电池辅助的电源的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]可通过将电子设备连接到电源来对电子设备进行供电和充电。例如，在峰值功率事件期间，一些设备可具有临时或持久的功率要求，这种要求超过电源能够供应的功率的量。
【发明内容】
[0002]根据一个实施例，一种设备从电源接收功率。该设备可使电池在峰值功率事件期间提供除了来自电源的功率之外的功率。
[0003]—种装置包括可再充电电池、充电电路和控制器。该充电电路可操作以从电源接收功率，并向可再充电电池和该装置的其它电子部件提供功率。该控制器可被配置成监测该装置的功率需求。此外，该控制器被进一步配置成在该装置的峰值功率事件期间，提供除了从电源供应的功率之外的来自可再充电电池的功率。
[0004]通过阅读下面的详细描述，这些以及各种其它特征和优点将会显而易见。
【附图说明】
[0005]各实施例在各附图中作为示例而非限制方式示出的，并且在附图中相似的附图标记指代相似的要素。
[0006]图1A-1D示出了根据本实施例的一些方面的电池辅助的电源的设备配置。
[0007]图2示出了根据本实施例的一个方面的电池辅助的功率设备。
[0008]图3A-3E示出了根据本实施例的一个方面的电池辅助的功率设备的操作。
[0009]图4示出了根据本实施例的一个方面的用于电池辅助的功率设备的流程图。
[0010]图5示出了根据本实施例的一个方面的用于配置设备以按电池辅助的电源方式进行操作的流程图。
【具体实施方式】
[0011]根据本文中所描述的实施例，带有电池的电子设备可通过利用来自电池的功率补充或代替外部电源来在连接至外部电源时缓解峰值功率事件。在其他实施例中，降低电池放电的速度，不管设备是否防止电源供应超过其最大输出电流限制的电流，或该设备的功率需求是否超出可从电源获得的功率的量。此外，根据一个实施例，降低了电池被打开和关闭的速度，藉此延长了电池的寿命。可理解的是，电源制造商可指定最大电流输出限制，并且它是可从该电源安全地汲取的电流的量。
[0012]如果设备功率需求超过电源的最大输出电流限制，则一些设备通过将设备与电源断开来保护电源。此外，一些设备可在峰值功率事件期间需要比可从电源获得的功率更多的功率。这种事件可停止功率从电源的供应，藉此使得从电池供应功率。因此，电池可被迅速耗尽。一旦电池容量下降到特定阈值之下，电池就停止放电并且保护电路禁用电池功率。这会使电池反复打开和关闭。可理解的是，峰值功率事件可在不同的时间发生，例如，在初始启动、设备的唤醒周期、电机的加速、处理器利用的临时增加、无线信号的动态放大等期间。
[0013]根据一个实施例，监测设备的功率需求。如果设备的功率需求超过可从电源获得的功率或超过与电源的最大输出电流限制相关联的功率，则确定可从电源获得的功率(无论它是否是与最大输出电流限制相关联的功率或者它是否是可被供应的最大功率)与设备的功率需求之间的功率差(power differential)。随后，在一个实施例中，可再充电电池供应全部的功率需求，从而维持来自电源的功率供应。在其他实施例中，代替从电池供应全部所需的功率，仅使用电池提供功率差。由此，在一个实施例中，电池放电的速率被减慢，藉此提高电池寿命。在其他实施例中，由于来自电池的功率，本公开使得设备能够在峰值功率事件期间保持全功能。
[0014]在一个实施例中，一种设备可包括可再充电电池、监测电路和控制器。该监测电路被配置成监测功率，例如，该设备的功率需求、从电源供应的功率、与电池的充电/放电相关联的功率等等。该控制器被配置成编程充电电路(其可包括稳压器(regulator)，诸如降压稳压器)，以使可再充电电池供应功率差。作为结果，该设备响应于确定该设备的功率需求超过由电源供应的功率而从电源接收功率。可在峰值功率事件(例如，初始启动)期间、在设备的唤醒周期期间等供应功率差。
[0015]现在参照图1A，示出了根据一个实施例的电池辅助的电源的设备配置。系统100A包括电源110，用于向设备170供应功率。设备170包括功率检测单元120A-120C、充电电路130(在一些实施例中也被称为或包括负载管理器或库仑计数器)、控制器140、可再充电电池150、以及被称为系统负载160的该设备的其它电路。在一些实施例中，利用下列接口标准之一来执行系统 100A:USB 2.0、USB 3.0、SATA、eSATA、迅雷(thunderbo 11)、闪电(Lightning)、火线、或其他AC或DC源。可理解的是，设备170可以是便携式电子设备，诸如，蜂窝电话、移动电话、智能电话、数码相机、便携式存储设备、诸如硬盘驱动器或固态驱动器之类的存储设备、W1-Fi功能的存储设备、平板电脑、膝上型计算机、便携式媒体播放器等。
