电池辅助的电源的制作方法_2

文档序号:9769919阅读:来源:国知局
到功率正从电池150被放电,则控制器140可确定系统160的功率需求超出从电源110供应的功率。由此,来自电源110的功率的供应被阻塞。控制器140随后可使电源110向充电电路130供应功率,例如,没有损坏电源110的最大功率的量,或者不管对电源110的任何损坏的最大电源容量(capacity)。控制器140使满足系统负载160的功率需求所需要的功率的剩余部分经由可再充电电池150进行补充。
[0025]相反,如果功率检测单元120A检测到功率,而功率检测单元120B检测到可再充电电池150正被充电,则控制器140可确定系统负载160的功率需求不超过来自电源110的功率。由此,与电源110向系统负载16 O提供足够的功率同时地对电池15 O充电。
[0026]现在参考图1C,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120C。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120C可被用于确定系统负载160的功率需求。
[0027]根据一个实施例,控制器140可确定如由功率检测单元120C所检测的系统负载160的功率需求是否超过如由功率检测单元120A所检测的从电源110供应的功率的量。控制器140可确定系统负载160的功率需求超过了电源110的功率。作为结果,控制器140可使可再充电电池150供应差分功率,藉此补充从电源110接收的功率。要理解的是,该差分功率可以是系统负载160的功率需求与从电源110供应的功率之间的差。
[0028]与此相反,如果控制器140确定系统负载160的功率需求小于通过电源110供应的功率,则控制器140可使充电电路130对可再充电电池150充电。此情况中被供应至可再充电电池150的功率的量可等于系统负载160的功率需求与通过电源110供应的功率之间的差。
[0029]现在参考图1D,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。在此拓扑结构中,仅使用两个功率检测单元120B和120C。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120B可被用于确定到可再充电电池150或来自可再充电电池150的功率的量。与此相反,功率检测单元120C可被用于确定系统负载160的功率需求。
[0030]根据一个实施例,控制器140可确定电池150是否正被充电或放电。如果电池150正被充电,则控制器140可确定从电源110供应的功率小于系统负载160的功率需求。
[0031 ]与此相反,控制器140可确定系统负载160的功率需求超过来自电源110的功率的量。在这种情况下,如经由功率检测单元120B所检测的从可再充电电池150放电的功率的量可等于如经由功率检测单元120C所检测的系统负载160的功率需求。因此,控制器140可使充电电路130从电源接收功率,并且可进一步使可再充电电池150供应差分功率,以满足系统负载160的功率需求。差分功率可以是系统负载160的功率需求与来自电源110的功率之间的差。
[0032]要理解的是,控制器140可配置充电电路130,藉此使差分功率从以上讨论的所有拓扑结构中的电池150供应。例如,充电电路130可包括稳压器135,例如,降压稳压器、降压升压稳压器、线性稳压器等等。控制器140可配置稳压器135以维持来自可再充电电池和电源的基本上相同的电压。如果可再充电电池150的电压基本上等于来自电源110的电压,则可再充电电池150和电源110两者均供应功率。换句话说,维持可再充电电池150的与电源110的电压基本上相同的电压使电源110提供最大的功率的量,藉此使可再充电电池150供应差分功率,如上所讨论的。可理解的是,可再充电电池150仅供应差分功率以便补充来自电源110的功率,藉此放慢它的放电速率并延长其寿命。
[0033]现在参照图2,示出了根据一个实施例的电池辅助的功率设备。系统200类似于系统100A-100D运行。然而,系统200包括开关280和290。在一个实施例中,如果系统负载260的功率需求小于来自电源210的功率的量,则控制器240可使开关290打开并使开关280关闭。因此,电源210可经由开关280提供满足系统负载260的功率需求所需的功率,而其可用功率的剩余部分被提供至对可再充电电池250充电。
