移动设备电源、移动设备及移动设备供电方法与流程

文档序号:30946687发布日期:2022-07-30 05:31阅读:239来源:国知局
移动设备电源、移动设备及移动设备供电方法与流程

1.本发明涉及电源技术领域,特别是涉及一种移动设备电源、移动设备及移动设备供电方法。


背景技术:

2.传统的单电池供电移动设备采用的5v/1a充电标准,由于充电功率小,充电速度慢,用户体验差,已经不能满足大电池容量移动设备的充电需求。为了提升充电速度,减少充电时间,快充技术应运而生。高压快充技术和大电流快充技术是目前主流的单电池快充技术,可以显著增加充电功率的同时,减小充电所需的时间。
3.为了适应移动设备越来越丰富的功能要求,移动设备内部电源的供电规格越来越复杂,特别是为了满足高效率功率转换器的高幅值供电电压的需求,采用多电池结构供电是一种合理的可选供电方案。
4.然而,对于多电池结构的供电方案,其充电管理技术相对比较复杂,尤其是在移动设备边充电边工作的状态下,如何对多电池进行合理地电能管理,保证充电效率、电池的稳定性及移动设备的正常工作,成为亟待解决的技术问题之一。


技术实现要素:

5.基于此,有必要针对上述背景技术中的问题,提供一种移动设备电源、移动设备及移动设备供电方法,能够对移动设备电源的多电池的充电及放电进行合理有效地控制与管理,使得移动设备电源的多电池在充电的过程中由外部电源供电,及在不充电时由移动设备电源的多电池为移动设备提供高质量供电,有效地提高了移动设备的充电效率、电池工作的稳定性及可靠性。
6.为实现上述目的及其他目的,本技术的第一方面提供一种移动设备电源,包括多个相互独立的子电源模块及电池组管理模块,各所述子电源模块用于向移动设备中的用电模块提供不同幅值的供电电压,各所述用电模块的所需供电电压范围的最大值不同;
7.所述电池组管理模块与各所述子电源模块连接,被配置为:
8.在所述移动设备电源未充电的情况下,连通各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路,使得各所述子电源模块经由所述电池组管理模块与各所述用电模块一一对应连接;
9.当移动设备电源接入充电设备充电时,连通所述充电设备向各所述子电源模块供电的通路的同时,连通所述充电设备向各所述用电模块供电的通路,并断开各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路。
10.于上述实施例中的移动设备电源中,通过将移动设备中的用电电路按照各自所需的供电电压幅值的大小划分为多个不同的用电模块,并确定各所述用电模块的供电电压范围,其中,各所述供电电压范围的最大值不同,任一用电模块中的各用电电路所需供电电压的最大值均小于或等于所述用电模块的供电电压范围的最大值;以根据各所述供电电压范
围确定各所述用电模块对应的子电源模块,使得任一子电源模块向与其连接的用电模块提供电压的最大值,大于或等于所述用电模块所需供电电压的最大值;然后利用相互独立的各所述子电源模块分别为各自对应的所述用电模块供电,避免利用输入输出电压差比较大的功率转换器将电源提供的电压升压至移动设备内部的高压用电模块所需的工作电压,从而避免了因该功率转换器引发的发热问题。通过设置与各所述子电源模块连接的电池组管理模块,在所述移动设备电源未充电的情况下,控制电池组管理模块动作,连通各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路,使得各所述子电源模块经由所述电池组管理模块与各所述用电模块一一对应连接;当移动设备电源接入充电设备充电时,控制电池组管理模块动作,连通所述充电设备向各所述子电源模块供电的通路的同时,连通所述充电设备向各所述用电模块供电的通路,并断开各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路。从而实现了对移动设备电源的多电池的充电及放电进行合理有效地控制与管理,使得移动设备电源的多电池在充电的过程中由外部电源供电,及在不充电时由移动设备电源的多电池为移动设备提供高质量供电,有效地提高了移动设备的充电效率、电池工作的稳定性及可靠性,提高了电源储能的利用率的同时相对延长了移动设备的待机使用时间。
