專利名稱：電源管理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源管理系統(tǒng)，更具體的是涉及用于電子裝置的各種電源管理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
各種便攜式電子裝置都有一個電源管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)監(jiān)視、控制并引導(dǎo)各種電源給電子裝置的系統(tǒng)負(fù)載供電。這些電源通常都包括一個固定輸出的交流直流(ACDC)適配器和一個或多個可充電電池。該電源系統(tǒng)包括一個電源轉(zhuǎn)換模塊，例如，一個直流/直流轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器可把ACDC適配器提供的固定直流電壓轉(zhuǎn)換為一個精確的可控制的可變輸出直流電壓給電池充電。
電源系統(tǒng)從ACDC適配器或主電池供電給系統(tǒng)，如果符合適當(dāng)?shù)臈l件，并進(jìn)行電池充電。如此，通常有一個用于選擇性的連接ACDC適配器和系統(tǒng)的ACDC電源開關(guān)，一個用于選擇性的連接主電池和系統(tǒng)的電池開關(guān)，以及一個連接主電池和直流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出來充電的充電開關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)由ACDC適配器供電時，ACDC電源開關(guān)閉合，而電池開關(guān)斷開，充電開關(guān)可以是閉合或者斷開。相反，當(dāng)系統(tǒng)由電池供電時，電池開關(guān)閉合，而ACDC電源開關(guān)和充電開關(guān)皆斷開。
為了使電池充電達(dá)到其最大工作電壓，ACDC適配器的輸出電壓通常選擇為高于電池的最大工作電壓(通常至少高出1至2伏)。因?yàn)锳CDC適配器的輸出電壓為固定值，而電池的輸出電壓可能變化很大(根據(jù)充電狀態(tài))，所以ACDC適配器和電池不能在某段時間并聯(lián)給系統(tǒng)負(fù)載供電。這種電壓差異會導(dǎo)致產(chǎn)生高電壓電源(ACDC適配器)到低電壓電源(電池)之間的不需要的內(nèi)部電流。結(jié)果是，為了解決系統(tǒng)的暫時高電壓需要，ACDC適配器通常會超尺寸，從而大大增加了電源系統(tǒng)的成本。
另外，因?yàn)锳CDC適配器的輸出電壓固定，它的輸出電壓不能用來給要求精確充電電壓和電流控制的電池充電。如此，必須有一個由直流/直流轉(zhuǎn)換器完成第二步電源轉(zhuǎn)換步驟。第二步電源轉(zhuǎn)換步驟進(jìn)一步造成了成本的增加并且降低了電源系統(tǒng)的總效率。
因此，本領(lǐng)域?qū)﹄娫垂芾硗負(fù)浣Y(jié)構(gòu)存在一種需要，即電源管理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能僅用一步電源轉(zhuǎn)換就可提供一個可控制直流輸出給系統(tǒng)負(fù)載和電池，或能使相并聯(lián)的可控制直流電源和電池給系統(tǒng)負(fù)載供電，或者同時具有上述兩個特征。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，一種電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括一個與可控制直流電源相連的第一路徑；一個與電池相連的第二路徑；一個與系統(tǒng)負(fù)載相連的第三路徑；所述第一、第二和第三路徑連接于一個公共節(jié)點(diǎn)；一個與第一路徑相連的第一開關(guān)，該第一開關(guān)允許可控制直流電源和系統(tǒng)負(fù)載經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)選擇性連接；和一個與第二路徑相連的第二開關(guān)，該第二開關(guān)允許電池與公共節(jié)點(diǎn)選擇性相連。
根據(jù)本發(fā)明，另一個實(shí)施例給出的一種電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括一個可控制直流電源；一個與可控制直流電源相連的第一路徑；一個與電池相連的第二路徑；一個與系統(tǒng)負(fù)載相連的第三路徑；所述第一、第二和第三路徑連接于一個公共節(jié)點(diǎn)；一個與第一路徑相連的第一開關(guān)，該第一開關(guān)允許可控制直流電源和系統(tǒng)負(fù)載經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)選擇性連接；和一個與第二路徑相連的第二開關(guān)，該第二開關(guān)允許電池與公共節(jié)點(diǎn)選擇性相連。
根據(jù)本發(fā)明，又一個實(shí)施例給出的一種電子裝置包括一個引導(dǎo)電源給電子裝置的各個部件供電的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，電子裝置包括一個電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括一個與可控制直流電源相連的第一路徑；一個與電池相連的第二路徑；一個與系統(tǒng)負(fù)載相連的第三路徑；所述第一、第二和第三路徑連接于一個公共節(jié)點(diǎn)；一個與第一路徑相連的第一開關(guān)，該第一開關(guān)允許可控制直流電源和系統(tǒng)負(fù)載經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)選擇性連接；和一個與第二路徑相連的第二開關(guān)，該第二開關(guān)允許電池與公共節(jié)點(diǎn)選擇性相連。
根據(jù)本發(fā)明，又一個實(shí)施例給出的一種電子裝置包括一個可控制直流電源；一個與可控制直流電源相連的第一路徑；一個與電池相連的第二路徑；一個與系統(tǒng)負(fù)載相連的第三路徑；所述第一、第二和第三路徑連接于一個公共節(jié)點(diǎn)；一個與第一路徑相連的第一開關(guān)，該第一開關(guān)允許可控制直流電源和系統(tǒng)負(fù)載經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)選擇性連接；和一個與第二路徑相連的第二開關(guān)，該第二開關(guān)允許電池和公共節(jié)點(diǎn)選擇性相連，其中第一開關(guān)和第二開關(guān)有一個響應(yīng)電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制信號的導(dǎo)通狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，又一個實(shí)施例給出了一種給系統(tǒng)負(fù)載供電的方法。根據(jù)本發(fā)明該方法包括在第一電源模式下從可控制直流電源給系統(tǒng)負(fù)載供電；和在第二電源模式下從可控制直流電源給系統(tǒng)負(fù)載和電池供電。
