调节功率的控制装置和方法制造方法及图纸

在电子设备的电池充电领域，已知使用多种措施来避免充电系统中传递设备的过度功率耗散。但是，这些措施中的许多措施或者与线性充电方式不相兼容，或者增加了适配器和／或充电系统的成本。本发明专利技术提供一种功率耗散测量电路，用于对控制设备进行控制，该控制设备与另一限定了最大电流的控制设备串行动作，以控制到传递设备的驱动电流，使得将传递设备的功率耗散限定为最大阈值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及控制类型的装置，例如用于调节连接在电源和负载之 间的传递设备(诸如要充电的电池)的功率耗散。本专利技术还涉及一种 调节电路中功率的方法，该电路包括传递设备，诸如要充电的电池， 用于将电源连接到负载。
技术介绍
可充电电池现在在许多应用中都得到广泛使用。电子设备，特别 是便携电子设备，是范围从蜂窝电话手持设备到数码相机的设备，其 严重依赖于高质量的可充电电池。与具有例如无线通信能力的电子设备相关的是，该电子设备通常 配备有内部充电系统来对同样配备于电子设备中的主电池进行充电。 充电系统具有传递设备，设计该传递设备连接在外部电力变压器(后 文称之为适配器)和电池之间。但是，第三方(有时称为盗版) 适配器的广泛可用性，引起了电子设备制造商的安全关注，因为有时 适配器的输出不兼容。这些关注之一涉及传递设备所耗散的功率，其 中，适配器供应比传递设备的功率额度功率更多的功率。在此条件下， 传递设备会被损坏、完全故障，或者至少传递设备的使用寿命会縮短； 电池甚至可能变得很危险。典型地，设计适配器用于连接到墙壁安装的电插座或车辆(诸如 汽车)中的点烟器。进而，现代适配器期望能在具有不同的主电压供 应的多个不同国家中使用。因此，由于这些性能要求，某些适配器制 造商已经选择了另外的设计，以便确保只有真正的原始设备制造商 (OEM)适配器用于电子设备，由此试图消除或至少减轻对充电系统、电池和/或用户的潜在危害。有关于此，制造商设计了具有低调节输出 电压的适配器，并且已经通过向适配器提供预定连接器配置以连接适 配器到电子设备来努力鼓励使用这样的适配器。但是，尽管这样的配 置以一种积极的方式减少了连接灵活性以鼓励使用安全的OEM适配 器，但该配置增加了电子设备和手持设备的成本。另一方法使用了外部保护性措施。例如，电子设备可以配备有保 险丝。但是，提供保险丝增加了电子设备的成本并且一旦保险丝熔断 就不能重新使用或者变得不可用，从而使得充电系统不可用。另一措 施是向充电系统提供温度关闭电路，例如包括由热调节环路保护的内 部传递设备的电路，其使得充电系统的充电速率最大化，如美国专利6,521,118所述。但是，这样的解决方案由于下面的原因而缺乏吸引力。 首先，美国专利6,521,118所述的电路并不是用于使用适配器外部的传 递设备的充电系统的。其次，美国专利6，521，118的电路将增加电子设 备的成本，因为它由于电路的高散热而不能集成到更大功率的管理芯 片中。因此，电子设备中的芯片数增加，使得电路在经济上与低成本 充电配置不符合。进而，额外的电路内部功率耗散与完全集成功率管 理电路的电路布置不相符合。用于应对传递设备的过度功率耗散的另一技术是使用具有更高功 率耗散性能的传递设备。但是，高额定功率的传递设备需要的物理封 装比低额定功率的传递设备更大，且因此将占用更多的电路板空间； 它们还会增加电子设备的成本，因此不是所希望的解决方案。另一已知充电系统在美国专利6,144,187中公开，其使用模拟乘法 器来计算AC适配器输出功率。控制环路限定AC适配器所提供的功率， 但是相比用于电子设备的线性充电系统，生产起来更加昂贵。因此， 上述的电路不能提供对于线性充电应用中传递设备的保护。此外，该 电路限定了对电池充电可用的功率量
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种用于，如所 附权利要求所述。附图说明现在将描述本专利技术的至少一个实施例，其只是举例，并结合附图， 在附图中图1是包括构成本专利技术实施例的功率调节装置的电路的总体示意图；图2是图1的功率调节装置的示意图，其中更详细地示出了功率 调节装置；图3是图2中功率调节装置的示意图，更为详细； 图4是图3的装置的总体工作的流程图；图5是关于在第一时间使用的三个不同电压源的功率耗散曲线和 充电电流曲线图；图6是用于在两个不同时间使用的单一电压源的功率耗散曲线和 充电电流曲线图；以及图7是图3的功率调节装置的一部分的示意图。具体实施方式下面的描述中，相同附图标记通篇用于标示类似部件。参看图1，充电配置100包括连接到充电系统104的适配器102， 充电系统104连接到电池，例如电池106。适配器102可以被表示为电 压源108，其与适配器102的等价内部电阻100串联连接，该电阻包括 附加到适配器102的电插头(未示出)的电阻分布。