专利名称：用于电子设备的温度补偿充电控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及便携电子设备的电流提供装置，尤其涉及为这种便 携电子设备供电的可充电电池的充电。这里的"便携电子设备"一词表 示当从市电断开时能借助其可再充电电池使用的任何电子装置或设
备。此电子设备可以是例如个人数字助手(即PDA)、移动电话、无绳 电话、或音乐播放器(例如MP3播放器)。
背景技术：
如本领域技术人员所知，许多(便携)电子装置包括充电控制模 块，当电子装置经过其插孔连接到充电器(转而连接到市电)时，该充 电控制模块用于对其(可再充电)电池充电，并且用于对其内部的一个 或多个应用部件提供电流。
更准确地说，当充电状态低于选择的阈值并且当温度在选择的 区间之内时，该充电控制模块控制电池的充电状态及温度并为其提供 电流，并且对内部应用部件提供在确定环境下操作所需的电流。
由充电器提供到该充电控制模块的电流ICH是恒定值。所以，在 该电池的充电状态低于选择的阈值并且其温度处在选择的区间之内
的同时，当应用部件要求施加电流Ia以供其操作时，充电控制模块
能够提供来为电池进行充电用途的电流iB将受到限制(IflcH-IA)。由 于电流lB低于由电池制造商确定的最大电流(通常等于1C,即电池容 量的1倍)并且需要快速对该电池充电(即当不对内部应用部件供电 时)，所以当有应用部件消耗电流ICH的一部分时，该电池的充电时间 将增加。
而且，当该电池温度在选择区间之外时，该充电控制模块将停止
把任何电流提供到电池或操作应用部件(IapO)。因此，停止对电池的
充电并且该电池自身放电来为操作应用部件供电。因此，本发明的一个目的是改进这种情形，更准确地说是使得当 电池充电被禁止时该电池充电状态保持恒定，并尽量使得该电池充电 时间能保持近似恒定。
发明内容
为此目的，本发明提供一种用于电子设备的充电控制装置，该电 子设备包括可再充电的电池和为其操作而要求应用电流的至少一个 内部应用部件，并且包括一个耦合到一个充电器的充电控制模块，用 于当充电器与市电连接时该充电控制模块被馈以充电电流，该充电控 制模块一方面与该电池耦合，以便当被要求时且当其温度处在选择的 区间之内时来控制电池的充电并提供给该电池选择的电池电流，并且 该充电控制模块另一方面与该应用部件耦合，以便当该电子设备与该 充电器连接时为该应用部件提供应用电流。
该充电控制装置的特征在于还包括一个电流感测装置，用于确 定由该应用部件消耗的电流并且提供表示此电流消耗的第一信号，并 且特征在于其充电控制模块被用于当该电池温度处在选择区间之外 时，在强制该电池保持电荷的同时为该应用部件提供等于由该第一信 号表示的电流的一个应用电流，或其充电控制模块被用于在为该电池 提供一个选择的电池电流的同时，为该应用部件提供等于由该第一信 号表示的电流的一个应用电流，以便当温度处在该选择区间之内时使 得可以同时地对电池充电。
根据本发明的充电控制装置可以包括单独或组合考虑的附加特 征，尤其是
-其电流感测装置可以包括电流感测器，用于提供表示了由该 应用部件即时消耗的电流的第二信号；和滤波装置，其被耦合到该电 流感测器和充电控制模块，并用于处理该第二信号以便提供该第一信 号；
-该滤波装置可被用于在一个选择的时段上积分由该电流感测 器提供的若干个第二信号，以便提供一个第一信号；
-其充电控制模块可以用于为电池提供一个选择的电池电流，使得电池的充电时间近似恒定而与该提供的应用电流无关；
-该电池可以例如是锂离子(Li-ion)型或锂聚合物型电池。 本发明还涉及包括例如上述介绍的充电控制装置的(便携)电子
设备。这种电子设备可以选自个人数字助手(PDA)、移动电话、无绳
电话和音乐播放器。
从下面的详细说明和附图中将显见本发明的其它特征和优点， 其中该唯一的附图示意性并功能性地示出了包括根据本发明的充电 控制装置的(便携)电子设备的实例。
该附图不仅可以用于完成本发明而且如果需要的话可以有助于 本发明的确定。
具体实施例方式
下面的描述将认为在唯一附图中所示的充电控制装置D被安装 在包括可再充电的电池B的便携电子设备EE (例如移动电话)中。
但其可被安装在配备有可再充电的电池的任何便携电子设备中，例如 个人数字助手(PDA)、无绳电话、或象MP3播放器的音乐播放器。
如该附图中示出的那样，根据本发明的充电控制装置D包括充电 控制模块CCM和电流感测器模块SM。
