電氣裝置制造方法
【專利摘要】提供一種電氣裝置，包括：二次電池；以及用于將從所述二次電池輸入的輸入電壓降低到輸出電壓并向負(fù)載輸出所述輸出電壓的電源電路，其中根據(jù)所述輸入電壓的降低逐步降低所述輸出電壓。
【專利說明】電氣裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)對(duì)提交于2012年7月24日的日本申請(qǐng)JP2012-163610要求優(yōu)先權(quán)，所述日本申請(qǐng)的內(nèi)容通過弓I用據(jù)此合并到本申請(qǐng)中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種通過由二次電池(secondary battery)提供的電力操作的電氣裝置，以及一種控制內(nèi)置于所述電氣裝置的電源電路的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]二次電池的電池電壓隨著剩余電池電量的減少逐漸降低。另一方面，預(yù)定的所需電壓通常被設(shè)置到通過由二次電池提供的電力操作的負(fù)載，并且需要根據(jù)所需電壓提供電力。所需電壓是負(fù)載正常操作以滿足性能規(guī)范所必需的電壓，并且是關(guān)于負(fù)載預(yù)先確定的指定的值。取決于二次電池與負(fù)載的類型，存在處于完全充電狀態(tài)中的二次電池的電池電壓超過負(fù)載的所需電壓的情況，但是，當(dāng)二次電池接近完全放電狀態(tài)時(shí)，所述二次電池的電池電壓下降到低于負(fù)載的所需電壓。在這種情況下，向所述負(fù)載提供電力的電源電路包括用于使二次電池的電池電壓升壓的升壓器電路，使得即使當(dāng)二次電池的電池電壓降低時(shí)，仍可以向所述負(fù)載輸出所需電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]安裝升壓器電路可能會(huì)導(dǎo)致電源電路的尺寸增加和成本增加。本發(fā)明是鑒于這些情況作出的，并且本發(fā)明的目的是提供一種可以在沒有升壓器電路的情況下，以盡可能大的穩(wěn)定性向負(fù)載提供電力的電氣裝置，以及一種控制內(nèi)置于所述電氣裝置的電源電路的方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，提供一種電氣裝置，其包括:二次電池；以及用于將從所述二次電池輸入的輸入電壓降低到輸出電壓并向負(fù)載輸出所述輸出電壓的電源電路，其中所述電源電路根據(jù)輸入電壓的降低逐步降低輸出電壓。
[0007]此外，根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例，提供一種控制將從二次電池輸入的輸入電壓降低到輸出電壓并向負(fù)載輸出所述輸出電壓的電源電路的方法，所述方法包括當(dāng)輸入電壓降低時(shí)，逐步降低輸出電壓。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖中:
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電氣裝置的電路框圖；
[0010]圖2是示出電源電路的輸入電壓和輸出電壓之間的關(guān)系的圖表。
【具體實(shí)施方式】[0011]參考附圖在下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電氣裝置I的電路框圖。如圖1中所示，電氣裝置I包括:電源端子10、二次電池11、充電控制電路12、電源電路13、以及負(fù)載14。電氣裝置I可以是利用被用作電力提供源的二次電池11操作的各種類型的裝置，例如手持式游戲機(jī)、蜂窩電話、或筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)。
[0013]電源端子10是連接到外部電力提供源(例如，USB主機(jī)或用于從商用電源提供電力的AC適配器)的端子。利用從連接到電源端子10的電力提供源提供的電力對(duì)二次電池11充電。
[0014]二次電池11是例如鋰離子電池的可再充電電池，并利用從所述電動(dòng)裝置I的外部提供的電力來對(duì)其充電，并且所述二次電池11向電氣裝置I中的負(fù)載14提供通過充電蓄積在那里的電力。
