主-从多相充电的制作方法_4

文档序号:9510334阅读:来源:国知局
备1002a的STAT输出可以连接到电池充电设备1002b的EN输入。
[0068]在一些实施例中,可以根据本公开配置多于两个电池充电设备。图10A例如图示包括三个电池充电设备1002a、1002b、1002c的配置。每个电池充电设备1002a_1002c的CHG0UT可以连接到电池22 (例如,经由连接24)。电池充电设备1002a的STAT输出可以连接到电池充电设备1002b和1002c的EN输入。在图10和10A中,电池充电设备1002a可以被称为主控或者主设备,而图10A中的电池充电设备1002b和电池充电设备1002c可以被称为从属或者次设备,原因在于主控设备可以使用它的STAT输出来禁用从属设备;例如响应于主控设备检测到故障事件。
[0069]在一些实施例中,相同零件(例如,SMB1357)可以用来实施电池充电设备1002a-1002c中的每个电池充电设备。在其它实施例中,可以使用不同零件来实施电池充电设备1002a-1002c ;例如来自相同制造商的不同零件、来自不同制造商的零件等。虽然该图示出电池充电设备1002a-1002c为降压转换器,但是将认识到,电池充电设备可以使用任何适当切换模式电压调节设计并且一般地可以被配置有任何适当电压调节电路装置。
[0070]图11示出根据本公开的一些实施例的充电电路1102的附加细节。在一些实施例中,充电电路1102可以包括降压转换器,该降压转换器包括结合电感器L和电容器C操作的降压控制电路1112。可以在充电电路1102中片上提供电感器L和电容器C部件。然而,通常地,这些部件出于诸如部件的物理尺寸这样的实际原因而在充电设备1102外部,以便提供更好工作的设备(例如,半导体电感器通常不如磁芯电感器工作地那么好)以允许设计灵活性等等。也将认识到,在其它实施例中,充电电路1102可以运用电压调节器而不是降压转换器设计。
[0071]控制器1114可以提供各种控制功能。例如,控制器1114可以从其它电路装置(未示出)、比如温度传感器、定时器、电流传感器等接收输入。控制器1114可以使用该输入来检测可能需要停止或者以别的方式禁用电池充电的故障事件。控制器1114可以例如在STAT输出上确立信号(例如,逻辑HI),从而并入充电电路1102的电子设备(例如,图1的50)可以通过信号向用户通知故障事件。仅作为示例,故障事件可以包括过量环境温度、充电定时器超时、过量电流流、在充电操作期间的电池断开等等。
[0072]控制器1114可以包括或者以别的方式访问用于存储电池电压阈值1114a的数据存储库(未示出)。数据存储库可以是数据寄存器或者其它适当数据存储单元。控制器1114可以包括用于编程或者以别的方式设置电池阈值电压值1114a的编程输入(PGM)。
[0073]充电电路1102可以包括在降压转换器的输出V.与电路的充电输出CHG0UT之间连接的电池FET 1116,其中充电输出可以连接到待充电的电池。在一些实施例中,电池FET1116可以是η沟道器件,而在其它实施例中可以是p沟道器件。图11的示例实施例例如示出NM0S型电池FET 1116。电池FET 1116的漏极端子连接到降压转换器的输出,而源极端子可连接到待充电的电池。控制器1114可以包括可以用来例如通过将控制器的控制输出连接到电池FET栅极端子来控制电池FET 1116的控制输出。如以下将说明的那样,电池FET1116允许控制电池充电操作。
[0074]充电电路1102可以包括用于感测或者以别的方式检测待充电的电池的电池电压电平的电压感测电路1118(电压传感器)。暂时参照图11A,电池电压感测电路1118在一些实施例中可以包括用于比较由电阻器分压器网络R1/R2拾取的电池电压与参考电压1124的比较器1122。可以向控制器1114提供比较器输出以基于检测到的电池电压电平控制电池充电操作。电压参考1124可以可编程并且在一些实施例中可以由控制器1114根据存储的电池阈值电压值1114a来设置。
[0075]在一些实施例中,电池充电操作可以包括被恒定电压充电状态(恒定电压模式)跟随的恒定电流充电状态(恒定电流模式)。控制器1114可以在第一充电状态、恒定电流模式中开始电池充电操作。在(例如,如由电压感测电路1118检测到的)电池电压超过电池电压阈值时,控制器1114可以随后将电池充电操作切换成第二充电状态、恒定电压模式。
[0076]在其它实施例中,电池充电操作可以仅包括单个充电状态;例如,恒定电流充电。在更多其它实施例中,电池充电操作可以包括多个充电状态。