11.在其中一个实施例中,所述电池组管理模块还包括检测控制模块及充电兼容模块,所述检测控制模块与各所述子电源模块及各所述用电模块均连接,用于检测充电设备的接入信息、各所述子电源模块的电源状态信息及各所述用电模块的用电状态信息,并根据所述接入信息、所述电源状态信息及所述用电状态信息生成第一控制信号,以及根据所述电源状态信息及所述用电状态信息生成第二控制信号;所述充电兼容模块与所述检测控制模块、各所述子电源模块及各所述用电模块均连接,用于接收所述第一控制信号,并根据所述第一控制信号动作,连通所述充电设备向各所述子电源模块供电的通路的同时,连通所述充电设备向各所述用电模块供电的通路。
12.在其中一个实施例中,所述充电兼容模块包括功率转换电路,所述功率转换电路用于将所述充电设备提供的电能转变为各所述子电源模块对应所需的充电电压或充电电流后,向各所述子电源模块充电。
13.在其中一个实施例中,所述功率转换电路包括反激式功率转换电路,所述反激式功率转换电路用于将所述充电设备提供的电能转变为各所述子电源模块对应所需的充电电压后,经由多个电压输出支路向各所述子电源模块充电。
14.在其中一个实施例中,所述电池组管理模块还包括供电通路选择控制模块,所述供电通路选择控制模块与所述检测控制模块、所述充电兼容模块、各所述子电源模块及各所述用电模块均连接,用于接收所述第一控制信号,并根据所述第一控制信号动作,连通所述充电设备经由所述充电兼容模块向各所述子电源模块供电的通路的同时,连通所述充电设备经由所述充电兼容模块向各所述用电模块供电的通路,并断开各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路;所述供电通路选择控制模块还用于接收所述第二控制信号,并根据所述第二控制信号动作,连通各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路。
15.在其中一个实施例中,所述供电通路选择控制模块包括储能单元及方向控制电路,所述储能单元的数量、所述方向控制电路的数量、所述充电兼容模块的电压输出支路的数量及所述子电源模块的数量均相同,且一一对应设置;各所述储能单元分别与各所述电压输出支路并联,且分别经由所述方向控制电路与各所述子电源模块一一对应连接;所述
方向控制电路被配置为:
16.根据接收的所述第一控制信号动作,连通所述充电设备经由所述充电兼容模块向各所述子电源模块供电的通路,并断开各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路;
17.根据接收的所述第二控制信号动作,连通各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路。
18.在其中一个实施例中,所述方向控制电路包括并联的单向导通开关单元及可控双向开关单元;
19.所述单向导通开关单元被配置为在移动设备电源接入充电设备充电的情况下动作,由断开状态转变为导通状态;
20.所述可控双向开关单元被配置为在所述移动设备电源未充电的情况下动作,连通各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路。
21.在其中一个实施例中,所述的移动设备电源还包括电压调节模块,所述电压调节模块与所述检测控制模块、所述充电兼容模块、各所述子电源模块及各所述用电模块均连接,被配置为将接收的电能转变为各所述用电模块对应所需的供电电压或供电电流后,向各所述用电模块供电。
22.在其中一个实施例中,所述电压调节模块包括与所述用电模块数量相等的功率转换电路;所述功率转换电路包括buck电路或低压差线性稳压电路,所述buck电路用于将所述电池组管理模块提供的电能转变为所述用电模块所需的供电电压或供电电流;所述低压差线性稳压电路用于将所述电池组管理模块提供的电能转变为所述用电模块所需的供电电压或供电电流。