根據(jù)本發(fā)明，又一個實(shí)施例給出了另一種給系統(tǒng)負(fù)載供電的方法。根據(jù)本發(fā)明該方法包括接收一個來自第一電源的第一電平；轉(zhuǎn)換第一電平至一個動態(tài)可調(diào)節(jié)的輸出直流電平；和在第一電源模式下提供輸出直流電平給系統(tǒng)負(fù)載。
根據(jù)本發(fā)明，又一個實(shí)施例給出了另一種給系統(tǒng)負(fù)載供電的方法。根據(jù)本發(fā)明該方法包括提供一個可控制直流電源；根據(jù)至少一個輸入信號控制可控制直流電源的輸出電源參數(shù)；選擇第一電源模式，此時可控制直流電源和電池并聯(lián)給系統(tǒng)負(fù)載供電。
根據(jù)本發(fā)明，又一個實(shí)施例給出的一種電源系統(tǒng)包括一個具有動態(tài)可控制輸出電源參數(shù)的可控制直流電源；一個用來控制輸出電源參數(shù)并選擇第一電源模式的電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中可控制直流電源給系統(tǒng)負(fù)載供電。


圖1所示為一種有電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電子裝置的高層框圖，該電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括一個可控制直流電源和一個電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；圖2所示為圖1中電子裝置的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一個實(shí)施例的高層框圖，其中可控制直流電源為一個可控制適配器；圖3所示為圖1中電子裝置的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的另一個實(shí)施例的高層框圖，其中可控制直流電源為一個可以從固定輸出適配器接收電源的直流/直流轉(zhuǎn)換器。
圖4所示為圖2中電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一個實(shí)施例的詳細(xì)框圖，其中可控制直流電源為一個可控制適配器，電池源包括多個電池，電源系統(tǒng)包括一個適配器檢測電阻、一個系統(tǒng)檢測電阻和一個用于每個電池的檢測電阻；圖5所示為圖2中電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的另一個實(shí)施例的詳細(xì)框圖，其中可控制直流電源為一個可控制適配器，電池源包括多個電池，電源系統(tǒng)包括一個適配器檢測電阻和一個用于每個電池的檢測電阻；圖6所示為圖2中電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的另一個實(shí)施例的詳細(xì)框圖，其中可控制直流電源為一個可控制適配器，電池源包括多個電池，電源系統(tǒng)包括一個系統(tǒng)檢測電阻和一個用于每個電池的檢測電阻；圖7所示為圖2中電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的另一個實(shí)施例的詳細(xì)框圖，其中可控制直流電源為一個可控制適配器，電池源包括多個電池，電源系統(tǒng)包括一個適配器檢測電阻和一個用于電池源的電池檢測電阻；圖8所示為圖2中的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的的另一個實(shí)施例的詳細(xì)框圖，其中可控制直流電源為一個可控制適配器，電池源包括多個電池，電源系統(tǒng)包括一個系統(tǒng)檢測電阻和一個用于多個電池的電池檢測電阻；圖9所示為圖3中電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的另一個實(shí)施例的詳細(xì)框圖，其中可控制直流電源為一個固定輸出適配器，電池源包括多個電池，電源系統(tǒng)包括一個適配器檢測電阻、一個系統(tǒng)檢測電阻和一個用于每個電池的檢測電阻；
圖10所示為圖3中電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的另一個實(shí)施例的詳細(xì)框圖，其中可控制直流電源為一個直流/直流轉(zhuǎn)換器，電池源包括多個電池，電源系統(tǒng)包括一個位于直流/直流轉(zhuǎn)換器輸出端的直流/直流轉(zhuǎn)換器檢測電阻和一個用于每個電池的檢測電阻；圖11所示為圖3中電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的另一個實(shí)施例的詳細(xì)框圖，其中可控制直流電源為一個直流/直流轉(zhuǎn)換器，電池源包括多個電池，電源系統(tǒng)包括一個系統(tǒng)檢測電阻和一個用于每個電池的檢測電阻；圖12所示為圖3中電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的另一個實(shí)施例的詳細(xì)框圖，其中可控制直流電源為一個直流/直流轉(zhuǎn)換器，電池源包括多個電池，電源系統(tǒng)包括一個適配器檢測電阻和一個用于電池源的電池檢測電阻；圖13所示為圖3中電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的另一個實(shí)施例的詳細(xì)框圖，其中可控制直流電源為一個直流/直流轉(zhuǎn)換器，電池源包括多個電池，電源系統(tǒng)包括一個系統(tǒng)檢測電阻和一個用于電池源的電池檢測電阻；圖14所示為圖3中電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的另一個實(shí)施例的詳細(xì)框圖，其中可控制直流電源為一個直流/直流轉(zhuǎn)換器，電池源包括多個電池，電源系統(tǒng)包括一個位于直流/直流轉(zhuǎn)換器輸出端的直流/直流轉(zhuǎn)換器檢測電阻和一個用于電池源的檢測電阻；圖15所示為圖3中電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的另一個實(shí)施例的詳細(xì)框圖，其中可控制直流電源為一個直流/直流轉(zhuǎn)換器，電池源包括多個電池，電源系統(tǒng)包括一個位于固定適配器輸出端的適配器檢測電阻和一個用于每個電池的檢測電阻。
具體實(shí)施例圖1所示為電子裝置100的一個簡要框圖，該電子裝置100包括一個可由可控制直流電源104或一個電池105，或者由可控制直流電源104和電池105相并聯(lián)供電的系統(tǒng)負(fù)載110。表格180所示開關(guān)SW1和SW2在各種電源模式下的位置。在一個實(shí)施例中，可控制直流電源104可以是在此進(jìn)一步詳述的可控制適配器，例如一個ACDC適配器，該適配器只需一步電源轉(zhuǎn)換即可給系統(tǒng)負(fù)載110和電池105供電。如此，通常用于其它電源系統(tǒng)的額外的電源轉(zhuǎn)換步驟(例如，一個直流/直流轉(zhuǎn)換器提供一個精確的控制輸出給電池來充電)在該實(shí)施例得以避免。