[0077]在一些实施例中,控制器1114可以通过控制降压转换器以在恒定电流模式充电期间维持恒定电流输出来编排电池充电操作。控制器1114可以监视电池条件(例如,电池电压)以确定何时切换成恒定电压充电,这时控制器可以控制降压转换器以维持用于恒定电压模式充当的恒定电压输出。
[0078]充电电路1102可以包括STAT输出。在一些实施例中,控制器1114可以针对故障事件的发生而监视充电电路1102中的其它条件。控制器1114可以响应于确定故障事件已经发生而在STAT输出上确立适当信号(数字或者模拟)。在并入充电电路1102的电子设备中的外部电路装置可以相应地处理信号;例如向用户告警、触发警报等。在其它实施例中,不同于控制器1114的电路装置或者除了控制器1114之外的其它电路装置可以检测故障事件并且确立STAT输出。
[0079]充电电路1102可以包括EN输入。如以上说明的那样,EN输入可以用来向充电电路1102告知是否可以执行电池充电操作。在充电电路1102外部的电路装置可以在不希望电池充电时在EN输入上确立信号(数字或者模拟)。在一些实施例中,控制器1114可以接收信号并且作为响应而禁用电池充电操作。在其它实施例中,可以运用不同于控制器1114的电路装置。
[0080]图12示出根据本公开的例如使用比如图11中所示的电路装置的电池充电电路1200。电池充电电路1200可以包括充电电路1202和1204。在一些实现方式中,相同设备可以用于充电电路1202和1204。在其它实现方式中,不同设备可以用于充电电路1202和1204;例如设备无需是相同零件而可以甚至是来自不同制造商的零件。然而出于说明目的,图12示出充电电路1202与充电电路1204相同。
[0081]电池充电电路1200可以包括可连接到待充电的电池1222的电池端子1224。充电电路1202和充电电路1204的充电输出CHG0UT可以在电池端子1224处被连接在一起。在充电电路1202、1204正在执行电池充电操作时,可以向电池1222提供来自每个充电电路的降压转换器的功率。
[0082]充电电路1202的STAT输出可以连接到充电电路1204的EN输入。充电电路1202可以被视为主控或者主设备,因为充电电路1202可以在充电电路1202检测到故障事件并且在STAT输出上确立适当信号时禁用充电电路1204(从属或者次设备)。
[0083]另外根据本公开,主控设备(例如,充电电路1202)可以用比从属设备(例如,充电电路1204)的电池阈值电压值更高的电池阈值电压值来编程。在图12中所示具体示例实施例中,例如主控设备用电池阈值电压值4.35V来编程,而从属设备用电池阈值电压值4.33V来编程。
[0084]在操作中,在电池充电电路1200开始电池充电操作(例如,通过确立充电电路1202、1204 二者的EN输入)时,充电电路可以在恒定电流充电状态中开始。参照图13A,降压转换器可以在恒定电流模式中操作,从而有效地作为向电池1222提供如该图中描绘的电流I的恒定电流源1302操作。在该充电状态期间,来自充电电路1202、1204 二者的电流I流入电池1222中、由此对电池充电。在比如图12中所示的一些实施例中,来自每个充电电路1202、1204的电流流可以相同。在其它实施例中,电流流可以不同。
[0085]在来自充电电路1202、1204的电流流入电池1222时,电池开始充电并且电池电SVBATT开始上升。在电池电压超过或者穿过电池阈值时,控制器1114可以随后切换电池充电操作的下一状态。如果仅有一个充电状态(例如,恒定电流模式),则下一状态是终止状态。在一些实施例中,在电池充电操作包括恒定电流充电状态和恒定电压充电状态时,控制器1114可以将电池充电操作从恒定电流充电切换成恒定电压充电。
[0086]图13B图示其中电池充电操作包括恒定电流状态和恒定电压状态的一个实施例的示例。在所示示例中,主控设备(充电电路1202)被配置为具有电池阈值电压值4.35V,而从属设备(充电电路1204)被配置有电池阈值电压值4.33V。因而,在电池电压VBATT从小于4.33V(图13A)增加至4.33V并且跨过4.33V时,从属设备中的控制器1114可以检测到该跨过并且作为响应可以从恒定电流充电切换成恒定电压充电。从属设备中的控制器1114可以控制降压转换器的操作以充当如该图中描绘的恒定电压源1304以提供如例如基于在从属设备中设置的电池阈值电压值确定的恒定电压输出4.33V。
[0087]同时,主控设备中的降压转换器继续作为恒定电流源操作。随着来自主控设备的电流继续流入电池1222,电池电压VBATj|续上升至大于4.33V的值。在电池FET 1116的源极和漏极两端的所得电压差将产生将最终地关断电池FET的增加夹断效果。在从属设备中的控制器
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