專利名稱：帶有浪涌電流保護(hù)的直流/直流控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子裝置的電源管理，更具體的是涉及一種帶有浪涌電流保護(hù)的直流/直流控制器。
背景技術(shù)：
便攜式電子裝置(例如筆記本電腦、手機(jī)、尋呼機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理等)隨著其性能和用途的不斷擴(kuò)大，在當(dāng)今社會(huì)中越來越普遍。許多便攜式電子裝置由一個(gè)可充電電池(例如鋰、鎳-鎘或鎳-氫等類型的電池)供電來滿足這些裝置便攜的特性。只要條件允許(例如將一個(gè)交流/直流適配器插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)交流插座)，這些便攜式電子裝置還可以由一個(gè)直流電源供電。該直流電源還可在電池充電模式下供電，從而對可充電電池充電。
在電池充電模式下，各種便攜式電子裝置還可包括一個(gè)直流/直流轉(zhuǎn)換器，該直流/直流轉(zhuǎn)換器接收直流電源的非穩(wěn)壓電源并提供穩(wěn)壓直流電源，從而對可充電電池充電。直流/直流轉(zhuǎn)換器由一個(gè)直流/直流控制器控制。該直流/直流控制器可接收表示各種供電和充電狀況的各種輸入信號。例如，一個(gè)表示直流電源供電電流的輸入、一個(gè)表示一個(gè)輸出充電電流的輸入和另一個(gè)表示一個(gè)輸出充電電壓的輸入。該直流/直流控制器還可以包括與每個(gè)輸入信號(例如一個(gè)輸入供電電流控制路徑、一個(gè)輸出充電電流控制路徑和一個(gè)輸出充電電壓控制路徑)相關(guān)的各種控制路徑或回路。接著，該直流/直流控制器根據(jù)這些控制信號中的至少一個(gè)提供一個(gè)控制信號給直流/直流轉(zhuǎn)換器，從而控制可充電電池的輸出充電電源電平。
一些可充電電池有一個(gè)內(nèi)部開關(guān)，在電池在充電時(shí)，斷開該開關(guān)將隔離單電池和其它部件(例如直流/直流轉(zhuǎn)換器)之間的電力。該內(nèi)部開關(guān)在各種情況下均可斷開。例如，該開關(guān)由于自我校準(zhǔn)而斷開，這樣，電池可監(jiān)控其單電池的電壓電平，而沒有電流流過。該開關(guān)還可由于保護(hù)(例如，當(dāng)傳輸給電池的瞬時(shí)功率超出電池的最大允許功率時(shí))而斷開。
但是該開關(guān)的斷開和閉合會(huì)引起浪涌電流的問題。例如，當(dāng)該開關(guān)在電池充電模式時(shí)斷開，直流/直流控制器將檢測到充電電流下降至零安培。直流/直流控制器響應(yīng)該檢測情況而增大直流/直流輸出電壓電平，直到該電平達(dá)到某個(gè)預(yù)定最大電平。接著，一旦電池的內(nèi)部開關(guān)再次閉合，由于直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和電池電壓之間的電壓差值將產(chǎn)生一個(gè)大的浪涌電流。該大的浪涌電流將導(dǎo)致可充電電池和相關(guān)電子裝置發(fā)生故障或老化。該浪涌電流的幅值主要由該電壓差值的幅值決定。該浪涌電流的持續(xù)時(shí)間由多種因素決定，這些因素包括直流/直流控制器的電流控制路徑或回路的速度和一個(gè)輸出電容的電容值，在此列舉一二。
因此，需要一種能克服上述先前技術(shù)的缺陷，并能夠控制浪涌電流的直流/直流控制器。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的一種控制一個(gè)從直流/直流轉(zhuǎn)換器到一個(gè)帶有一個(gè)內(nèi)部隔離開關(guān)的電池系統(tǒng)的浪涌電流的直流/直流控制器包括一個(gè)第一路徑、一個(gè)第二路徑和一個(gè)調(diào)節(jié)電路。該第一路徑接收一個(gè)表示直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出功率電平的第一輸入信號，并提供一個(gè)第一控制信號。該第二路徑接收該第一輸入信號，若該內(nèi)部隔離開關(guān)處于斷開狀態(tài)，則提供一個(gè)第二控制信號。該調(diào)節(jié)電路接收該第一和第二控制信號，若調(diào)節(jié)電路由該第一控制信號控制，則調(diào)節(jié)該輸出功率電平至一個(gè)第一電平，若調(diào)節(jié)電路由該第二控制信號控制，則調(diào)節(jié)該輸出功率參數(shù)至一個(gè)第二電平。
在本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種電子裝置。該電子裝置包括一個(gè)電池系統(tǒng)，該電池系統(tǒng)包括一個(gè)可充電電池和一個(gè)與該可充電電池相連的內(nèi)部隔離電池開關(guān)；一個(gè)直流/直流轉(zhuǎn)換器，該直流/直流轉(zhuǎn)換器接收一個(gè)來自直流電源的輸入功率電平、并提供一個(gè)輸出功率電平給該電池系統(tǒng)，從而對該可充電電池充電；和一個(gè)直流/直流控制器，該直流/直流控制器控制一個(gè)從該直流/直流轉(zhuǎn)換器到該電池系統(tǒng)的浪涌電流。該直流/直流控制器包括一個(gè)第一路徑，該第一路徑接收一個(gè)表示該輸出功率電平的第一輸入信號、并提供一個(gè)第一控制信號；一個(gè)第二路徑，該第二路徑接收該第一輸入信號、若該內(nèi)部隔離電池開關(guān)處于斷開狀態(tài)，則提供一個(gè)第二控制信號；和一個(gè)調(diào)節(jié)電路，該調(diào)節(jié)電路接收該第一和第二控制信號，若調(diào)節(jié)電路由該第一控制信號控制，則調(diào)節(jié)該輸出功率電平至一個(gè)第一電平，若調(diào)節(jié)電路由該第二控制信號控制，則調(diào)節(jié)該輸出功率電平至一個(gè)第二電平。
