[發(fā)明專利]用于有效能量傳輸?shù)闹悄芤苿与娫春驮O(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680023442.5
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN107534307B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐迅光;李潔麗;沈子峰
• 申請（專利權(quán)）人: 蘋果公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 鄒丹

一般來講，本發(fā)明公開了用于將電力從便攜式移動電源有效地傳輸?shù)诫娮釉O(shè)備的技術(shù)。更具體地，所公開的移動電源包括能夠?qū)㈦姵仉妷?新穎)或遞增電壓(例如，從升壓調(diào)節(jié)器)直接路由到輸出連接器的公共部分的開關(guān)機(jī)構(gòu)。此外，如本文所述的電子設(shè)備還包括開關(guān)機(jī)構(gòu)，以允許它們接受直接電池輸出(新穎)或設(shè)備的連接器的公共部分處的遞增電壓(例如，USB連接器)。當(dāng)組合使用時，所公開的便攜式移動電源可將電力傳輸?shù)诫娮釉O(shè)備，該電力由于現(xiàn)有技術(shù)的電壓轉(zhuǎn)換操作而損失不超過一半。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2015年4月23日提交的美國申請14/694,339的優(yōu)先權(quán)，該 申請的內(nèi)容全文以引用方式并入本文。

背景技術(shù)

本公開整體涉及向電子設(shè)備供電。更具體地但不是為了限制，本公開涉 及用于將電力有效地傳輸?shù)诫娮釉O(shè)備的便攜式電源。

可充電電池可見于各種便攜式電子設(shè)備，包括膝上型電腦、筆記本電腦 和平板計算機(jī)系統(tǒng)、個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話、數(shù)字媒體播放器、相 機(jī)等。當(dāng)前的電池技術(shù)僅提供適量的能量儲存。因此，大量使用其便攜式設(shè) 備的個人可能發(fā)現(xiàn)需要在遠(yuǎn)離家庭或辦公室時為它們充電。為此，個人可使 用交流供電的充電器、備用或替換電池，或者用于對電子設(shè)備的內(nèi)部電池進(jìn) 行充電的外部電池組。后一種類型的設(shè)備通常被稱為“移動電源”。

許多現(xiàn)有技術(shù)的移動電源通過遵守標(biāo)準(zhǔn)的特定類型的連接器來供電。例 如，許多移動電源使用通用串行總線(USB)連接器。因此，它們以USB標(biāo)準(zhǔn) 所需的電平提供電壓，標(biāo)稱5.0伏。類似地，因為電子設(shè)備符合相同的標(biāo)準(zhǔn)， 所以它們必須能夠接受5.0伏的輸入電壓。在調(diào)制解調(diào)器電子設(shè)備中使用的 電池通常具有3.0伏(完全或接近完全放電)和4.2伏(完全或接近完全充 電)之間的端子電壓。由于這些電壓不平衡，現(xiàn)有技術(shù)的移動電源總是需要 將其內(nèi)部電池的輸出電壓提升到USB的標(biāo)準(zhǔn)5.0伏，并且電子設(shè)備總是需要 降低進(jìn)入電壓以滿足其內(nèi)部電池的電壓(也許，加上驅(qū)動充電操作所需的小 Δ電壓)。這種情況在圖1中示出，其中移動電源100和電子設(shè)備105各自 包括電池(分別為110和115)、電壓電平轉(zhuǎn)換器(分別為120和125)， 以及USB連接器(分別為130和135)。如圖所示，移動電源100的內(nèi)部電 池電壓140在例如3.0伏和4.0伏之間。通過電平轉(zhuǎn)換器120，升壓操作145 將其變?yōu)?.0伏，傳輸電壓150。電子設(shè)備105中的電平轉(zhuǎn)換器125使用降 壓操作155來隨后將傳輸電壓150降低到其內(nèi)部電池電平160和/或設(shè)備105 的內(nèi)部電子器件所需的電平(例如，在3.0伏和4.0伏之間)。

已知升壓操作的功率轉(zhuǎn)換效率近似等于降壓操作的功率轉(zhuǎn)換效率： 83％。雖然精確值當(dāng)然會根據(jù)例如所使用的開關(guān)元件的類型、輸出電壓與輸 入電壓的差值以及電路的操作模式(例如，連續(xù)與不連續(xù)導(dǎo)電模式)而不同， 但不管該值是什么，現(xiàn)代移動電源都會遭受這樣的損失兩次(移動電源100 的一次損失和電子設(shè)備105的另一次損失)。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實施方案中，所公開的概念提供了智能電池組，以實現(xiàn)電力到電 子設(shè)備的有效傳輸。根據(jù)本公開的智能電池組可包括電源諸如電池，被配置 為將第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓的電壓電平轉(zhuǎn)換器(例如，充當(dāng)升壓調(diào)節(jié)器)、 開關(guān)機(jī)構(gòu)、連接器，以及功能地耦接到開關(guān)機(jī)構(gòu)和連接器的控制器，該控制 器被配置為執(zhí)行存儲在存儲器中的指令，該指令適于使得控制器獲得來自連 接器(即，源自附接到連接器的外部電子設(shè)備)的信號，當(dāng)信號指示第一類 型的電子設(shè)備耦接到連接器時，將開關(guān)機(jī)構(gòu)配置為將輸出從其內(nèi)部電源(例 如，電池)路由到連接器而不使用電壓電平轉(zhuǎn)換器。控制器可進(jìn)一步適于當(dāng) 信號指示第二類型的電子設(shè)備耦接到連接器時，將開關(guān)機(jī)構(gòu)配置為將輸出從 電源路由到電壓電平轉(zhuǎn)換器的輸入并且將所得輸出從電壓電平轉(zhuǎn)換器路由 到連接器。根據(jù)本公開的移動電源可向電子設(shè)備遞送電力，該電力由于電壓 電平轉(zhuǎn)換操作而至多損失一半，如常規(guī)移動電源一樣。