充电控制模块CCM耦合到电池B以及该移动电话EE的至少一个 内部应用部件A，而且耦合到该移动电话EE的插孔PS。内部应用部 件可被认为是用于例如视频图像显示或通信建立的应用部件。
插孔PS使得移动电话EE连接到一个能经电接插件EP连接到市 电(例如插入墙壁W中的插座)的充电器CH。
电池B还耦合到每一个内部应用部件A，以便在移动电话EE从 充电器CH断开时为其提供应用电流。电池B例如是锂离子(即Li-ion) 型电池，但可以是其它可选电池，例如锂聚合物型电池。
当移动电话EE经充电器CH连接到市电时，该充电控制模块CCM 从充电器CH接收充电电流Ich，充电器CH用于给电池B提供用于充电用途的电池电流IB,并且用于给至少一个内部应用部件A提供用 于操作用途的应用电流Ia。
更准确地说，充电控制模块CCM包括电流产生器CG和控制模块CM。
根据来自控制模块CM指令，电流产生器CG从充电器CH(通过插 孔PS)接收充电电流ICH ，并把该充电电流ICH提供到一个输出，该 输出将按照要求为内部应用部件A馈送一个选择的应用电流Ia，和/ 或为电池B馈送一个由电池制造商限定的电池电流IB。
控制模块CM连接到该电池B，并且接收表示其温度(T)和其充电 状态(BC)的信号。 一方面，把表示电池温度T的每个信号与根据电池 型和由电池制造商限定的一个温度区间相比较，另一方面把表示电池 充电状态BC的每个信号与一个选择的并由电池制造商限定的门限值 相比较。
当电池温度处在该温度区间之内并且电池充电状态低于该选择 的门限值时，该控制模块CM允许电流产生器CG为电池B提供由电池 制造商限定的电池电流Ib，以便使得所述的电池B可被充电。如果一 个内部应用部件同时要求应用电流Ia，则该控制模块CM将允许电流 发生器CG为此应用部件A提供所需的应用电流Ia。
电流感测器模块SM用于为该控制模块CM提供一个第一信号， 该第一信号表示为了内部应用部件A的操作而需要的应用电流IA。 因此，电流感测器模块SM和充电控制模块CCM限定了一个电流补偿 回路，该回路使得有可能在任何电池温度的情况下在由充电器CG为 移动电话EE供电的同时，为一个工作内部应用部件A提供所需的应 用电流Ia。
更准确地说，该电流感测器模块SM优选地包括一个耦合到电源 线路的电流感测器CS，该电源线路把电流产生器CG连接到该内部应 用部件A并且用于确定表示即时由此内部应用部件A所耗电流的一个 第二信号。该电流感测器模块SM还优选地包括耦合到电流感测器CS 以及充电控制模块CCM(并更准确地说是耦合到其控制模块CM)的滤 波模块FM，该滤波模块FM用于处理由电流感测器CS提供的第二信号，以便由此产生第一信号，并将该第一信号发送到控制模块CM。
例如，该滤波模块FM被用于在一个选择的时段上对由该电流感 测器CS连续提供的第二信号进行积分，以便提供每个第一信号。这 一积分避免这种情况的出现，即该控制模块CM处理不重要的应用电 流并随后为了保持该电流补偿回路的稳定来根据该不重要的应用电 流而将指令发送到该电流发生器CG。
当电池温度处在该温度区间之外时，无论该电池充电状态如何， 控制模块CM都禁止电流产生器CG为电池B提供电池电流IB,同时指 令电流产生器CG为该内部应用部件A提供所需的应用电流Ia。所以， 电池B既不充电也不放电。与其中电池B为该内部应用部件A提供所
需的应用电流lA并随后自身放电的现有技术的装置相比较，这里是电
流产生器CG为该内部应用部件A提供了所需的应用电流IA。换句话 说，相对于内部应用部件A，电流产生器CG代替(或补偿)了该电池B。
一旦该电池温度再次回到该温度区间，该电池B就将能被再次充 电，或如果移动电话EE从该充电器CH断开的话，该电池B将准备好 为内部应用部件供电。
当电池温度处在该温度区间之内时，因为电池电流lB是由电池 生产商所限定(通常相等于1C)，所以由电流产生器CG提供到电池B 的电池电流Ib是恒定僮并且是受限的。因此，电池充电时间大致为常 数，与由电流产生器CG提供到内部应用部件A的应用电流lA无关。 换句话说，即使在内部应用部件A消耗一个应用电流Ia吋，电池充电 时间也大致为常数。这里通过"大致恒定"来表示最佳恒定值、或恒 定为+/-5%。
由于本发明的贡献，在没有任何附加供电路径的条件下，通过
充电路径分别把电池电流lB和应用电流lA提供到电池B及内部应用