在本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種電子裝置。該電子裝置包括一個(gè)電池系統(tǒng)，該電池系統(tǒng)包括一個(gè)可充電電池和一個(gè)與該可充電電池相連的內(nèi)部電池開關(guān)；一個(gè)直流/直流轉(zhuǎn)換器，該直流/直流轉(zhuǎn)換器接收從一個(gè)來自直流電源的輸入功率電平、并提供一個(gè)輸出功率電平至該電池系統(tǒng)，從而對該可充電電池充電；和一個(gè)直流/直流控制器，該直流/直流控制器根據(jù)該內(nèi)部電池開關(guān)的狀態(tài)控制該直流/直流轉(zhuǎn)換器。


圖1所示為本實(shí)用新型的一個(gè)示范性電子裝置的框圖，該裝置包括一個(gè)帶有一個(gè)直流/直流控制器的直流/直流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)；圖2所示為本實(shí)用新型的一個(gè)直流/直流控制器的一個(gè)實(shí)施例的框圖，該控制器通過一個(gè)內(nèi)部隔離開關(guān)控制流至電池系統(tǒng)的浪涌電流；圖3所示為本實(shí)用新型的一個(gè)直流/直流控制器的另一個(gè)實(shí)施例的框圖，該控制器通過一個(gè)內(nèi)部隔離開關(guān)控制流至電池系統(tǒng)的浪涌電流；和圖4所示為本實(shí)用新型的一個(gè)直流/直流控制器的另一個(gè)實(shí)施例的框圖，該控制器通過一個(gè)內(nèi)部隔離開關(guān)控制流至電池系統(tǒng)的浪涌電流。
具體實(shí)施方式
圖1所示為一個(gè)電子裝置104和一個(gè)直流電源102的簡化框圖。電子裝置104可以為一種便攜式裝置，例如，筆記本電腦、手機(jī)、傳呼機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理等。通常，電子裝置104包括一個(gè)供電模塊106、一個(gè)電池系統(tǒng)116和系統(tǒng)電路110。通常，供電模塊106可包括在各種情況下監(jiān)視、控制和指揮從每個(gè)電源(直流電源102、電池系統(tǒng)116)到其它電源和電子裝置104的系統(tǒng)110的功率的各種部件。供電模塊106的一種部件包括直流/直流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)120，若存在一個(gè)具有合適特性的直流電源102且電池118需要充電，則該直流/直流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)120能提供一個(gè)充電電流給電池118。
為了給電池充電和/或給電子裝置104供電，將一個(gè)直流電源102與電子裝置104相連。直流電源102可以為一個(gè)接收插座的標(biāo)準(zhǔn)交流電壓并將其轉(zhuǎn)換為直流輸出電壓的直流/交流適配器。直流電源102還可以為一個(gè)可插入該類型插座的直流/直流適配器，例如一個(gè)“點(diǎn)火器”型適配器。電源102如圖1所示與電子裝置104分離，但其可以集成于一些裝置中。
電池系統(tǒng)116包括一個(gè)可充電電池118和一個(gè)內(nèi)部隔離開關(guān)SW1。開關(guān)SW1斷開時(shí)將隔離可充電電池118和供電模塊106、任何其它與電池系統(tǒng)116相連的電子部件之間的電力。可充電電池118可以為鋰、鎳-鎘、鎳-氫等電池等。雖然在此所述的具體實(shí)施例參考了一個(gè)電池118，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道可采用任意數(shù)目的電池。通常，內(nèi)部隔離開關(guān)SW1閉合，但在各種情況下都可斷開。例如，該開關(guān)SW1可由于自我校準(zhǔn)而斷開，從而電池可監(jiān)控其單電池(無電流流經(jīng))的電壓電平。該開關(guān)SW1還由于保護(hù)(例如，當(dāng)傳輸給電池的瞬時(shí)功率超出電池的最大允許功率時(shí))而斷開。開關(guān)SW1可由一個(gè)集成于電池系統(tǒng)116的電池開關(guān)控制器121或來自任何其它開關(guān)控制器控制。
