(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-07
(45)【発行日】2022-07-15
(54)【発明の名称】バッテリへの電力供給の制御
(51)【国際特許分類】
H02J 7/04 20060101AFI20220708BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20220708BHJP
H02H 7/18 20060101ALI20220708BHJP
H02J 1/00 20060101ALI20220708BHJP
【ＦＩ】
H02J7/04 A
H02J7/00 S
H02H7/18
H02J1/00 306F
H02J1/00 306B
H02J1/00 309J
H02J1/00 309Q
【請求項の数】
18
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2018007207
(22)【出願日】2018-01-19
(65)【公開番号】P2018121516
(43)【公開日】2018-08-02
【審査請求日】2021-01-15
(31)【優先権主張番号】1701271.7
(32)【優先日】2017-01-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(31)【優先権主張番号】201710154735.3
(32)【優先日】2017-03-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】500521843
【氏名又は名称】オーツー マイクロ， インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】グオシン・リ
【審査官】坂東 博司
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１５６２１０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－１３９６２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０６１３４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１３４８１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－０１０５１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】欧州特許出願公開第０３１３１１７２（ＥＰ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／００８４６０２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１７－５２１７７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１１６２６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３４０４５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２８６７４１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／００４０８１４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ７／０４
Ｈ０２Ｊ ７／００
Ｈ０２Ｈ ７／１８
Ｈ０２Ｊ １／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリへの電力供給を制御するためのコントローラであって、バイパス経路がインターフェースからの電力を供給して前記バッテリを充電するように、前記インターフェースと前記バッテリとの間に結合された前記バイパス経路をイネーブルにするための第1の信号を提供するように構成された第1の端子と、
変換回路が前記インターフェースにおいて受信した入力電力を出力電力に変換して前記バッテリを充電するように、前記インターフェースと前記バッテリとの間に結合された前記変換回路をイネーブルにするための第2の信号を提供するように構成された第2の端子と、
第1のアダプタが前記インターフェースに接続されているのか、第2のアダプタが前記インターフェースに接続されているのかを判定するように構成され、前記第2のアダプタが前記インターフェースに接続されている場合に、前記第2の信号を生成するように構成され、前記第1のアダプタが前記インターフェースに接続されている場合に、前記第1の信号および要求を生成するように構成され、かつ前記インターフェースを通じて前記第1のアダプタに前記要求を提供するように構成される、前記第1の端子および前記第2の端子に結合された制御回路であって、前記要求が、目標レベルを示す情報を含み、かつ前記第1のアダプタに定電流充電モードおよび定電圧充電モードの一方のモードにおいて動作させ、前記目標レベルでの電力を前記インターフェースに対して提供させる命令を含む、制御回路と
を備え、
前記要求が前記定電流充電モードにおいて第1の目標電流レベルの情報および、前記第1のアダプタに、前記第１の目標電流レベルにおいて充電電流を提供して前記バッテリを充電し、前記バッテリのバッテリ電圧を増加させる命令を含み、
前記バッテリ電圧が第1の電圧レベルから第2の電圧レベルまで増加すると、前記制御回路が、前記第1のアダプタに新しい要求を提供し、前記新しい要求が、前記第1の目標電流レベルよりも低い第2の目標電流レベルの情報及び、前記第1のアダプタに、前記第2の目標電流レベルで充電電流を提供して前記バッテリを充電させる命令を含む、コントローラ。
【請求項2】
前記定電圧充電モードにおいて、前記要求が、前記バッテリに提供される電圧の目標電圧レベルを示す情報を含む、請求項1に記載のコントローラ。
【請求項3】
前記制御回路が、異常な状態が発生しているかどうかを判定するために、前記第1のアダプタから受信した電力を前記目標レベルと比較するように構成された自己診断モジュールを含む、請求項1に記載のコントローラ。
【請求項4】
前記第1のアダプタから受信した前記電力と前記目標レベルとの差が所定の基準よりも大きい場合に、前記制御回路が、前記異常な状態が発生していると判定するように構成される、請求項3に記載のコントローラ。
【請求項5】
前記制御回路が、前記第1のアダプタに第1の要求および第2の要求を提供し、前記第1の要求によってもたらされる前記バッテリの第1のステータスと、前記第2の要求によってもたらされる前記バッテリの第2のステータスとを比較し、前記インターフェースと前記バッテリとの間の抵抗の電圧降下を推定するように構成される、請求項1から4のいずれか一項に記載のコントローラ。
【請求項6】
前記制御回路が、前記電圧降下に基づいて前記目標レベルを設定するように構成される、請求項5に記載のコントローラ。
【請求項7】
バッテリへの電力供給を制御するための方法であって、第1のアダプタがインターフェースに接続されているのか、第2のアダプタが前記インターフェースに接続されているのかを判定するステップと、
前記第2のアダプタが前記インターフェースに接続されている場合に、前記第2のアダプタからの電力を出力電力に変換して前記バッテリを充電するように、前記インターフェースに結合された変換回路をイネーブルにするステップと、
前記第1のアダプタが前記インターフェースに接続されている場合に、前記第1のアダプタからの電力を供給して前記バッテリを充電するように、前記インターフェースに結合されたバイパス経路をイネーブルにするステップと、
前記第1のアダプタが前記インターフェースに接続されている場合に、前記インターフェースを通じて前記第1のアダプタに要求を提供するステップであって、前記要求が、目標レベルを示す情報を含み、かつ前記第1のアダプタに定電流充電モードおよび定電圧充電モードの一方のモードにおいて動作させ、前記目標レベルでの電力を前記インターフェースに対して提供させる命令を含み、前記要求が前記定電流充電モードにおいて第1の目標電流レベルの情報および、前記第1のアダプタに、前記第１の目標電流レベルにおいて充電電流を提供して前記バッテリを充電し、前記バッテリのバッテリ電圧を増加させる、提供するステップと、
