并行充电架构制造技术

一种方法、设备、装置和系统可以提供集成的组合电流感测以用于并行充电架构。在一个实施例中，一种充电器包括第一充电设备，该第一充电设备包括开关电路，开关电路具有被配置为被耦合到电感元件的第一端子的开关输出。第一充电设备还包括充电端子，所述充电端子被配置为将电感元件的第二端子耦合到电池端子以提供第一电源用于对被耦合到电池端子的电池进行充电。第一充电设备还包括被耦合在充电端子与电感元件的第二端子之间的充电电流感测元件。充电电流感测元件被配置为感测充电端子处的充电电流。该电路还包括第二充电设备，该第二充电设备包括第二电源，该第二电源被耦合到第二端子，使得充电电流包括来自第一充电设备和第二充电设备的电流。

Parallel charging architecture

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】并行充电架构
技术介绍
随着移动计算设备(例如，智能电话、计算机平板电脑等)不断被更广泛地使用，电池的使用和普及日益增加。这样的电池可以以多种方式充电。高效的充电允许设备在更长的时间内移动，并且允许在坞站中或被插入插座中充电的时间更少。一次性电池和移动升压充电器的使用也有所增加。高效的充电方法还可以延长电池的使用寿命，并且解决其他问题，诸如在快速充电过程中产生的高温。
技术实现思路
本公开的一个方面总体上提供了一种用于电池充电器的电路，该电路包括第一充电设备，该第一充电设备包括开关电路，该开关电路具有被配置为连接到电感元件的第一端子的开关输出。第一充电设备还包括充电端子，充电端子被配置为将电感元件的第二端子电连接到电池端子，以提供第一电源用于对连接到电池端子的电池充电。第一充电设备还包括在充电端子与电感元件的第二端子之间的充电电流感测元件，该充电电流感测元件被配置为感测充电端子处的充电电流。该电路还包括第二充电设备，该第二充电设备包括第二电源，该第二电源连接到电感元件的第二端子，使得充电电流包括来自第一充电设备和第二充电设备的电流。在另一方面，本公开提供了一种方法，该方法包括在电感元件的第一端子处生成开关输出。该方法还包括通过将电感元件的第二端子电连接到电池端子来向充电端子提供第一充电设备的第一电源，使得第一电源对连接到电池端子的电池进行充电。该方法还包括通过将第二充电设备的第二电源电连接到电感元件的第二端子来向充电端子提供第二电源，使得第二电源对连接到电池端子的电池进行充电。该方法还包括通过在充电端子与电感元件的第二端子之间的充电电流感测元件感测充电端子处的充电电流，该充电电流包括来自第一充电设备和第二充电设备的电流。此外，本公开提供了一种设备，该设备包括用于在电感元件的第一端子处生成开关输出的部件。该设备还包括用于通过将电感元件的第二端子电连接到电池端子来向充电端子提供第一充电设备的第一电源的部件，使得第一电源对连接到电池端子的电池进行充电。该设备还包括用于通过将第二充电设备的第二电源电连接到电感元件的第二端子来向充电端子提供第二电源的部件，使得第二电源对连接到电池端子的电池进行充电。该设备还包括用于通过在充电端子与电感元件的第二端子之间的充电电流感测元件感测充电端子处的充电电流的部件，该充电电流包括来自第一充电设备和第二充电设备的电流。另外，本公开提供一种电路，该电路包括：包括感测元件的第一充电设备、以及被耦合到第一充电设备并且被配置为通过感测元件向电池提供电流或电压的第二充电设备。第一充电设备被配置为通过感测元件向电池提供电流或电压。第一充电设备可以被耦合到电源，并且第二充电设备可以被耦合到电源。第一充电设备可以包括第一开关电路，并且滤波器可以被耦合在第一开关电路的输出与第二开关电路的电荷输出之间。此外，滤波器中的节点被耦合到感测元件。第一充电设备可以包括主充电设备，并且第二充电设备可以包括从充电设备。第一充电设备可以被配置为向电池提供可变电流，并且第二充电设备可以被配置为向电池提供基本恒定的电流。此外，感测元件可以包括电压感测元件。附图说明附图被并入本文中并且构成本说明书一部分，这些附图示出了本公开的示例性实施例，并且与以上给出的一般描述和以下给出的详细描述一起用于解释各种实施例的特征。图1A示出了根据各种实施例的印刷电路板(PCB)级电池充电器。图1B示出了根据各种实施例的具有电池充电器的电子设备。图1C示出了根据各种实施例的具有电池充电器的第二电子设备。图2示出了根据各种实施例的恒定电流(CC)/恒定电压(CV)电池充电方法的图。图3示出了根据各种实施例所利用的两个充电设备的电流路径。图4总体上示出了根据各种实施例所利用的两个充电设备的内部组件。