[0015]充電控制電路12是集成電路等，并且向二次電池11提供從連接到電源端子10的電力提供源提供的電力，以對(duì)二次電池11充電。此外，充電控制電路12向電源電路13輸出從二次電池11提供的電力。
[0016]電源電路13是集成電路等，并且對(duì)從二次電池11經(jīng)由充電控制電路12提供的電力進(jìn)行變壓，并向負(fù)載14輸出變壓后的電力。從二次電池11向電源電路13輸入的電壓和從電源電路13向負(fù)載14輸出的電壓以下分別被稱為輸入電壓Vi和輸出電壓No。如圖1中所示，電源電路13包括降壓電路13a和控制單元13b。
[0017]降壓電路13a是低降壓(LDO)穩(wěn)壓器、DC/DC轉(zhuǎn)換器等，并且將輸入電壓Vi降低到輸出電壓Vo并輸出所述輸出電壓Vo。具體地，降壓電路13a控制輸出電壓Vo使其維持在低于輸入電壓Vi的預(yù)定目標(biāo)電壓。注意，為了向負(fù)載14穩(wěn)定地輸出預(yù)定的輸出電壓Vo，通常，輸入電壓Vi和輸出電壓No之間的差不能為零，并且在它們之間必須存在一定程度的電位差。控制單元13b監(jiān)視輸入電壓Vi的值，并根據(jù)所監(jiān)視的值，改變降壓電路13a的目標(biāo)電壓。具體地，在本實(shí)施例中，控制單元13b根據(jù)輸入電壓Vi的降低，逐步降低降壓電路13a的目標(biāo)電壓。稍后描述通過控制單元13b的具體控制。
[0018]負(fù)載14是用于實(shí)現(xiàn)電氣裝置I的固有功能的電路，并且例如當(dāng)電氣裝置I是例如手持式游戲機(jī)的信息處理裝置時(shí)，負(fù)載14可以是算術(shù)元件、存儲(chǔ)元件等。負(fù)載14通過從電源電路13提供的電力操作。預(yù)定的所需電壓Vol根據(jù)其電路結(jié)構(gòu)等被設(shè)置到負(fù)載14。所需電壓Vol是負(fù)載14正常操作所必需的電壓。負(fù)載14被設(shè)計(jì)為通過向其提供的具有所需電壓Vol的電力來滿足最初假設(shè)的性能規(guī)范。
[0019]下面參考圖2中所示的圖表描述將由本實(shí)施例中的電源電路13實(shí)現(xiàn)的控制。圖2的圖表不出輸入電壓Vi和輸出電壓Vo在下列情況下隨時(shí)間的改變:首先由于向負(fù)載14提供電力，二次電池11的剩余電量逐漸減少到接近完全放電狀態(tài)，并且在那之后，由于通過充電控制電路12的充電，二次電池11的剩余電量再次增加。
[0020]首先，在輸入電壓Vi等于或高于預(yù)定的第一閾值Vil的時(shí)間段期間，控制單元13b將降壓電路13a的目標(biāo)電壓設(shè)置為負(fù)載14的所需電壓Vol。因此，降壓電路13a的輸出電壓Vo維持在所需電壓Vol，并且負(fù)載14正常操作。
[0021]當(dāng)由于向負(fù)載14提供電力而使二次電池11的剩余電量減少時(shí)，相應(yīng)地輸入電壓Vi逐漸降低。作為結(jié)果，在某一時(shí)機(jī)(圖2中的時(shí)刻tl)，輸入電壓Vi下降到低于預(yù)定的第一閾值Vil。當(dāng)輸入電壓Vi低于第一閾值Vil的狀態(tài)持續(xù)達(dá)到預(yù)先確定的第一時(shí)間段Tl時(shí)，監(jiān)視輸入電壓Vi的控制單元13b將降壓電路13a的目標(biāo)電壓從所需電壓Vol改變?yōu)殡妷篤o2 (時(shí)刻t2)。在這種情況下，電壓Vo2是預(yù)先確定的值并低于所需電壓Vol。根據(jù)目標(biāo)電壓的這種改變，降壓電路13a的輸出電壓No降低到電壓Vo2。電壓Vo2低于所需電壓Vol，從而在這種狀態(tài)下可能不能充分提供負(fù)載14的性能。例如，當(dāng)負(fù)載14是用于輸出無線電通信信號(hào)的通信電路時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)例如縮短可以進(jìn)行無線電通信的通信距離的不利影響。然而，在所需電壓Vol和電壓No2之間的差不那么大的情況下，即使當(dāng)輸出電壓Vo降低到電壓Vo2時(shí)，負(fù)載14可以繼續(xù)操作同時(shí)在一定程度上提供其性能。
