CN101373901A

CN101373901A - 电池电源控制方法和设备以及使用该设备的便携式装置

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Publication number: CN101373901A
Application number: CNA2008101456035A
Authority: CN
Inventors: 禹宰浩
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-08-24
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2028-08-05
Also published as: CN101373901B; US20110089764A1; US20090051223A1; US7919885B2; KR20090020837A; KR101456072B1

Abstract

提供电池电源控制方法和设备以及使用该设备的便携式装置。基于主电池和辅助电池的连接状况、主电池和辅助电池的相对电压量，从主电池或合并主电池电压与辅助电池电压的合并电源进行供电，分别或同时对主电池和辅助电池进行再充电，当便携式装置关闭时，控制主电池和辅助电池之间的连接，因此使用多个电池的便携式装置的电能可以被有效地供给。

Description

电池电源控制方法和设备以及使用该设备的便携式装置

技术领域

本发明涉及一种控制电池电源的方法、电源控制设备和使用该设备的便携式装置。具体地说，本发明涉及一种根据内部电池和外部电池之间的差控制从多个电池提供的电源的方法、电源控制设备和使用该设备的便携式装置。

背景技术

目前，基于通信与电子技术的发展，便携式装置可以实现许多高级可选功能。支持这些高级功能的一个重要领域是电池技术。特别地，电池技术正在朝大容量、小体积的方向发展。例如，便携式装置具有再现(reproduce)存储于其中的音频文件、视频文件等的功能。便携式装置也具有各种附加功能，例如可以捕捉静止图像的照相功能、追踪并捕捉运动图像的摄像功能等。当然，这些附加功能需要高级电池提供的电能。

然而，随着用户需求的提高，便携式装置被提供越来越多的功能和选项。因此，即使电池容量被显著增加，在由于便携式装置的特性电源供应受限的情况下，各种附加功能可能引起关于电源供应的严重问题。因此，需要一种克服便携式装置的有限电源供应的缺点的技术方案。

发明内容

本发明的一方面在于解决至少上述问题和/或缺点，并提供至少下述优点。因此，本发明的一方面在于提供一种用于提供多个电池以解决便携式装置的有限电源供应并有效地控制电池的电源控制设备以及使用该设备的便携式装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种包括可拆卸的主电池和可拆卸的辅助电池的便携式装置的电源控制方法。该电源控制方法包括：确定主电池和辅助电池是否连接到便携式装置，确定主电池和辅助电池的电压，形成多个不同电源供给路径之一，所述多个不同电源供给路径中的每一个相应于电池是否连接上便携式装置、主电池的电压量、辅助电池的电压量，并将主电池的电压、辅助电池的电压、主电池电压与辅助电池电压合并的合并电压中的至少一个输出到输出单元。

根据本发明的另一个方面，提供了一种主电池和辅助电池可拆卸地安装的电源控制装置，该电源控制装置包括：开关，用于连接主电池和辅助电池；比较器，用于对开关输出电源控制信号，将主电池的主电池电压和辅助电池的辅助电池电压中的至少一个输出到开关；和输出单元，用于根据比较器的输出输出主电池电压、辅助电池电压、由主电池电压与辅助电池电压合并的合并电压中的至少一个。

根据本发明的另一个方面，提供一种便携式装置，该便携式装置包括：电源供给单元，主电池和辅助电池被可拆卸地安装，用于控制放置在主电池和辅助电池之间的开关，当主电池电压比辅助电池电压高时独立地输出主电池电压，当主电池电压与辅助电池电压相同或低于辅助电池电压时，输出由主电池电压与辅助电池电压合并的合并电压；和控制器，用于提供控制开关的电源控制信号。