前記バッテリ電圧が第1の電圧レベルから第2の電圧レベルまで増加すると、前記第1の目標電流レベルよりも低い第2の目標電流レベルの情報及び、前記第1のアダプタに、前記第2の目標電流レベルで充電電流を提供して前記バッテリを充電させる命令を含む新しい要求を前記第1のアダプタに提供するステップと
を含む方法。
【請求項8】
前記定電圧充電モードにおいて、前記要求が、前記バッテリに提供される電圧の目標電圧レベルを示す情報を含む、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
異常な状態が発生しているかどうかを判定するために、前記第1のアダプタから受信した電力を前記目標レベルと比較するステップをさらに含む請求項7または8に記載の方法。
【請求項10】
前記第1のアダプタから受信した前記電力と前記目標レベルとの差が所定の基準よりも大きい場合に、前記異常な状態が発生していると判定するステップをさらに含む請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記第1のアダプタに第1の要求および第2の要求を提供するステップと、前記第1の要求によってもたらされる前記バッテリの第1のステータスと、前記第2の要求によってもたらされる前記バッテリの第2のステータスとを比較するステップと、
前記比較に従って、前記インターフェースと前記バッテリとの間の抵抗の電圧降下を推定するステップと
をさらに含む請求項7から10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記電圧降下に基づいて前記目標レベルを設定するステップをさらに含む請求項11に記載の方法。
【請求項13】
バッテリに電力を供給するためのシステムであって、第1のアダプタがインターフェースに接続されている場合に、前記第1のアダプタに要求を提供し、かつ前記第1のアダプタから電力を受信するように構成され、第2のアダプタが前記インターフェースに接続されている場合に、前記第2のアダプタから電力を受信するように構成された前記インターフェースであって、前記要求が、目標レベルを示す情報を含み、かつ前記第1のアダプタに定電流充電モードおよび定電圧充電モードの一方のモードにおいて動作させ、前記目標レベルでの電力を前記インターフェースに対して提供させる命令を含む、前記インターフェースと、
前記インターフェースに結合されたバイパス経路であって、前記バイパス経路がイネーブルにされるとき、前記第1のアダプタからの前記電力を供給して前記バッテリを充電するように構成されたバイパス経路と、
前記インターフェースに結合された変換回路であって、前記変換回路がイネーブルにされるとき、前記第2のアダプタからの前記電力を出力電力に変換して前記バッテリを充電するように構成された変換回路と、
前記バイパス経路および前記変換回路に結合された制御回路であって、前記第1のアダプタが前記インターフェースに接続されているのか、前記第2のアダプタが前記インターフェースに接続されているのかを判定するように構成され、前記第1のアダプタが前記インターフェースに接続されている場合に、前記バイパス経路をイネーブルにし、かつ前記要求を生成するように構成され、前記第2のアダプタが前記インターフェースに接続されている場合に、前記変換回路をイネーブルにするように構成される制御回路と
を備え、
前記要求が前記定電流充電モードにおいて第1の目標電流レベルの情報および、前記第1のアダプタに、前記第１の目標電流レベルにおいて充電電流を提供して前記バッテリを充電し、前記バッテリのバッテリ電圧を増加させる命令を含み、
前記バッテリ電圧が第1の電圧レベルから第2の電圧レベルまで増加すると、前記制御回路が、前記第1のアダプタに新しい要求を提供し、前記新しい要求が、前記第1の目標電流レベルよりも低い第2の目標電流レベルの情報及び、前記第1のアダプタに、前記第2の目標電流レベルで充電電流を提供して前記バッテリを充電させる命令を含む、システム。
【請求項14】
前記定電圧充電モードにおいて、前記要求が、前記バッテリに提供される電圧の目標電圧レベルを示す情報を含む、請求項13に記載のシステム。
【請求項15】
前記制御回路が、異常な状態が発生しているかどうかを判定するために、前記第1のアダプタから受信した電力を前記目標レベルと比較するように構成された自己診断モジュールを含む、請求項13または14に記載のシステム。
【請求項16】
前記第1のアダプタから受信した前記電力と前記目標レベルとの差が所定の基準よりも大きい場合に、前記制御回路が、前記異常な状態が発生していると判定するように構成される、請求項15に記載のシステム。
【請求項17】
前記制御回路が、前記第1のアダプタに第1の要求および第2の要求を提供し、前記第1の要求によってもたらされる前記バッテリの第1のステータスと、前記第2の要求によってもたらされる前記バッテリの第2のステータスとを比較し、前記インターフェースと前記バッテリとの間の抵抗の電圧降下を推定するように構成される、請求項13から16のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項18】
前記制御回路が、前記電圧降下に基づいて前記目標レベルを設定するように構成される、請求項17に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バッテリへの電力供給の制御に関する。詳細には、本発明は、バッテリへの電力供給を制御するためのコントローラ、バッテリへの電力供給を制御するための方法、およびバッテリに電力を供給するためのシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
図1は、バッテリ108に電力を供給するための、従来の電力供給システム100のブロック図を示す。図1に示すように、電力供給システム100は、アダプタ102と、ホストデバイス104とを含む。ホストデバイス104は、電力供給(PD)インターフェース142と、電力変換回路110(たとえば、スイッチング充電器)と、コントローラ106と、システム回路とを含む。電力変換回路110は、スイッチング回路(たとえば、高圧側スイッチ112および低圧側スイッチ116を含む)と、インダクタ114と、キャパシタ118などのフィルタ回路とを含む。動作中、アダプタ102は、交流(AC)入力電圧VACを直流(DC)出力電圧VDCに変換し、DC電圧VDCをホストデバイス104のPDインターフェース142に提供する。PDインターフェース142は、DC電圧VDCを電力変換回路110に供給する。コントローラ106は、スイッチ112と116とを交互にスイッチオンすることによって、DC電圧VDCを充電電圧VCHに変換してバッテリ108を充電するように、電力変換回路110を制御する。たとえば、スイッチ112がオンであり、スイッチ116がオフであるとき、インダクタ114は、PDインターフェース142から電力VDCを受信し、インダクタ114を流れるインダクタ電流ILが増加する。スイッチ112がオフであり、スイッチ116がオンであるとき、インダクタ114は電力を解放し、インダクタ電流ILは減少する。コントローラ106がスイッチ112と116とを交互にオンにするとき、インダクタ電流ILは増減する。キャパシタ118は、インダクタ電流ILのAC部分をフィルタ除去し、DC充電電流ICHを提供して、バッテリ108を充電する。コントローラ106は、スイッチ112および116のデューティサイクルを増加させることによって充電電流ICHまたは充電電圧VCHを増加させ、スイッチ112および116のデューティサイクルを減少させることによって充電電流ICHまたは充電電圧VCHを減少させることが可能である。結果として、電力供給システム100は、供給される電力を調整して、指定されたレベルでバッテリ108を充電することができる。
【0003】