[0022]在那之后，當(dāng)開始對(duì)二次電池11充電時(shí)，輸入電壓Vi再次開始上升。作為結(jié)果，輸入電壓Vi在某一時(shí)機(jī)(時(shí)刻t3)變得高于預(yù)定的第二閾值Vi2。當(dāng)輸入電壓Vi等于或高于第二閾值Vi2的狀態(tài)持續(xù)達(dá)到預(yù)先確定的第二時(shí)間段T2時(shí)，控制單元13b將降壓電路13a的目標(biāo)電壓從電壓Vo2改變?yōu)樗桦妷篤ol (時(shí)刻t4)。這將降壓電路13a的輸出電壓Vo上升到所需電壓Vol。從該時(shí)間點(diǎn)起直到輸入電壓Vi再次下降到低于第一閾值Vil，以所需電壓Vol向負(fù)載14提供電力。
[0023]如上所述，當(dāng)輸入電壓Vi下降到低于第一閾值Vil時(shí)，控制單元13b將降壓電路13a的輸出電壓Vo降低到低于所需電壓Vol的電壓Vo2。這使得能夠以盡可能長的時(shí)間向負(fù)載14輸入所需電壓Vol，并且只有當(dāng)輸入電壓Vi降低太多難以維持所需電壓Vol時(shí)，到負(fù)載14的輸出電壓Vo才會(huì)降低。注意，通常，二次電池11的電池電壓不會(huì)隨著剩余電量的減少而線性降低。具體地，存在這樣的傾向:在開始使用之后，二次電池11的電池電壓幾乎不會(huì)立即降低，但當(dāng)電池接近完全放電狀態(tài)時(shí)，二次電池11的電池電壓急劇下降。因此，根據(jù)上面描述的控制，對(duì)于直到電池容量接近完全放電狀態(tài)的相對(duì)長的時(shí)間，可以維持以所需電壓Vol向負(fù)載14提供電力。
[0024]注意，第二閾值Vi2可以與第一閾值ViI相同，但是，在圖2中所示的示例中，第二閾值Vi2高于第一閾值Vil。這是為了為降壓電路13a的目標(biāo)電壓的切換提供滯后，從而防止輸出電壓Vo頻繁改變。
[0025]此外，當(dāng)輸入電壓Vi從等于或高于第一閾值Vil的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈陀诘谝婚撝礦il的狀態(tài)時(shí)，控制單元13b并不立即將降壓電路13a的目標(biāo)電壓切換為電壓Vo2，而是等待直到輸入電壓Vi低于第一閾值Vil的狀態(tài)持續(xù)達(dá)到預(yù)定的第一時(shí)間段Tl，然后降低輸出電壓Vo0類似地，當(dāng)輸入電壓Vi從低于第二閾值Vi2的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈扔诨蚋哂诘诙撝礦i2的狀態(tài)時(shí)，控制單元13b等待直到輸入電壓Vi等于或高于第二閾值Vi2的狀態(tài)持續(xù)達(dá)到預(yù)定的第二時(shí)間段T2，然后使輸出電壓Vo上升。這也是為了防止降壓電路13a的目標(biāo)電壓頻繁改變的目的。注意，第一時(shí)間段Tl和第二時(shí)間段T2可以具有相同的長度，但是，在這種情況下，第一時(shí)間段Tl比第二時(shí)間段T2短。這是因?yàn)橛绕涫钱?dāng)輸入電壓Vi降低并且輸入電壓Vi和目標(biāo)電壓之間的差變得更小時(shí)，由于維持降壓電路13a的輸出特性的困難，必須相對(duì)快速地降低目標(biāo)電壓。
[0026]上面描述的根據(jù)本實(shí)施例的電氣裝置I消除了通過升壓器電路使電壓升壓以向負(fù)載14提供電力的必要性。另一方面，不同于在負(fù)載14的操作期間總以電壓Vo2提供電力的情況，通過根據(jù)輸入電壓Vi的改變來改變輸出電壓Vo，對(duì)于相對(duì)長的時(shí)間段可以以所需電壓Vol向負(fù)載14提供電力。[0027]注意，本發(fā)明不限于上面描述的實(shí)施例。例如，在上面的描述中，只設(shè)置了一個(gè)閾值用于當(dāng)輸入電壓Vi降低時(shí)切換目標(biāo)電壓，并且只設(shè)置了一個(gè)閾值用于當(dāng)輸入電壓Vi上升時(shí)切換目標(biāo)電壓，并且在輸入電壓Vi降低和輸入電壓Vi上升的情況中的每種情況下，控制單元13b只切換目標(biāo)電壓一次。然而，在輸入電壓Vi降低和輸入電壓Vi上升的情況中的每種情況下，控制單元13b可以使用多個(gè)閾值來作出確定并且可以逐步切換目標(biāo)電壓。例如，當(dāng)電池幾乎處于完全充電的狀態(tài)中時(shí)，控制單元13b將降壓電路13a的目標(biāo)電壓設(shè)置為所需電壓Vol，并且當(dāng)輸入電壓Vi下降到低于第一閾值Vil時(shí)，控制單元13b將目標(biāo)電壓切換為低于所需電壓Vol的電壓Vo2。當(dāng)輸入電壓Vi進(jìn)一步下降到低于第一閾值Vil的第三閾值Vi3時(shí)，控制單元13b將目標(biāo)電壓切換為低于電壓Vo2的電壓Vo3。在那之后，當(dāng)輸入電壓Vi等于或高于第四閾值Vi4 (其中Vi3〈Vi4〈Vil)時(shí)，控制單元13b再次將目標(biāo)電壓切換為電壓Vo2，并且當(dāng)輸入電壓Vi進(jìn)一步上升到等于或高于第二閾值Vi2時(shí)，控制單元13b將目標(biāo)電壓切換為所需電壓Vol。以這種方式，可以向負(fù)載14提供電力，同時(shí)根據(jù)輸入電壓Vi的改變，維持盡可能高的輸出電壓Vo。