在本发明的一个示例性特点中，根据电池的容量将主电池和辅助电池分开或同时使用，以防止主电池被反向再充电并有效地对便携式装置提供电源。

通过下面结合附图公开本发明示例性实施例进行的详细描述，本发明的其他方面、优点和突出特点对于本领域的技术人员将变得清楚。

附图说明

以下，通过结合附图进行详细描述，本发明特定示例性实施例的上述和其它方面、特征和优点将会更加清楚，其中：

图1是示出根据本发明示例性实施例的便携式终端的示意性方框图；

图2是示出根据本发明示例性实施例的在便携式装置的显示器上显示电池容量的屏幕的流程图；

图3A和3B是示出根据本发明示例性实施例的电源控制装置的示意性方框图和实际电路图；

图4是示出根据本发明示例性实施例的当仅有主电池被安装时的输出电源电流和再充电电压的电路图；

图5是示出根据本发明示例性实施例的当仅有辅助电池被安装时的输出电源电流和再充电电压的电路图；

图6A和6B是示出根据本发明示例性实施例的当主电池和辅助电池都被安装时，根据主电池和辅助电池容量的输出电源电流的电路图；和

图7A和7B是示出根据本发明示例性实施例的当主电池和辅助电池都被安装时，根据主电池和辅助电池容量的再充电电压电流的电路图。

在整个附图中，应该注意到相同的标号用于描述相同或相似的部件、特征和结构。

具体实施方式

提供以下参照附图的描述来帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本发明的示例性实施例。包括各种特定细节以帮助理解，但是这些仅被认为是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下可对这里描述的实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简明将省略已知功能和构造。

一些部件在附图中被放大、省略或示意性地示出。这样，各部件的实际大小并不必在附图中表示。因此，本发明不应局限于在附图中的相对大小和/或距离。

根据本发明的示例性实施例的便携式装置可包括主电池和辅助电池，主电池和辅助电池一起或者单独提供电能。本发明的便携式装置可以避免主电池和辅助电池之间发生的反向充电，并当在没有另外供给电能时使用辅助电池对主电池再充电。

根据本发明的示例性实施例的包括在便携式装置中的主电池和辅助电池是可再充电电池(例如，二次电池或化学电池)，辅助电池可以是一次性电池。然而，考虑到环境、生产力和用户的需要，主电池和辅助电池都最好是可再充电电池。

为了描述需要，根据本发明把移动通信终端描述为使用多个电池的便携式装置的例子。但是，本发明并不局限于应用于移动通信终端，并且可以应用于其他便携式装置。本发明的移动终端可以是使用多个电池的终端，也可以是任意终端：例如，移动通信终端、移动电话、有线/无线电话、便携式互联网终端(例如个人数字助理(PDA)、智能手机、笔记本电脑和个人电脑)、第三代终端(例如宽带码分多址(WCDMA)终端和便携式WiBro终端)、任意信息和通信装置或多媒体装置(例如国际移动通信2000(IMT 2000)终端、全球移动通信系统(GSM)/通用无线分组业务(GPRS)终端和通用移动通信系统(UMTS)终端)。

为了方便起见，以下本发明示例性实施例的描述指的是电源供给单元。但是，应该理解这仅仅是一个例子，可以使用对于相同器件的其他器件或术语来代替，例如电源控制电路、电源控制器件等。由于该描述与本发明示例性实施例的更适合且方便的描述不同，因此上述术语指定给相同的装置。而且，鉴于便携式装置定义术语“输入电源”，所以针对电源供给单元，输入电源可以是输出装置。

图1是示出根据本发明示例性实施例的便携式终端的示意性方框图。

参照图1，根据本发明示例性实施例的便携式装置100可包括射频单元110、输入单元120、音频处理器130、电源供应单元140、显示器150、存储器单元170和控制器160。电源供应单元140可包括任意数量的电池。然而，为了描述方便，将描述包括两块电池(即，主电池141和辅助电池143)的电源供给单元140。

当便携式装置100是移动通信终端时包括射频单元110，并提供与便携式装置100的移动通信相关的服务。换言之，射频单元110在控制器160的控制下发送和接收语音呼叫数据或视频呼叫数据。射频单元110可包括用于上变频和放大将被发送的信号的射频发射机。射频单元110还可包括用于对接收信号进行低噪声放大并对接收信号下变频的射频接收机。射频单元110由包括在电源供给单元140中的至少一块电池供给电能并在控制器160控制下操作。