有利的是，如在此所詳述，直流/直流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)120響應(yīng)開關(guān)SW1的開關(guān)狀態(tài)，如此，若開關(guān)SW1在電池充電模式下斷開，則直流/直流轉(zhuǎn)換器將減小其輸出電壓至一個(gè)預(yù)定輸出電壓電平。該預(yù)定輸出電壓設(shè)定在一個(gè)最小電池電壓電平的預(yù)定范圍內(nèi)，從而獲得一個(gè)期望的電壓電平的最大差值。通過控制該電壓電平的差值，可以控制浪涌電流。如此，當(dāng)開關(guān)SW1再次閉合時(shí)，流入電池118的浪涌電流可以保持在一個(gè)足夠低的電平。另外，還可通過調(diào)節(jié)直流/直流轉(zhuǎn)換器120的該預(yù)定輸出電壓電平等于或小于一個(gè)最小電池電壓來消除浪涌電流。給開關(guān)SW1提供控制信號的開關(guān)控制器121還可以提供一個(gè)控制信號給直流/直流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)120。另外，直流/直流轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)120的直流/直流控制器部分可配備開關(guān)狀態(tài)檢測電路來檢測開關(guān)SW1的狀態(tài)，將如下所述。
圖2所示為一個(gè)直流/直流控制器222的一個(gè)實(shí)施例的更具體的框圖，該直流/直流控制器222控制由直流/直流轉(zhuǎn)換器220提供給電池系統(tǒng)216的電池218的浪涌電流。充電模式下，開關(guān)SW4閉合來提供一個(gè)從直流/直流轉(zhuǎn)換器220到電池系統(tǒng)216的充電導(dǎo)通路徑。其它開關(guān)(未示出)也可閉合從而使得直流電源給系統(tǒng)供電。在該實(shí)施例中，直流/直流控制器222包括一個(gè)檢測電池系統(tǒng)216的內(nèi)部開關(guān)SW1狀態(tài)的開關(guān)狀態(tài)檢測電路230。
直流/直流轉(zhuǎn)換器220可以為一個(gè)本領(lǐng)域熟知的常規(guī)直流/直流轉(zhuǎn)換器。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，直流/直流轉(zhuǎn)換器可以為一個(gè)包括一個(gè)高端開關(guān)SW2、一個(gè)低端開關(guān)SW3和一個(gè)電感電容濾波器的降壓型轉(zhuǎn)換器，該電感電容濾波器包括一個(gè)電感L1和一個(gè)電容C1。本實(shí)用新型的一個(gè)直流/直流控制器222控制高端開關(guān)SW2和低端開關(guān)SW3的狀態(tài)，如此，這些開關(guān)在“開關(guān)閉合”和“開關(guān)斷開”的狀態(tài)之間切換。在開關(guān)閉合狀態(tài)下，開關(guān)SW2閉合，而開關(guān)SW3斷開。在開關(guān)斷開狀態(tài)下，開關(guān)SW2斷開，而開關(guān)SW3閉合。如此，降壓型轉(zhuǎn)換器的輸出電壓在開關(guān)閉合狀態(tài)下增大，而在開關(guān)斷開狀態(tài)下減小。開關(guān)狀態(tài)的切換用于在各種狀態(tài)下提供一個(gè)期望輸出充電電壓和電流給電池系統(tǒng)216的電池218(例如，當(dāng)電池系統(tǒng)216的開關(guān)SW1斷開時(shí))，將在此進(jìn)一步詳述。
通常，本實(shí)用新型的一個(gè)直流/直流控制器222接收表示各種狀態(tài)的各種輸入信號，且包括提供相關(guān)控制信號給調(diào)節(jié)電路226的各個(gè)內(nèi)部控制路徑。調(diào)節(jié)電路226響應(yīng)至少一個(gè)來自各種控制路徑的控制信號而產(chǎn)生一個(gè)輸出控制信號，從而控制直流/直流轉(zhuǎn)換器220的高端開關(guān)SW2和低端開關(guān)SW3的狀態(tài)。調(diào)節(jié)電路226可以為本領(lǐng)域熟知的、采用任何類型的輸出控制信號的各種電路。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)電路226可以為一個(gè)脈寬調(diào)制電路，該脈寬調(diào)制電路提供一個(gè)脈寬調(diào)制(PWM)控制信號給開關(guān)SW2和SW3。正如本領(lǐng)域所熟知，可以通過改變脈寬調(diào)制控制信號的工作周期來控制開關(guān)SW2和SW3的“開關(guān)閉合”狀態(tài)和“開關(guān)斷開”狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間。如此，就能得到期望的直流/直流轉(zhuǎn)換器220的輸出特性。
為了清晰起見，直流/直流控制器222未示出所有可能的控制路徑。例如，一個(gè)可接收一個(gè)來自檢測電阻R1、表示直流電源供電電流的輸入信號的供電電流路徑。或者，一個(gè)可接收一個(gè)來自檢測電阻R2、表示提供給電池系統(tǒng)216的充電電流的輸入信號的充電電流控制路徑。同樣為了清晰起見，這些供電和充電電流控制路徑均未在直流/直流控制器222中示出。