[0028]此外，控制單元13b可以依賴于電氣裝置I中的溫度，改變上面描述的例如第一閾值Vil和第二閾值Vi2的閾值以及例如電壓Vol和電壓Vo2的降壓電路13a的目標(biāo)電壓。原因在于二次電池11的剩余電量和電池電壓之間的關(guān)系根據(jù)環(huán)境溫度而改變。
[0029]此外，電氣裝置I通常包括分別具有不同的所需電壓Vol和電路特性的多個(gè)負(fù)載
14。為了向彼此獨(dú)立的多個(gè)負(fù)載14提供電力，電源電路13有必要包括分別與多個(gè)負(fù)載14相對(duì)應(yīng)地的多個(gè)降壓電路13a。在這種情況下，可以關(guān)于多個(gè)降壓電路13a中的每一個(gè)不同地設(shè)置例如第一閾值Vil和第二閾值Vi2的閾值以及例如電壓Vol和電壓Vo2的降壓電路13a的目標(biāo)電壓。
[0030]雖然已經(jīng)描述了目前被認(rèn)為是本發(fā)明的某些實(shí)施例的內(nèi)容，將理解可以對(duì)其進(jìn)行各種修改，并且所附權(quán)利要求旨在覆蓋所有這樣的落入本發(fā)明的真正精神和范圍內(nèi)的修改。
【權(quán)利要求】
1.一種電氣裝置，包括: 二次電池；以及 電源電路，其用于將從所述二次電池輸入的輸入電壓降低到輸出電壓并向負(fù)載輸出所述輸出電壓， 其中所述電源電路根據(jù)所述輸入電壓的降低逐步降低所述輸出電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電氣裝置，其中當(dāng)所述輸入電壓降低到低于預(yù)定的第一閾值時(shí)，所述電源電路從當(dāng)所述輸入電壓等于或高于所述預(yù)定的第一閾值時(shí)輸出的輸出電壓降低所述輸出電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的電氣裝置， 其中當(dāng)所述輸入電壓等于或高于所述預(yù)定的第一閾值時(shí)輸出的電源電路的輸出電壓是所述負(fù)載正常操作所必需的所需電壓，以及 其中當(dāng)所述輸入電壓低于所述預(yù)定的第一閾值時(shí)輸出的電源電路的輸出電壓是低于所需電壓的電壓。
4.如權(quán)利要求2所述的電氣裝置，其中，當(dāng)所述輸入電壓從等于或高于所述預(yù)定的第一閾值的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈陀谒鲱A(yù)定的第一閾值的狀態(tài)時(shí)，所述電源電路等待直到所述輸入電壓低于所述預(yù)定的第一閾值的狀態(tài)持續(xù)達(dá)到預(yù)定的第一時(shí)間段，然后降低所述輸出電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的電氣裝置，其中，當(dāng)所述輸入電壓從低于預(yù)定的第二閾值的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈扔诨蚋哂谒鲱A(yù)定的第二閾值的狀態(tài)時(shí)，所述電源電路等待直到所述輸入電壓等于或高于所述第二閾值的狀態(tài)持續(xù)達(dá)到預(yù)定的第二時(shí)間段，然后增加所述輸出電壓。
6.如權(quán)利要求5所述的電氣裝置，其中所述預(yù)定的第一時(shí)間段比所述預(yù)定的第二時(shí)間段短。
7.一種控制將從二次電池輸入的輸入電壓降低到輸出電壓并向負(fù)載輸出所述輸出電壓的電源電路的方法，所述方法包括當(dāng)所述輸入電壓降低時(shí)，逐步降低所述輸出電壓。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103580098SQ201310313723
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月24日
【發(fā)明者】大橋剛 申請(qǐng)人:索尼電腦娛樂公司