发明名称 电源管理电路
摘要 一种控制提供给可充电电池的充电参数的电路。该电路包括:一个功率控制电路,该功率控制电路提供一个代表 DC电源输出功率位准的功率控制信号;以及一个控制信号产生电路,该控制信号产生电路在输出功率位准超出一个预定的功率门限值时减小提供给电池的充电参数。本发明还提供了一种具有该电路和采用该方法的电子装置。该电路可以与一个提供电源以对可充电电池充电之DC电源共同使用。DC电源的输出电压位准也可不固定,例如输出电压可以来自一个可控DC电源或一个可变DC电源。
申请公布号 TWI250713 申请公布日期 2006.03.01
申请号 TW093119736 申请日期 2004.06.30
申请人 凹凸科技股份有限公司 发明人 康斯坦汀 布库尔
分类号 H02J7/00;H03K7/08;G01R19/165 主分类号 H02J7/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种控制提供给可充电电池的充电参数之电路, 该电路包括: 一功率控制电路,以提供代表一直流电源输出功率 位准的功率控制信号; 一控制信号产生电路,当该功率输出位准超出一预 定功率门限位准时,用于减小提供给该电池的充电 参数的;及 一电流控制电路,以提供代表一直流电源电流输出 位准的电流控制信号,其中该控制信号产生电路进 一步将该电流控制信号与一代表电流门限位准的 电流门限信号相比较,当该电流输出位准超出该电 流门限位准时,该控制信号产生电路进一步用于减 少提供给该电池的充电参数。 2.如请求项1之电路,其中该功率控制电路包括: 一提供代表该直流电源输出电流位准的第一信号 的第一路径; 一提供代表该直流电源输出电压位准的第二信号 的第二路径;及 一功率转换电路,该功率转换电路接收该第一和第 二信号并提供该功率控制信号以回应该第一和第 二信号。 3.如请求项2之电路,该功率转换电路包括一连接该 第一路径和第二路径的乘法器,该乘法器接收该第 一信号和该第二信号并提供一第三信号,该第三信 号基于该第一信号和该第二信号的乘积,其中该功 率控制信号基于该第三信号。 4.如请求项3之电路,其中该第一信号包括一电流脉 宽调变信号,该电流脉宽调变信号具有一代表该直 流电源输出电流位准的脉宽,且其中该第二信号包 括一直流电压信号,该直流电压信号具有一代表该 直流电源输出电压位准的直流电压位准,其中该乘 法器提供该第三信号,该第三信号是具有一个代表 该输出电流位准的脉宽和代表该输出电压位准的 振幅的功率脉宽调变信号。 5.如请求项3之电路,其中该第一路径包括: 一感测放大器,以提供一代表该直流电源输出电流 位准的电压信号;及 一比较器,以接收一个锯齿波信号和代表该直流电 源输出电流位准的电压信号,该比较器提供该电流 脉宽调变信号,该电流脉宽调变信号有一基于该锯 齿波信号和该电压信号的相交点的脉宽。 6.如请求项5之电路,其中该比较器提供该电流脉宽 信号,该电流脉宽信号具有一回应代表该电流第一 位准的电压信号的第一脉宽,其中该比较器提供该 电流脉宽调变信号,该电流脉宽调变信号具有一回 应代表该电流第二位准的电压信号的第二脉宽,其 中若该第一位准大于该第二位准时,该第一脉宽大 于该第二脉宽。 7.如请求项4之电路,其中该功率转换电路包括一接 收该第三信号并提供功率信号的滤波器。 8.如请求项7之电路,其中该滤波器包括一RC电路。 9.一种包括一控制提供给可充电电池的充电参数 的电路的电子装置,该电路包括: 一功率控制电路,以提供代表一个直流电源的输出 功率位准的功率控制信号; 一控制信号产生电路,当该输出功率位准超出预定 的功率门限位准时,减少提供给该电池的充电参数 ;及 一电流控制电路,以提供代表该直流电源输出电流 位准的电流控制信号,其中该控制信号产生电路进 一步用于将该电流控制信号与一代表电流门限位 准的电流门限信号作比较,且其中该控制信号产生 电路进一步用于当该输出电流位准超出该电流门 限位准时,减小提供给该电池的充电参数。 