直流/直流控制器222包括一個(gè)從234端到調(diào)節(jié)電路226的常規(guī)電壓控制路徑232。常規(guī)電壓控制路徑232接收一個(gè)表示節(jié)點(diǎn)239處電壓電平的信號VFB。常規(guī)電壓控制路徑232可包括一對電阻R3和R4形成的一個(gè)分壓器，該分壓器將按比例減小電壓信號VFB至一個(gè)相對于V_DAC較低的電壓電平信號VFB_10。比較器238比較該按比例減小的信號VFB_10和一個(gè)表示直流/直流轉(zhuǎn)換器220的一個(gè)最大輸出電壓電平的信號(例如，V_DAC)，從而提供一個(gè)表示該差值的輸出控制信號給調(diào)節(jié)電路226。
有利的是，直流/直流控制器222還可包括一個(gè)低電壓控制路徑242?？刂坡窂?42響應(yīng)電池開關(guān)狀態(tài)檢測電路230，從而提供一個(gè)控制信號來控制開關(guān)SW5的狀態(tài)。電池開關(guān)狀態(tài)檢測電路230包括一個(gè)第一比較器252、一個(gè)第二比較器254、一個(gè)第一邊緣檢測器256、一個(gè)第二邊緣檢測器258和一個(gè)觸發(fā)器260。
工作時(shí)，若電池系統(tǒng)216的內(nèi)部開關(guān)SW1在電池充電模式下斷開，則提供給電池218的充電電流下降到零安培。常規(guī)電壓控制路徑232通常控制直流/直流轉(zhuǎn)換器220的輸出，并驅(qū)動(dòng)該輸出至一個(gè)最大允許充電電壓電平V_DAC。驅(qū)動(dòng)直流/直流轉(zhuǎn)換器220的輸出至該V_DAC電平將造成直流/直流轉(zhuǎn)換器220和電池系統(tǒng)216之間的一個(gè)大的正電壓差值。該大的正電壓差值在開關(guān)SW1閉合時(shí)將導(dǎo)致一個(gè)過大的浪涌電流。
有利的是，開關(guān)狀態(tài)檢測電路230在開關(guān)SW1斷開時(shí)進(jìn)行檢測。由于開關(guān)SW1斷開時(shí)，直流/直流轉(zhuǎn)換器220的電壓輸出開始上升。當(dāng)該電壓電平達(dá)到一個(gè)預(yù)定電平VMAX(其中VMAX小于V_DAC)時(shí)，比較器252輸出一個(gè)高電平信號。一旦正邊緣檢測器256檢測到該變化，就提供一個(gè)脈沖來置位觸發(fā)器260的輸出。設(shè)置后，觸發(fā)器260會(huì)產(chǎn)生一個(gè)輸出控制信號BATT_DCN來閉合開關(guān)SW5，從而激活低電壓控制回路242。另外，觸發(fā)器260的BATT_DCN控制信號通常斷開與電流源268相連的閉合開關(guān)SW6。
低電壓控制回路242接著提供一個(gè)控制信號給調(diào)節(jié)電路226，調(diào)節(jié)電路226接著響應(yīng)該控制信號而控制開關(guān)SW2和SW3的狀態(tài)，從而驅(qū)動(dòng)直流/直流轉(zhuǎn)換器220的輸出電壓下降至一個(gè)預(yù)定電壓電平。例如，當(dāng)調(diào)節(jié)電路226為一個(gè)脈寬調(diào)制電路時(shí)，可減小脈寬調(diào)制信號的占空比。該預(yù)定電壓電平可通過調(diào)節(jié)電池R3和R4的阻值和/或電流源270提供的補(bǔ)償電流值來設(shè)置。該電平值可由精密參考電源(internal trimmed reference)確定。
開關(guān)狀態(tài)檢測電路230也可在開關(guān)SW1閉合時(shí)進(jìn)行檢測。比較器254比較一個(gè)表示VFB處的電壓(例如VFB_10)的信號和一個(gè)預(yù)定最小電壓電平VMIN。該預(yù)定最小電壓電平VMIN可以設(shè)置為一個(gè)小于電池最小充電電壓(例如0.1伏特)的值。因此，當(dāng)SW1閉合時(shí)，比較器254輸出一個(gè)高電平信號。一旦正邊緣檢測器258檢測到這個(gè)變化，就提供一個(gè)脈沖來復(fù)位觸發(fā)器260的輸出。如此，觸發(fā)器260的輸出控制信號即表示一個(gè)閉合的內(nèi)部電池開關(guān)SW1。因此，開關(guān)SW5斷開，且低電壓控制路徑242為無效。因此，直流/直流轉(zhuǎn)換器220由其它控制路徑和回路控制。
充電控制開關(guān)SW4可以為一個(gè)獨(dú)立的開關(guān)或有一個(gè)與開關(guān)SW4并聯(lián)的二極管D1。通常，開關(guān)SW4由一個(gè)開關(guān)控制器控制(圖中未示出)。若充電電流達(dá)到一個(gè)預(yù)定充電電流電平的下限值，則該開關(guān)控制器可以斷開開關(guān)SW4。如此，在這種情況下，任何充電電流將流經(jīng)二極管D1。若充電電流超出該預(yù)定充電電流電平的下限值，則開關(guān)控制器將閉合開關(guān)SW4。如此，二極管D1不消耗任何功率。因此，二極管D1可防止電流從電池系統(tǒng)216流回直流/直流轉(zhuǎn)換器220。當(dāng)直流/直流轉(zhuǎn)換器220為一個(gè)降壓型轉(zhuǎn)換器時(shí)，該優(yōu)點(diǎn)能防止降壓型轉(zhuǎn)換器在一個(gè)不期望的升壓模式下工作。
圖3所示為本實(shí)用新型一個(gè)直流/直流控制器322的另一個(gè)實(shí)施例的框圖，該控制器控制由直流/直流轉(zhuǎn)換器320提供給電池系統(tǒng)316的電池318的浪涌電流。圖3中類似的部件的標(biāo)號與圖2中類似的部件的標(biāo)號相似，因此，為了清晰起見，在此省略任何重復(fù)的描述。通常，與圖2的實(shí)施例所示的相比，圖3對開關(guān)狀態(tài)電路330和低電壓控制回路342進(jìn)行了修改。