输入单元120包括多个用于接收数字信息或文本信息并设置不同功能的输入键和功能键。功能键包括设置以执行特定的功能的方向键、侧键、快捷键等。输入单元120根据用户的设置和便携式装置100的功能控制创建键信号输入，并将此键信号发送给控制器160。

输入单元120创建用于中断电源供给单元140供给电源的输入信号和用来开始供给电源的输入信号，例如关闭和打开便携式装置100。输入单元120直接给电源供给单元140提供输入信号。在此情况下，输入信号可能是相同的模式。例如，当便携式装置100开启时，为了关闭便携式装置100，电源供给中断信号可以是按下电源键相对长时间的形式的输入信号。同样，当便携式装置100关闭，电源供给开始信号可以是按下电源键相对长时间的形式的输入信号。这样的输入信号可以按照设计被修改，其他模式的输入信号可以分别被分配为电源供给中断信号和电源供给开始信号。

音频处理器130包括当再现便携式装置100接收和/或存储的音频信号时输出声音的扬声器SPK以及用于收集用户的语音输入和/或其他音频信号的麦克风MIC。音频处理器130可以输出不同的信号来区分关于电源供给之间的不同状态。例如，关于电源供给的不同信号和状况可包括当电源被正常供给时输出先前存储的日志屏幕和音频信号，当日志屏幕转变为待机屏幕时输出声音指示，对电源不足的指示报警，便携式装置由于电源不足而将被关闭的指示报警，便携式装置已经被关闭的指示。在示例性实现中，音频处理器130在控制器160控制下可输出报警主电池141和辅助电池143连接或分离的音频信号。

电源供给单元140根据来自便携式装置100的输入单元120的输入信号来中断电源供给。当电源供给开始后电源供给单元140在控制器160的控制下还控制电源供给。换言之，如果当便携式装置100关闭时电源键被按下，则电源供给单元140根据主电池141和辅助电池143的连接状态通过控制器160从至少一个电池给便携式装置100各组件分别供给电能。如果当便携式装置100打开时电源键被按下，则电源供给单元140可通过切断连接到主电池141和/或辅助电池143的电信号线来停止电源供给。在此情况下，电源供给单元140可以包括有效地从主电池141和辅助电池143供给电能并防止辅助电池143被主电池141再充电的反向再充电防止装置。换言之，如附图中所示的电源供给单元140，除了包括主电池141、辅助电池143、开关145和比较器147之外，还可以包括用于对主电池141和辅助电池143再充电的旅行充电器(以下简称“TC”)149。电源供给单元140可以单独地将来自主电池141的电压、主电池141与辅助电池143合并的电压供给控制器160。此外，控制器160可控制电源供给单元140显示电池的剩余电量，以下，将会结合对显示器150的操作描述对其操作进行更详细地描述。

主电池141可以从便携式装置100上拆卸，如上所述，主电池141最好是可再充电类型。主电池141被安装在便携式装置100的安装空间里，可设置容器来保护主电池。主电池141连接到开关145并分别对控制器160和比较器147供电。在此情况下，供应给比较器147的电源可以是参考级电源。主电池141可以在开关145的控制下给控制器160供电或停止供电。激活开关145的信号相应于输入单元120的电源键的输入信号。

与主电池141相似，辅助电池143可以是可拆卸的，并且可以是一次性电池或可再充电电池。在此示例性实现中，辅助电池143被外部附加到便携式装置100，而不是在便携式装置100中具有安装辅助电池143的特定空间。换言之，辅助电池143连接到便携式装置100侧面安装的接线端子上以对便携式装置100供电。辅助电池143连接到开关145并在开关145的控制下对主电池141和控制器160供电。

如图1所示，放置开关145，从而主电池141和辅助电池143在第一侧，比较器147和控制器160在第二侧。开关145根据控制器160的控制和输入单元120的输入信号控制来自主电池141的电源、辅助电池143的电源或主电池141和辅助电池143之间的电压差引起的电源的供应。开关145控制主电池141的电源和由主电池141与辅助电池143合并的合并电压，用以对控制器160供电。当主电池141和辅助电池143都被安装或附加，便携式装置100被关闭且辅助电池143的电能比主电池141高时，开关145在主电池141和辅助电池143之间形成电路径。开关145也可以控制辅助电池143对主电池141再充电。