23.本技术的第二方面提供一种移动设备,包括任一本技术实施例中所述的移动设备电源。通过将移动设备中的用电电路按照各自所需供电电压幅值的大小划分为多个不同的用电模块,并确定各所述用电模块的供电电压范围,其中,各所述供电电压范围的最大值不同,任一用电模块中的各用电电路所需供电电压的最大值均小于或等于所述用电模块的供电电压范围的最大值;以根据各所述供电电压范围确定各所述用电模块对应的子电源模块,使得任一子电源模块向与其连接的用电模块提供电压的最大值,大于或等于所述用电模块所需供电电压的最大值;然后提供包括多个相互独立的子电源模块的移动设备电源,将各所述子电源模块分别与移动设备中的用电模块一一对应连接;利用相互独立的各所述子电源模块分别为各自对应的所述用电模块供电,避免利用输入输出电压差比较大的功率转换器将电源提供的电压升压至移动设备内部的高压用电模块所需的工作电压,从而避免了因该功率转换器引发的发热问题,提高了电源储能的利用率的同时相对延长了移动设备的待机使用时间。
24.本技术的第三方面提供了一种移动设备供电方法,包括:
25.将移动设备中的用电电路按照各自所需供电电压幅值的大小划分为多个不同的用电模块,根据各所述用电模块的所需供电电压范围确定各所述用电模块对应的子电源模块,各所述用电模块的所需供电电压范围的最大值不同;
26.在所述移动设备电源未充电的情况下,控制电池组管理模块动作,连通各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路,使得各所述子电源模块经由所述电池组管理模块与各所述用电模块一一对应连接;
27.当移动设备电源接入充电设备充电时,控制所述电池组管理模块动作,连通所述充电设备向各所述子电源模块供电的通路的同时,连通所述充电设备向各所述用电模块供电的通路,并断开各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路。
28.于上述实施例中的移动设备供电方法中,通过将移动设备中的用电电路按照各自所需的供电电压幅值的大小划分为多个不同的用电模块,并确定各所述用电模块的供电电压范围,其中,各所述供电电压范围的最大值不同,任一用电模块中的各用电电路所需供电电压的最大值均小于或等于所述用电模块的供电电压范围的最大值;以根据各所述供电电压范围确定各所述用电模块对应的子电源模块,使得任一子电源模块向与其连接的用电模块提供电压的最大值,大于或等于所述用电模块所需供电电压的最大值;然后利用相互独立的各所述子电源模块分别为各自对应的所述用电模块供电,避免利用输入输出电压差比较大的功率转换器将电源提供的电压升压至移动设备内部的高压用电模块所需的工作电压,从而避免了因该功率转换器引发的发热问题。通过设置与各所述子电源模块连接的电池组管理模块,在所述移动设备电源未充电的情况下,控制电池组管理模块动作,连通各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路,使得各所述子电源模块经由所述电池组管理模块与各所述用电模块一一对应连接;当移动设备电源接入充电设备充电时,控制电池组管理模块动作,连通所述充电设备向各所述子电源模块供电的通路的同时,连通所述充电设备向各所述用电模块供电的通路,并断开各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路。从而实现了对移动设备电源的多电池的充电及放电进行合理有效地控制与管理,使得移动设备电源的多电池在充电的过程中由外部电源供电,及在不充电时由移动设备电源的多电池为移动设备提供高质量供电,有效地提高了移动设备的充电效率、电池工作的稳定性及可靠性,提高了电源储能的利用率的同时相对延长了移动设备的待机使用时间。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
30.图1为本技术第一实施例中提供的一种移动设备电源的架构示意图;
31.图2为本技术第二实施例中提供的一种移动设备电源的架构示意图;
32.图3为本技术第三实施例中提供的一种移动设备电源的架构示意图;
33.图4为本技术第四实施例中提供的一种反激式功率转换电路的电路示意图;
34.图5为本技术第五实施例中提供的一种移动设备电源的架构示意图;
35.图6为本技术第六实施例中提供的一种移动设备电源的架构示意图;
36.图7为本技术第七实施例中提供的一种移动设备电源的架构示意图;
37.图8为本技术第八实施例中提供的一种buck电路的电路原理示意图;
38.图9为本技术第九实施例中提供的一种buck电路的电路示意图;
39.图10为本技术第十实施例中提供的一种移动设备供电方法的流程示意图。