バッテリ108に急速充電を実施するための従来の方法は、DC電圧VDCを相対的に大きな充電電流ICHに変換してバッテリ108を充電するように、電力変換回路110を制御することを含む。しかしながら、大電流が電力変換回路110における素子(たとえば、スイッチ112、スイッチ116、およびインダクタ114を含む)を流れるとき、電力変換回路110は相対的に高い電力を消費する。その理由は、たとえば、スイッチ112と116とが交互にオンオフにされるスイッチングモードにおいてこれらの素子が動作しているときに、これらの素子が非ゼロ抵抗を含むからである。したがって、電力変換回路110の変換効率は相対的に低い。加えて、従来の電力供給システム100では、PDインターフェース142が、ホストデバイス104の入力電流の最大レベルを定義する電流制限を有する。バッテリ108を充電するのに相対的に大きな充電電流ICHを生成するためには、相対的に高い出力電圧VDCを有するアダプタ102を使用して、ホストデバイス104に電力を提供する。したがって、電力変換回路110にわたる電圧は相対的に高く、それにより、電力変換回路110における高電力消費もまたもたらす。その上、電力変換回路110の電力消費が多量の熱に変換されて、電力変換回路110およびバッテリ108の温度を増加させ、それにより、バッテリ108を劣化させ、バッテリ108の寿命を縮める。さらに、大電流および/または高電圧を支えることが可能なインダクタ(またはスイッチ)は、通常、サイズが大きく高価である。したがって、そのようなインダクタ114ならびにスイッチ112および116を含む電力変換回路110のためのプリント回路基板(PCB)のサイズも相対的に大きくなることがあり、そのためのコストもまた相対的に高くなることがある。これらの欠点に対処する解決策が有益であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
一実施形態において、バッテリへの電力供給を制御するためのコントローラが、第1の端子と、第2の端子と、第1の端子および第2の端子に結合された制御回路とを含む。第1の端子は、バイパス経路がインターフェースからの電力を供給してバッテリを充電するように、インターフェースとバッテリとの間に結合されたバイパス経路をイネーブルにするための第1の信号を提供する。第2の端子は、変換回路がインターフェースにおいて受信した入力電力を出力電力に変換してバッテリを充電するように、インターフェースとバッテリとの間に結合された変換回路をイネーブルにするための第2の信号を提供する。制御回路は、第1のアダプタがインターフェースに接続されているのか、第2のアダプタがインターフェースに接続されているのかを判定し、第2のアダプタがインターフェースに接続されている場合に、第2の信号を生成し、第1のアダプタがインターフェースに接続されている場合に、第1の信号および要求を生成し、かつインターフェースを通じて第1のアダプタに要求を提供する。要求は、目標レベルを示す情報と、第1のアダプタに目標レベルでの電力をインターフェースに対して提供させる命令とを含む。
【0005】
別の実施形態において、バッテリへの電力供給を制御するための方法が、第1のアダプタがインターフェースに接続されているのか、第2のアダプタがインターフェースに接続されているのかを判定するステップと、第2のアダプタがインターフェースに接続されている場合に、第2のアダプタからの電力を出力電力に変換してバッテリを充電するように、インターフェースに結合された変換回路をイネーブルにするステップと、第1のアダプタがインターフェースに接続されている場合に、第1のアダプタからの電力を供給してバッテリを充電するように、インターフェースに結合されたバイパス経路をイネーブルにするステップと、第1のアダプタがインターフェースに接続されている場合に、インターフェースを通じて第1のアダプタに要求を提供するステップとを含む。要求は、目標レベルを示す情報と、第1のアダプタに目標レベルでの電力をインターフェースに対して提供させる命令とを含む。
【0006】
さらに別の実施形態において、バッテリに電力を供給するためのシステムが、インターフェースと、インターフェースに結合されたバイパス経路と、インターフェースに結合された変換回路と、バイパス経路および変換回路に結合された制御回路とを含む。インターフェースは、第1のアダプタがインターフェースに接続されている場合に、第1のアダプタに要求を提供し、かつ第1のアダプタから電力を受信し、第2のアダプタがインターフェースに接続されている場合に、第2のアダプタから電力を受信する。要求は、目標レベルを示す情報と、第1のアダプタに目標レベルでの電力をインターフェースに対して提供させる命令とを含む。バイパス経路がイネーブルにされるとき、バイパス経路は、第1のアダプタからの電力を供給してバッテリを充電する。変換回路がイネーブルにされるとき、変換回路は、第2のアダプタからの電力を出力電力に変換してバッテリを充電する。制御回路は、第1のアダプタがインターフェースに接続されているのか、第2のアダプタがインターフェースに接続されているのかを判定し、第1のアダプタがインターフェースに接続されている場合に、バイパス経路をイネーブルにし、かつ要求を生成し、第2のアダプタがインターフェースに接続されている場合に、変換回路をイネーブルにする。
【0007】
本出願の範囲内では、先行する段落において、特許請求の範囲において、ならびに/または以下の説明および図面において詳述されるさまざまな態様、実施形態、例および代替例、ならびにとりわけそれらの個々の特徴が、独立して、または任意の組合せで解釈されてもよいことが明白に意図される。すなわち、すべての実施形態および/または任意の実施形態の特徴は、そのような特徴が矛盾しない限り、任意のやり方および/または任意の組合せにおいて組み合わせることができる。
【0008】
次に、本発明の1つまたは複数の実施形態が、例のみとして、付属の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】従来の、バッテリのための電力供給システムのブロック図である。
【図2】本発明による一実施形態における、バッテリのための電力供給システムの例のブロック図である。
【図2A】本発明による一実施形態における、バッテリのための電力供給システムの一例のブロック図である。
【図2B】本発明による一実施形態における、バッテリのための電力供給システムの一例のブロック図である。
【図3】本発明による一実施形態における、バッテリのための電力供給システムの一例のブロック図である。
【図4】本発明による一実施形態における、バッテリのための電力供給システムの一例のブロック図である。
【図5】本発明による一実施形態における、バッテリのための電力供給システムの一例のブロック図である。
【図6】本発明による一実施形態における、バッテリへの電力供給を制御するための方法の一例の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
次に、本発明の実施形態への参照が詳細になされる。本発明はこれらの実施形態と併せて説明されるものの、本発明をこれらの実施形態に限定することは意図しないことが理解されるだろう。反対に、本発明は、添付の請求項によって定義される本発明の趣旨および範囲内に含まれ得る代替形態、変更形態、および均等形態を包含することを意図している。
【0011】
本明細書で説明される実施形態は、1つもしくは複数のコンピュータまたは他のデバイスによって実行されるプログラムモジュールなどの、なんらかの形態のコンピュータ使用可能な媒体上に常駐するコンピュータ実行可能命令の一般的なコンテキストにおいて議論することができる。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実施する、または特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、その他を含む。プログラムモジュールの機能性は、さまざまな実施形態において所望されるように組み合わされても、分散されてもよい。
【0012】
