[發明專利]利用升壓旁路的多相電池充電

在審

• 申請號: 201580047040.4
• 申請日: 2015-06-24
• 公開（公告）號: CN106605356A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: J·朗里納伊斯;M·A·吉元;陳林
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02J7/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 李曉芳

本發明所公開的實施方案提供了一種用于管理便攜式電子設備中的電池的使用的系統。在操作期間，所述系統操作充電電路，該充電電路用于將來自電源的輸入電壓轉換成用于對所述電池充電并為所述便攜式電子設備中的低壓子系統和高壓子系統供電的一組輸出電壓。當在所述充電電路的操作期間檢測到來自所述電源的所述輸入電壓和所述電池中的低電壓狀態時，所述系統使用所述充電電路中的第一電感器組將所述輸入電壓降壓轉換成所述電池的目標電壓，所述電池的目標電壓低于所述高壓子系統的電壓要求。所述系統還使用所述充電電路中的第二電感器組將所述目標電壓進行升壓轉換以對所述高壓子系統供電。

技術領域

本發明所公開的實施例涉及用于便攜式電子設備的電池。更具體地講，本發明所公開的實施方案涉及利用升壓旁路執行電池多相充電的技術。

背景技術

便攜式電子設備通常被配置成當其電池達到預定的最小電壓時關斷，該預定的最小電壓可高于電池的最低工作電壓。例如，雖然當電池電壓達到3.0V時便可認為鋰離子電池的電量已耗盡，但是計算設備的某些元件(例如，移動電話或平板電腦的無線電元件和揚聲器子系統)可能需要3.4V的最小電壓來操作，并且該設備可被配置為在3.4V下關斷以避免這些元件掉電。因此，電池可具有3.0V至3.4V的未使用容量。

未使用容量的大小可取決于負載電流、溫度和電池的壽命。對于溫熱的新電池的輕負載，未使用的容量通常只占總容量的幾個百分點。然而，對于較冷或較舊的電池，未使用的容量可能會顯著增加。例如，圖1示出了在兩種不同溫度下在給定負載(0.5C負載，其是在兩小時內使電池放完電所需的電流)下放電的電池的實施方案。如圖所示，使電池在25℃下放電可導致低于截止電壓(在圖1中示出為3.4V)時的容量占總容量的幾個百分點，但是使電池在0℃下放電可導致低于截止電壓時的容量占總容量的30％。因此，可能期望研發出能夠利用該未使用容量的系統。

發明內容

所公開的實施方案提供了管理便攜式電子設備中的電池的使用的系統。在操作期間，系統操作充電電路，用于將來自電源的輸入電壓轉換成用于對電池充電并為便攜式電子設備中的低壓子系統和高壓子系統供電的一組輸出電壓。當在充電電路的操作期間檢測到來自電源的輸入電壓和電池中的低電壓狀態時，系統使用充電電路中的第一電感器組將輸入電壓降壓轉換為電池的目標電壓，該目標電壓低于高壓子系統的電壓要求。該系統還使用充電電路中的第二電感器組對目標電壓進行升壓轉換以給高壓子系統供電。

在一些實施方案中，在檢測到來自電源的輸入電壓和電池中的高電壓狀態時，系統使用第一電感器組和第二電感器組進行以下操作：

(i)將輸入電壓降壓轉換為電池的目標電壓；以及

(ii)對電池充電，并從電源的輸入電流對低壓子系統和高壓子系統供電。

在一些實施方案中，在檢測到來自電源的輸入電壓和電池中處于低電壓狀態和高電壓狀態之間的電壓狀態時，系統使用第一電感器組將輸入電壓降壓轉換到目標電壓。接下來，系統利用來自第二電感器組的經升壓轉換的目標電壓和來自第一電感器組和第二電感器組的目標電壓中的至少一者給高壓子系統供電。

在一些實施方案中，在檢測到處于低電壓狀態的電池放電時，系統使用第二電感器組對電池電壓進行升壓變換以給高壓子系統供電，并且使用充電電路直接從電池電壓為低壓子系統供電。

在一些實施方案中，在檢測到外部負載耦接到便攜式電子設備時，系統使用第一電感器組對電池電壓進行升壓轉換以給外部負載供電。

在一些實施方案中，在電池在低電壓狀態和高電壓狀態之間放電期間，系統利用來自第二電感器組的經升壓轉換的電池電壓和在充電電路中沿著旁路路徑到高壓子系統的電池電壓中的至少一者給該高壓子系統供電。

在一些實施例中，第一電感器組和第二電感器組中的每一者包括一個或多個電感器。