具体实施方式
40.为了便于理解本技术,下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳的实施例。但是,本技术可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。
41.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
42.在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下,除非使用了明确的限定用语,例如“仅”、“由
……
组成”等,否则还可以添加另一部件。除非相反地提及,否则单数形式的术语可以包括复数形式,并不能理解为其数量为一个。
43.应当理解,尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如,在不脱离本技术的范围的情况下,第一元件可以被称为第二元件,并且类似地,第二元件可以被称为第一元件。
44.在本技术中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解,例如,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
45.在本技术的一个实施例中,提供了一种移动设备电源,包括多个相互独立的子电源模块及电池组管理模块,各所述子电源模块用于向移动设备中的用电模块提供不同幅值的供电电压,各所述用电模块的所需供电电压范围的最大值不同;所述电池组管理模块与各所述子电源模块连接,被配置为:
46.在所述移动设备电源未充电的情况下,连通各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路,使得各所述子电源模块经由所述电池组管理模块与各所述用电模块一一对应连接;
47.当移动设备电源接入充电设备充电时,连通所述充电设备向各所述子电源模块供电的通路的同时,连通所述充电设备向各所述用电模块供电的通路,并断开各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路。
48.作为示例,请参考图1,在本技术的一个实施例中,通过将移动设备中的用电电路按照各自所需的供电电压幅值的大小划分为多个不同的用电模块,例如第一用电模块201、第i用电模块20i、
……
、第n用电模块20n;然后确定各所述用电模块的供电电压范围,其中,各所述供电电压范围的最大值不同;记第一用电模块201所需的供电电压范围的最大值为v1,第i用电模块20i所需的供电电压范围的最大值为vi,第n用电模块20n所需的供电电压范围的最大值为vn,可以设置第一用电模块201、第i用电模块20i、
……
、第n用电模块20n所需的供电电压范围的最大值依次增大,例如v1《vi《vn,1≤i≤n,n≥2,任一用电模块中的各用电电路所需供电电压的最大值均小于或等于所述用电模块的供电电压范围的最大值;然后根据各所述供电电压范围确定各所述用电模块对应的子电源模块例如第一子电源模块
11、第i子电源模块1i、
……
、第n子电源模块1n,使得任一子电源模块向与其连接的用电模块提供电压的最大值,大于或等于所述用电模块所需供电电压的最大值,例如第i子电源模块1i向与其连接的第i用电模块提供电压的最大值大于或等于第i用电模块所需供电电压的最大值;利用相互独立的各所述子电源模块分别为各自对应的所述用电模块供电,避免利用输入输出电压差比较大的功率转换器将电源提供的电压升压至移动设备内部的高压用电模块所需的工作电压,从而避免了因该功率转换器引发的发热问题。通过设置与各所述子电源模块连接的电池组管理模块30,在移动设备电源100未充电的情况下,控制电池组管理模块30动作,连通各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路,使得各所述子电源模块经由所述电池组管理模块与各所述用电模块一一对应连接;当移动设备电源100接入充电设备充电时,控制电池组管理模块30动作,连通充电设备300向各所述子电源模块供电的通路的同时,连通充电设备300向各所述用电模块供电的通路,并断开各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路。从而实现了对移动设备电源的多电池的充电及放电进行合理有效地控制与管理,使得移动设备电源的多电池在充电的过程中由外部电源供电,及在不充电时由移动设备电源的多电池为移动设备提供高质量供电,有效地提高了移动设备的充电效率、电池工作的稳定性及可靠性,提高了电源储能的利用率的同时相对延长了移动设备的待机使用时间。