以下に続く詳細な説明のある部分は、コンピュータメモリ内のデータビットに対する動作の手順、論理ブロック、処理、および他のシンボル表現の観点から提示される。これらの説明および表現は、データ処理技術分野における当業者によって、彼らの仕事の内容を他の当業者に最も効果的に伝えるために使用される手段である。本出願において、手順、論理ブロック、プロセス、その他は、所望の結果に至るステップまたは命令の首尾一貫したシーケンスであると考えられる。ステップは、物理量の物理的な操作を必要とするものである。必ずしもではないが、通常、これらの量は、コンピュータシステムにおいて、記憶される、転送される、組み合わされる、比較される、および別のやり方で操作することが可能な電気的または磁気的な信号の形態を取る。
【0013】
しかしながら、これらのおよび同様の用語のすべては、適切な物理量に関連付けられるべきであり、これらの量に適用される好都合なラベルにすぎないことを念頭に置くべきである。別段具体的に明記されない限り、以下の議論から明らかなように、本出願の全体を通じて、「識別すること(identifying)」、「生成すること(generating)」、「比較すること(comparing)」、「判定すること(determining)」、「設定すること(setting)」、「推定すること(estimating)」、その他などの用語を利用する議論は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内で物理(電子)量として表されるデータを操作し、そのデータを、コンピュータシステムメモリもしくはレジスタ内、または他のそのような情報記憶、送信、もしくは表示デバイス内で同様に物理量として表される他のデータに変えるコンピュータシステムまたは同様の電子計算デバイスのアクションおよびプロセスを指すことが認識される。
【0014】
限定ではなく例として、コンピュータ使用可能な媒体は、コンピュータ記憶媒体および通信媒体を含むことができる。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータなどの情報の記憶のために、任意の方法または技術で実装される、揮発性および不揮発性の、リムーバブルおよび非リムーバブルな媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、電気的に消去可能なプログラマブルROM(EEPROM)、フラッシュメモリもしくは他のメモリ技術、コンパクトディスクROM(CD-ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)もしくは他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶デバイスもしくは他の磁気記憶デバイス、または所望の情報を記憶するために使用することができる任意の他の媒体を含むが、それらに限定はされない。
【0015】
通信媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータを具体化することができ、任意の情報配信媒体を含む。限定ではなく例として、通信媒体は、ワイヤードネットワーク、または直接ワイヤード接続などのワイヤード媒体、ならびに音響、無線周波数(RF)、赤外線、および他のワイヤレス媒体などのワイヤレス媒体を含む。上のいずれかの組合せもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【0016】
さらに、本発明の以下の詳細な説明において、多数の個別の詳細が、本発明の完全な理解を提供するために記載される。しかしながら、本発明はこれらの個別の詳細なしに実践されてもよいことが当業者によって認められるであろう。他の事例において、よく知られた方法、手順、コンポーネント、および回路は、本発明の態様を不必要に曖昧にしないように詳細には説明されていない。
【0017】
図2は、本発明による一実施形態における、再充電可能なバッテリ208のための電力供給システム200の例のブロック図を示す。電力供給システム200は、アダプタ202と、ホストデバイス204とを含む。一実施形態において、ホストデバイス204は、モバイル電話、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、パームトップコンピュータ、その他などのポータブルデバイスであってよい。ホストデバイス204はまた、カメラ、電気歯ブラシ、電気かみそり、ワイヤレスイヤホン、その他などのポータブルデバイスであってもよい。一実施形態において、アダプタ202および/またはバッテリ208によって、ホストデバイス204を作動させることができる。ホストデバイス204はまた、アダプタ202と協働してバッテリ208を充電することができる。バッテリ208は、リチウムイオンバッテリ、リチウムイオンポリマーバッテリ、鉛酸バッテリ、ニッケルカドミウムバッテリ、ニッケル水素バッテリ、その他であってよいが、それらに限定はされない。
【0018】
図2に示すように、アダプタ202は、電力変換回路220と、アダプタ側制御回路224と、電力供給(PD)インターフェース222とを含む。電力変換回路220は、交流(AC)電力、たとえば220VAC、110VAC、その他などのAC電圧VACを、給電部から受信し、AC電力を、たとえばDC電圧および/またはDC電流を含む直流(DC)出力電力228に変換することができる。アダプタ側制御回路224は、電力変換回路220に結合された1つまたは複数の制御端子を含み、制御端子において1つまたは複数の制御信号230を生成して、変換回路220によって実施される電力変換を制御することができる。アダプタ側制御回路224は、出力電力228が目標レベルに調節されるように、電力変換回路220を制御することができる。一実施形態において、アダプタ側制御回路224は、コンピュータ可読命令を実行することが可能な処理ユニットを含む。PDインターフェース222は、電力変換回路220から出力電力228を受信し、チャネル234を通じて出力電力228をホストデバイス204に供給することができる。PDインターフェース222はまた、ホストデバイス204からチャネル234を通じて、要求、たとえばデータパックを受信し、要求232をアダプタ側制御回路224に提供する/転送することができる。要求232は、出力電力228の目標レベルを示す情報を含む。要求232はまた、出力電力228が目標レベルに調節され、アダプタ202が目標レベルでの電力をホストデバイス204に提供するように、アダプタ側制御回路224に電力変換回路220を制御させる1つまたは複数の命令、たとえばコンピュータ可読命令を含むことができる。一実施形態において、PDインターフェース222は、電力を供給すること、およびデータを受信する/送信することが可能なインターフェースを含む。たとえば、PDインターフェース222は、ユニバーサルシリアルバス(USB)インターフェース、ドックコネクタ、その他を含むが、それらに限定はされない。
【0019】
一実施形態において、ホストデバイス204は、少なくとも第1のタイプのアダプタ202(以下、第1のアダプタ202)および第2のタイプのアダプタ(以下、第2のアダプタ)との互換性があってよい。第1のアダプタ202は、上記の要求をホストデバイス204から受信し、その出力電力228、たとえば出力電圧または出力電流を、要求における情報が示す目標レベルに調節することができる。言い換えれば、第1のアダプタ202は、調整可能な出力電圧、および/または調整可能な出力電流を有することができ、出力電圧/出力電流のレベルは、要求によって決定される。第2のアダプタ(図2には示さず)は、第1のアダプタ202と比較して、より単純な回路構造、およびより少ない機能を有してもよい。第2のアダプタは、固定出力電圧を提供することができ、その出力電流は、ホストデバイス204の負荷によって決定される。一実施形態において、第2のアダプタの最大出力電力は、第1のアダプタ202の最大出力電力よりも小さい。
【0020】
より具体的には、一実施形態において、ホストデバイス204は、PDインターフェース242、PDインターフェース242とバッテリ208との間に結合されたバイパス経路244、PDインターフェース242とバッテリ208との間に結合された電力変換回路210、ならびに、PDインターフェース242、バイパス経路244、電力変換回路210、およびバッテリ208に結合されたホスト側制御回路206を含む。電力変換回路210は、スイッチング回路(たとえば、高圧側スイッチ212および低圧側スイッチ216を含む)と、インダクタ214と、キャパシタ218などのフィルタ回路とを含むことができる。電力変換回路210の動作は、図1に関して説明した電力変換回路110の動作と同様であってよい。一実施形態において、PDインターフェース242は、電力を供給すること、およびデータを受信する/送信することが可能なインターフェースを含む。たとえば、PDインターフェース242は、ユニバーサルシリアルバス(USB)インターフェース、ドックコネクタ、その他を含むが、それらに限定はされない。
