电源管理电路制造技术

一种控制提供给可充电电池的充电参数的电路。该电路包括：一个功率控制电路，该功率控制电路提供一个代表ＤＣ电源输出功率值的功率控制信号；一个控制信号发生电路，该控制信号发生电路在输出功率值超出一个预定的功率门限值时减小提供给电池的充电参数。本发明专利技术还提供了一种具有该电路和采用该方法的电子设备。该电路可以采用一个ＤＣ电源给可充电电池供电。ＤＣ电源的输出电压值也可不固定，例如输出电压可以来自一个可控ＤＣ电源或一个可变ＤＣ电源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电子设备的电源系统，更具体的是涉及一种监控和限制提供给可充电电池的输出功率级的电源管理电路。
技术实现思路
本专利技术提供了一种控制提供给可充电电池的充电参数的电路，所述电路包括一个提供代表一个DC电源输出功率值的功率控制信号的功率控制电路；和一个当所述功率输出值超出一个预定功率门限值时，用于减小提供给所述电池的所述充电参数的控制信号发生电路。本专利技术提供了一种电子设备，该电子设备包括一个控制提供给可充电电池的充电参数的电路，所述电路包括一个提供代表一个DC电源的输出功率值的功率控制信号的功率控制电路；和一个当所述输出功率值超出预定的功率门限值时，减少提供给所述电池的所述充电参数的控制信号产生电路。本专利技术提供了一种方法包括步骤监控一个DC电源的一个输出功率值；将所述输出功率值与一个门限功率值作比较；当所述输出功率值超出所述门限功率值时减少提供给充电电池的充电参数。本专利技术提供了一种控制电路包括一个在位判断电路，该在位判断电路将具有一个固定输出电压值的DC电源的电压值与可选电压门限值作比较，当所述电压值超出所述可选门限电压值时提供一个代表所述DC电源在位的在位判断信号；和一个控制信号发生电路，该控制信号发生电路接收至少所述在位判断信号并进一步提供一个控制信号以响应至少所述在位判断信号。本专利技术提供了一种电子设备，该电子设备包括一种电路，所述电路包括一个在位判断电路，该在位判断电路将具有一个固定输出电压值的DC电源的电压值与可选电压门限值作比较，当所述电压值超出所述可选门限电压值时提供一个代表所述DC电源在位的在位判断信号；和一个控制信号发生电路，该控制信号发生电路接收至少所述在位判断信号并进一步提供一个控制信号以响应至少所述在位判断信号。本专利技术提供了一种方法包括步骤选取一个门限电压值；将一个固定DC电源的输出电压值与所述门限电压值作比较；当所述输出电压值超出所述门限电压值时提供一个代表所述固定DC电源在位的在位判断信号。本领域的技术人员应认识到，虽然以下具体描述将作为优选实施例和方法，本专利技术并不受限于这些优选实施例和方法。相反的，本专利技术具有广泛的应用范围，仅受限于附属的权利要求。附图说明本专利技术的其它特性和优点将在以下具体描述并结合图示的说明中更为明显，其中相同数字表示相同元件，并且其中图1所示为本专利技术的示范性电池充电系统的框图；图2所示为本专利技术的示范性放大电路；图3所示为振荡信号和DC信号产生图1中PWM信号的时序图；图4A所示为另一实施例的具有电源管理电路的一个电子设备的框图，其中电源管理电路给可控DC电源提供一个控制信号；图4B所示为图4A的具有电源管理电路的另一电子设备的框图，其中电源管理电路给DC/DC转换器提供一个控制信号；图5A所示为图4A的电源管理电路中产生控制信号电路部分的详细框图；图5B所示为图4B的电源管理电路中产生控制信号电路部分的详细框图；图6所示为图5A和图5B的电源管理电路中电源控制电路部分的详细框图； 图7所示为图6中各种信号与时间的关系图；图8所示为图6中电源管理电路的一个实施例的示范性电路图；图9所示为采用一个固定电压输出的DC电源和具有比较DC电源电压与可选电压门限的在位判断电路的电子设备的框图；图10A和10B所示为图9中在位判断电路的可选电压门限的示范性实施例的框图。具体实施例方式图1所示为根据一个实施例的电压模式电池充电器系统10。系统10包括一个采用DC电源14给一个或多个电池16充电的电压模式电池充电器电路12。DC电源可以是一个AC/DC适配器或是其他供电设备。电路12通过开关20控制降压型转换器(Buck converter)电路18(包括本领域熟知的一个电感和一个电容)的占空比，从而控制提供给电池16的充电电量。总体上，电路12通过监控电源电流、电池充电电流(电流模式下)和电池电压(电压模式下)控制降压型转换器18的占空比。通过感测电阻(或阻抗)Rsch检测电池充电电流。本专利技术采用电压拓扑结构，检测Rsch上的电流而不是检测流经电感的电流(在常规电流模式拓扑结构采用此方法)。