图5示出了根据各种实施例的充电电路的总体视图。图6A和图6B示出了根据各种实施例的利用两个充电设备的具体示例。图7示出了根据各种实施例的利用两个充电设备的具体示例的特写细节。图8是描绘用于感测来自两个充电设备的组合信号的方法的流程图。图9是根据各种实施例的描绘用于基于电池电压达到阈值来调整电源的方法的流程图。图10是根据各种实施例的描绘用于向电池端子输出组合电源信号的方法的流程图。具体实施方式将参考附图详细描述各种实施例。在所有附图中，在可能的情况下，均使用相同的附图标记指代相同或相似的部分。不同的附图标记可以用于指代不同、相同或相似的部分。对具体示例和实现的引用是出于说明性目的，而无意限制本公开或权利要求的范围。现代移动设备经常利用多种电池充电方法。一些示例包括但不限于通用串行总线(USB)充电、无线充电、壁挂式/直流(DC)充电等。通常，充电器内具有多个充电器设备，并且这样的充电器被用于更高效且更快速地充电以及利用多种充电方法。通常，使用这样的多个充电器设备和方法包括实现重要的协调、仲裁、移交、测量、安全处理、和/或必须被解决以在充电器内的多个充电器设备之间切换和/或管理这些充电器设备的其他问题。因此，本文中公开了一种多充电器方案。某些实施例减少了用于对电池充电的组件的数目、复杂性、尺寸、成本和占用面积。在一个说明性示例中，使用两个或更多个充电器设备。充电器设备之一是主/主控充电器设备，并且使用电流感测元件来监测/测量/感测从所有充电器设备流向电池端子的总电流。在这样做时，任何辅充电器设备或从充电器设备的输出在将信号施加到电池之前与主输出加和。以此方式，每个充电器设备在组合电流到达电池之前共享同一电流路径中的至少一些，并且主充电器的电流感测元件可以用来监测从所有充电器设备流向电池的总电流。本文中公开的并行充电特征可以提供更快的充电，而在电池充电器的该部分上几乎没有风险或没有附加工作。另外，本文中公开的实施例可以实现跨不同平台的灵活性和可伸缩性，因为某些实施例提供主充电设备和辅充电设备的不同组合。在一些实施例中，并行充电架构不利用外部(在充电设备外部)电流感测元件，诸如低欧姆电阻器。由于主充电设备的内部电流感测元件(诸如FET)在一些这样的实施例中被用于感测向电池发送功率的所有充电设备的总电流，因此可以省略单独的外部感测元件，如本文中公开的。这样的省略可以节约金钱、制造时间，并且释放电路板上的空间用以添加其他元件，或者减小电路板本身的尺寸和成本，或者减小主充电设备和辅充电设备中的一者或两者的引脚数。本文中公开的充电方法被称为恒定电流/恒定电压(CC-CV)方法。本领域技术人员将认识到，恒定电流和/或电压可以略微偏差，但本文中使用的术语“恒定”是指近似恒定的电流和/或电压。下面将参考图2进一步讨论CC-CV充电方法。有利地，本文中公开的实施例减少了在CC-CV充电方法中管理主充电设备和辅充电设备时先前固有的缺点。具体地，CC-CV可以在电池充电的第一阶段保持恒定电流，然后在第二阶段随着电流逐渐变弱并且电池变得更多充电，CC-CV切换到恒定电压。主控充电器和从充电器都可以用作独立电源，以将这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电池充电器的电路，所述电路包括：/n第一充电设备，包括：/n开关电路，具有被配置为耦合到电感元件的第一端子的开关输出；/n充电端子，被配置为将所述电感元件的第二端子耦合到电池端子，以提供第一电源用于对被耦合到所述电池端子的电池进行充电；以及/n充电电流感测元件，被耦合在所述充电端子与所述电感元件的所述第二端子之间，所述充电电流感测元件被配置为感测所述充电端子处的充电电流；以及/n第二充电设备，包括第二电源，所述第二电源被耦合到所述电感元件的所述第二端子，使得所述充电电流包括来自所述第一充电设备和所述第二充电设备的电流。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170706 US 15/643,4121.一种用于电池充电器的电路，所述电路包括：
第一充电设备，包括：
开关电路，具有被配置为耦合到电感元件的第一端子的开关输出；
充电端子，被配置为将所述电感元件的第二端子耦合到电池端子，以提供第一电源用于对被耦合到所述电池端子的电池进行充电；以及
充电电流感测元件，被耦合在所述充电端子与所述电感元件的所述第二端子之间，所述充电电流感测元件被配置为感测所述充电端子处的充电电流；以及
第二充电设备，包括第二电源，所述第二电源被耦合到所述电感元件的所述第二端子，使得所述充电电流包括来自所述第一充电设备和所述第二充电设备的电流。