充电系统104在适配器102之外，并且被设置于电子设备(未示 出)之内，电子设备例如是无线通信设备，诸如蜂窝电话手持设备。 充电系统具有输入端112，例如通过双芯电缆(未示出)和一对连接器(也未示出)连接到适配器102的输出端114。双芯电缆具有正电压线和地线。充电系统104的输入端112包括正电源导轨116和地导轨118， 正电源导轨116连接到正电压线，地导轨118连接到地线。在这个例 子中，电缆的电阻损耗由电阻损耗113来表示。正电源导轨116连接到控制器122的输入120，控制器122的第 一输出端124连接到地导轨118。控制器122的第二输出端126连接到 受控电流源130的输入端128。驱动电流源130的控制端132连接到传递设备136的控制端134， 传递设备136的第二输入端138连接到正电源导轨116。传递设备136 独立于适配器102。传递设备136的输出端140直接连接到充电系统 104并且还连接到外部读出电阻144的第一端142，外部读出电阻144 的第二端146也连接到充电系统104。将在后面更详细描述传递设备 136与充电系统104之间的精确连接。传递设备136是能够设定和修改 到电池的充电电流U的任何合适的设备。在这个例子中，传递设备136 是双极型PNP晶体管，但本领域技术人员将认识到，也可以使用其他 的设备。读出电阻144的第二端146还连接到电池106的正电压端148， 电池106的特征在于包括连接到至少一个电池单元152的电池的等价 内部电阻150。电池106的正电压端148连接到内部电阻150，内部电 阻150，如上所解释的那样，连接到至少一个电池单元152。该至少一 个电池单元152连接到电池106的地端154，电池106的接地端154连 接充电系统104的地导轨118。转来看图2，控制器122包括控制单元200，其第一端202连接到 正电源导轨116，其第二端204连接到地导轨118。控制单元200包括 计数器206，其输出(未示出)连接到控制单元200的输出端208。控 制单元200的输出端208连接到功率读出电路212的第一端210。功率读出电路212的第二端214连接到差分电压读出电路218的第一端216， 差分电压读出电路218的第二端220连接到正电源导轨116。功率读出 电路212的第三端222还连接到充电电流读出电路226的第一端224， 充电电流读出电路226的第二端228连接到差分电压读出电路218的 第三端230以及传递设备136的输出端140。充电电流读出电路226的第三端232连接到读出电阻144的第二 端146，充电电流读出电路226的第四端234连接到驱动电流源130的 第一N沟道金属氧化物半导体(NMOS)场效应晶体管(FET) 238的 栅极端236。第一NMOS FET 238的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制连接在电源和负载之间的传递设备的控制装置，所述装置包括：输入，用于从电源接收电力；输出，用于向负载提供电力；以及电流控制电路，被配置以生成第一控制信号，用于在使用时将流经传递设备的电流限定在预定电流电平； 所述装置的特征在于：功率控制电路，被配置以生成第二控制信号，用于在使用时将传递设备所耗散的功率限定为预定功率耗散电平。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种用于控制连接在电源和负载之间的传递设备的控制装置， 所述装置包括输入，用于从电源接收电力； 输出，用于向负载提供电力；以及电流控制电路，被配置以生成第一控制信号，用于在使用时将流 经传递设备的电流限定在预定电流电平；所述装置的特征在于功率控制电路，被配置以生成第二控制信号，用于在使用时将传 递设备所耗散的功率限定为预定功率耗散电平，其中，在预定时期内 暂时禁用所述功率控制电路。2. 如权利要求l所述的装置，其中，所述电流控制电路生成第一 控制信号，用于在使用时以其线性方式驱动传递设备。3. 如权利要求1或权利要求2所述的装置，其中，所述功率控制 电路生成第二控制信号，用于限定流经传递设备的电流。4. 如权利要求1或权利要求2或权利要求3所述的装置，其中， 所述功率控制电路与第一控制信号相独立地生成第二控制信号。5. 如前面权利要求中任何一项所述的装置，其中，所述功率控制 电路被配置以当在使用时，在预定时期内暂时允许超过预定功率耗散 电平。6. 如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰罗姆昂雅尔贝，奥利维尔蒂科，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]