按照这种方法，通过同时采用电池电路控制和电压控制，本专利技术在接近电池充电周期终止时可以更精确地给电池充电，与常规电流模式充电拓扑结构相比，更精确地掌握充电终止时间。以下将对系统10加以详述。实质上，充电器电路12通过控制补偿电容Ccomp38的功率来控制降压型转换器18的占空比。电路12包括一个由感测放大器26和跨导放大器28组成的电池电流控制部分，一个由求和单元30和跨导放大器32组成的电池电压控制部分，和一个由感测放大器34和跨导放大器36组成的功率控制部分。电池电流控制部分和电池电压控制部分分别产生代表电池电流和电池电压的信号。功率控制部分产生代表从电源14处可获得的功率的信号。这些部分在节点60处相连，如果其中任何一个部分超出一个门限值，提供给充电电容的功率就将减小，从而减小降压型转换器的占空比。以下将对这种操作加以详述。降压型转换器18的占空比由比较器40通过开关20控制。比较器40的输入为补偿电容(Ccomp)38上的电压和振荡器44产生的锯齿波信号。比较器40的输出为一个脉宽调制(PWM)信号68，该信号的脉宽(占空比)通过Ccomp38上电压信号幅值和锯齿波信号幅值的相交点得到。采用这种感测方法，PWM信号的占空比将基于补偿电容38上的电压和由振荡器44产生的锯齿波信号。这里所说的“基于”应被广泛地解释为“是什么的函数”或者“与什么相关”。Ccomp上的电压幅值越大，PWM信号68的占空比就越大。在示范性实施例中，锯齿波信号是一个频率固定的信号，因此可以通过调整Ccomp38上的电压幅值来调整PWM的占空比。Ccomp38通过电流源42充电。若是电流控制部分、电压控制部分或者功率控制部分的任何部分都没有发出信号，电流源就最大限度地给Ccomp充电，此时，PWM的占空比最大，并且降压型转换器给电池提供的充电电流和充电电压也最大。电流控制部分、电压控制部分或者功率控制部分的任何部分发出的信号对于补偿电容38都将是一个衰减因素，从而减小补偿电容上的电压，并由此减小PWM信号的占空比。按这种方式，提供给电池16的充电电流是可以控制的。降压型转换器18和开关20的具体细节都是本领域所熟知的，对于本专利技术并不重要，并可推广为可控制的DC/DC转换器电路。电流控制电流控制部分(电路)包括一个感测放大器26和一个跨导放大器28。感测放大器监控流经感测阻抗Rsch 24的电池充电电流，并发出一个与电池充电电流成比例的信号。跨导放大器28接收感测放大器26的输出，并将该输出信号与已编程的(期望的)电池电流信号Ich比较。通常，跨导放大器28的输入是电压信号，输出是相应成比例的电流信号。跨导放大器的输出是电流控制信号62，该电流控制信号与超出已编程信号Ich的电池充电电流量成比例。Ich在电池充电电流超出已编程的电流值Ich之前为零。已编程Ich的值是根据具体的电池型号和需求而设置的，例如，本领域熟知的，给标准锂离子电池充电时设置Ich值。若电池充电电流超出门限值Ich，放大器28发出一个相应比例的电流控制信号62。由于放大器的输出(在节点60)与电流源42的负极相连，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制提供给可充电电池的充电参数的电路，所述电路包括：一个提供代表一个ＤＣ电源输出功率值的功率控制信号的功率控制电路；和一个当所述功率输出值超出一个预定功率门限值时，用于减小提供给所述电池的所述充电参数的控制信号发生电路。

【技术特征摘要】
US 2003-7-14 10/618,901;US 2004-1-15 10/757,8711.一种控制提供给可充电电池的充电参数的电路，所述电路包括一个提供代表一个DC电源输出功率值的功率控制信号的功率控制电路；和一个当所述功率输出值超出一个预定功率门限值时，用于减小提供给所述电池的所述充电参数的控制信号发生电路。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述电路进一步包括一个提供代表一个DC电源电流输出值的电流控制信号的电流控制电路，所述控制信号发生电路进一步将所述电流控制信号与一个代表电流门限值的电流门限信号相比较，当所述电流输出值超出所述电流门限值时，所述控制信号发生电路进一步用于减少提供给所述电池的所述充电参数。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述功率控制电路包括一个提供代表所述DC电源输出电流值的第一信号的第一路径；一个提供代表所述DC电源输出电压值的第二信号的第二路径；和一个功率转换电路，该功率转换电路接收所述第一和第二信号并提供所述功率控制信号以响应所述第一和第二信号。