【0021】
一実施形態において、第1のアダプタ202がホストデバイス204に接続されている場合、たとえば、PDインターフェース222がケーブルを介してPDインターフェース242に接続されている場合、またはPDインターフェース222がPDインターフェース242のソケットに差し込まれている場合に、ホスト側制御回路206は、上記の要求を生成することができ、PDインターフェース242は、その要求を第1のアダプタ202に提供することができる。PDインターフェース242は、第1のアダプタ202から電力を受信し、その電力をバイパス経路244に供給することができる。ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202からの電力を供給してバッテリ208を充電するように、バイパス経路244をイネーブルにすることができる。したがって、ホストデバイス204は、バイパス経路244を使用して、目標レベルまたは所望のレベルに調節されている電力を、第1のアダプタ202からバッテリ208へと供給することができる。一実施形態において、ホストデバイス204は、たとえば図1に関して言及した変換回路110によって実施される電力変換を実施することなく、バッテリに急速充電を実施することができ、たとえば、第1のアダプタ202からの相対的に大きな充電電流を供給して、バッテリ208を充電することができる。したがって、図1のホストデバイス104と比較して、ホストデバイス204は、バッテリ208が相対的に大きな充電電流によって充電されるとき、より少ない電力しか消費せず、より少ない熱しか生み出さなくてもよい。
【0022】
一実施形態において、第2のアダプタがホストデバイス204に接続されている場合に、PDインターフェース242は、第2のアダプタから電力を受信し、その電力を電力変換回路210に供給することができる。ホスト側制御回路206は、PDインターフェース242において受信した入力電力、たとえば第2のアダプタからの電力を、プリセットレベルでの出力電力に変換してバッテリ208を充電するように、電力変換回路210をイネーブルにすることができる。一実施形態において、第2のアダプタの、たとえば出力電圧および出力電流を含む出力電力の最大レベルは、第1のアダプタ202の出力電力の最大レベルと比較して相対的に低くてもよい。したがって、電力変換の間、電力変換回路210を流れる電流および/または電力変換回路210にわたる電圧を、相対的に小さくすることができ、それにより、電力変換回路210の電力消費を低減する。加えて、電力変換回路210において大電流および/または高電圧を支えることが可能な素子を省くこともできるので、電力変換回路210のためのプリント回路基板(PCB)のサイズ、および電力変換回路210のコストを低減することができる。
【0023】
ホスト側制御回路206は、1つまたは複数の通信端子260と、制御端子240と、制御端子254および256と、監視端子236および258とを含むことができる。1つまたは複数の通信端子260は、上記の要求をPDインターフェース242に提供するように構成された要求提供端子を含むことができる。1つまたは複数の通信端子260はまた、PDインターフェース242に接続されているアダプタのアイデンティティ、たとえばタイプを示す情報を受信するように構成されたアイデンティティ受信端子を含むことができる。要求提供端子およびアイデンティティ受信端子は、同じ端子であっても、異なる端子であってもよい。制御端子240を使用して、バイパス経路244をイネーブルにするための、たとえばオンにするためのイネーブル信号を提供する、または、バイパス経路244をディスエーブルにするための、たとえばオフにするためのディスエーブル信号を提供することができる。制御端子254および256を使用して、たとえばスイッチ212と216とを交互にオンにすることによって電力変換回路210をイネーブルにするためのイネーブル信号を提供する、または、たとえばスイッチ212および216をオフにすることによって電力変換回路210をディスエーブルにするためのディスエーブル信号を提供することができる。監視端子258を使用して、バッテリ208のバッテリ電圧VBATを監視する/感知することができる。監視端子236および258を使用して、感知抵抗器RSにわたる電圧を監視/感知し、それによって、バッテリ208の充電電流ICHを監視する/感知することができる。
【0024】
ホスト側制御回路206は、通信端子260において受信したアイデンティティ情報またはタイプ情報に基づいて、PDインターフェース242に結合されているアダプタを識別することができ、たとえば、上記の第1のアダプタ202がPDインターフェース242に接続されているのか、上記の第2のアダプタがPDインターフェース242に接続されているのかを判定することができる。第2のアダプタがPDインターフェース242に接続されている場合に、ホスト側制御回路206は、電力変換回路210をイネーブルにするためのイネーブル信号を生成することができる。第1のアダプタ202がPDインターフェース242に接続されている場合に、ホスト側制御回路206は、バイパス経路244をイネーブルにするためのイネーブル信号を生成することができる。ホスト側制御回路206はまた上記の要求も生成し、その要求を、PDインターフェース242を介して第1のアダプタ202に送ることができる。
【0025】
加えて、ホスト側制御回路206は、バッテリ208の、たとえば充電電流ICHおよび/またはバッテリ電圧VBATを含むステータスを監視し、バッテリ208のステータスに基づいて、要求を生成することができ、たとえば、要求における内容を設定することができる。一実施形態において、要求は、バッテリ208のステータスに基づいて、定電流(CC)充電モードおよび定電圧(CV)充電モードのうちの少なくとも1つにおいて、第1のアダプタ202を動作させるコンピュータ可読命令を含むことができる。
【0026】
より具体的には、一実施形態において、バッテリ208の充電プロセスの間、バッテリ電圧VBATは徐々に増加してよい。バッテリ電圧VBATがバッテリ208のフルに充電された電圧VFULLの近くまで増加すると、充電電流ICHが徐々に減少してよい。充電電流ICHが所定の電流レベルIFULLまで減少すると、バッテリ208はフルに充電されていると考えられてよい。一実施形態において、バッテリ電圧VBATが第1の電圧基準V1よりも大きく、第2の電圧基準V2よりも小さいとき(V1<V2<VFULL)、ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202をCC充電モードにおいて動作させる命令を含む要求を生成することができる。要求はまた、充電電流ICHの目標電流レベルを示す情報を含む。CC充電モードにおいて、第1のアダプタ202は、目標電流レベルでの一定の充電電流ICHを提供してバッテリ208を充電することができる。「一定の充電電流」は、本明細書で使用されるとき、常に一定であることに限定はされない。「一定の充電電流」は、第1の時間間隔の間、第1の電流レベルICC1において維持される充電電流ICHや、第2の時間間隔の間、第2の電流レベルICC2において維持される充電電流ICHなどを含むことができる。たとえば、CC充電モードの間に、バッテリ電圧VBATが第1の電圧レベルVCC1から第2の電圧レベルVCC2へと増加したとき(V1≦VCC1<VCC2≦V2)、ホスト側制御回路206は、たとえば新しい要求を第1のアダプタ202に提供することによって、充電電流ICHの目標電流レベルを、第1の電流レベルICC1から第2の電流レベルICC2へと低減することができる(ICC1>ICC2>IFULL)。
【0027】
