[發(fā)明專利]提供能量脈沖的電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480084525.6
• 申請(qǐng)日: 2014-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107431362A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伊利達(dá)·斯特恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 曼蒂斯影像有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 寧曉,王漪

相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求享有序列號(hào)為61/833,501的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)(2013年11月6日提交的題目為“Smart Management Of Power Resources”)的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)申請(qǐng)通過(guò)引用并入本文。

背景

在具有與環(huán)境光相比具有更高的光功率密度的光源的移動(dòng)系統(tǒng)中，該光可以用于以某種模式照亮周圍環(huán)境。為了克服環(huán)境光，光源以脈沖模式操作，使得在脈沖期間發(fā)出的光的密度與環(huán)境相比更高。

同樣，在其他移動(dòng)系統(tǒng)中，諸如移動(dòng)電話、平板電腦和筆記本電腦，其具有有限的電力供應(yīng)或者具有對(duì)于外部端口(諸如，USB端口)的有限輸出功率，向負(fù)載供應(yīng)以脈沖操作的高功率可能需要大的電力供應(yīng)。此外，當(dāng)使用具有高效率驅(qū)動(dòng)器的大功率準(zhǔn)連續(xù)波(QCW)光源時(shí)，輸出功率將自身反射到輸入源。

另一個(gè)挑戰(zhàn)是當(dāng)輸出功率隨時(shí)間變化時(shí)，在這種情況下，它具有不可預(yù)測(cè)的電流和/或?qū)挾取Ｒ虼瞬荒苓x擇恒流源。如果瞬時(shí)輸出功率被反射到電源輸入端，則其將會(huì)導(dǎo)致對(duì)于每個(gè)輸出脈沖的電壓降。這可以破壞使用相同輸入功率的其他單元(因此與共存相干擾)。

消耗來(lái)自采用電線連接到驅(qū)動(dòng)器的輸入源的突發(fā)的大電流，可能會(huì)導(dǎo)致電氣干擾和電磁干擾(EMI)。在移動(dòng)設(shè)備中目前使用3種類型的電源：電池、USB端口和DC電力供應(yīng)。電池所存儲(chǔ)的能量取決于幾個(gè)因素，其中的一個(gè)是輸出電流。與低電流放電相比，高電流電池放電降低了電池的總體容量。在處理DC電源時(shí)，電源的成本和尺寸還取決于峰值輸出功率。最后，USB端口具有有限的輸出功率。

存在一些已知的解決方案解決這些類型的問(wèn)題。這樣的解決方案包括：使用電容器組以便降低電壓降，使用浪涌電流限制器(諸如，負(fù)溫度系數(shù)電阻器(NTC)和正溫度系數(shù)電阻器(PTC)、或電感器)、以及最后使用上述解決方案的組合。

現(xiàn)有解決方案存在幾個(gè)缺點(diǎn)：使用電容器組是對(duì)空間和成本要求很高的解決方案。另外，它并不解決反射的輸出電流。浪涌電流限制器對(duì)于NTC解決方案具有低效率，而對(duì)于電感器解決方案需要空間。此外，限制器不供應(yīng)恒定電流。它只將浪涌電流限制在特定的值。缺乏動(dòng)態(tài)響應(yīng)：對(duì)負(fù)載電流(光源)的每個(gè)占空比要求具體值(NTC、電感器)。

概述

一種電路包括：能量存儲(chǔ)設(shè)備，其被配置成向負(fù)載提供能量的脈沖；充電器電路，其耦合到能量存儲(chǔ)設(shè)備，以從峰值能量約束供應(yīng)接收電能；控制器，其耦合到充電器電路，以控制充電器電路根據(jù)在脈沖之間的時(shí)間對(duì)能量存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行充電，以降低由峰值能量約束供應(yīng)提供的峰值能量。

附圖簡(jiǎn)述

圖1是根據(jù)示例實(shí)施例的電路的框圖。

圖2是圖1的電路的框圖，包括根據(jù)示例實(shí)施例的可選傳感器。

圖3是根據(jù)示例實(shí)施例示出用于控制圖1的系統(tǒng)中的電流的控制回路和狀態(tài)機(jī)的流程圖；

圖4是根據(jù)示例實(shí)施例示出用于在每個(gè)負(fù)載脈沖期間控制電流負(fù)載的控制回路和狀態(tài)機(jī)的流程圖；

圖5是根據(jù)示例實(shí)施例示出用于控制在負(fù)載脈沖之間的電流的控制回路和狀態(tài)機(jī)的流程圖；

圖6是根據(jù)示例實(shí)施例示出用于控制在可變能量負(fù)載脈沖下的電流的控制回路和狀態(tài)機(jī)的流程圖；并且

圖7是根據(jù)示例實(shí)施例示出在脈沖期間圖1的電路中消耗的電流的時(shí)間圖的示例。

圖8是根據(jù)示例實(shí)施例示出激光驅(qū)動(dòng)器的抖動(dòng)的電路框圖。

圖9是示出根據(jù)示例實(shí)施例的用于EMI降低的激光驅(qū)動(dòng)器脈沖整形控制的曲線圖。

圖10是根據(jù)示例實(shí)施例的具有抖動(dòng)和不具有抖動(dòng)的激光驅(qū)動(dòng)器的EMI頻譜分析。

圖11是用于實(shí)施一個(gè)或更多個(gè)示例實(shí)施例的電路的框圖。

詳細(xì)描述

在以下描述中，參考形成本文的部分的附圖，并且其中通過(guò)示出可被實(shí)踐的具體實(shí)施例的方式顯示。對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行了足夠詳細(xì)的描述，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，并且應(yīng)當(dāng)理解，可以利用其他實(shí)施例，并且可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行結(jié)構(gòu)的、邏輯的和電氣的改變。因此，對(duì)示例實(shí)施例的以下描述不被看作是限制的意思，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。