[0034]在另一方面,如果系统负载260的功率需求大于来自电源210的功率的量,则控制器240可使开关290关闭并使开关280打开。因此,控制器240可例如经由降压稳压器配置充电电路230,以维持可再充电电池250和电源210处的基本上相同的电压。由此,电源210供应最大的功率的量,并且经由可再充电电池250供应由系统负载260所需的功率的剩余部分。换句话说,可再充电电池250供应差分功率。
[0035]现在参考图3A,示出了根据一个实施例的电池辅助的功率设备的示例操作。图3A基本上类似于图2中所描述的系统200。在该示例中,假定电源210可提供2.5W的最大值。进一步,在该示例中,与系统负载260相关联的功率需求为1.4W。作为结果,控制器240使开关280关闭,而开关290打开。作为结果,系统负载260从电源210接收它需要的功率。然而,存在来自电源210的过量的功率。因此,控制器240使充电电路230从电源210接收为1.1W的功率的剩余部分,并对可再充电电池250充电。
[0036]现在参考图3B,示出了根据一个实施例的电池辅助的功率设备在峰值功率事件期间的操作的示例。在该示例中,电源210能够提供2.5W的功率。然而,可能发生需要更多的功率,在该示例中例如为6W的峰值功率事件,诸如唤醒事件或初始设置。因此,根据各种实施例,代替从电池供应全部功率,仅从电池供应功率差。
[0037]在该示例中,控制器240打开开关280,同时它关闭开关290。此外,控制器240配置充电电路230,该充电电路230可包括稳压器,例如,降压稳压器、降压升压稳压器、线性稳压器等,以维持来自可再充电电池250和电源210的基本上相同的电压。由此,电源210供应
2.5W的功率,而可再充电电池250供应剩余部分或差分功率,例如,3.5W。由于开关290是关闭的而开关280是打开的,因而来自可再充电电池250的功率和来自电源210的功率被组合并且变成系统负载260需要的6W。
[0038]参考图3C,示出了根据一个实施例的用于配置充电电路的一个示例。图3C示出了对于各种负载的电池电压曲线的示例。例如,对于无负载的曲线高于1W、3.5W和6W的曲线。要理解的是,可存在任意数量的这些曲线,并且不限于如图所示的四个。电池电压曲线可被存储在设备170或270的存储器组件中。在标识从电池所需的差分功率之后,可确定期望的曲线。例如,在图3B中,差分功率是3.5W。由此,在所有可用的电池曲线之中,标识用于3.5W的曲线。一旦标识3.5W,就可基于所标识的曲线利用脉冲宽度调制信号来编程包括稳压器(例如,降压稳压器、降压升压稳压器、线性稳压器等)的充电电路。由此,来自电池的电压与来自电源的电压基本上相同。因此,电源和可再充电电池两者均供应功率,其中电源供应它可供应的功率并且可再充电电池供应系统负载所需的功率差。
[0039]现在参照图3D,示出了根据一个实施例的用于配置充电电路的一个示例。该示例基本上类似于图3C的示例,除了对于3.5W功率差的电池电压曲线不是现成的(readilyavailable)。然而,对于空载、3W、4W和6W的电池电压曲线是可用的。因此,在该示例中,对于
3.5W功率差的电池电压曲线可被插值。例如,其可被插值成对于3.5W的电池电压曲线应当在3W和4W的曲线之间的某处。要理解的是,此过程可继续直到导出期望的曲线。
[0040]现在参考图3E,示出了根据一个实施例的在设备的操作期间利用补充的电池功率的一个示例。在此曲线图中,X轴代表设备正在操作的时间并且Y轴代表除电池以外设备的其他电气部件的功率需求。使所需的电压越过(goover)阈值330的第一个峰值事件是启动事件310。这可在例如打开外部存储设备或无线移动设备时发生。当电压需求保持高于阈值330时,可使用来自电池的补充功率。在启动310之后,设备通常将返回到正常的操作340,其中电压需求低于阈值330。在一些实施例中,设备可转到睡眠状态,并且随后执行唤醒320操作,从而可能再次使电压达到高于阈值的峰值。此时,在设备返回到正常操作340状态之前可再次使用来自电池的补充功率。图3E中的相对比率和时间间隔仅旨在用于说明目的,而不应被理解为是限制性的。
[0041]—旦标识所期望的曲线,就可编程可包括稳压器(诸如降压稳压器、降压升压稳压器、线性稳压器等等)的充电电路。可基于所标识的电池电压曲线利用脉冲宽度调制信号来编程该稳压器。由此,来自电池的电压跟随(follow)来自电源的电压,并且是基本上相同的。因此,可再充电电池供应差分功率,以补充从电源向系统负载的功率供应。
[0042]现在参
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