電子裝置100可以是本領(lǐng)域所知的各種裝置，例如筆記本電腦、手提電話、個人數(shù)據(jù)助理、電動工具、電力驅(qū)動車輛等等?？煽刂浦绷麟娫?04提供一個動態(tài)的可控制直流輸出，如下各個實(shí)施例將詳述電源104可以為可控制適配器或直流/直流轉(zhuǎn)換器?？煽刂浦绷麟娫?04可以獨(dú)立于或集成于電子裝置100。電池105包括一個或多個電池。電池可以是各種類型的充電電池，例如，鋰離子電池、鎳鎘電池、鎳金屬氫化物電池等。
可控制直流電源104可以經(jīng)由開關(guān)SW1和路徑114選擇性的連接于節(jié)點(diǎn)116。電池105可以經(jīng)由開關(guān)SW2和路徑118選擇性的連接于節(jié)點(diǎn)116。系統(tǒng)負(fù)載110也可以經(jīng)由路徑121連接于節(jié)點(diǎn)116。
通常，根據(jù)本發(fā)明，電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130在各個狀態(tài)下監(jiān)視、控制并引導(dǎo)電源104、105給系統(tǒng)負(fù)載110和其他(例如電池充電)供電。電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130可由路徑141接收到各種輸入信號。這些輸入信號說明各種負(fù)載狀態(tài)、供電狀態(tài)和/或指令信號。電池105的供電狀態(tài)可以為一個功率狀態(tài)，例如電池105的輸出電壓或輸出電流。同樣，可控制直流電源104的供電狀態(tài)可以為一個功率狀態(tài)，例如電源104的輸出電壓或輸出電流。系統(tǒng)負(fù)載110的負(fù)載狀態(tài)可以為一個功率狀態(tài)，例如在任何特定時刻系統(tǒng)負(fù)載需要的電壓值或需要的電流值。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道提供這些輸入信號給電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130的各種方法。例如，可以用一個電流檢測電阻與相應(yīng)的電源路徑114、118、121相串聯(lián)來提供一個表示各個路徑電流的信號。
通常電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130能通過經(jīng)由路徑133的輸出控制信號動態(tài)的調(diào)節(jié)可控制直流電源104的輸出參數(shù)，例如輸出電壓值，并能通過經(jīng)由路徑20的輸出控制信號通過控制開關(guān)SW1和SW2的狀態(tài)從而在多個供電模式中選取其一。
有利的是，在一個實(shí)施例中，電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130可以選擇一種如表格180詳述的供電模式185，使得可控制直流電源104和電池105相并聯(lián)來給系統(tǒng)負(fù)載110供電。并聯(lián)可控制直流電源104和電池105存在的問題是兩者之間的電壓值的不同導(dǎo)致高電壓源到低電壓源的不需要的內(nèi)部電流。
該不需要的內(nèi)部電流可以通過單向和選擇性單向開關(guān)允許電流流向一個方向而阻止其往另一個方向而被消除。例如，如表格180中的允許電流的箭頭所示，在緩沖器電池供電模式185下，開關(guān)SW2可以為一個選擇性單向開關(guān)，而開關(guān)SW1可以為一個單向開關(guān)。另外，開關(guān)SW2可以為一個雙向放電開關(guān)，電池電壓變化時，例如根據(jù)其充電狀態(tài)而變化，可控制直流電源104和電池105之間不需要的內(nèi)部電流可以通過保持可控制直流電源104的電壓值在電池105的電壓值的允許公差范圍內(nèi)來控制。并聯(lián)供電模式185可以通過經(jīng)由路徑141接收到的指令信號來選擇。該供電模式185還可以通過響應(yīng)電源危險狀況來選擇。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載110的負(fù)載需求超過可控制直流電源104的單獨(dú)最大功率和超過電池105的單獨(dú)最大功率時，就會產(chǎn)生電源危險狀況。但是，在必要持續(xù)時間內(nèi)，電源可以提供足夠的電源來滿足系統(tǒng)負(fù)載110的這種負(fù)載需求。因此，可控制直流電源104不需要加大尺寸來解決該問題。
在該并聯(lián)電源供電模式185中，電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130通過控制開關(guān)SW1和SW2的狀態(tài)有效的阻止可控制直流電源104和電池105之間的交叉?zhèn)鲗?dǎo)。開關(guān)SW2可以是選擇性單向開關(guān)，而開關(guān)SW1可以是一個單向開關(guān)。就是說，開關(guān)SW2可以根據(jù)選擇的供電模式在其閉合時允許電流只流向一個方向，或者斷開。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載110僅由可控制直流電源供電(因此開關(guān)SW1為閉合)且沒有任何充電時(供電模式181)，開關(guān)SW2可以斷開。
開關(guān)SW2有一個第一放電閉合狀態(tài)，此時電流通常只允許從電池流出。例如，在該第一放電閉合狀態(tài)，電流允許從電池105流向系統(tǒng)負(fù)載110，但不允許電流從可控制直流電源104流向電池105。另外，開關(guān)SW2還有一個第二充電閉合狀態(tài)，此時電流只允許流向電池。例如，在該第二充電閉合狀態(tài)，電流允許從可控制直流電源104流向電池105，且不允許從電池105流向系統(tǒng)負(fù)載110。開關(guān)SW1可以為一個單向開關(guān)，當(dāng)開關(guān)SW1閉合時，電流只允許從可控制直流電源104流向節(jié)點(diǎn)116。
因此在控制直流電源104和電池105同時給系統(tǒng)負(fù)載110供電的并聯(lián)供電模式185下，開關(guān)SW2可以閉合于第一放電狀態(tài)，且開關(guān)SW1可以閉合。因此電池105可以供電給系統(tǒng)負(fù)載110，而從可控制直流電源104到電池105的不需要內(nèi)部電流被開關(guān)SW2阻止。另外，從電池105到可控制直流電源104的不需要內(nèi)部電流被單向開關(guān)SW1阻止。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道各種可以實(shí)現(xiàn)選擇性單向開關(guān)方法。例如，可以采用相互串聯(lián)的一對開關(guān)，和一對與每個開關(guān)向并聯(lián)的二極管。一個特殊的二極管可以阻止電流流向一個方向，而一個閉合開關(guān)可以允許電流流向另一個方向。