10.如请求项9之电子装置,其中该功率控制电路包 括: 一提供代表该直流电源输出电流位准的第一信号 的第一路径; 一提供代表该直流电源输出电压位准的第二信号 的第二路径;及 一种功率转换电路,该功率转换电路接收该第一信 号和该第二信号并提供该功率控制信号以回应该 第一信号和第二信号。 11.如请求项10之电子装置,其中该功率转换电路包 括一连接该第一路径和该第二路径的乘法器,该乘 法器接收该第一信号和该第二信号并提供一第三 信号,该第三信号基于第一信号和第二信号的相乘 结果,其中该功率控制信号基于该第三信号。 12.如请求项11之电子装置,其中该第一信号包括一 电流脉宽调变信号,该电流脉宽调变信号具有一代 表该直流电源的输出电流位准的脉宽,该第二信号 包括一直流电压信号,该直流电压信号具有一代表 该直流电源的输出电压位准的直流电压位准,且其 中该乘法器提供该第三信号,该第三信号是一功率 脉宽调变信号,该功率脉宽调变信号具有一代表该 输出电流位准和该输出电压位准振幅的脉宽。 13.如请求项11之电子装置,其中该第一路径包括: 一个提供一代表该直流电源输出电流位准的电压 信号的感测放大器;及 一接收一锯齿波信号和代表该直流电源输出电流 位准的电压信号的比较器,该比较器提供该电流脉 宽调变信号,该电流脉宽调变信号有一基于该锯齿 波信号和该电压信号的相交点的脉宽。 14.如请求项13之电子装置,其中该比较器提供该电 流脉宽信号,该电流脉宽信号具有一回应代表该电 流第一位准的电压信号的第一脉宽,其中该比较器 提供该电流脉宽调变信号,该电流脉宽调变信号具 有一回应代表该电流第二位准的电压信号的第二 脉宽,其中若该第一位准大于第二位准时该第一脉 宽大于该第二脉宽。 15.如请求项12之电子装置,其中该功率转换电路包 括一个接收该第三信号并提供该功率信号的滤波 器。 16.如请求项15之电子装置,其中该滤波器包括一RC 电路。 17.一种控制方法,其包括: 监控一直流电源的一输出功率位准,包括: 监控该直流电源的一输出电流位准; 监控该直流电源的一输出电压位准;及 将该输出电流位准乘以该输出电压位准以得到该 直流电源的输出功率位准; 将该输出功率位准与一门限功率位准作比较;及 当该输出功率位准超出该门限功率位准时减少提 供给可充电电池的充电参数。 18.如请求项17之方法,其中该监控步骤包括: 监控该直流电源的一输出电流位准; 提供一具有代表该输出电流位准的脉宽的脉宽调 变信号; 监控该直流电源的一输出电压位准; 提供一具有代表该输出电压位准的振幅的直流电 压信号; 将该脉宽调变信号乘以该直流电压信号以得到一 第三脉宽调变信号,该第三脉宽调变信号有一代表 该输出电流位准的脉宽和一代表该输出电压位准 的振幅;及 过滤该第三信号以得到一代表该直流电源输出功 率位准的第四信号。 19.一种控制电路,其包括: 一存在电路,该存在电路将具有一固定输出电压位 准的直流电源的电压位准与可选电压门限位准作 比较,当该电压位准超出该可选门限电压位准时提 供一代表该直流电源存在的存在信号;及 一控制信号产生电路,该控制信号产生电路接收至 少该存在信号并进一步提供一控制信号以回应至 少该存在信号。 20.如请求项19之电路,其中该存在电路包括一电阻 网路,该电阻网路接收一参考电压位准并提供该可 选电压门限位准。 21.如请求项20之电路,其中该电阻网路至少包括一 可调电阻元件。 22.