49.进一步地,请参考图2,在本技术的一个实施例中,电池组管理模块30还包括检测控制模块31及充电兼容模块32,检测控制模块31与第一用电模块201、第i用电模块20i、
……
、第n用电模块20n、第一子电源模块11、第i子电源模块1i、
……
、第n子电源模块1n均连接,用于检测充电设备300的接入信息、第一子电源模块11、第i子电源模块1i、
……
及第n子电源模块1n的电源状态信息及第一用电模块201、第i用电模块20i、
……
、第n用电模块20n的用电状态信息,并根据所述接入信息、所述电源状态信息及所述用电状态信息生成第一控制信号,以及根据所述电源状态信息及所述用电状态信息生成第二控制信号;充电兼容模块32与检测控制模块31、第一子电源模块11、第i子电源模块1i、
……
、第n子电源模块1n、第一用电模块201、第i用电模块20i、
……
及第n用电模块20n均连接,用于接收所述第一控制信号,并根据所述第一控制信号动作,连通充电设备300向第一子电源模块11、第i子电源模块1i、
……
、第n子电源模块1n供电的通路的同时,连通充电设备300向第一用电模块201、第i用电模块20i、
……
及第n用电模块20n供电的通路,1≤i≤n,n≥2。实现移动设备电源100在充电的情况下利用充电设备300提供的电能为各用电模块供电。
50.进一步地,请参考图3,在本技术的一个实施例中,充电兼容模块32包括功率转换电路321,功率转换电路321用于将充电设备300提供的电能转变为第一子电源模块11、第i子电源模块1i、
……
、第n子电源模块1n对应所需的充电电压或充电电流后,向第一子电源模块11、第i子电源模块1i、
……
、第n子电源模块1n充电,1≤i≤n,n≥2,以提高各子电源模块工作的稳定性与可靠性。
51.具体地,请参考图4,在本技术的一个实施例中,功率转换电路321包括至少一个反激式功率转换电路3211,反激式功率转换电路3211用于将充电设备300提供的电能转变为第一子电源模块11、第i子电源模块1i、
……
、第n子电源模块1n对应所需的充电电压或充电电流后,经由多个电压输出支路向第一子电源模块11、第i子电源模块1i、
……
、第n子电源模块1n充电,1≤i≤n,n≥2,以提高各子电源模块工作的稳定性与可靠性。图4中示意n=3,
在本技术的其他实施例中,n为大于或等于2的正整数。
52.作为示例,请参考图4,在本技术的一个实施例中,反激式功率转换电路3211包括变压器(未图示)及可控开关电元32116,所述变压器包括原边绕组32112、第一副边绕组32113、第二副边绕组32114及第三副边绕组32115,原边绕组32112的第一端口用于输入电压,各所述副边绕组的第一端口均接地,第一副边绕组32113、第二副边绕组32114及第三副边绕组32115的第二端口分别与一电压输出支路连接;可控开关电元32116的第一端口与原边绕组32112的第二端口连接,可控开关电元32116的第二端口接地,可控开关电元32116的控制端口与主控电路32111连接。主控电路32111可以根据充电电压及/或充电电流控制可控开关电元32116动作,以向对应连接的各子电源模块提供所需的充电电压及充电电流。在本技术的一个实施例中,可控开关电元32116可以为功率开关管,该功率开关管的源极与原边绕组32112的第二端口连接,该功率开关管的漏极接地,该功率开关管的栅极与主控电路32111连接。
53.作为示例,请继续参考图4,在本技术的一个实施例中,反激式功率转换电路3211还包括原边电容cin及副边电容,原边电容cin被配置为第一端口与原边绕组32112的第一端口连接且第二端口接地;副边电容被配置为数量与所述副边绕组的数量相等;其中,任一所述副边绕组的第一端口与一所述副边电容的第一端口连接,且所述副边绕组的第二端口与所述副边电容的第二端口连接。通过设置各副边电容的额定电压来设置各输出支路向对应连接的子电源模块提供的充电电压的最大值。