有利的是，電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130可以選擇另一種供電模式181或183，此時可控制直流電源104給系統(tǒng)負(fù)載110供電。在該例中電池105可以充電(在表格180的供電模式183下)或不充電(在表格180的供電模式181下)。在這些供電模式中，電源管理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130的一個經(jīng)由路徑141的輸入信號表示系統(tǒng)負(fù)載110的一個功率需求，例如，電壓需求、電流需求等等。有利的是，電源管理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130能響應(yīng)信號來調(diào)節(jié)可控制直流電源104的輸出參數(shù)，例如輸出電壓值、輸出電流值等等來滿足系統(tǒng)負(fù)載110的需要。在一個例子中，電源管理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130調(diào)節(jié)可控制直流電源104的輸出電壓值，使其處在預(yù)先設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)載110的電壓需求范圍內(nèi)。因此，功率損耗就是有限的。
圖2所示，圖1中的可控制直流電源104可以為一個可控制適配器104a。在該實(shí)施例中有利的是，僅需要一步電源轉(zhuǎn)換步驟(例如，從控制器適配器的輸入電壓到可控制輸出直流電壓)就能給系統(tǒng)負(fù)載110供電和給電池105充電。如此，額外的電源轉(zhuǎn)換步驟(例如，從直流/直流轉(zhuǎn)換器到電池進(jìn)行充電)會妨礙提高電源效率。圖2所示的實(shí)施例中，之前所述的緩沖器電池供電模式可以根據(jù)想要的供電系統(tǒng)需求存在(如表格180)或不存在(如表格190)。
除了可控制適配器104a以外，圖2所示的供電系統(tǒng)的其它部件和圖1中的相似且標(biāo)號相同。因此，為清楚起見在此省略對這些部件重復(fù)的描述?？煽刂七m配器104a可以進(jìn)一步為一個可控制交流/直流適配器，該適配器接收常規(guī)交流電壓，并響應(yīng)來自電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130的經(jīng)由路徑133的控制信號將其轉(zhuǎn)換為可控制直流電壓?？梢杂呻娫垂芾砜刂仆?fù)浣Y(jié)構(gòu)控制的可控制適配器104a的參數(shù)包括，但不限于輸出電壓、最大輸出功率、最大輸出電流、啟動時間、啟動配置文件等等?？煽刂七m配器104a的輸出電壓可以根據(jù)電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130的控制被動態(tài)調(diào)節(jié)。
如圖3所示，圖1中的可控制直流電源可以是一個與路徑114相連的直流/直流轉(zhuǎn)換器104b。與路徑114相連的還有一個開關(guān)SW1和固定適配器302。如圖所示，開關(guān)SW1與路徑114相連且位于直流/直流轉(zhuǎn)換器104b和節(jié)點(diǎn)116之間。另外，開關(guān)SW1也可以連在固定適配器302和直流/直流轉(zhuǎn)換器104b之間的路徑114，這在圖9到圖15的實(shí)施例中將進(jìn)一步詳述。
圖3所示的實(shí)施例中進(jìn)行了兩步電源轉(zhuǎn)換，而不是圖2所示的一步電源轉(zhuǎn)換。即固定適配器302和直流/直流轉(zhuǎn)換器104b的電源轉(zhuǎn)換。圖3所示的實(shí)施例仍然能使電源系統(tǒng)工作在緩沖器供電模式185，例如，如前所述使得電池105和可控制直流電源104b同時給系統(tǒng)負(fù)載110供電。除了直流/直流轉(zhuǎn)換器104b和固定適配器302以外，圖3所示的供電系統(tǒng)的其它部件和圖1所示的相似且標(biāo)號相同。因此，為清楚起見在此省略對這些部件重復(fù)的描述。
直流/直流轉(zhuǎn)換器104b可以是由任何來自電源控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130、經(jīng)由路徑303的各種控制信號控制的各種轉(zhuǎn)換器。在一個實(shí)施例中，直流/直流轉(zhuǎn)換器104b可以為本領(lǐng)域公知的具有一個高端開關(guān)、一個低端開關(guān)和一個LC濾波器的降壓型轉(zhuǎn)換器。來自電源控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130的控制信號可以是一個脈寬調(diào)制(PWM)信號。PWM信號的脈寬控制“開關(guān)閉合”狀態(tài)的持續(xù)時間(高端開關(guān)閉合且低端開關(guān)斷開)和“開關(guān)斷開”狀態(tài)的持續(xù)時間(高端開關(guān)斷開且低端開關(guān)閉合)，從而控制直流/直流轉(zhuǎn)換器104b的輸出電壓和電流。
如圖4到圖8所示，本發(fā)明的多個實(shí)施例中的供電系統(tǒng)都有一個類似可控制直流電源104的可控制適配器104a和兩個電池(電池A和電池B)。如此，圖4到圖8所示的實(shí)施例中，由于可控制適配器104a給系統(tǒng)負(fù)載110和電池105供電而只有一步電源轉(zhuǎn)換。該一步電源轉(zhuǎn)換的實(shí)施例可以與如前所述的使電池和可控制直流電源同時給系統(tǒng)負(fù)載110供電的緩沖器供電模式獨(dú)立使用，或一起使用。
相反，下面進(jìn)一步詳述的圖9到圖15的另外的實(shí)施例為具有一個類似可控制直流電源104的可控制直流/直流轉(zhuǎn)換器104b和兩個電池(電池A和電池B)。因此圖9到圖15的實(shí)施例由于一個固定適配器302和直流/直流轉(zhuǎn)換器104b至少有兩次電源轉(zhuǎn)換。
圖4所示的實(shí)施例具有如前所述的圖1和圖2實(shí)施例的所有功能。但是，圖4所示的實(shí)施例可能有或可能沒有如前所述的電池和可控制直流電源相并聯(lián)來給系統(tǒng)負(fù)載110供電的緩沖器供電模式。例如，一個特定的供電系統(tǒng)可能只需要一步電源轉(zhuǎn)換而不需要緩沖器供電模式。