バッテリ電圧VBATが、バッテリ208のフルに充電された電圧VFULLの近くまで増加したとき、たとえばバッテリ電圧VBATが第2の電圧基準V2よりも大きいとき、ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202をCV充電モードにおいて動作させる命令を含む要求を生成することができる。要求はまた、バッテリ208に提供される充電電圧VCHの目標電圧レベルVCVを示す情報を含む。CV充電モードにおいて、第1のアダプタ202は、目標電圧レベルVCVでの一定の充電電圧VCHを提供してバッテリ208を充電することができ、充電電流ICHは、徐々に減少してよい。目標電圧レベルVCVは、フルに充電された電圧VFULLに等しい、またはフルに充電された電圧VFULLに近い、たとえばそれよりもわずかに大きくてもよいが、それらに限定はされない。
【0028】
バッテリ208がフルに充電されたとき、たとえば、充電電流ICHが所定の電流レベルIFULLまで減少したとき、ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202に充電プロセスを終了させる命令を含む要求を生成することができる。たとえば、第1のアダプタ202は、ホストデバイス204に電力を提供することを停止することができる。別の例では、第1のアダプタ202は、その出力電力を、ホストデバイス204のシステム負荷によって決定されたレベルまで、たとえば、ホストデバイス204におけるシステム回路が動作するようサポートするのに必要な電力の量まで低減することができる。加えて、一実施形態において、ホスト側制御回路206は、バッテリ208がPDインターフェース242から接続解除され、ホストデバイス204におけるシステム回路が第1のアダプタ202からなおも電力を受信できるように、バイパス経路244を制御することができる。別の実施形態において、ホスト側制御回路206は、バッテリ208およびシステム回路がPDインターフェース242から接続解除されるように、バイパス経路244を制御することができる。
【0029】
動作中、一実施形態において、アダプタがPDインターフェース242に接続されているとき、ホスト側制御回路206は、どのタイプのアダプタであるのかを識別することができる。それが上記の第1のアダプタ202である場合、ホスト側制御回路206は、目標レベルでの電力を提供するように第1のアダプタ202に命令するための要求を生成し、バッテリ208に電力を供給するようにバイパス経路244をイネーブルにすることができる。ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202がCC充電モードまたはCV充電モードにおいて動作してバッテリを充電することができるように、バッテリ208のステータスに基づいて第1のアダプタ202に1つまたは複数の要求を送ることができる。CC充電モードの間、一実施形態において、ホスト側制御回路206は、相対的に大きな充電電流を提供してバッテリ208に急速充電を実施するように、第1のアダプタ202に命令することができる。相対的に大きな充電電流は、バイパス経路244を通じてバッテリ208へと流れることができ、充電電流がもたらす電力消費を相対的に低くすることができる。PDインターフェース242に接続されているアダプタが上記の第2のアダプタである場合、ホスト側制御回路206は、第2のアダプタからの入力電力(たとえば、固定出力電圧)をプリセットレベルでの出力電力(たとえば、充電電圧)に変換してバッテリ208を充電するように、電力変換回路210をイネーブルにすることができる。一実施形態において、第2のアダプタの最大出力電力は相対的に低くてもよいので、電力変換回路210の電力消費を相対的に低くすることができる。加えて、図1の電力変換回路110と比較して、電力変換回路210のためのPCBのサイズをより小さくすることができ、電力変換回路210のコストをより低くすることができる。
【0030】
図2Aは、本発明による一実施形態における、バッテリ208のための電力供給システム200Aの例のブロック図を示す。電力供給システム200Aは、図2の電力供給システム200の一実施形態であってよい。図2Aの例において、ホスト側制御回路206は、充電器制御回路262と、PD制御回路264と、監視回路266と、中央制御回路268とを含む。制御回路262、264、266、および268は、1つまたは複数の集積回路に含まれてよい。たとえば、制御回路262、264、266、および268は、集積回路コントローラ(たとえば、ICチップ)に含まれてもよい。別の例では、制御回路262および266が1つのICチップに含まれてよく、制御回路264および268が別のICチップに含まれてもよい。さらに別の例では、制御回路262、264、および266が1つのICチップに含まれてよく、中央制御回路268が別のICチップに含まれてもよい。さらに別の例では、PD制御回路264が1つのICチップに含まれてよく、制御回路262、266、および268が1つまたは複数の他のICチップに含まれてもよい。
【0031】
一実施形態において、PD制御回路264は、どのタイプのアダプタがPDインターフェース242に接続されているかを判定するために、PDインターフェース242からアイデンティティ/タイプ情報を受信し、それに応じて指示信号を生成することができる。PD制御回路264はまた、その指示信号を中央制御回路268に提供することができる。上記の第1のアダプタ202がPDインターフェース242に接続されている場合に、PD制御回路264は、中央制御回路268の制御のもと、上記の要求をPDインターフェース242に送り、要求を第1のアダプタ202のPDインターフェース222に転送するように、PDインターフェース242を制御することができる。充電器制御回路262は、中央制御回路268の制御のもと、バイパス経路244をイネーブルにする/ディスエーブルにするための制御信号240、および電力変換回路210の電力変換プロセスを制御するための1つまたは複数の制御信号255を生成することができる。監視回路266は、バッテリ208の、たとえば充電電流ICH、バッテリ電圧VBAT、その他を含むステータスを監視し、バッテリステータスを示す1つまたは複数の信号を中央制御回路268に提供することができる。中央制御回路268は、バッテリ208のステータスおよびPD制御回路264から受信した指示信号に従って、充電器制御回路262およびPD制御回路264を制御することができる。たとえば、上記の第2のアダプタがPDインターフェース242に接続されていることを指示信号が指し示す場合、中央制御回路268は、充電器制御回路262を制御して、電力変換回路210をイネーブルにすることができる。上記の第1のアダプタ202がPDインターフェース242に接続されていることを指示信号が指し示す場合、中央制御回路268は、充電器制御回路262を制御して、バイパス経路244をイネーブルにすることができる。中央制御回路268はまた、PD制御回路264を生成する、または制御して、第1のアダプタ202にバッテリ208のステータスに対応する目標レベルでの出力電力を提供させる要求を生成することができる。
【0032】
図2Bは、本発明による一実施形態における、バッテリ208のための電力供給システム200Bの例のブロック図を示す。電力供給システム200Bは、図2の電力供給システム200の一実施形態であってよい。図2Bの例において、ホストデバイス204はまた、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体238を含む。記憶媒体238は、ホスト側制御回路206の内側に含まれても、外側に設置されてもよい。一実施形態において、ホスト側制御回路206は、コンピュータ可読命令を実行することが可能な処理ユニットを含む。記憶媒体238は、そこに常駐するコンピュータ可読命令を含むことができる。コンピュータ可読命令は、ホスト側制御回路206によって実行されるとき、PDインターフェース242に接続されているアダプタのアイデンティティ/タイプ情報に基づいてバイパス経路244または電力変換回路210をイネーブルにすること、およびバッテリ208のステータスに基づいて要求を生成することなどの、上記の動作をホスト側制御回路206に実施させることができる。