開關(guān)狀態(tài)檢測電路330包括比較器352、354和觸發(fā)器360。工作中，當(dāng)開關(guān)SW1斷開時(shí)，直流/直流轉(zhuǎn)換器320的輸出電壓開始上升直到達(dá)到一個(gè)預(yù)定電平VMAX(其中VMAX小于V_DAC)。當(dāng)直流/直流轉(zhuǎn)換器320的輸出電壓達(dá)到VMAX時(shí)，比較器352輸出一個(gè)高電平信號，接著置位觸發(fā)器360。觸發(fā)器360提供一個(gè)表示該狀態(tài)的電池開關(guān)狀態(tài)信號給開關(guān)SW5和SW6。開關(guān)SW5閉合來激活低電壓控制回路342。
低電壓控制回路342的比較器390比較一個(gè)表示直流/直流轉(zhuǎn)換器320輸出電壓的第一信號(VFB_10)和一個(gè)表示一個(gè)預(yù)定直流/直流輸出電壓電平的第二信號。在該例中，直流/直流轉(zhuǎn)換器320的最大輸出電壓電平經(jīng)過一個(gè)折減系數(shù)折減后(例如0.5)減小，并等于該預(yù)定直流/直流輸出電壓電平。該折減系數(shù)可由本領(lǐng)域所熟知的各種方法獲得，例如采用各種類型的電阻394、396和398構(gòu)成一個(gè)分壓器來獲得一個(gè)期望折減系數(shù)。
如此，當(dāng)開關(guān)SW1閉合時(shí)，直流/直流轉(zhuǎn)換器320的輸出電壓調(diào)節(jié)至該預(yù)定輸出電壓電平。因此，電池318的浪涌電流可通過選擇該預(yù)定輸出電壓電平來控制。另外，可提供與開關(guān)SW4并聯(lián)的二極管D1。如上述所詳述，控制開關(guān)SW4可以保持?jǐn)嚅_直到充電電流達(dá)到一個(gè)預(yù)定最小電平。因?yàn)槌潆婋娏髟陂_關(guān)SW1斷開時(shí)基本上為零安培，所以在該例中，開關(guān)SW4也可以斷開。因此，由于二極管D1上的壓降，直流/直流轉(zhuǎn)換器320的輸出電壓稍大于二極管D1的輸出電壓。因此，電池狀態(tài)檢測電路330的比較器354應(yīng)該比較一個(gè)在其反相輸入端的第一電平(例如，0.55XV_DAC)和比較器390的非反相輸入端的電壓(例如，0.5XV_DAC)，其中前者稍大于后者，從而解決二極管D1上壓降的問題。
一旦開關(guān)SW1閉合，引腳VFB將檢測電池電壓，比較器354將產(chǎn)生一個(gè)正脈沖來復(fù)位觸發(fā)器360。因此，開關(guān)SW5再次斷開，而直流/直流轉(zhuǎn)換器320將由直流/直流控制器232的其它控制路徑和回路控制。一旦充電電流增大至超出預(yù)定充電電流電平(可由檢測電阻R2和一個(gè)比較器判定)，開關(guān)SW4將閉合，從而通過開關(guān)SW4進(jìn)行充電。因此，通過正確地選擇該預(yù)定直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓電平，浪涌電流可被控制至一個(gè)期望電平，甚至若有必要?jiǎng)t完全消除。
圖4所示為本實(shí)用新型一個(gè)直流/直流控制器422的另一個(gè)實(shí)施例的框圖。在該實(shí)施例中，一個(gè)電池開關(guān)狀態(tài)檢測電路430在開關(guān)SW1斷開或閉合時(shí)進(jìn)行檢測。檢測電路430可以為上述實(shí)施例的檢測電路230或330。通常，比較器490提供一個(gè)控制信號給調(diào)節(jié)電路426，從而驅(qū)動(dòng)直流/直流轉(zhuǎn)換器420的輸出電壓至兩個(gè)電壓中的一個(gè)。比較器490在開關(guān)SW1閉合時(shí)提供一個(gè)控制信號來驅(qū)動(dòng)該輸出至V_DAC，而在開關(guān)SW1斷開時(shí)提供一個(gè)控制信號來驅(qū)動(dòng)該輸出至VMIN。
例如，在一個(gè)實(shí)施例中，電池開關(guān)狀態(tài)檢測電路430一旦檢測到開關(guān)SW1斷開，就發(fā)送一個(gè)控制信號經(jīng)由路徑429至多路器497(MUX)。多路器497接著提供一個(gè)信號VMIN至比較器490的非反相端。否則，若開關(guān)SW1閉合，MUX497則提供另一個(gè)信號V_DAC至比較器490的非反相端。
另外，電池開關(guān)狀態(tài)檢測電路430提供一個(gè)控制信號經(jīng)由路徑431至電壓寄存器495。該信號將一個(gè)相應(yīng)的低數(shù)字信號寫入該電壓寄存器。該相應(yīng)低數(shù)字信號接著通過數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)493轉(zhuǎn)換為一個(gè)模擬信號，接著通過MUX497提供給比較器490的非反相輸入端。
各種實(shí)施例中的所有開關(guān)SW1、SW2、SW3、SW4、SW5和SW6都可以為本領(lǐng)域所熟知的任一類型的晶體管，例如雙極性晶體管(例如PNP和NPN)或場效應(yīng)晶體管，例如MOSFET(例如PMOS和NMOS)。