比较器147放置在控制器160和开关145之间。比较器147通过把主电池的电能认为是参考电压，提供从控制器160供应到开关145的电源控制信号。通过如此，当主电池141的电压比辅助电池143的电压高时，比较器147可以切断主电池141和辅助电池143之间的电路径。此外，当主电池141的电压比辅助电池143的电压低时，比较器147可以电连接主电池141和辅助电池143，并供给主电池141与辅助电池143合并的合并电压给控制器160。

TC149连接到安装在便携式装置100的一侧的连接器以给便携式装置100供给再充电电压。TC149通过开关145电连接到主电池141，也可以通过开关145电连接到辅助电池143。以下将会参照附图对电源供给单元140的各组件进行更详细地描述。

显示器150提供便携式装置100的不同的功能显示，例如开机屏幕、关闭进程屏幕、待机屏幕、菜单屏幕、视频文件的再现屏幕等。显示器150可以是液晶显示器(LCD)，在此情况下，显示器150可包括LCD控制器、存储数据的存储器，和LCD显示。当LCD被实现为触摸屏类型时，显示器150的屏幕可作为输入单元操作。

图2是示出根据本发明示例性实施例的便携式装置的显示器上显示电池容量的屏幕的流程图。

本示例性实现中，如图2所示的显示器150，可显示分别显示主电池141的电量、辅助电池143的电量和主电池141与辅助电池143合并的合并电压的电量的图标和/或弹出消息。本示例性实现中，弹出消息包括关于主电池141的低电压状态、辅助电池143的低电压状态和主、辅助电池其中任意一个的完全消耗状态的消息。

当只有主电池141连接到便携式装置100时，控制器160可以确定主电池141的电量并如图2所示将其显示在屏幕151的一部分上。当只有辅助电池143连接到便携式装置100时，控制器160可以确定辅助电池143的电量并如图2所示将该电量显示在屏幕153的一部分上。在以上任意一种情况，主电池141电量的显示和辅助电池143电量的显示都最好包括相互不同的指示符的显示，以区分主电池和辅助电池。在图2中的例子，使用“S”指定辅助电池143，使用“V”指定主电池141。当主电池141和辅助电池143作为合并电源使用时，如图2所示合并电源的电量会显示在屏幕155的一部分。另外，当主电池141和辅助电池143连接且它们作为独立的电源工作时，主电池141和辅助电池143各自的电量可如图2所示在屏幕157的一部分分别显示。图2的屏幕155指示主电池141和辅助电池143互相电连接，因此具有相同的电压量。本示例性实现中，当主电池141的电量比辅助电池143低时，主电池141和辅助电池143相互连接。在此情况下，主电池141和辅助电池143各自的电量最好不要分开显示。当主电池141的电量比辅助电池143高时，便携式装置100最好配置主电池141和辅助电池143断开电连接，并如图2所示在屏幕157上分别显示主电池141和辅助电池143的电量。显示器150显示合并电源、主电池141和辅助电池143的电量。此外，当主电池141和辅助电池143中的一个从便携式装置100上分离时，显示器150可以显示由控制器160确定的当前连接的电池的类型和容量。在此情况下，显示器150可以忽略显示合并电源的电量。

当便携式装置100是移动通信终端时，存储器170存储执行便携式装置100的各种功能所需的程序、电源控制算法、用户数据和用于操作射频单元110的应用程序。存储器170可以临时存储关于主电池141和辅助电池143当前电量的信息。存储器170大体可以包括程序区域和数据区域，并且包括易失性和非易失性存储器中的任何一个或它们两者。

在程序区域中存储用来引导便携式装置100的操作系统(OS)，用来执行被便携式装置100支持的可选功能(例如，再现音频和图像和/或运动图像的功能)所需的程序。此外，在程序区域存储用来根据主电池141和辅助电池143的连接状态及其电量来有效地操作包括在电源供给单元140中的组件的电源控制算法。当上述功能依据用户的需要并根据电池的连接被激活时，便携式装置100在控制器160控制下使用相应的应用程序提供所有上述功能。