【0033】
図3は、本発明による一実施形態における、バッテリ208のための電力供給システム300の例のブロック図を示す。図3の記憶媒体238Aは、図2Bの記憶媒体238の一実施形態であってよい。図3に示すように、記憶媒体238Aは、たとえば一組のコンピュータ可読命令を含むプログラムモジュールであるアダプタ識別モジュール346と、たとえば一組のコンピュータ可読命令を含むプログラムモジュールであるバイパス経路制御モジュール348とを含む。一実施形態において、アダプタ識別モジュール346は、ホスト側制御回路206によって実行されるとき、ホスト側制御回路206に、PDインターフェース242に結合されているアダプタを識別させることができ、たとえば、第1のアダプタ202がPDインターフェース242に接続されているのか、第2のアダプタ302がPDインターフェース242に接続されているのかを判定させることができる。バイパス経路制御モジュール348は、ホスト側制御回路206によって実行されるとき、PDインターフェース242に接続されているアダプタのアイデンティティ/タイプに基づいて、ホスト側制御回路206に、バイパス経路244または電力変換回路210をイネーブルにさせることができる。
【0034】
図4は、本発明による一実施形態における、バッテリ208のための電力供給システム400の例のブロック図を示す。図4の記憶媒体238Bは、図2Bの記憶媒体238の一実施形態であってよい。図4に示すように、記憶媒体238Bは、たとえば一組のコンピュータ可読命令を含むプログラムモジュールである自己診断モジュール450を含む。一実施形態において、自己診断モジュール450は、ホスト側制御回路206によって実行されるとき、ホスト側制御回路206に、異常な状態が現れているかどうかを検査するための自己診断を実施させることができる。
【0035】
より具体的には、一実施形態において、上記の要求を第1のアダプタ202に送った後に、ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202がホスト側制御回路206によって要求されたやり方で動作しているかどうかを検査するために、自己診断モジュール450を実行することができる。たとえば、ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202の出力電力の目標レベルを含む要求を、第1のアダプタ202に送ることができる。ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202から受信した電力を、要求における目標レベルと比較して、異常な状態が発生しているかどうかを判定することができる。第1のアダプタ202から受信した電力と目標レベルとの差が所定の基準よりも大きい場合、ホスト側制御回路206は、異常な状態が発生していると判定することができる。
【0036】
例として、ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202が電流レベルIADで出力電流を提供することを要求し、電流、たとえばホスト側制御回路206によって検出される充電電流ICHは、電流レベルIHOSTを有する。電流レベルIHOSTが電流レベルIADよりもはるかに小さい場合、たとえば、電流レベルIADとIHOSTとの差が所定の電流基準よりも大きい場合、ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202とバッテリ208との間のどこかに電流の漏洩があり得ると判定することができる。ホストデバイス204Bにおける充電電流の漏洩は、ホストデバイス204Bに損傷をもたらすことがある。したがって、ホスト側制御回路206は、異常な状態の検出に応答して、充電プロセスを終了させ、第1のアダプタ202に電力を提供することを停止するように命令することができる。
【0037】
別の例として、ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202が電圧レベルVADで出力電圧を提供することを要求し、電圧、たとえばホスト側制御回路206によって検出されるバッテリ電圧VBATまたは充電電圧VCHは、電圧レベルVHOSTを有する。電圧レベルVHOSTが電圧レベルVADよりもはるかに小さい場合、たとえば、電圧レベルVADと電圧レベルVHOSTとの電圧差が所定の電圧基準よりも大きい場合、ホスト側制御回路206は、PDインターフェース222とPDインターフェース242との間の接続が問題を有する可能性がある、たとえばそれらが互いに緩んだ接続を有する可能性がある、または、PDインターフェース222と242との間の接触抵抗が異常に増加している可能性があると判定することができる。そのようなPDインターフェース222および242を流れる大電流は、高い電力消費をもたらすことがあり、それにより、多量の熱を生み出して、PDインターフェース222および242を損傷することがある。したがって、ホスト側制御回路206は、異常な状態の検出に応答して、充電プロセスを終了させ、第1のアダプタ202に電力を提供することを停止するように命令することができる。
【0038】
図5は、本発明による一実施形態における、バッテリ208のための電力供給システム500の例のブロック図を示す。図5の記憶媒体238Cは、図2Bの記憶媒体238の一実施形態であってよい。図5に示すように、記憶媒体238Cは、たとえば一組のコンピュータ可読命令を含むプログラムモジュールである内部抵抗(IR)降下補償モジュール552を含む。一実施形態において、IR降下補償モジュール552は、ホスト側制御回路206によって実行されるとき、ホスト側制御回路206に、PDインターフェース242とバッテリ208との間の内部抵抗RINの電圧降下VDRを推定させ、推定された電圧降下VDRに基づいて、第1のアダプタ202からの出力電力の目標レベルを設定することによって電圧降下VDRを補償させることができる。一実施形態において、内部抵抗RINは、バッテリ208における抵抗、バイパス経路244における素子(たとえば、充電スイッチ、感知抵抗器など)の抵抗、PCBトレースの抵抗などを含むことができる。
【0039】
一実施形態において、ホスト側制御回路206は、第1の要求および第2の要求を第1のアダプタ202に提供し、第1の要求によってもたらされるバッテリ208の第1のステータスと第2の要求によってもたらされるバッテリ208の第2のステータスとを比較し、PDインターフェース242とバッテリ208との間の内部抵抗RINの電圧降下VDRを推定することができる。たとえば、第1の要求は、第1のアダプタ202に、第1の電流レベルICH1で電流を出力させる命令を含むことができ、第2の要求は、第1のアダプタ202に、第2の電流レベルICH2で電流を出力させる命令を含むことができる。ホストデバイス204Cが第1の電流レベルICH1で充電電流を受信するとき、PDインターフェース242における電圧は、ホスト側制御回路206によって検出または監視され得る第1の電圧レベルVPD1である。ホストデバイス204Cが第2の電流レベルICH2で充電電流を受信するとき、PDインターフェース242における電圧は、ホスト側制御回路206によってやはり検出または監視され得る第2の電圧レベルVPD2である。一実施形態において、第1の要求が生成される時間と、第2の要求が生成される時間との間の時間スパンΔTは相対的に短く、電流レベルICH1およびICH2もまた相対的に低い。したがって、バッテリ208の実際のバッテリ電圧VBATは、時間スパンΔTにおいて変化しないと考えることができる。それに応じて、以下の式を得ることができる。
ICH1 = (VPD1-VBAT)/RIN、および (1)
ICH2 = (VPD2-VBAT)/RIN (2)
式(1)および(2)に基づいて、内部抵抗RINが、
RIN = (VPD1-VPD2)/(ICH1-ICH1) (3)
によって与えられてよい。
ICH1 = (VPD1-VBAT)/RIN、および (1)
ICH2 = (VPD2-VBAT)/RIN (2)
式(1)および(2)に基づいて、内部抵抗RINが、
RIN = (VPD1-VPD2)/(ICH1-ICH1) (3)