54.作为示例,请继续参考图4,在本技术的一个实施例中,反激式功率转换电路3211还包括二极管,二极管被配置为数量与所述副边绕组的数量相等;其中,任一所述副边绕组的第二端口经由一所述二极管与所述副边电容的第二端口连接,且所述二极管的阴极与一所述输出支路的输入端、所述副边电容的第二端口均连接,以避免副边电容中存储的能量经由变压器副边绕组释放掉。
55.进一步地,请参考图5,在本技术的一个实施例中,电池组管理模块30还包括供电通路选择控制模块33,供电通路选择控制模块33与检测控制模块31、充电兼容模块32、第一子电源模块11、第i子电源模块1i、
……
、第n子电源模块1n、第一用电模块201、第i用电模块20i、
……
及第n用电模块20n均连接,用于接收所述第一控制信号,并根据所述第一控制信号动作,连通充电设备300经由充电兼容模块32向第一子电源模块11、第i子电源模块1i、
……
、第n子电源模块1n的通路的同时,连通充电设备300经由充电兼容模块32向第一用电模块201、第i用电模块20i、
……
及第n用电模块20n供电的通路,并断开第一子电源模块11、第i子电源模块1i、
……
、第n子电源模块1n向第一用电模块201、第i用电模块20i、
……
及第n用电模块20n供电的通路;供电通路选择控制模块33还用于接收所述第二控制信号,并根据所述第二控制信号动作,连通第一子电源模块11、第i子电源模块1i、
……
、第n子电源模块1n向第一用电模块201、第i用电模块20i、
……
及第n用电模块20n供电的通路,1≤i≤n,n≥2。从而实现了对移动设备电源100的多电池的充电及放电进行合理有效地控制与管理,使得移动设备电源100的多电池在充电的过程中由外部电源供电,及在不充电时由移动设备电源100的多电池为移动设备提供高质量供电,有效地提高了移动设备的充电效率、电池工作的稳定性及可靠性,提高了电源储能的利用率的同时相对延长了移动设备的待机使用时间。
56.进一步地,请参考图6,在本技术的一个实施例中,供电通路选择控制模块33包括方向控制电路331i及储能单元332i,储能单元331i的数量、方向控制电路332i的数量、充电兼容模块32的电压输出支路的数量及子电源模块20i的数量均相同,且一一对应设置;各所述储能单元分别与各所述电压输出支路并联,且分别经由所述方向控制电路与各所述子电源模块一一对应连接;所述方向控制电路被配置为:
57.根据接收的所述第一控制信号动作,连通充电设备300经由充电兼容模块32向子电源模块20i供电的通路,并断开子电源模块20i向用电模块1i供电的通路,1≤i≤n,n≥2;
58.根据接收的所述第二控制信号动作,连通子电源模块20i向用电模块1i供电的通路,1≤i≤n,n≥2。
59.进一步地,请继续参考图6,在本技术的一个实施例中,方向控制电路331i包括并联的单向导通开关单元(未图示)及可控双向开关单元(未图示);所述单向导通开关单元被配置为在移动设备电源接入充电设备充电的情况下动作,由断开状态转变为导通状态;所述可控双向开关单元被配置为在所述移动设备电源未充电的情况下动作,连通各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路。
60.进一步地,请参考图7,在本技术的一个实施例中,移动设备电源100还包括电压调节模块35,电压调节模块35与检测控制模块31、充电兼容模块32、第一子电源模块11、第i子电源模块1i、
……
、第n子电源模块1n、第一用电模块201、第i用电模块20i、
……
及第n用电模块20n均连接,电压调节模块35被配置为将接收的电能转变为第一用电模块201、第i用电模块20i、
……
及第n用电模块20n对应所需的供电电压或供电电流后,向第一用电模块201、第i用电模块20i、
……
及第n用电模块20n供电。
