接收控制信号。然而，可使用诸如串行外围接口总线之类的各种通信技术和协议将控制 信号从集成电路112(图1)传递至功率管理单元110。此外，如图2所述，温度监测电路216 可包括对通过温度传感器122 (图1)的电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率管理单元，包括：电池连接器，所述电池连接器被配置为从电池组耦接至信号线；集成电路连接器，所述集成电路连接器被配置为耦接至与所述电池组中的电池监测机制通信的集成电路；接口电路，所述接口电路被配置为接收来自所述集成电路的控制信号；温度监测电路，所述温度监测电路被配置为监测所述电池组的温度状态；和复用器，所述复用器被耦接至所述电池连接器、所述集成电路连接器、所述接口电路和所述温度监测电路，并且被配置为基于所述控制信号选择性地耦接下述中的一者：所述电池连接器和所述集成电路连接器，以及所述电池连接器和所述温度监测电路，使得在给定时间，所述信号线传递下述中的一者：表示所述温度状态的信号以及所述集成电路与所述电池监测机制之间的通信。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.07 US 61/607,911;2012.12.24 US 13/726,5031. 一种功率管理单元，包括： 电池连接器，所述电池连接器被配置为从电池组耦接至信号线； 集成电路连接器，所述集成电路连接器被配置为耦接至与所述电池组中的电池监测机 制通信的集成电路； 接口电路，所述接口电路被配置为接收来自所述集成电路的控制信号； 温度监测电路，所述温度监测电路被配置为监测所述电池组的温度状态；和 复用器，所述复用器被耦接至所述电池连接器、所述集成电路连接器、所述接口电路和 所述温度监测电路，并且被配置为基于所述控制信号选择性地耦接下述中的一者：所述电 池连接器和所述集成电路连接器，以及所述电池连接器和所述温度监测电路，使得在给定 时间，所述信号线传递下述中的一者：表示所述温度状态的信号以及所述集成电路与所述 电池监测机制之间的通信。2. 根据权利要求1所述的功率管理单元，其中所述复用器周期性地耦接所述电池连接 器和所述温度监测电路。3. 根据权利要求1所述的功率管理单元，其中所述复用器的默认状况耦接所述电池连 接器和所述温度监测电路；并且 其中所述功率管理单元被配置为在所述复用器选择性地耦接所述电池连接器和所述 集成电路连接器之后的一定时间间隔后，恢复至所述复用器的默认状况。4. 根据权利要求1所述的功率管理单元，其中所述集成电路连接器进一步被配置为经 由上拉电阻器耦接至供电电压，使得所述信号线在所述复用器选择性地耦接所述电池连接 器和所述集成电路连接器时被拉至所述供电电压。5. 根据权利要求1所述的功率管理单元，其中所述功率管理单元被配置为在所述电池 组耦接至充电器时，经由所述复用器选择性地耦接所述电池连接器和所述温度监测电路。6. 根据权利要求1所述的功率管理单元，其中所述温度状态指示对所述电池组进行充 电是否安全。7. 根据权利要求1所述的功率管理单元，其中所述功率管理单元还包括唤醒电路，所 述唤醒电路被配置为检测来自所述电池监测机制的位于所述信号线上的唤醒信号；并且 其中所述唤醒信号将所述集成电路从节电模式转换为正常操作模式。8. 根据权利要求1所述的功率管理单元，其中所述温度监测电路被配置为在监测所述 温度状态时，检测所述信号线上的唤醒信号；并且 其中所述唤醒信号将所述集成电路从节电模式转换为正常操作模式。9. 一种功率管理单元，包括：单线接口，所述单线接口被配置为耦接至电池组，并且被 配置为基于控制信号，将位于所述功率管理单元的外部的集成电路和所述电池组之间的通 信，和表示所述电池组的温度状态的信号选择性地传递至温度监测机制。10. 根据权利要求9所述的功率管理单元，其中所述单线接口的默认配置选择性地耦 接所述电池组和所述温度监测机制；并且 其中所述功率管理单元被配置为在所述电池组选择性地...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·帕特尔，S·P·姆林斯，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US