圖4的一些部件和圖2的一些部件相似，且標(biāo)號相同。因此，為清楚起見在此省略對重復(fù)部件和功能的重復(fù)描述。通常，可控制交流/直流104a、電池A、或電池B中的一個或組合可以通過電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130的控制在任何時間給系統(tǒng)負(fù)載110供電。系統(tǒng)負(fù)載110經(jīng)由路徑121在節(jié)點(diǎn)116接收電源。可控制適配器104a可以選擇性的經(jīng)由開關(guān)SW1和路徑114連接于節(jié)點(diǎn)116。電池A可以選擇性的經(jīng)由開關(guān)SW2A和路徑118a連接于節(jié)點(diǎn)116。同樣，電池B可以選擇性的經(jīng)由開關(guān)SW2B和路徑118b連接于節(jié)點(diǎn)116。開關(guān)SW1可以為一個獨(dú)立外部開關(guān)。開關(guān)SW1還可以是一個如前所述的單向開關(guān)。開關(guān)SW2A和開關(guān)SW2B可以是獨(dú)立開關(guān)或分別嵌入于電池包10a和11a，例如，用于延長電池使用壽命的方法。采用嵌入于電池包的電源開關(guān)能減小電源開關(guān)的數(shù)量和相關(guān)的消耗功率。開關(guān)SW2A和開關(guān)SW2B也可以是如前所述的單向開關(guān)。
如前所述，電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130可以接收經(jīng)由各個路徑的各個輸入信號。圖4所示的實(shí)施例中，在圖4的實(shí)施例中，一個適配器檢測電阻4、一個系統(tǒng)檢測電阻3、一個電池A檢測電阻7和一個電池B檢測電阻5提供表示各自電源路徑上的電流值的輸入信號給電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130。例如，適配器檢測電阻4提供一個表示來自可控制適配器104a的經(jīng)由路徑114的電流的數(shù)據(jù)信號。系統(tǒng)檢測電阻3提供一個表示來自給系統(tǒng)負(fù)載110供電的任何電源組合的經(jīng)由路徑121電流的數(shù)據(jù)信號。電池A檢測電阻7提供一個表示來自或流向電池A的經(jīng)由路徑118a的電流的數(shù)據(jù)信號。最后，電池B檢測電阻5提供一個表示來自或流向電池B的經(jīng)由路徑118b的電流的數(shù)據(jù)信號。
另外，表示電池A電壓值(VFB_A)、電池B電壓值(VFB_B)和系統(tǒng)負(fù)載(VFB_SYS)電壓值的輸入信號也可以輸入電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130。另外，輸入信號，例如指令和數(shù)據(jù)信號也可以從一個主電源管理單元(PMU)12通過主機(jī)總線22輸入電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130。PMU12可運(yùn)行本領(lǐng)域公知的各種電源管理程序。這些來自PMU12的輸入信號包括，但不限于充電電流、充電電壓、適配器控制預(yù)置電壓、適配器功率極限、適配器電流極限、適配器存在、電池存在、多個警告信號例如，過電壓、過熱、過電流充電、適配器104a或系統(tǒng)110超功率。主機(jī)總線22具有多條線，并能傳送任何模擬和數(shù)字指令信號的組合。例如，主機(jī)總線可以是SMBus，如果PMU12用來運(yùn)行SMBus協(xié)議程序。PMU12可以是一個獨(dú)立的元件或可以嵌入電子裝置100的更加復(fù)雜的處理器。
另外，電池A和電池B的電池總線24可以提供另外的信息給電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130。通過該總線24提供的信息可以表示各種參數(shù)，包括但不限于充電電流、充電電壓、電池存在、多個警告信號例如過電壓、過熱或過電流。
電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)130包括一個主機(jī)接口13，多個電流檢測放大器14、15、17、18，相應(yīng)的控制和數(shù)據(jù)路徑和一個判定電路16。判定電路16還包括一個選擇電路409，該選擇電路409經(jīng)由總線20提供第一組的輸出信號來控制開關(guān)SW1、SW2和SW2B的狀態(tài)。判定電路16還可以包括一個控制電路411，該控制電路411經(jīng)由路徑133提供第二組的輸出信號來控制可控制適配器104a的輸出參數(shù)。
主機(jī)接口13是一個普通接口，其用來接收來自PMU12的一系列輸入信號、并經(jīng)由內(nèi)部信號總線23輸出轉(zhuǎn)換后的一系列信號傳送給判定電路16。傳送給判定電路16的信號可以包括對電池A、電池B、可控制適配器104a和系統(tǒng)負(fù)載110的電壓和電流極限。主機(jī)接口13可接收來自PMU12的模擬和數(shù)字信號。
如果PMU12提供數(shù)字信號，主機(jī)接口可以是各種數(shù)字接口，例如SMBus或I2C接口。該例中，接口13還可以包括一個多路轉(zhuǎn)換器(MUX)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，來把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號且提供恰當(dāng)數(shù)量的模擬信號給判定電路16。MUX可以有任何數(shù)量的信道，其數(shù)量部分取決于提供給判定電路16的信號數(shù)量。
因?yàn)闄z測電阻通常都很小，所以需要多個電流檢測放大器14、15、17、18來放大各自的檢測電阻3、4、5、7上的信號。例如，檢測放大器14放大系統(tǒng)檢測電阻3上的電壓降，并提供表示經(jīng)由路徑121的電流的ISYS信號。檢測放大器15放大適配器檢測電阻4上的電壓降，并提供表示經(jīng)由路徑114的電流的IDA信號。檢測放大器17放大電池B檢測電阻5上的電壓降，并提供表示經(jīng)由路徑118b的電流的ICDB信號。最后，檢測放大器18放大電池A檢測電阻7上的電壓降，并提供表示經(jīng)由路徑118a的電流的ICDA信號。
分別來自檢測放大器14、15、17、18的ISYS、IDA、ICDB和ICDA信號接著提供給判定電路16，且更具體的是提供給判定電路16的控制電路411部分。另外，表示系統(tǒng)負(fù)載110電壓值的VFB_SYS信號、表示電池B電壓值的VFB_B信號和表示電池A電壓值的VFB_A信號也可以提供給判定電路16，且更具體的是提供給判定電路16的控制電路411部分。
控制電路411接收這些輸入信號ISYS、IAD、ICDB、ICDA、VFB_SYS、VFB_B和VFB_A，并把這些信號與例如由PMU12提供的各個門限值相比較?；谶@些比較結(jié)果，控制電路411提供第一組的輸出信號經(jīng)由適配器控制總線133來控制適配器104a的輸出參數(shù)，例如輸出電壓值。