61.具体地,请继续参考图7,在本技术的一个实施例中,可以设置单向导通开关单元为二极管,可以设置可控双向开关单元为场效应管。以n=3来示例性说明本实施例的实现原理,图7中的3个电容串联,产生a、b、c、d四个节点。充电兼容模块输出的3路电压分别施加到三个电容的两端,任一电容的一端连接到一子电源模块的负端,且另一端经由方向控制电路连接到对应的子电源模块的正端的同时,连接到电压调节模块35的输入端,通过电压调节模块35提供电能至对应的用电模块。由于各电容串联,可以将各子电源模块提供的电压或者由充电兼容模块的各电压输出支路提供的电压叠加后输出,满足用电负载对供电电压幅值的不同需求。当有充电设备300接入,且各子电源模块需要充电时,检测控制模块31控制各个开关s1、s2、s3断开,切断各子电源模块向外供电的通路,同时充电兼容模块31的各电压输出支路的输出电压略高于一一对应连接的子电源模块的标称电压,各电压输出支路输出的电能首先传递到各串联的电容中,再通过二极管单向传递到各子电源模块,以满足各子电源模块的充电需求;同时各电容上储存的电能也能通过电压调节模块进行电压调节后传递到对应的用电模块,满足其供电的需求。当没有充电设备300接入,各子电源模块处于放电状态时,检测控制模块31会控制各个开关s1、s2、s3导通,形成各子电源模块到各电容的电能输出通路,然后各电容储存的电能再通过电压调节模块进行电压调节后传递到对应的用电模块。检测控制模块31实时检测各子电源模块和各用电模块的状态信息,当检测到发生过压或者过流等异常状态时,可以通过控制开关管s1、s2、s3的断开及电压调节模块的工作与否来实现异常保护。
62.进一步地,在本技术的一个实施例中,所述电压调节模块包括与所述用电模块数
量相等的功率转换电路;所述功率转换电路包括buck电路或低压差线性稳压电路,所述buck电路用于将所述电池组管理模块提供的电能转变为所述用电模块所需的供电电压或供电电流;所述低压差线性稳压电路用于将所述电池组管理模块提供的电能转变为所述用电模块所需的供电电压或供电电流。
63.作为示例,请参考图8,在本技术的一个实施例中,至少一所述buck电路包括第一容性储能单元3511、第一可控开关单元3512、二极管3513、感性储能单元3514及第二容性储能单元3515,第一容性储能单元3511被配置为与一所述子电源模块例如是第一子电源模块11并联;第一可控开关单元3512被配置为第一端口与第一容性储能单元3511的第一端口连接;二极管3513被配置为阴极与第一可控开关单元3512的第二端口连接,且阳极与第一容性储能单元3511的第二端口连接;感性储能单元3514被配置为第一端口与第一可控开关单元3512的第二端口及二极管3513的阴极均连接;第二容性储能单元3515被配置为第一端口与感性储能单元3514的第二端口连接,且第二端口与二极管3513的阳极连接;其中,通过控制第一可控开关单元3512的开关频率及/或开关时间,使得第二容性储能单元3515用于向与其连接的用电模块例如是第一用电模块201提供所需的电压幅值或电流幅值。
64.作为示例,请参考图9,在本技术的一个实施例中,至少一所述buck电路包括开关管s1、二极管d1、电感l及电容c2,其中,第一功率开关管s1的第一端口与电容c1的第一端口连接,二极管d1的阴极与第一功率开关管s1的第二端口连接,二极管d1的阳极与电容c1的第二端口连接,电感l与第一功率开关管s1的第二端口、二极管d1的阴极均连接,电容c2的第一端口与电感l的第二端口连接,电容c2的第二端口与二极管d1的阳极连接。请参考图7及图8,可以设置第一子电源模块11与电容c1的输入端并联,并设置第一用电模块201与电容c2的输出端并联。
65.进一步地,在本技术的一个实施例中,提供了一种移动设备,包括任一本技术实施例中所述的移动设备电源。通过将移动设备中的用电电路按照各自所需供电电压幅值的大小划分为多个不同的用电模块,并确定各所述用电模块的供电电压范围,其中,各所述供电电压范围的最大值不同,任一用电模块中的各用电电路所需供电电压的最大值均小于或等于所述用电模块的供电电压范围的最大值;以根据各所述供电电压范围确定各所述用电模块对应的子电源模块,使得任一子电源模块向与其连接的用电模块提供电压的最大值,大于或等于所述用电模块所需供电电压的最大值;然后提供包括多个相互独立的子电源模块的移动设备电源,将各所述子电源模块分别与移动设备中的用电模块一一对应连接;利用相互独立的各所述子电源模块分别为各自对应的所述用电模块供电,避免利用输入输出电压差比较大的功率转换器将电源提供的电压升压至移动设备内部的高压用电模块所需的工作电压,从而避免了因该功率转换器引发的发热问题,提高了电源储能的利用率的同时相对延长了移动设备的待机使用时间。