数据区域是用来存储当便携式装置100被使用时产生的数据的区域。同样，与便携式装置100提供的各种可选功能有关的用户数据，例如运动图像、电话本数据、音频数据、相应内容和/或与用户数据相应的信息可被存储。特别地，在数据区域可临时实时存储从电源供给单元140发送的信号，例如主电池141的电量、辅助电池143的电量。任何存储的信息都可以在控制器160的控制下输出到显示器150。

虽然将具有从电源供给单元140发送的信息存储到存储器170的配置的便携式装置100作为例子进行描述，但是便携式装置100也可以包括在控制器160种提供的缓冲器，以处理控制电源供给单元140需要的与电源供给单元140相关的信息。换言之，在便携式装置100中，存储在程序区域中的电源控制算法，存储在数据区域中与电源供给单元140相关的信息可以通过控制器160中提供的存储器进行处理。

控制器160创建控制便携式装置100的各组件的控制信号，以及在各组件之间发送和接收的控制信号。在便携式装置100支持移动通信功能和文件再现功能的情况下，控制器160可具有用于处理将被发送和接收的信号和文件的MODEM功能和CODEC功能。控制器160可以基于从电源供给单元140发送的信息来调整提供给开关145和比较器147的信号，以控制电源供给单元140的电能。例如，控制器160可以根据例如主电池141是否连接到辅助电池143、主电池141的电量和辅助电池143的电量的信息来调整信号。控制器160可以使用连接到开关145的端口(例如第一ADC端口)被主电池141的电压或主电池141与辅助电池143合并的合并电压供电。控制器160可以使用连接到辅助电池143的端口(例如第二ADC端口)来确定辅助电池143的电量。以下，将会参照附图对控制器160执行的控制便携式装置100的电源的方法进行更详细地描述。

图3A是用框图示出的根据本发明示例性实施例的电源控制装置(即，电源控制电路的例子)的示图。图3B是示出实现将应用于便携式装置100的电源控制电路的电源控制装置的电路图。在此情况下，图3B示出将被应用于便携式装置100而添加的装置。因此，应该理解图3B所示的装置的特性和位置都可以根据便携式装置100的特性和附加功能的改变而改变。

参照图3A，根据本发明示例性实施例的电源控制电路包括主电池141、连接到主电池141的连接器148、连接到连接器148的TC149、位于主电池141和连接器148之间的第一节点N1、辅助电池143、位于主电池141和辅助电池143之间的第一开关142、用于控制第一开关142的激活的比较器147、和位于第一节点N1和输入电压Vin间的第二开关144。将电源控制信号FET_CTRL从控制器160供应到比较器147。来自控制器160的电源保持信号PS_HOLD、相应于来自输入单元120来的打开或关闭信号的电源信号ON_SW和通过用于开发和测试便携式装置100的夹具输入的测试电压信号HP_PWR被提供给第二开关144。根据输入信号的种类来激活第二开关144。

当主电池141与便携式装置100相连接时，控制器160检测主电池连接信号MAIN_CF。相似地，当辅助电池143与便携式装置100连接时，控制器160检测辅助电池连接信号SUB_CF。通过检测这些信号，控制器160可以确定主电池141、辅助电池143还是主电池141与辅助电池143连接到便携式装置100。输入电压Vin可被分配给控制器160上形成的输入端口。换言之，在电源控制电路中，来自主电池141和辅助电池143的电源以输入电压Vin的形式提供给控制器160。控制器160可以使用输入电压Vin量、辅助电池连接信号SUB_CF、辅助电池143的电量、和主电池连接信号MAIN_CF，以确定主电池141、辅助电池143还是由主电池电压和辅助电池电压合并的合并电压供给了输入电能。

连接器148是放置在第一节点N1和TC 149之间的接口。连接器148可以具有与TC 149连接或组合的结构。当电源控制电路与主电池141和TC 149连接时，具有连接器148的电源控制电路首先控制将再充电电压从TC 149供给到主电池141。当主电池141被完全充满且辅助电池143被连接时，电源控制电路激活第一开关142，以通过辅助电池143、连接器148和TC 149形成电路径，并对辅助电池143供给再充电电压。