第一組的輸出信號控制可控制適配器104a的一個或多個輸出參數(shù)，因此供電系統(tǒng)完成各種任務(wù)，包括如前圖1和圖2所述的各種任務(wù)。另外，這些任務(wù)還可以包括，但不限于下述任務(wù)中的至少一個提供所有需要的適配器電流至一個適配器的最大輸出電流值，或至系統(tǒng)負(fù)載110的供電極限；如果需要，還可以提供充電電流給電池源105充電；在一個充電模式期間限制傳送至電池105的總充電電流處于適配器104a的最大輸出電流值和系統(tǒng)負(fù)載110所需的電流之間；提供最大充電電流給每個電池(電池A和電池B)，只要任何一個電池未達(dá)到最大充電電壓；提供高達(dá)最大充電電流給電壓最低的電池，只要任何一個電池未達(dá)到最大充電電壓；和當(dāng)沒有電池或沒有接收到充電請求時，提供一個最大供電電壓給系統(tǒng)負(fù)載110。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道判定電路16的控制電路411部分的功能可以通過純硬件、純軟件或兩者的組合實(shí)現(xiàn)的各種方法。例如，采用硬件，控制電路411可以包括多個誤差放大器用來把信號ISYS、IAD、ICDB、ICDA、VFB_B和VFB_A和一個與每個被監(jiān)測的參數(shù)相對應(yīng)的最大門限值相比較。多個誤差放大器可以為一個模擬“線或(wired-OR)”電路，使得誤差放大器首先檢測到超出相應(yīng)最大值的狀態(tài)，然后控制指令信號給可控制適配器104a。如果已達(dá)到最大門限值，一個相應(yīng)的輸出信號就被送到可控制適配器104a，例如，來減小適配器104a的一個輸出功率參數(shù)。
判定電路16經(jīng)由選擇器輸出總線20提供的第二組的輸出信號控制開關(guān)SW1、SW2和SW2B的狀態(tài)，從而使得供電系統(tǒng)有各種供電模式。該第二組輸出信號可由判定電路16的選擇器電路409提供。因此，連接電源(適配器104a、電池A和電池B)和系統(tǒng)負(fù)載110或電源間(例如，充電期間)的各種電源路徑根據(jù)實(shí)際供電狀況、事件和PMU12的請求而產(chǎn)生。根據(jù)特定的處理算法，可以采用各種硬件和/或軟件處理各種給判定電路16的選擇器電路409的輸入信號。該算法必須能判斷相應(yīng)的驅(qū)動信號來驅(qū)動開關(guān)SW1、SW2和SW2B處于閉合或者斷開狀態(tài)，從而來完成各種任務(wù)，包括但并不限于下述任務(wù)中的至少一個只要至少一個電源(交流/直流適配器104a、電池A和電池B)存在，就保證連續(xù)給系統(tǒng)負(fù)載110供電；根據(jù)PMU12請求，連接相應(yīng)的電池(或多個)至充電路徑；根據(jù)PMU12請求，連接相應(yīng)的電池(或多個)至放電路徑從而給系統(tǒng)負(fù)載110供電；消除電池間(當(dāng)多個電池相并聯(lián)時)和交流/直流適配器與電池之間的交叉?zhèn)鲗?dǎo)；獨(dú)立解決任何電源危險事件，例如電源連接/斷開、短路等等其它相類似情況；和當(dāng)主機(jī)PMU12不能發(fā)送相應(yīng)的控制信號時，獨(dú)立且安全的控制供電系統(tǒng)。
為了完成這些任務(wù)，尤其是需要使用兩個或者兩個以上的電池(例如，消除電池之間的交叉?zhèn)鲗?dǎo))的任務(wù)，就要參考2003年2月11提交的美國專利申請10/364,288，其教義在此引作參考，其披露的選擇器電路可用作本發(fā)明的電源系統(tǒng)發(fā)明的一部分。
圖5-8所示為本發(fā)明圖1和圖2的電源系統(tǒng)的另外幾個實(shí)施例，其包括一個可控制適配器104a和兩個電池(電池A和電池B)?？偟恼f來，圖5-8所示的實(shí)施例和如前所述的圖4的實(shí)施例的主要差別在于用于各種電源路徑的檢測電阻的數(shù)量。另外，除了當(dāng)采用較少的檢測電阻時判定電路不能接收更多的輸入信號之外，這些實(shí)施例的功能與圖4所述的相同。圖5所示的實(shí)施例具有一個適配器檢測電阻4、一個電池A檢測電阻7和一個電池B檢測電阻5。圖6所示的實(shí)施例具有一個系統(tǒng)檢測電阻3、一個電池A檢測電阻7和一個電池B檢測電阻5。圖7所示的實(shí)施例具有一個適配器檢測電阻4和一個檢測流經(jīng)路徑118的檢測電流的電池檢測電阻5。最后，圖8的實(shí)施例具有一個系統(tǒng)檢測電阻3和一個檢測流經(jīng)路徑118的檢測電流的電池檢測電阻5。
圖9-15所示為本發(fā)明圖1和圖3電源系統(tǒng)的另外幾個實(shí)施例，其包括一個作為可控制直流電源104的直流/直流轉(zhuǎn)換器104b、一個固定適配器302和作為電池源105的兩個電池(電池A和電池B)?？偟恼f來，圖9-15所示的實(shí)施例和如前所述的圖1和圖3的主要差別在于用于各種電源路徑的檢測電阻的數(shù)量和位置。
圖9所示的實(shí)施例具有一個適配器檢測電阻2、一個系統(tǒng)檢測電阻3、一個電池A檢測電阻7和一個電池B檢測電阻4。圖10所示的實(shí)施例具有一個適配器檢測電阻4、一個電池A檢測電阻7和一個電池B檢測電阻5。圖11所示的實(shí)施例具有一個系統(tǒng)檢測電阻3、一個電池A檢測電阻7和一個電池B檢測電阻5。圖12所示的實(shí)施例具有一個適配器檢測電阻4和一個檢測流經(jīng)路徑118的電流的電池檢測電阻5。圖13所示的實(shí)施例具有一個系統(tǒng)檢測電阻3和一個檢測流經(jīng)路徑118的電流的電池檢測電阻5。圖14所示的實(shí)施例具有一個與直流/直流轉(zhuǎn)換器104b的輸出路徑相串聯(lián)的直流/直流轉(zhuǎn)換器檢測電阻3和一個電池檢測電阻5。最后，圖15所示的實(shí)施例具有一個與固定適配器302的輸出和直流/直流轉(zhuǎn)換器104b的輸入相連接的適配器檢測電阻4、一個電池A檢測電阻7和一個電池B檢測電阻5。
值得重視的是，本發(fā)明的電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的實(shí)施例所描述的功能可以采用軟件，或硬件和軟件的組合，和熟知的信號處理技術(shù)來完成。如果用軟件來實(shí)現(xiàn)，則需要一個處理器和機(jī)讀媒體。處理器可以是能提供本發(fā)明實(shí)施例所需要的速度和功能的任何類型的處理器。例如，該處理器可以是英特爾公司生產(chǎn)的Pentium處理器系列，或者摩托羅拉生產(chǎn)的處理器系列。機(jī)讀媒體包括任何能夠存儲處理器執(zhí)行的指令的媒體。這些媒體包括，但不限于只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、可編程只讀存儲器(PROM)、可擦寫可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)、磁盤(例如軟盤和硬盤)、光盤(例如CD-ROM)和其它可以存儲數(shù)字信息的裝置。在一個實(shí)施例中，指令以壓縮和/或加密格式存儲在媒體中。