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于所述功率转换电路包括一个连接所述第一路径和第二路径的乘法器，所述乘法器接收所述第一信号和所述第二信号并提供一个第三信号，所述第三信号基于所述第一信号和所述第二信号的乘积，其中所述功率控制信号基于所述第三信号。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于所述第一信号包括一个电流脉宽调制信号，该电流脉宽调制信号具有一个代表所述DC电源的所述电流值的脉宽，所述第二信号包括一个DC电压信号，该DC电压信号具有一个代表所述DC电源的所述输出电压值的DC电压值，其中所述乘法器提供第三信号，所述第三信号是具有一个代表所述输出电流值的脉宽和代表所述输出电压值的幅值的脉宽调制信号。6.根据权利要求4所述的电路，其特征在于所述第一路径包括一个提供一个代表所述DC电源的所述输出电流值的电压信号的感测放大器；和一个接收一个锯齿波信号和代表所述DC电源的所述输出电流值的所述电压信号的比较器，所述比较器提供所述电流脉宽调制信号，所述电流脉宽调制信号有一个基于所述锯齿波信号和所述电压信号的相交点的脉宽。7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于所述比较器提供所述电流脉宽信号，所述电流脉宽信号具有一个在第一等级响应代表所述电流值的所述电压信号的第一脉宽，其中所述比较器提供所述电流脉宽调制信号，所述电流脉宽调制信号具有一个在第二等级响应代表所述电流值的所述电压信号的第二脉宽，其中若所述第一等级大于所述第二等级时所述第一脉宽大于所述第二脉宽。8.根据权利要求5所述的电路，其特征在于所述功率转换电路包括一个接收所述第三信号并提供所述功率信号的滤波器。9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于所述滤波器包括一个RC电路。10.一个包括一个控制提供给可充电电池的充电参数的电路的电子设备，所述电路包括一个提供代表一个DC电源的输出功率值的功率控制信号的功率控制电路；和一个当所述输出功率值超出预定的功率门限值时，减少提供给所述电池的所述充电参数的控制信号产生电路。11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于所述电路进一步包括一个提供代表所述DC电源输出电流值的电流控制信号的电流控制电路，所述控制信号发生电路进一步用于将所述电路控制信号与一个代表电流门限值的电流门限信号作比较，所述控制信号发生电路进一步用于当所述输出电流值超出所述电流门限值时，减小提供给所述电池的所述充电参数。12.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于所述功率控制电流包括一个提供代表所述DC电源输出电流值的第一信号的第一路径；一个提供代表所述DC电源输出电压值的第二信号的第二路径；和一种功率转换电路，该功率转换电路接收所述第一信号和所述第二信号并提供所述功率控制信号以响应所述第一信号和第二信号。13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于所述功率转换电路包括一个连接所述第一路径和所述第二路径的乘法器，所述乘法器接收所述第一信号和所述第二信号并提供一个第三信号，所述第三信号基于第一信号和第二信号的乘积，其中所述功率控制信号基于所述第三信号。14.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于所述第一信号包括一个电流脉宽调制信号，所述电流脉宽调制信号具有一个代表所述DC电源的所述输出电流值的脉宽，所述第二信号包括一个DC电压信号，所述DC电压信号具有一个代表所述DC电源的所述输出电压值的DC电压值，所述乘法器提供所述第三信号，所述第三信号是一个功率脉宽调制信号，所述功率脉宽调制信号具有一个代表所述输出电流值和所述输出电压值幅值的脉宽。15.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于所述第一路径包括一个提供一个代表所述DC电源的所述输出电流值的电压信号的感测放大器；和一个接收一个锯齿波信号和代表所述DC电源的所述输出电流值的所述电压信号的比较器，所述比较器提供所述电流脉宽调制信号，所述电流脉宽调制信号有一个基于所述锯齿波信号和所述电压信号的相交点的脉宽。16.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：康斯坦丁布克，
申请(专利权)人：美国凹凸微系有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]