消耗由电池所提供的能量的系统、方法及电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种电源管理技术方案，尤指一种消耗由电池所提供的能量的系统、方法及电池。
【背景技术】
[0002]一般来说，对近来已开发的电池单元如锂离子电池而言，仍需要在高功率密度特征与高能量密度特征之间作取舍。举例来说，一以高功率密度特征实现的电池单元可被用来瞬间提供或接收高电平的电流；然而，该种适合大电流充放电的电池单元通常具有低能量密度。反之，一以高能量密度特征来实现的电池单元可被用来长时间稳定输出一中等电平的功率；然而，在高动态功率应用中，该种电池单元无法瞬间输出高功率。这使得被用来执行会对应到不同负载的不同应用/操作的电子装置，如一携带式电子装置的电池特征变得较难设计/配置。举例来说，某些应用/负载需要瞬间消耗高电平的功率以完成高性能，而某些应用与/负载可能长时间消耗一静态/中等的功率。据此，为不同应用/负载提供一新颖的电源管理技术方案是重要的。
【发明内容】
[0003]因此，本发明的目的之一为提供一种消耗由一电池所提供的能量的系统、方法及电池，以在维持正常使用的长准备时间时仍可支持高效能的应用。
[0004]根据本发明的一实施例，揭露一消耗由一电池其具有一第一电源以及一第二电源所提供的能量的系统，其中该电池具有一第一电源以及一第二电源。该系统包含一能量传递电路，该能量传递电路系耦接至该电池且用来传递该第一电源以及该第二电源中至少其一的功率至该第一电源以及该第二电源中的另一个，该第一电源是用来为至少一瞬间消耗高电流的高功率操作提供功率，该第二电源是用来为至少一不消耗高动态功率的低/中等功率操作提供功率，且该第一电源以及该第二电源被用以同时供应该系统。
[0005]根据本发明的一实施例，揭露一消耗由一电池所提供的能量的系统，其中该电池具有一第一电源以及一第二电源。该系统包含有一电源选择电路，该电源选择电路系耦接至该电池且用以选择该第一电源与该第二电源其中之一来为至少一低/中等功率操作提供功率，且选择该第一电源与该第二电源之另一个来为至少一高功率操作提供功率，且该第一电源以及该第二电源被用以同时供应该系统。
[0006]根据本发明的一实施例，揭露一应用于消耗由一电池所提供的能量的系统的方法，其中该电池具有一第一电源以及一第二电源。该方法包含有:利用该第一电源来为至少一瞬间消耗高功率的高功率操作提供功率；利用该第二电源来为至少一不消耗高动态功率的低/中等功率操作提供功率；以及传递该第一电源以及该第二电源的至少其中之一的功率至该第一电源以及该第二电源的另一个；其中该第一电源以及该第二电源被用以同时供应该系统。
[0007]根据本发明的一实施例，揭露一应用于消耗由一电池所提供的能量的系统的方法，其中该电池具有一第一电源以及一第二电源。该方法包含有:选择该第一电源与该第二电源的其中之一来为至少一低/中等功率操作提供功率；以及选择该第一电源以及该第二电源的另一个来为至少一高功率操作提供功率；其中该第一电源以及该第二电源是同时供应该系统。
[0008]根据本发明的一实施例，揭露一消耗由一电池所提供的能量的系统提供能量的电池，该电池包含有:一第一电源，用来为至少一瞬间消耗高功率的高功率操作提供功率；以及一第二电源，耦接至该第一电源，用来为至少一不会瞬间消耗高动态功率的低/中等功率操作提供功率；其中该第一电源以及该第二电源是被用以同时供应该系统。
[0009]根据本发明的实施例，系统消耗由一电池所提供的能量，系统可支持一混合电源/电池技术方案。系统可支持高效能操作/应用且同时具有较长的准备时间。系统支持两个或更多不同型态的电池以有效的改善整体系统效率以及热风险。
【附图说明】
[0010]图1是依据本发明一第一实施例的支持一混合电源/电池技术方案的系统不意图。
[0011]图2是依据本发明一第二实施例的支持一混合电源/电池技术方案的系统示意图。
[0012]图3是依据本发明一第三实施例的支持一混合电源/电池技术方案的系统示意图。
[0013]图4是依据本发明一第四实施例的支持一混合电源/电池技术方案的系统示意图。
[0014]图5是依据本发明一第五实施例的支持一混合电源/电池技术方案的系统不意图。
[0015]符号说明:
[0016]100、200、300、400、500 系统
[0017]110、210、310、410、510 第一功率输出电路
[0018]115、215、315、415、515 第二功率输出电路
[0019]120,420能量传递电路
[0020]320,520后备充电器
[0021]225、325、425、525 电源选择电路
