对便携装置供电的方法和设备的制造方法_4

文档序号:9827691阅读:来源:国知局
m(t)成正比的电流 i (t),即与时间相关的电流变化与调制信号m(t)成正比。
[0064] 如下面解释的,电流调制的振幅A1可以非常小(如约IOmA)。也就是说,电流调制 的振幅六 1可以选择小于对移动装置供电的电流,如对移动装置100的电池130充电的电流。 电流调制的小振幅A1具有以下优点:施加电流调制不会影响对移动装置100供电的实际过 程。此外,施加具有小振幅~的电流调制仅产生用于产生电流调制的很小的功率消耗。
[0065] 电流手机器540与移动装置100的插座110电连接,从而被调整的负载电流可施 加到电缆300的一端。因此,电缆监控电路500通过电流吸收器540将(伪随机或随机) 电流变化A i (t)引入对移动装置100供电的电流中。
[0066] 施加与时间相关的电流变化(即被调制的负载电流)到电缆300的一端,会在电 缆300的一端产生电压变化Δ v(t),电压变化与包括电缆300的电缆组件的阻抗成正比。 当二进制序列s (t),电压变化△ V (t)和电流的振幅变△ i (t)已知时,可以计算电缆组件的 阻抗。该计算给出从电源200的输出电容到移动设备100(充电)电路的输入的电缆组件 的总阻抗。
[0067] 为了确定用于计算阻抗所需要的电压变化Av(t),在电缆300的一端检测的电压 信号(与时间相关的电压)由滤波器550进行滤波,例如,滤波器可以是带通滤波器或高通 滤波器。在一般情况下,滤波器550是适于去除检测到的电压信号的直流分量的滤波器。滤 波器550也可与脉冲整形滤波器520的脉冲波形匹配。
[0068] 可选地,滤波器550的输出受ADC535实施的模拟数字转换影响。相应地,电缆组 件阻抗的计算可在数字领域执行。
[0069] 阻抗测量(阻抗计算)基于直接序列扩频方法。使用扩频方法,解扩增益提供了 一个很好的抵抗在供电系统(如充电系统)中的任何窄带噪声包括电源200的开关噪声的 防护。(伪随机或随机)的电流调制的振幅的六 1可以保持非常低(如约10mA),并且解扩 增益仍然提供抵抗充电系统中的任何噪音的防护。此外,由于电流的(伪)随机质量变化, 电流调制信号作为噪音出现,即使电流调制的中心频率在可听范围。在扩频方法的背景中, (伪)随机二进制序列可被称为(伪)随机扩频序列,如上面已经实现的。
[0070] 解调(解扩)之前,电压信号Av(t)通过滤波器550移除直流分量之后,必须用 与脉冲整形滤波器520的脉冲波形匹配的脉冲波形进行过滤。如上面指出的,这可通过将 滤波器550与脉冲整形滤波器520的脉冲波形匹配来实现,或者通过提供第二脉冲整形滤 波器525实现,第二脉冲整形滤波器是与(第一)脉冲整形滤波器520匹配的滤波器。
[0071] 为了确定包括电缆300的电缆组件的阻抗,电缆监控电路500需要在电缆300的 一端检测电压振幅的变化Av(t)和电流振幅A 1的变化Ai(t)。如果电流的变化用调整的 电流吸收器实现,电流振幅A1的变化Ai (t)是已知的并且不需要测量。而且,如果仅仅监 控阻抗的变化率,那么不需要测量或知道电流振幅A1的变化△ i (t)。
[0072] 确定电压振幅的变化Av(t)是在一个序列期间即在二进制序列的长度(持续时 间)期间用二进制序列s(t)解扩电压变化Av(t)实现的。实际解扩由乘法器560和数值 积分器560实现,它们一起作用,执行与时间相关的电压变化Av(t)和(伪)随机二进制 序列s (t)的(相互)关联。
[0073] 乘法器560将时间相关的电压变化Av(t)乘以(伪)随机二进制序列s(t),以执 行解扩。换句话说,乘法器560通过将该已滤波的输入信号乘以(伪)随机二进制序列将 该已滤波的输入信号下转换为零频率。这里执行的乘法时瞬间乘法,即每个时间点上的电 压变化值乘以对应的二进制序列的值。这里使用的(伪)随机二进制序列与用于生成(控 制)电流调制的(伪)随机二进制序列相同,因此,所滤波的输入信号和二进制序列同步 (校准)。二进制序列和电压变化之间的任何剩余的相位移动可由移相器565去除,将二进 制序列施加到乘法器560前,移相器565适当地移动二进制序列的相位。将时间相关的电 压变化A v(t)乘以(伪)随机二进制序列s(t)可改变二进制序列s(t)的水平,从而二进 制序列的符号值相对于零对称,如符号值+1和1。乘法器560也可说成是根据二进制序列 与时间相关的电压变化的转化部分。