2.根据权利要求1所述的电路，其中所述第二充电设备被配置为向所述电感元件的所述第二端子供应恒定电流和恒定电压中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的电路，其中所述开关电路包括控制输入，并且所述第一充电设备还包括反馈网络，所述反馈网络被配置为接收在所述充电电流感测元件处感测到的所述充电电流，所述反馈网络还被配置为被耦合到所述控制输入。


4.根据权利要求3所述的电路，其中所述反馈网络还被配置为接收在电池电压感测元件处感测到的电池电压，并且其中所述控制输入被配置为接收信号用以基于在所述充电电流感测元件处感测到的所述充电电流和在所述电池电压感测元件处感测到的所述电池电压中的至少一项来控制所述开关电路。


5.根据权利要求4所述的电路，其中所述第一充电设备被配置为：
通过所述反馈网络接收在所述电池电压感测元件处感测到的所述电池电压已经达到第一阈值的指示；以及
响应于所述电池电压达到所述第一阈值，调整所述开关电路的所述开关输出以调整所述第一电源。


6.根据权利要求5所述的电路，其中对所述第一电源的所述调整减小所述充电端子处的所述充电电流并且维持在所述充电端子处的恒定电压。


7.根据权利要求6所述的电路，其中所述第二电源保持恒定。


8.根据权利要求4所述的电路，其中所述反馈网络还被配置为从所述第一充电设备的输入电流感测元件接收输入电流。


9.根据权利要求4所述的电路，其中所述反馈网络还被耦合到来自所述第一充电设备的系统电压感测元件的系统电压，或者其中所述反馈网络还被耦合到来自所述第一充电设备的电池温度感测元件的电池温度信号。


10.根据权利要求1所述的电路，其中所述充电电流感测元件包括第一场效应晶体管(FET)。


11.根据权利要求10所述的电路，其中所述开关电路包括第二FET和第三FET，所述第二FET和所述第三FET与所述电感元件和电容元件相结合地以降压转换器拓扑被配置，所述电容元件被耦合在所述电感元件的所述第二端子与电路接地之间。


12.根据权利要求1所述的电路，其中所述第二充电设备还包括：
第二开关电路，具有第二控制输入和第二开关输出，所述第二开关输出被配置为被耦合到第二电感元件的第三端子；以及
第二充电端子，被配置为将所述第二电感元件的第四端子耦合到所述电感元件的所述第二端子，以提供所述第二电源用于对被耦合到所述电池端子的所述电池进行充电。


13.根据权利要求12所述的电路，其中所述第二控制输入被配置为被控制为使得所述第二充电端子输出恒定电压和恒定电流中的至少一种。


14.根据权利要求12所述的电路，其中所述第二充电设备还包括在所述第二充电端子与所述第二电感元件的所述第四端子之间的第二充电电流感测元件，所述第二充电电流感测元件被配置为感测所述充电端子处的充电电流。


15.根据权利要求14所述的电路，其中：
所述第二充电电流感测元件包括第四场效应晶体管(FET)；
所述开关电路包括第五FET和第六FET，所述第五FET和所述第六FET与所述第二电感元件和第二电容元件相结合地以降压转换器拓扑被配置，所述第二电容元件被耦合在所述第二电感元件的所述第四端子与电路接地之间；并且
所述第五FE...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·P·马拉普尔，A·库达里，P·佩，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US