66.进一步地,请参考图10,在本技术的一个实施例中,提供了供了一种移动设备供电方法,包括:
67.步骤22,将移动设备中的用电电路按照各自所需供电电压幅值的大小划分为多个不同的用电模块,根据各所述用电模块的所需供电电压范围确定各所述用电模块对应的子电源模块,各所述用电模块的所需供电电压范围的最大值不同;
68.步骤24,在所述移动设备电源未充电的情况下,控制电池组管理模块动作,连通各
所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路,使得各所述子电源模块经由所述电池组管理模块与各所述用电模块一一对应连接;
69.步骤26,当移动设备电源接入充电设备充电时,控制所述电池组管理模块动作,连通所述充电设备向各所述子电源模块供电的通路的同时,连通所述充电设备向各所述用电模块供电的通路,并断开各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路。
70.具体地,请继续参考图10,通过将移动设备中的用电电路按照各自所需的供电电压幅值的大小划分为多个不同的用电模块,并确定各所述用电模块的供电电压范围,其中,各所述供电电压范围的最大值不同,任一用电模块中的各用电电路所需供电电压的最大值均小于或等于所述用电模块的供电电压范围的最大值;以根据各所述供电电压范围确定各所述用电模块对应的子电源模块,使得任一子电源模块向与其连接的用电模块提供电压的最大值,大于或等于所述用电模块所需供电电压的最大值;然后利用相互独立的各所述子电源模块分别为各自对应的所述用电模块供电,避免利用输入输出电压差比较大的功率转换器将电源提供的电压升压至移动设备内部的高压用电模块所需的工作电压,从而避免了因该功率转换器引发的发热问题。通过设置与各所述子电源模块连接的电池组管理模块,在所述移动设备电源未充电的情况下,控制电池组管理模块动作,连通各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路,使得各所述子电源模块经由所述电池组管理模块与各所述用电模块一一对应连接;当移动设备电源接入充电设备充电时,控制电池组管理模块动作,连通所述充电设备向各所述子电源模块供电的通路的同时,连通所述充电设备向各所述用电模块供电的通路,并断开各所述子电源模块向各所述用电模块供电的通路。从而实现了对移动设备电源的多电池的充电及放电进行合理有效地控制与管理,使得移动设备电源的多电池在充电的过程中由外部电源供电,及在不充电时由移动设备电源的多电池为移动设备提供高质量供电,有效地提高了移动设备的充电效率、电池工作的稳定性及可靠性,提高了电源储能的利用率的同时相对延长了移动设备的待机使用时间。
71.关于移动设备供电方法的具体限定可以参见上文中对于移动设备电源的具体限定,这里不再赘述。
72.应该理解的是,除非本文中有明确的说明,所述的步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,所述的步骤的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
73.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,ram以多种形式可得,诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram
(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
74.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
75.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本技术的保护范围。因此,本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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