部件A。
控制模块CM和滤波模块FM通常以硬件模块或硬件和软件模块 的组合来实现。
本发明不局限于仅用于示例的上述充电控制装置和电子设备的 实施例，而是包括可由本领域的技术人员在所附的权利要求书的范围内考虑的全部可选实施例。
权利要求
1. 用于电子设备(EE)的充电控制装置(D)，该电子设备(EE)包括 可再充电的电池(B)和至少一个要求为其操作提供应用电流的内部应 用部件(A)，所述装置(D)包括用于耦合到一个充电器(CH)的充电控制 模块(CCM)，以便当该充电器与市电连接时对充电控制模块(CCM)馈以 充电电流，并且所述充电控制模块(CCM)被耦合到i)所述电池(B), 以便在需要时且当其温度处在选择的区间之内时来控制电池的充电 并提供给该电池选择的电池电流；和ii)所述应用部件(A)，以便当所 述电子设备(EE)与所述充电器(CH)连接时为所述应用部件提供应用 电流；特征在于所述充电控制装置(D)还包括电流感测装置(SM)， 用于确定由所述应用部件(A)消耗的电流并且提供表示所述电流消耗 的第一信号；以及所述充电控制模块(CCM)被用于i)当所述电池(B) 温度处在选择区间之外时，在强制所述电池(B)保持其电荷的同时， 为所述应用部件(A)提供等于由所述第一信号表示的电流的一个应用 电流，或ii)当温度处在所述选择区间之内时，在为所述电池(B)提供 一个选择的电池电流的同时，为所述应用部件(A)提供等于由该第一 信号表示的电流的一个应用电流，以使得可以同时对电池(B)充电。
2. 根据权利要求1的充电控制装置，其特征在于所述电流感测装 置(SM)包括i)电流感测器(CS)，用于提供表示了由所述应用部件(A) 即时消耗的电流的第二信号；以及ii)耦合到所述电流感测器(SM)和 充电控制模块(CCM)的滤波装置(FM)，用于处理所述第二信号，以便 提供所述第一信号。
3. 根据权利要求2的充电控制装置，其特征在于所述滤波装置 (FM)被用于在一个选择的时段上对由所述电流感测器(CS)提供的若 干第二信号进行积分，以便提供所述第一信号。
4. 根据权利要求1至3之一的充电控制装置，其特征在于所述充电控制模块(CCM)被用于为所述电池(B)提供选择的电池电流，使得 其充电时间为大致恒定而与提供给应用部件(A)的应用电流无关。
5. 根据权利要求1至4之一的充电控制装置，其特征在于所述 电池(B)是锂离子型电池。
6. 根据权利要求1至4之一的充电控制装置，其特征在于所述电池(B)是锂聚合物型电池。
7. 电子设备(EE)，包括可再充电的电池(B)和至少一个要求为其 操作提供应用电流的内部应用部件(A)，其特征在于包括根据在先权 利要求之一的充电控制装置(D)，该充电控制装置(D)耦合到所述电池 (B)及所述内部应用部件(A)。
8. 根据权利要求7的电子设备，其特征在于该电子设备是从至 少包括个人数字助手、移动电话、无绳电话及音乐播放器的一组电子 设备中选择的一个电子设备。
全文摘要
安装在电子设备(EE)中的充电控制装置(D)，该电子设备(EE)包括可再充电的电池(B)和至少要求为其操作提供应用电流的内部应用部件(A)。该装置(D)包括用于耦合到一个充电器(CH)的充电控制模块(CCM)，以便当该充电器与市电连接时对充电控制模块(CCM)馈以充电电流。该充电控制模块(CCM)被耦合到i)该电池(B)，以便当被要求时且当其温度处在选择的区间之内时来控制电池的充电并提供给该电池选择的电池电流；和ii)该应用部件(A)，以便当该电子设备(EE)与该充电器(CH)连接时为该应用部件提供应用电流。该充电控制装置(D)还包括电流感测装置(SM)，用于确定由该应用部件(A)消耗的电流并且提供表示该电流消耗的第一信号。该充电控制模块(CCM)还被用于i)当该电池(B)的温度处在选择区间之外时，在强制该电池(B)保持其电荷的同时，为该应用部件(A)提供等于由所述第一信号表示的电流的一个应用电流，或ii)当温度处在该选择区间之内时，在为该电池(B)提供一个选择的电池电流的同时，为该应用部件(A)提供等于由该第一信号表示的电流的一个应用电流，以使得可同时地对电池(B)充电。
文档编号H02H7/18GK101313445SQ200680043913
公开日2008年11月26日 申请日期2006年11月14日 优先权日2005年11月25日
发明者尼古拉斯·雷根特 申请人:Nxp股份有限公司