以下，依据本发明示例性实施例的电源控制电路会被更详细地描述。在接下来的描述中，用主电池141的电压(即VBATT)定义从主电池141供给的电源，用辅助电池143(即S_BATT)的电压定义从辅助电池143供给的电源。为了分配电压、稳定电路等目的，可安排电阻。

参照图3B，根据本发明示例性实施例的电源控制电路包括主电池141、辅助电池143、放置在主电池141和辅助电池143之间的第一开关142、放置在第一开关142和输入电压Vin之间的第二开关144，和用来控制第二开关144激活的第三开关146。在如图3B所示的示例性实现中，第一开关142和第二开关144各自用P沟道MOSFET实现，第三开关146用N沟道MOSFET实现。根据比较器147的输出来激活第一开关142，根据第三开关146的状态来确定第二开关144的激活，根据输入的是电源保持信号PS_HOLD、电源信号ON_SW和测试电压信号HP_PWR中的哪一个来激活第三开关146。当辅助电池143连接到便携式装置100时，辅助电池143相应于输入单元120的特定键输入来创建电源信号ON_SW。电源信号ON_SW可被作为输入提供给第三开关146。比较器147将电源控制信号FET_CTRL与主电池电压VBATT进行比较以将其供给第一开关142。电源控制信号FET_CTRL相当于“低”信号或“高”信号中的一个。

以下，将会结合附图对根据本发明示例性实施例的电源控制电路的操作进行详细地描述。在描述之前，以下将通过具有漏端、源端和栅端的MOSFET来描述开关装置，但本发明不限于此。换言之，任何能够响应于到输入开关的一侧的信号控制电源电流的开关都可以用作本发明的开关。例如，MOSFET可以被BJT、JFET等替换。

图4是示出当只有主电池141连接到电源控制电路时电源控制电路和电路径的形成的电路图。

参照图4，当主电池141被连接时，主电池141将主电池连接信号MAIN_CF发送给控制器160。通过将主电池连接信号MAIN_CF发送给控制器160，由于主电池141的连接使2.7V的上拉电压被下拉。换言之，当“高”信号在端口被维持以确定主电池141是否被连接时，控制器160可识别出主电池141没有被安装，当该信号改变为“低”时，控制器160识别出主电池141被安装。主电池141连接后，当从输入单元120创建电源信号ON_SW时，第三开关146可被电源信号ON_SW的输入激活。可通过输入单元120(例如，键盘上电源键ON_KEY的激活)创建电源信号ON_SW。在本示例性实现中，键盘是3×4键盘。然后，连接到第二开关144的栅端的主电池141的电压VBATT，通过第三开关146被连接到接地端。因此，激活了第二开关144，以形成连接到主电池141、第一节点N1、第二开关144，和输入电压Vin的第一路径Path_1，从而主电池141的电源作为输入电压Vin通过路径Path_1被供应给控制器160。控制器160给第三开关146提供电源保持信号PS_HOLD，以保持第一路径Path_1并支持主电池电压VBATT的供给。

在此情况下，当TC 149连接到连接器148以提供再充电电压时，再充电电压通过连接器148和第一节点N1被供应给主电池141，从而主电池141被再充电。同时，再充电电压也可以通过当主电池电压VBATT被作为输入电压Vin提供时形成的第一路径Path_1被作为输入电压Vin被提供。