[0074] 上面乘法的结果由以下公式得出
[0075] r (t) = Δ V (t) X s (t)
[0076] 该乘法的结果充分逼近一恒定信号,该恒定信号的振幅与包括电缆300的电缆组 件的阻抗大小直接成正比。通过关于二进制序列的周期(二进制序列的长度或时间)取平 均值,任何供电系统(如充电系统)引入的干扰将会被过滤掉。关于二进制序列的周期取 平均值可通过对该周期的时间积分来实现,
[0077]
[0078] 该平均的步骤由数值积分器570执行。如上面指出的,时间平均的结果<r (t) > (时 间积分)表示与时间相关的电压振幅的变化Av (t),并直接与包括电缆300的电缆组件的 阻抗成正比。
[0079] 因此,乘数器560和数值积分器570将与时间相关的电压变化Av(t)与(伪)随 机二进制序列s (t)(相互)关联,为了执行解扩,首先执行上面的乘法,随后执行上面关于 时间的积分。因此乘数器560和数值积分器570可以说是用于将与时间相关的电压变化 A V (t)和(伪)随机二进制序列s (t)(相互)关联的关联装置。
[0080] 解扩和平均操作的概念方块图如5所示。在电缆300的一端检测的关于时间的电 压变化V in示例性地示于左上方610。通过滤波器550滤波后(如带通滤波或高通滤波), 即移除与时间相关的电压的直流分量后,与时间相关的电压变化A v(t)示例性地示于左 下方620。将与时间相关的电压变化Av(t)乘以示例性地示于右上方630的二进制序列 s (t),如果有必要,经过移相器565实行适当的同步后,产生近似不变的信号r (t),该信号 示例性地示于右下方640。近似不变的信号r(t)的量级是测量的与时间相关的电压变化 A V (t)的振幅,并直接与包括电缆300的电缆组件的阻抗成正比。然后通过数值积分器570 进行这个信号对二进制序列s (t)的周期的时间积分进行时间平均。
[0081] 之后包括电缆300的电缆组件的阻抗Ztct由下面公式得出:
[0082]
[0083] 其中~是电流调制的振幅以及a是一个常数。常数a可取决于滤波器550的增益 以及可预先确定。如果滤波器550具有单位增益或足够接近整数的增益,常数a可以省略。
[0084] 在高电平,阻抗(或更通常,表示阻抗的量)基于与时间相关的电压变化和二进制 序列(扩频序列)进行计算。更具体地说,阻抗基于与时间相关的电压变化和二进制序列 (相互)关联的结果的时间平均进行计算。
[0085] 阻抗(或更通常,表示阻抗的量)然后提供给控制器590,控制器以防止损坏电缆 300,电源200和移动装置100的方式,根据确定的阻抗指示充电电路120调整电源200输 出的电压和/或电流。在充电系统的情况下,控制器590指示充电电路120控制移动装置 100的电池130的电池电流。流过电缆300的电流由电池电流和电池电压与输入电压(即 电源200输出的电压)之比来确定。控制器590可能进一步用于根据表示包括电缆300的 电缆组件的阻抗的量和/或量的变化率,指示电源200调整电源200的电流限制。对电源 200的指示可通过充电电路120进行。
[0086] 通过比较在不同时间获得的阻抗,阻抗计算器580可进一步确定阻抗的梯度(变 化率)。确定这样的梯度可允许确定阻抗开始向高值漂移的情况,电源可通过预防措施进行 调整或停止。
[0087] 图3是本发明实施例监控电缆的流程图。
[0088] 在步骤S301,生成(伪随机或随机)二进制序列(模范地体现扩频序列)。步骤 S301是由序列生成器
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