在此所描述的實(shí)施例是一些利用本發(fā)明的具體例子，在此以這種方式來描述，但不僅限于此。顯然，令本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的許多其它的實(shí)施例都不脫離本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括一個與一個可控制直流電源相連的第一路徑；一個與一個電池相連的第二路徑；一個與一個系統(tǒng)負(fù)載相連的第三路徑，其中所述第一、第二和第三路徑連接于一個公共節(jié)點(diǎn)；一個與所述第一路徑相連的第一開關(guān)，所述第一開關(guān)允許所述可控制直流電源經(jīng)由所述公共節(jié)點(diǎn)與所述系統(tǒng)負(fù)載選擇性相連；和一個與所述第二路徑相連的第二開關(guān)，所述第二開關(guān)允許所述電池與所述公共節(jié)點(diǎn)選擇性相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，所述第一開關(guān)閉合且所述第二開關(guān)斷開時為第一供電模式，此時由所述可控制直流電源給所述系統(tǒng)供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述第二開關(guān)包括一個具有一個選擇性單向開關(guān)，所述選擇性單向開關(guān)的第一放電閉合位置構(gòu)造來允許電流沿所述第二路徑朝第一方向從所述電池流向所述系統(tǒng)負(fù)載，并阻止電流朝與所述第一方向相反的第二方向沿所述第二路徑流動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，所述第一開關(guān)閉合且所述第二開關(guān)閉合于所述第一放電位置時為并聯(lián)供電模式，此時允許所述可控制直流電源和所述電池相并聯(lián)給所述系統(tǒng)負(fù)載供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述第二開關(guān)還包括一個允許電流沿所述第二路徑朝所述第二方向流動并阻止電流沿所述第二路徑朝所述第一方向流動的第二充電閉合位置，所述第一開關(guān)閉合且所述第二開關(guān)閉合于所述第二充電閉合位置時為充電模式，此時允許所述可控制直流電源給所述系統(tǒng)負(fù)載和所述電池供電。
6.一種供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括一個可控制直流電源；一個與所述可控制直流電源相連的第一路徑；一個與一個電池相連的第二路徑；一個與一個系統(tǒng)負(fù)載相連的第三路徑，其中所述第一、第二和第三路徑連接于一個公共節(jié)點(diǎn)；一個與所述第一路徑相連的第一開關(guān)，所述第一開關(guān)允許所述可控制直流電源經(jīng)由所述公共節(jié)點(diǎn)與所述系統(tǒng)負(fù)載選擇性相連；和一個與所述第二路徑相連的第二開關(guān)，所述第二開關(guān)允許所述電池與所述公共節(jié)點(diǎn)選擇性相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述可控制直流電源包括一個直流/直流轉(zhuǎn)換器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還包括一個通過所述第一路徑與所述直流/直流轉(zhuǎn)換器相連的固定直流電源；其中，通過所述固定直流電源接收一個輸入電壓并把所述輸入電壓轉(zhuǎn)換為一個固定直流輸出電壓完成第一步電源轉(zhuǎn)換，再通過所述直流/直流轉(zhuǎn)換器接收所述固定直流輸出電壓并把所述固定直流輸出電壓轉(zhuǎn)換為一個直流輸出電壓完成第二步電源轉(zhuǎn)換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述第一開關(guān)連接在所述固定直流電源和所述直流/直流轉(zhuǎn)換器之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述第一開關(guān)連接在所述直流/直流轉(zhuǎn)換器和所述公共節(jié)點(diǎn)之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述可控制直流電源包括一個可控制適配器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，通過所述可控制適配器接收一個輸入電壓并把所述輸入電壓轉(zhuǎn)換為一個輸出直流電壓完成第一步電源轉(zhuǎn)換，從而在所述第一供電模式下給所述系統(tǒng)負(fù)載供電。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述可控制適配器包括一個交流/直流適配器。
14.一種電子裝置，所述電子裝置包括一個給其各種元件供電的供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括一個與一個可控制直流電源相連的第一路徑；一個與一個電池相連的第二路徑；一個與一個系統(tǒng)負(fù)載相連的第三路徑，其中所述第一、第二和第三路徑連接于一個公共節(jié)點(diǎn)；一個與所述第一路徑相連的第一開關(guān)，所述第一開關(guān)允許所述可控制直流電源經(jīng)由所述公共節(jié)點(diǎn)與所述系統(tǒng)負(fù)載選擇性相連；和一個與所述第二路徑相連的第二開關(guān)，所述第二開關(guān)允許所述電池與所述公共節(jié)點(diǎn)選擇性相連。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子裝置，其中，所述第一開關(guān)閉合且所述第二開關(guān)斷開時為第一供電模式，此時由所述可控制直流電源給所述系統(tǒng)供電。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子裝置，所述第二開關(guān)包括一個具有一個選擇性單向開關(guān)，所述選擇性單向開關(guān)的第一放電閉合位置構(gòu)造來允許電流沿所述第二路徑朝第一方向從所述電池流向所述系統(tǒng)負(fù)載，并阻止電流沿朝與所述第一方向相反的第二方向沿所述第二路徑流動。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子裝置，其中，所述第一開關(guān)閉合且所述第二開關(guān)閉合于所述第一放電位置時為并聯(lián)供電模式，此時允許所述可控制直流電源和所述電池相并聯(lián)給所述系統(tǒng)負(fù)載供電。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子裝置，所述第二開關(guān)還包括一個允許電流沿所述第二路徑朝所述第二方向流動、并阻止電流沿所述第二路徑朝所述第一方向流動的第二充電閉合位置，所述第一開關(guān)閉合且所述第二開關(guān)閉合于所述第二充電閉合位置時為充電模式，此時允許所述可控制直流電源給所述系統(tǒng)負(fù)載和所述電池供電。