图5是示出当只有辅助电池143连接到电源控制电路时电源控制电路和电路径的形成的电路图。

参考图5，当辅助电池143被连接时，辅助电池连接信号SUB_CF被发送给控制器160。由输入单元120的特定电源键ON_KEY的输入产生的电源信号ON_SW被发送给第三开关146。从辅助电池143供给的辅助电池电压S_BATT被提供给第一开关142的漏端。在此情况下，第一开关142的栅端连接到比较器147的输出端和主电池电压VBATT。由于此时没有提供主电池电压VBATT，因此，第一开关142被供给漏端的辅助电池电压S_BATT激活。换言之，由于第一开关142的漏端和源端之间的电压差引起的寄生电流，第一开关142的漏端和源端形成供给电源的电路径。由辅助电池143的连接创建的电源信号ON_SW激活第三开关146。由于激活了第三开关146，用激活第一开关142的同样方式激活第二开关144，并且辅助电池电压S_BATT作为输入电压Vin提供。因此，辅助电池电压S_BATT可通过由第一开关142、第二开关144和输入电压Vin形成的第二路径Path_2被供应给控制器160。在此情况下，辅助电池连接信号SUB_CF可以以与主电池连接信号MAIN_CF的情况相似的方式发送给控制器160。换言之，当上拉电压2.7V被连接且辅助电池143被连接时，辅助电池连接信号SUB_CF被发送给将上拉电压2.7V下拉的控制器160。电源信号ON_SW输入后，控制器160对第三开关146供应电源保持信号PS_HOLD，以维持第二路径Path_2并支持辅助电池电压S_BATT对输入电压Vin的供给。

在此情况下，当TC 149连接到连接器148以供给再充电电压时，再充电电压通过连接器148、第一节点N1和第一开关142供给辅助电池143，以对辅助电池143再充电。为此，控制器160最好以低电压的形式(即，“低”信号)向第一开关142供给电源控制信号FET_CTRL，以激活第一开关142。再充电电压作为输入电压Vin可通过第一节点N1和第二开关144被提供。

图6A和6B是示出当主电池141和辅助电池143都连接到电源控制电路时电源控制电路中的电路径的形成的电路图。

如图6A和6B所示，当主电池141和辅助电池143连接到便携式装置100时，主电池连接信号MAIN_CF和辅助电池连接信号SUB_CF被发送给控制器160。例如，主电池连接信号MAIN_CF和辅助电池连接信号SUB_CF可被发送给将它们的上拉电压2.7V下拉的控制器160。因此，控制器160可确定主电池141和辅助电池143已连接。控制器160将从辅助电池143输入的辅助电池电压S_BATT和输入电压Vin进行比较，来确定主电池电压VBATT和辅助电池电压S_BATT的量。更详细地说，当确定主电池141和辅助电池143都连接时，控制器160提供具有“高”状态的电源控制信号FET_CTRL以禁止第一开关142。由于第一开关142的禁止，通过第一路径Path_1独立地将辅助电池电压S_BATT供给第二ADC端口，将主电池电压VBATT供给第一ADC端口。因此，控制器160可以分别单独地接收辅助电池电压S_BATT和主电池电压VBATT。控制器160确定辅助电池电压S_BATT和主电池电压VBATT的相关量，并确定如何控制第一开关142。

图6A是示出当主电池141的电压比阈值电压低(如4.1V)，且比辅助电池143的电压高时，在电源控制电路中形成的路径的电路图。

当辅助电池143和主电池141连接到电源供给单元140时，各自的下拉信号被发送给控制器160的预定端口。控制器160可保护用于检测辅助电池电压S_BATT和主电池电压VBATT的端口，以如图2中的标号157所示在显示器150上显示辅助电池电压S_BATT和主电池电压VBATT的量。更详细地说，当辅助电池143和主电池141连接时，控制器160创建并发送电源控制信号FET_CTRL作为“高”信号，以禁止第一开关142。通过如此，控制器160在第一ADC端口获得作为输入电压Vin的主电池电压VBATT，在第二ADC端口获得辅助电池电压S_BATT。在这种情况下，当辅助电池电压S_BATT比主电池电压VBATT低时，控制器160使用第一开关142中断主电池电压VBATT与辅助电池电压S_BATT之间的连接，并在显示器150的屏幕157上显示各电池的电量。

图6B是示出当主电池电压VBATT比辅助电池电压S_BATT低时电源控制电路和形成的电路径的电路图。主电池电压VBATT与辅助电池电压S_BATT相等或比辅助电池电压S_BATT低的情况可包括主电池电压VBATT最初比辅助电池电压S_BATT高，但是主电池电压VBATT被独立供应和消耗并最后低于辅助电池电压S_BATT的情况。主电池电压VBATT与辅助电池电压S_BATT相等或比辅助电池电压S_BATT低的情况可包括当最初只有主电池141被连接，且具有比主电池电压VBATT高的辅助电池电压S_BATT的辅助电池143新被连接的情况。