雖然在此根據(jù)硬件進(jìn)行描述，但值得重視的是本實(shí)用新型的直流/直流控制器還可采用軟件、或硬件和軟件相結(jié)合以及熟知的信號處理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。若采用軟件來實(shí)現(xiàn)，則需一個(gè)處理器和機(jī)器可讀媒體。處理器可以為任一種能提供本實(shí)用新型實(shí)施例所需的速度和功能的處理器。例如，該處理器可以為一種英特爾公司(Intel Corporation)生產(chǎn)的奔騰家族的處理器，或一種摩托羅拉(Motorola)生產(chǎn)的處理器。機(jī)器可讀媒體包括任一種可存儲(chǔ)處理器執(zhí)行的指令的媒體。這些媒體可以為只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)、可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)、磁盤(例如軟盤和硬盤驅(qū)動(dòng)器)、光盤(例如CD-ROM)，和其它可以存儲(chǔ)數(shù)字信息的裝置，但并不受限于此。在一個(gè)實(shí)施例中，指令以一種壓縮和/或加密格式存儲(chǔ)在媒體上。
在此所述的實(shí)施例只是采用本實(shí)用新型的其中幾個(gè)，但并不受限于本實(shí)用新型。顯而易見，還存在其它本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解的并不脫離權(quán)利要求所定義的本實(shí)用新型的精神和范圍的實(shí)施例。
權(quán)利要求1.一種控制一個(gè)從直流/直流轉(zhuǎn)換器到帶有一個(gè)內(nèi)部隔離開關(guān)的電池系統(tǒng)的浪涌電流的直流/直流控制器，所述直流/直流控制器包括一個(gè)第一路徑，所述第一路徑接收一個(gè)表示所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出功率電平的第一輸入信號并提供一個(gè)第一控制信號；一個(gè)第二路徑，所述第二路徑接收所述第一輸入信號，若所述內(nèi)部隔離開關(guān)處于斷開狀態(tài)，所述第二路徑提供一個(gè)第二控制信號；和一個(gè)調(diào)節(jié)電路，所述調(diào)節(jié)電路接收所述第一和第二控制信號，若所述調(diào)節(jié)電路由所述第一控制信號控制，則調(diào)節(jié)所述輸出功率電平至一個(gè)第一電平，若所述調(diào)節(jié)電路由所述第二控制信號控制，則調(diào)節(jié)所述輸出功率參數(shù)至一個(gè)第二電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流/直流控制器，其中所述輸出功率電平為一個(gè)輸出電壓電平，所述第一電平為一個(gè)第一輸出電壓電平且所述第二電平為一個(gè)第二輸出電壓電平。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流/直流控制器，其中所述電池系統(tǒng)包括一個(gè)有一個(gè)最小電池電壓電平的電池，且其中所述第二輸出電壓電平在所述最小電池電壓電平的預(yù)定范圍內(nèi)，從而當(dāng)所述內(nèi)部隔離開關(guān)從所述斷開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)時(shí)，防止所述浪涌電流超出一個(gè)預(yù)定可接受的浪涌電流電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流/直流控制器，其中所述電池系統(tǒng)包括一個(gè)有一個(gè)最小電池電壓電平的電池，且其中所述第二輸出電壓電平小于或等于所述最小電池電壓電平，從而當(dāng)所述內(nèi)部隔離開關(guān)從所述斷開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)時(shí)消除所述浪涌電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流/直流控制器，所述直流/直流控制器還包括一個(gè)開關(guān)狀態(tài)檢測電路，所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路檢測所述內(nèi)部隔離開關(guān)的狀態(tài)，并提供一個(gè)表示所述內(nèi)部隔離開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)狀態(tài)控制信號給所述第二路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直流/直流控制器，其中所述輸出功率電平為所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出電壓電平，且其中所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路包括一個(gè)第一比較器，所述第一比較器比較一個(gè)表示所