如请求项19之电路,其中该存在电路包括一通过 可程式化来提供一期望门限电压位准的可程式化 记忆元件。 23.如请求项22之电路,其中该可程式化记忆元件包 括一次性可程式化元件。 24.如请求项19之电路,其中该可选门限电压位准响 应来自一相关主机电源管理单元的一主机信号。 25.如请求项19之电路,其中该控制信号产生电路发 出的控制信号是一提供给相关直流/直流转换器的 脉宽调变信号。 26.如请求项19之电路,其中该控制信号产生电路发 出的控制信号是一控制至少一开关状态的选择器 电路信号。 27.一种用于对一可充电电池充电之电子装置,其中 该电子装置包括一控制电路,该控制电路包括: 一存在电路,该存在电路将具有一固定输出电压位 准的直流电源的电压位准与可选电压门限位准作 比较,当该电压位准超出该可选门限电压位准时提 供一代表该直流电源存在的存在信号;及 一控制信号产生电路,该控制信号产生电路接收至 少该存在信号并进一步提供一控制信号以回应至 少该存在信号。 28.如请求项27之电子装置,其中该存在电路包括一 电阻网路,该电阻网路接收一个参考电压位准并提 供该可选电压门限位准。 29.如请求项28之电子装置,其中该电阻网路至少包 括一可调电阻元件。 30.如请求项27之电子装置,其中该存在电路包括一 通过可程式化来提供一个期望门限电压位准的可 程式化记忆元件。 31.如请求项30之电子装置,该可程式化记忆元件包 括一次性可程式化元件。 32.如请求项27之电子装置,该电子装置进一步包括 一主机电源管理单元,且其中提供该可选门限电压 位准以响应一来自该电源管理单元的一主机信号 。 33.如请求项27之电子装置,其中由该控制信号产生 电路发出的控制信号是一提供给相关直流/直流转 换器的脉宽调变信号。 34.如请求项27之电子装置,其中由该控制信号产生 电路发出的控制信号是一控制至少一个开关状态 的选择器电路信号。 35.一种用于提供一存在信号之方法,该方法包括: 选取一门限电压位准,包括:当采用一第一固定直 流电源时选取一第一门限电压位准,及当采用一第 二固定直流电源时选取一第二门限电压位准; 将一固定直流电源的输出电压位准与该门限电压 位准作比较;及 当该输出电压位准超出该门限电压位准时提供一 代表该固定直流电源存在的存在信号。 36.如请求项35之方法,其中选取该门限电压位准步 骤包括将一电阻元件调整到一期望値。 37.如请求项35之方法,其中该选取该门限电压位准 包括将一记忆元件程式化。 38.如请求项37之方法,其中该可程式化记忆元件包 括一次性可程式化记忆元件。 图式简单说明: 图1所示为本发明的示范性电池充电系统的方块图 ; 图2所示为本发明的示范性放大电路; 图3所示为用于产生图1系统中PWM信号之振荡器信 号和DC信号的时序图; 图4A所示为另一实施例的具有电源管理电路的一 个电子装置的方块图,其中电源管理电路提供一个 控制信号给可控DC电源; 图4B所示为图4A的具有电源管理电路的另一电子装 置的方块图,其中电源管理电路提供一个控制信号 给DC/DC转换器; 图5A所示为图4A的电源管理电路中控制信号产生电 路部分的详细方块图; 图5B所示为图4B的电源管理电路中控制信号产生电 路部分的详细方块图; 图6所示为图5A和图5B的电源管理电路中电源控制 电路部分的详细方块图; 图7所示为图6中各种信号与时间的关系图; 图8所示为图6中电源管理电路的一个实施例的示 范性电路图; 图9所示为采用一个固定电压输出的DC电源和具有 比较DC电源电压与可选择电压门限位准电路的电 子装置的方块图; 图10A和10B所示为图9中可选择电压门限电路的示范 性实施例的方块图。
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