[發明專利]用于有效能量傳輸的智能移動電源和設備

在審

• 申請號: 202110267288.9
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN113410878A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 徐勛光;李潔麗;沈子峰
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 吳信剛

本公開涉及用于有效能量傳輸的智能移動電源和設備。一般來講，本發明公開了用于將電力從便攜式移動電源有效地傳輸到電子設備的技術。更具體地，所公開的移動電源包括能夠將電池電壓(新穎)或遞增電壓(例如，從升壓調節器)直接路由到輸出連接器的公共部分的開關機構。此外，如本文所述的電子設備還包括開關機構，以允許它們接受直接電池輸出(新穎)或設備的連接器的公共部分處的遞增電壓(例如，USB連接器)。當組合使用時，所公開的便攜式移動電源可將電力傳輸到電子設備，該電力由于現有技術的電壓轉換操作而損失不超過一半。

本申請是申請日為2016年4月20日的、名稱為“用于有效能量傳輸的智能移動電源和設備”的發明專利申請No.201680023442.5的分案申請。

技術領域

本公開整體涉及向電子設備供電。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到電子設備的便攜式電源。

背景技術

可充電電池可見于各種便攜式電子設備，包括膝上型電腦、筆記本電腦和平板計算機系統、個人數字助理(PDA)、移動電話、數字媒體播放器、相機等。當前的電池技術僅提供適量的能量儲存。因此，大量使用其便攜式設備的個人可能發現需要在遠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，或者用于對電子設備的內部電池進行充電的外部電池組。后一種類型的設備通常被稱為“移動電源”。

許多現有技術的移動電源通過遵守標準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標準所需的電平提供電壓，標稱5.0伏。類似地，因為電子設備符合相同的標準，所以它們必須能夠接受5.0伏的輸入電壓。在調制解調器電子設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，現有技術的移動電源總是需要將其內部電池的輸出電壓提升到USB的標準5.0伏，并且電子設備總是需要降低進入電壓以滿足其內部電池的電壓(也許，加上驅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和電子設備105各自包括電池(分別為110和115)、電壓電平轉換器(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的內部電池電壓140在例如3.0伏和4.0伏之間。通過電平轉換器120，升壓操作145將其變為5.0伏，傳輸電壓150。電子設備105中的電平轉換器125使用降壓操作155來隨后將傳輸電壓150降低到其內部電池電平160和/或設備105的內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換效率近似等于降壓操作的功率轉換效率：83％。雖然精確值當然會根據例如所使用的開關元件的類型、輸出電壓與輸入電壓的差值以及電路的操作模式(例如，連續與不連續導電模式)而不同，但不管該值是什么，現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備105的另一次損失)。

發明內容

在一個實施方案中，所公開的概念提供了智能電池組，以實現電力到電子設備的有效傳輸。根據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換為第二電壓的電壓電平轉換器(例如，充當升壓調節器)、開關機構、連接器，以及功能地耦接到開關機構和連接器的控制器，該控制器被配置為執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備)的信號，當信號指示第一類型的電子設備耦接到連接器時，將開關機構配置為將輸出從其內部電源(例如，電池)路由到連接器而不使用電壓電平轉換器。控制器可進一步適于當信號指示第二類型的電子設備耦接到連接器時，將開關機構配置為將輸出從電源路由到電壓電平轉換器的輸入并且將所得輸出從電壓電平轉換器路由到連接器。根據本公開的移動電源可向電子設備遞送電力，該電力由于電壓電平轉換操作而至多損失一半，如常規移動電源一樣。