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓電平的第一比較信號和一個(gè)表示所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的一個(gè)預(yù)定最大電壓電平的第二比較信號；若所述第一比較信號大于所述第二比較信號，則所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路產(chǎn)生表示所述內(nèi)部隔離開關(guān)的所述斷開狀態(tài)的所述開關(guān)狀態(tài)控制信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流/直流控制器，其中所述輸出功率電平為所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出電壓電平，所述第二電平為一個(gè)第二輸出電壓電平，且其中所述第二路徑還包括一個(gè)比較器，所述比較器接收一個(gè)表示所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓電平的第一比較信號和一個(gè)表示所述第二輸出電壓電平的第二比較信號，從而當(dāng)所述內(nèi)部隔離開關(guān)處于所述斷開狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述輸出電壓電平至所述第二電壓電平。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流/直流控制器，其中所述調(diào)節(jié)電路包括一個(gè)提供一個(gè)脈寬調(diào)制控制信號的脈寬調(diào)制電路。
9.一種電子裝置，所述電子裝置包括一個(gè)電池系統(tǒng)，所述電池系統(tǒng)包括一個(gè)可充電電池和一個(gè)與所述可充電電池相連的內(nèi)部隔離電池開關(guān)；一個(gè)直流/直流轉(zhuǎn)換器，所述直流/直流轉(zhuǎn)換器接收一個(gè)來自一個(gè)直流電源的輸入功率電平，并提供一個(gè)輸出功率電平至所述電池系統(tǒng)，從而對所述可充電電池充電；和一個(gè)直流/直流控制器，所述直流/直流控制器控制一個(gè)從所述直流/直流轉(zhuǎn)換器到所述電池系統(tǒng)的浪涌電流，所述直流/直流控制器包括一個(gè)第一路徑，所述第一路徑接收一個(gè)表示所述輸出功率電平的第一輸入信號的、并提供一個(gè)第一控制信號；一個(gè)第二路徑，所述第二路徑接收所述第一輸入信號，若所述內(nèi)部隔離電池開關(guān)處于斷開狀態(tài)，所述第二路徑提供一個(gè)第二控制信號；和一個(gè)調(diào)節(jié)電路，所述調(diào)節(jié)電路接收所述第一和第二控制信號，若所述調(diào)節(jié)電路由所述第一控制信號控制，則調(diào)節(jié)所述輸出功率電平至一個(gè)第一電平，若所述調(diào)節(jié)電路由第二控制信號控制，則調(diào)節(jié)所述輸出功率電平至一個(gè)第二電平。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子裝置，其中所述輸出功率電平為一個(gè)輸出電壓電平，所述第一電平為一個(gè)第一輸出電壓電平且所述第二電平為一個(gè)第二輸出電壓電平。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子裝置，其中所述可充電電池有一個(gè)最小電池電壓電平，其中所述第二輸出電壓電平在所述最小電池電壓電平的一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)，從而當(dāng)所述內(nèi)部隔離電池開關(guān)從所述斷開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)時(shí)，防止所述浪涌電流超出一個(gè)預(yù)定可接受的浪涌電流電平。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子裝置，其中所述可充電電池有一個(gè)最小電池電壓電平，其中所述第二輸出電壓電平小于或等于所述最小電池電壓電平，從而當(dāng)所述內(nèi)部隔離電池開關(guān)從所述斷開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)時(shí)消除所述浪涌電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子裝置，其中所述直流/直流控制器還包括一個(gè)開關(guān)狀態(tài)檢測電路，所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路檢測所述內(nèi)部隔離電池開關(guān)的狀態(tài)，并提供一個(gè)表示所述內(nèi)部隔離電池開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)狀態(tài)控制信號給所述第二路徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子裝置，其中所述輸出功率電平為所述直流/直流控制器的一個(