[0016]根据一个实施例，控制器140可确定由电源110所供应的功率的量，并且可进一步确定设备170(例如，系统负载160)的功率需求。控制器140可使电源110向系统负载160供应必要的功率，并进一步使充电电路130提供过剩的功率或基本上所有的从电源110接收的功率以对可再充电电池150(例如，锂离子电池、镍镉电池等)充电。可理解的是，如果设备170的功率需求，例如，系统负载160的功率需求，不超过从电源110供应的功率的量，则控制器140可使可再充电电池150与电源110向系统负载160供应功率同时地被充电。在一些实施例中，系统负载160可包括以下中的一个或多个:视觉显示设备、无线接口、诸如USB之类的有线接口、处理器、用于旋转盘的电机、LED、存储介质、放大器、扬声器等。
[0017]在一些实施例中，当从电源110供应的功率的量少于设备170的功率需求(例如，系统负载160的功率需求)时，控制器140将从电源110接收的全部功率或从电源110接收的剩余功率引导至系统负载160。此外，控制器140可从可再充电电池150引导用于满足系统负载160的功率要求所需的附加的功率。换句话说，可再充电电池150提供差分功率(differential power)，例如，系统负载160的功率需求与从电源110接收的功率之间的差。由此，可再充电电池150不像在其中由可再充电电池150供应用于满足系统负载160的功率需求的全部功率的系统中那样迅速地放电。
[0018]可理解的是，从电源110供应的功率的量可对应于电源110的最大电流输出限制。此外，设备170可具有切断机制，以防止电源110供应超过它可安全地提供的电流。在这样的设备中，控制器140可接收如由制造商或标准制定组织指定的与电源110相关联的最大电流输出限制，或者该最大电流输出限制可由另一个部件(未示出)确定并被传送到控制器140。在各种实施例中，与各种互连接口相关联的多个最大电流输出限制可被存储在可由控制器140访问的存储器组件中。
[0019]然而，要理解的是，如果设备170未配备有切断机制，则从电源110供应的功率的量可超过最大电流输出限制。要理解的是，有时系统负载160所需的功率的量可超过由电源110所供应的量，这是因为电源110正被保护，或者因为电源110不能提供超过其阈值的功率(不管它是否被损坏)。
[0020]要理解的是，功率检测单元120A-120C中的一个或多个可以是可选的。使用两个功率检测单元使得控制器140能够确定设备170和系统负载160的功率需求。使用至少两个功率检测单元使得控制器140能够确定电源110是否能够向系统负载160供应功率同时对电池150充电，或者是否需要来自电池150附加的功率来满足系统负载160的功率需求。
[0021]根据一个实施例，功率检测单元120A-120C可包括用于检测被供应至给定部件的电流的量的检测电阻(sense resistor)。通过检测电阻的电流的量可被用于确定功率的量。例如，通过功率检测单元120A的电流的量可被用于确定从电源110供应的功率的量。另一方面，通过功率检测单元120B的电流的量可被用于确定被供应至可再充电电池150或从可再充电电池150供应的功率的量。相反，通过功率检测单元120C的电流的量可被用于确定用于系统负载160的功率的量。
[0022]要理解的是，可经由其它手段监测功率。例如，可利用电感元件来实现功率监测。如果使用电感元件，则可测量场并可导出通过电感元件的电流的量。相对于系统100B-100D(参见图1B-1D)中的实施例的其他拓扑结构更详细地讨论仅使用两个功率检测单元和它们的功能。
[0023]现在参考图1B，示出了根据一个实施例的拓扑结构的电池辅助的电源的设备配置。在该拓扑结构中，仅使用两个功率检测单元120A和120B。然而，仍然可确定该设备的(例如，系统负载160的)功率需求。例如，功率检测单元120A可被用于确定从电源110供应的功率。相反，功率检测单元120B可被用于确定被供应至可再充电电池150或从可再充电电池150供应的功率的量。
[0024]根据一个实施例，如果功率检测单元120A没有检测到功率而功率检测单元120B检测