[0022]130、230、330、430 充电器
[0023]530电源调节电路
[0024]535选择性充电器
[0025]135、235、335 交流转接器或 USB Vbus
[0026]435 电源
[0027]105A、205A、305A、405A、505A 第一电源
[0028]105B、205B、305B、405B、505B 第二电源
[0029]115A、215A、315A直流对直流转换器
[0030]115B、215B、315B 升压式转换器
[0031]110A、210A、310A降压式直流对直流转换器
【具体实施方式】
[0032]参考图1，图1是依据本发明一第一实施例的支持一混合电源/电池技术方案的系统100示意图。该混合电源/电池技术方案至少可提供对应一携带式装置的不同应用/操作的不同特征的电源的功率/能量，且/或若该电源为可充电的，则适当地对不同的电源充电。借由该混合电源/电池技术方案，该系统100可瞬间地以较佳的转换效率输出较强电流(即传递较强电流)以及较高电压。因此，可达到当以改良后的系统效率维持长操作/准备时间时仍完成良好的系统动态效能。
[0033]在实作方面，系统100包含有一电池105、至少一第一功率输出电路110、至少一第二功率输出电路115、一能量传递电路120以及一充电器130。电池105包含有一第一电源105A以及一与第一电源105A不同且相异的第二电源105B，第一电源105以及第二电源105B分别对应不同电源特征，第一电源105A以及第二电源105B可分别具有不同数量的电池单元。举例来说，第一电源105A可包含有一单一电池单元，而第二电源105B可包含有多个串连连接的电池单元。在此条件下，第一电源105A以及第二电源105B分别对应不同输出电压电平，举例来说，第一电源105A具有一单一电池单元可输出/提供4伏特电压电平，而第二电源105B具有两个串连连接的电池单元可输出/提供8伏特电压电平。第一电源105A供应一较低电压电平，而第二电源105B供应一较高电压电平。第一电源105A以及第二电源105B可对应到不同充/放电率或其他不同特征，但此不为本发明的一限制。
[0034]具有一电池单元的第一电源105A被设计借由第一功率输出电路110 (例如，一降压式转换器)来为消耗高动态功率的应用/操作来提供能量/功率。第一功率输出电路110可包含至少一降压式直流对直流转换器110A，其用以转换第一电源105A的电压以提供/输出一第一电压来为至少一瞬间需要更多功率的操作/应用供应功率；举例来说，该至少一操作/应用可包含中央处理器运算、图形处理器运算、核心运算、存储器运算、射频运算、输入/输出运算。第一电源105A(—单一电池单元)提供一较低电压电平如4伏特；对降压式直流对直流转换器而言，能以较好的效率将输入电压(如4伏特)转换为用来供一单芯片电路使用的功率(如I伏特)。
[0035]具有串连连接电池单元的第二电源105B是借由第二功率输出电路115 (包含有一直流对直流转换器115A且/或一升压式转换器115B)来为需要较高供应电压或消耗静态功率的应用/操作来提供能量/功率。第二功率输出电路115可包含直流对直流转换器115A以及升压式直流对直流转换器115B的至少其中之一，其用以转换第二电源105B的电压来为至少一需要较高供应电压(如32伏特)的操作提供/输出一用以供应功率的第二电压。举例来说，该至少一操作可包含一背光驱动操作且/或音频/闪光灯/相机/显示驱动操作。在一实施例中，第二功率输出电路115具有用来提升第二电源105B的电压的升压式转换器115B，以产生一较高电压电平，例如用以驱动背光单元的32伏特。与传统技术方案比较，利用升压式转换器115B来实现用以驱动该背光模块的第二功率输出电路115可改善因为输出与输入电压间较低转换比例的功率供应效率，据此，此作法可节省功率。在另一实施例中，第二功率输出电路115包含用以降低第二电源115B的电压的直流对直流转换器115A来为音频/闪光灯/相机/显示等应用产生一稍低的电压电平。举例来说，若第二电源105B是用以输出一 8伏特电压电平，直流对直流转换器115A可被用来为音频/闪光灯/相机/显示的应用输出一 5伏特电压电平。应注意的是，由第二电源105B所提供的电压电平并不被限制在8伏特。在另一实施例中，由第二电源105B所提供的电压电平可被设计为另一不同的电平。与传统利用一降压升压式转换器或旁通升压式转换器的技术方案比较，为了音频/闪光灯/相机/显示的应用，利用直流对直流转换器115A以实现第二功率输出电路115可改善功率传递路径的效率且同时降低电路成本。另外，为了输出