gè)輸出電壓電平，且其中所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路包括一個(gè)第一比較器，所述第一比較器比較一個(gè)表示所述直流/直流控制器的所述輸出電壓電平的第一比較信號和一個(gè)表示一個(gè)所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的一個(gè)預(yù)定最大電壓電平第二比較信號，若所述第一比較信號大于所述第二比較信號，則所述開關(guān)狀態(tài)檢測電路則產(chǎn)生表示所述斷開狀態(tài)的所述開關(guān)狀態(tài)控制信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子裝置，其中所述輸出功率參數(shù)為所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸出電壓電平，且所述第二電平為一個(gè)第二輸出電壓電平，且其中所述第二路徑還包括一個(gè)比較器，所述比較器接收一個(gè)表示所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓電平的第一比較信號和一個(gè)表示所述第二輸出電壓電平的第二比較器，從而當(dāng)所述內(nèi)部隔離電池開關(guān)處于所述斷開狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述輸出電壓電平至所述第二電壓電平。
16.一種電子裝置，所述電子裝置包括一個(gè)電池系統(tǒng)，所述電池系統(tǒng)包括一個(gè)可充電電池和一個(gè)與所述可充電電池相連的內(nèi)部電池開關(guān)；一個(gè)直流/直流轉(zhuǎn)換器，所述直流/直流轉(zhuǎn)換器接收一個(gè)來自一個(gè)直流電源的輸入功率電平，并提供一個(gè)輸出功率電平至所述電池系統(tǒng)，從而對所述可充電電池充電；和一個(gè)直流/直流控制器，所述直流/直流控制器根據(jù)所述內(nèi)部電池開關(guān)的狀態(tài)控制所述直流/直流轉(zhuǎn)換器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子裝置，其中當(dāng)所述內(nèi)部開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，所述直流/直流控制器提供一個(gè)開關(guān)斷開控制信號給所述直流/直流轉(zhuǎn)換器，其中所述直流/直流轉(zhuǎn)換器響應(yīng)所述開關(guān)斷開控制信號，從而在所述直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出產(chǎn)生一個(gè)預(yù)定輸出電壓電平。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子裝置，其中所述預(yù)定輸出電壓電平在一個(gè)所述可充電電池的最小電壓電平的預(yù)定范圍內(nèi)，從而當(dāng)所述內(nèi)部電池開關(guān)從斷開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)時(shí)，能控制從所述直流/直流轉(zhuǎn)換器到所述可充電電池的浪涌電流。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子裝置，其中所述預(yù)定輸出電壓電平等于或小于一個(gè)所述可充電電池的最小電壓電平，從而當(dāng)所述內(nèi)部電池開關(guān)從斷開狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)時(shí)，能消除從所述直流/直流轉(zhuǎn)換器到所述可充電電池的浪涌電流。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種直流/直流控制器，該直流/直流控制器能控制一個(gè)從直流/直流轉(zhuǎn)換器到帶有一個(gè)內(nèi)部隔離開關(guān)的電池系統(tǒng)的浪涌電流。該直流/直流控制器根據(jù)內(nèi)部隔離開關(guān)的狀態(tài)控制該直流/直流轉(zhuǎn)換器。當(dāng)該開關(guān)斷開時(shí)，直流/直流控制器調(diào)節(jié)直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓至一個(gè)預(yù)定電壓電平。根據(jù)該電壓電平值，當(dāng)內(nèi)部開關(guān)從一個(gè)斷開狀態(tài)切換到一個(gè)閉合狀態(tài)時(shí)，就能減小或消除從直流/直流轉(zhuǎn)換器到電池系統(tǒng)的浪涌電流。本實(shí)用新型還提供了一種包括該直流/直流控制器的電子裝置。
文檔編號H02M3/00GK2741264SQ20042005111
公開日2005年11月16日 申請日期2004年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月8日
發(fā)明者石游玉, 康斯坦丁·布克, 法拉·坡貝斯庫-斯塔內(nèi)斯緹 申請人:美國凹凸微系有限公司