19.一種電子裝置，包括一個可控制直流電源；一個與所述可控制直流電源相連的第一路徑；一個與一個電池相連的第二路徑；一個與一個系統(tǒng)負(fù)載相連的第三路徑，其中所述第一、第二和第三路徑連接于一個公共節(jié)點(diǎn)；一個與所述第一路徑相連的第一開關(guān)，所述第一開關(guān)允許所述可控制直流電源通過所述公共節(jié)點(diǎn)與所述系統(tǒng)負(fù)載選擇性相連；和一個與所述第二路徑相連的第二開關(guān)，所述第二開關(guān)允許所述電池與所述公共節(jié)點(diǎn)選擇性相連，所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)具有一個響應(yīng)來自一個電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制信號的導(dǎo)通狀態(tài)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子裝置，所述可控制直流電源包括一個直流/直流轉(zhuǎn)換器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電子裝置，還包括一個通過所述第一路徑與所述直流/直流轉(zhuǎn)換器相連的固定直流電源；其中，通過所述固定直流電源接收一個輸入電壓、并把所述輸入電壓轉(zhuǎn)換為一個固定直流輸出電壓完成第一步電源轉(zhuǎn)換，通過所述直流/直流轉(zhuǎn)換器接收所述固定直流輸出電壓、并把所述固定直流輸出電壓轉(zhuǎn)換為一個直流輸出電壓完成第二步電源轉(zhuǎn)換。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電子裝置，所述第一開關(guān)連接在所述固定直流電源和所述直流/直流轉(zhuǎn)換器之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電子裝置，所述第一開關(guān)連接在所述直流/直流轉(zhuǎn)換器和所述公共節(jié)點(diǎn)之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子裝置，所述可控制直流電源包括一個可控制適配器。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電子裝置，其中，通過所述可控制適配器接收一個輸入電壓，并把所述輸入電壓轉(zhuǎn)換為一個輸出直流電壓完成第一步電源轉(zhuǎn)換，從而在所述第一供電模式下給所述系統(tǒng)負(fù)載供電。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電子裝置，所述可控制適配器包括一個交流直流適配器。
27.一種給系統(tǒng)負(fù)載供電的方法，包括在第一供電模式下由一個可控制直流電源給系統(tǒng)負(fù)載供電；和在第二供電模式下由一個可控制直流電源給系統(tǒng)負(fù)載和電池供電。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，所述可控制適配器包括一個交流直流適配器。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，所述可控制直流電源包括一個直流/直流轉(zhuǎn)換器。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括在第三供電模式下，由一個所述可控制直流電源和所述電池同時給所述系統(tǒng)負(fù)載供電。
31.一種給系統(tǒng)負(fù)載供電的方法，所述方法包括接收來自第一電源的第一功率電平；把所述第一功率電平轉(zhuǎn)換為一個動態(tài)可調(diào)節(jié)的輸出直流功率電平；和在第一供電模式下提供所述輸出直流功率電平給所述系統(tǒng)負(fù)載。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，還包括在第二供電模式下提供所述輸出直流功率電平給所述系統(tǒng)負(fù)載和電池來給電池充電。
33.一種給系統(tǒng)負(fù)載供電的方法，包括提供一個可控制直流電源；根據(jù)至少一個輸入信號控制所述可控制直流電源的輸出功率參數(shù)；和選擇第一供電模式，此時所述可控制直流電源和電池相并聯(lián)來給系統(tǒng)負(fù)載供電。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，所述至少一個信號表示所述系統(tǒng)負(fù)載的功率狀態(tài)。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，所述至少一個信號表示所述功率危險狀態(tài)，此時所述系統(tǒng)負(fù)載的瞬時功率需求大于所述可控制直流電源的最大功率輸出，且所述系統(tǒng)負(fù)載的瞬時功率需求大于所述電池的最大功率輸出電平。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，還包括消除在所述第一供電模式下所述可控制直流電源和所述電池之間的交叉?zhèn)鲗?dǎo)。
37.一種供電系統(tǒng)，包括一個具有動態(tài)可控制輸出電源參數(shù)的可控制直流電源；和一個電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述控制電路用于控制所述輸出電源參數(shù)、并選擇一個由所述可控制直流電源供電給系統(tǒng)負(fù)載的第一供電模式。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的供電系統(tǒng)，所述電源管理控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用于選擇一個所述可控制直流電源和電池同時給系統(tǒng)負(fù)載供電的第二供電模式。
全文摘要
一種供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括一個與一個可控制直流電源相連的第一路徑；一個與一個電池相連的第二路徑；一個與一個系統(tǒng)負(fù)載相連的第三路徑，其中該第一、第二和第三路徑連接于一個公共節(jié)點(diǎn)；一個第一開關(guān)與第一路徑相連，該第一開關(guān)允許該可控制直流電源通過公共節(jié)點(diǎn)與系統(tǒng)負(fù)載選擇性相連；一個第二開關(guān)與第二路徑相連，該第二開關(guān)允許電池與公共節(jié)點(diǎn)選擇性相連。該供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以和現(xiàn)有的適配器或可控制適配器一起使用，從而提供一種一步電源轉(zhuǎn)換。該供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可以用于使可控制直流電源和電池相并聯(lián)給系統(tǒng)負(fù)載供電。
文檔編號H02J7/02GK1531161SQ20031012312
公開日2004年9月22日 申請日期2003年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月11日
發(fā)明者康斯坦丁·布克, 康斯坦丁 布克, 坡貝斯庫 斯塔內(nèi)斯緹, 法拉·坡貝斯庫·斯塔內(nèi)斯緹, 尼古拉, 瑪利安·尼古拉, 尼斯, 戴諾·尼斯 申請人:美國凹凸微系有限公司