によって与えられてよい。
【0040】
結果として、PDインターフェース242とバッテリ208との間の内部抵抗RINを推定することができる。内部抵抗RINの電圧降下VDRは、VDR = ICH* RINによって与えられてよく、ここで、ICHは、現在の充電電流を表す。
【0041】
一実施形態において、ホスト側制御回路206は、バッテリ208のステータスおよび電圧降下VDRに基づいて、第1のアダプタ202に送られることになる要求において目標レベルを設定する。たとえば、ホスト側制御回路206は、バッテリ208がほとんどフルに充電されたときにCVモードにおいて動作するように、第1のアダプタ202に命令するための要求を送ることができる。ホスト側制御回路206はまた、バッテリ208の現在の充電電流ICHを監視し、式:VDR = ICH* RINによって、電圧降下VDRを推定することができる。ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202の出力電圧の目標レベルVPDを、バッテリ電圧VBATの目標レベルVTARGETプラス電圧降下VDRに等しくなるように、たとえば、VPD = VTARGET +VDRに、設定することができる。結果として、バッテリ電圧VBATをより正確に制御することができ、バッテリ208を充電する充電サイクルを低減することができる。
【0042】
【0043】
ブロック602において、ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202がPDインターフェース242に接続されているのか、第2のアダプタ302がPDインターフェース242に接続されているのかを判定する。
【0044】
ブロック604において、ホスト側制御回路206は、第2のアダプタ302がPDインターフェース242に接続されている場合に、第2のアダプタ302からの電力を出力電力に変換してバッテリ208を充電するように、電力変換回路210をイネーブルにする。
【0045】
ブロック606において、ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202がPDインターフェース242に接続されている場合に、第1のアダプタ202からの電力を供給してバッテリ208を充電するように、バイパス経路244をイネーブルにする。
【0046】
ブロック608において、ホスト側制御回路206は、第1のアダプタ202がPDインターフェース242に接続されている場合に、PDインターフェース242を通じて第1のアダプタ202に要求を提供する。要求は、目標レベルを示す情報を含む。要求はまた、第1のアダプタ202に目標レベルでの電力をPDインターフェース242に対して提供させる命令を含む。
【0047】
まとめると、本発明による実施形態は、バッテリを充電するために電力を供給するための電力供給システムに関する。電力供給システムは、少なくとも第1のアダプタ(たとえば、高度なアダプタ)および第2のアダプタ(たとえば、一般的なアダプタ)との互換性があるホストデバイスを含む。第1のアダプタは、相対的に大きな充電電流を提供してバッテリに急速充電を実施するために使用されてよい。第1のアダプタがホストデバイスに接続されているとき、ホストデバイスは、目標レベルでの電力を提供するように第1のアダプタに命令するための要求を送ることができ、第1のアダプタからバッテリへと電力を供給するように、バイパス経路をイネーブルにすることができ、それにより、ホストデバイスにおける電力消費を低減することができる。第2のアダプタは、バックアップアダプタとして使用されてよい。第2のアダプタがホストデバイスに接続されている場合に、ホストデバイスは、第2のアダプタからの電力を所望のレベルでの出力電力に変換してバッテリを充電するように、電力変換回路をイネーブルにすることができる。一実施形態において、電力変換回路は、第2のアダプタから相対的に低い電力を受信する。したがって、電力変換回路の電力消費は相対的に低くてもよい。また、従来のホストデバイスにおける電力変換回路と比較して、本発明の一実施形態によるホストデバイスにおける電力変換回路は、より小さいPCBサイズを有し、より少ないコストで済むことができる。加えて、ホストデバイスは、第1のアダプタと協働して、異常な状態が現れているかどうかを検査するための自己診断を実施し、異常な状態が検出された場合に、ホストデバイスおよびバッテリを保護することができる。ホストデバイスはまた、第1のアダプタと協働して、内部抵抗(IR)電圧降下を補償し、それによって、バッテリのバッテリ電圧をより正確に制御し、バッテリを充電する充電サイクルを低減することができる。
【0048】
上述した説明および図面は本発明の実施形態を表しているが、その中でさまざまな追加形態、変更形態、および置換形態が、付属の特許請求の範囲において定義される本発明の原理の趣旨および範囲から逸脱せずに行われてもよいことが理解されるだろう。本発明が、本発明の原理から逸脱せずに個別の環境および動作要件にとりわけ適合された、形態、構造、構成、比率、材料、要素、およびコンポーネントの、ならびに別のやり方で本発明の実践に使用される多くの変更形態と共に使用され得ることを、当業者は認識するであろう。したがって、目下開示される実施形態は、すべての点において例証的であって、制限的ではないと考えられるべきであり、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその法的な均等物によって指し示されており、上述した説明に限定はされない。
【符号の説明】
【0049】
200 電力供給システム
200A 電力供給システム
200B 電力供給システム
202 アダプタ/第1のアダプタ
204 ホストデバイス
204B ホストデバイス
204C ホストデバイス
206 ホスト側制御回路
208 バッテリ
210 電力変換回路
212 高圧側スイッチ
214 インダクタ
216 低圧側スイッチ
218 キャパシタ
220 電力変換回路
222 電力供給(PD)インターフェース
224 アダプタ側制御回路
228 直流(DC)出力電力
230 制御信号
232 要求
234 チャネル
236 監視端子
238 コンピュータ可読記憶媒体
238A 記憶媒体
238B 記憶媒体
238C 記憶媒体
240 制御端子/制御信号
242 PDインターフェース
244 バイパス経路
254 制御端子
255 制御信号
256 制御端子
258 監視端子
260 通信端子
262 充電器制御回路
264 PD制御回路
266 監視回路
268 中央制御回路
300 電力供給システム
302 第2のアダプタ
346 アダプタ識別モジュール
348 バイパス経路制御モジュール
400 電力供給システム
450 自己診断モジュール
500 電力供給システム
552 内部抵抗(IR)降下補償モジュール
200A 電力供給システム
200B 電力供給システム
202 アダプタ/第1のアダプタ
204 ホストデバイス
204B ホストデバイス
204C ホストデバイス
206 ホスト側制御回路
208 バッテリ
210 電力変換回路
212 高圧側スイッチ
214 インダクタ
216 低圧側スイッチ
218 キャパシタ
220 電力変換回路
222 電力供給(PD)インターフェース
224 アダプタ側制御回路
228 直流(DC)出力電力
230 制御信号
232 要求
234 チャネル
236 監視端子
238 コンピュータ可読記憶媒体
238A 記憶媒体
238B 記憶媒体
238C 記憶媒体
240 制御端子/制御信号
242 PDインターフェース
244 バイパス経路
254 制御端子
255 制御信号
256 制御端子
258 監視端子
260 通信端子
262 充電器制御回路
264 PD制御回路
266 監視回路
268 中央制御回路
300 電力供給システム
302 第2のアダプタ
346 アダプタ識別モジュール
348 バイパス経路制御モジュール
400 電力供給システム
450 自己診断モジュール
500 電力供給システム
552 内部抵抗(IR)降下補償モジュール
【図1】
【図2】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】