参照图6B，当辅助电池电压S_BATT比主电池电压VBATT高时，控制器160控制并将作为“低”信号的电源控制信号FET_CTRL发送给比较器147。因而，激活了第一开关142。辅助电池电压S_BATT通过激活的第一开关142流向第一节点N1。通过如上所述测试电压信号HP_PWR、电源信号ON_SW和电源保持信号PS_HOLD中的任意一个激活第二开关144，且辅助电池电压S_BATT通过第二开关144作为输入电压Vin被提供。在此情况下，主电池电压VBATT和辅助电池电压S_BATT分享第一节点N1，从而主电池电压VBATT和辅助电池电压S_BATT有相同的电压量。因此，辅助电池电压S_BATT和主电池电压VBATT在被包括在第三路径Path_3的第一节点N1处被合并，并被作为合并电压供给到输入电压Vin。第三路径Path_3将连接辅助电池143、第一开关142、第一节点N1和第二开关144的路径与连接主电池141、第一节点N1和第二开关144的路径合并。此外，当主电池电压VBATT和辅助电池电压S_BATT被合并以形成合并电压时，控制器160可以控制该合并电压在如图2的屏幕155显示。

图7A和7B是示出当辅助电池和主电池连接时再充电的电源控制电路和形成的路径的电路图。在所示的例子中，主电池141完全再充电状态是主电池141的电压等于或高于4.1V的状态。

图7A是示出当用等于或高于4.1V的电压对主电池完全再充电时的用于再充电的电源控制电路和形成的路径的电路图。

参考图7A，当主电池电压VBATT与阈值电压相等或高于阈值电压(例如4.1V)时，控制器160把电源控制信号FET_CTRL作为“低”信号提供，以激活第一开关142。通过这样做，电源控制电路可以包括第四路径Path_4，该第四路径Path_4包括辅助电池143、第一开关142、第一节点N1、连接器148和TC 149。在此情况下，当再充电电压被TC 149提供时，充电电压会沿着第四路径Path_4对辅助电池143再充电。

图7B是示出当用低于4.1V的电压对主电池完全再充电时的电源控制电路和用于对主电池141和辅助电池143再充电的路径的电路图。

参考图7B，当主电池141的电压低于4.1V且TC 149被连接以提供再充电电压时，控制器160对主电池141提供再充电电压以对主电池141再充电。在此情况下，控制器160可以把电压控制信号FET_CTRL作为“高”信号传输给比较器147以激活第一开关142。换言之，控制器160在对辅助电池143再充电之前首先使用第五路径Path_5对主电池141再充电，并通过以上参考图7A所述的第四路径Path_4对辅助电池143再充电，从而有顺序地对电池再充电。

此外，控制器160可以把电源控制信号FET_CTRL作为“低”信号发送给比较器147以激活第一开关142。换言之，控制器160可形成包括辅助电池143、第一开关142、第一节点N1、连接器148和TC 149的第四路径Path_4以及包括主电池141、第一节点N1、连接器148和TC 149的第五路径Path_5，可以控制再充电电压同时通过第四路径Path_4和第五路径Path_5对主电池141和辅助电池143再充电。

根据本发明示例性实施例的电源供给单元，在主电池141和辅助电池143被连接且便携式装置100关闭的情况下，当辅助电池电压S_BATT比主电池电压VBATT高时，辅助电池电压S_BATT可以对主电池141再充电。更详细地说，当便携式装置100关闭时，对第一开关142的漏端提供辅助电池电压S_BATT，对第一开关142的栅端提供比较器147的输出。在此情况下，当辅助电池电压S_BATT比比较器147的输出高时，如上所述，寄生电流在第一开关142产生电路径，从而辅助电池电压S_BATT通过第一开关142对第一节点N1供电。然后，辅助电池电压S_BATT对主电池141再充电，从而辅助电池电压S_BATT和主电池电压VBATT相同。

当主电池141的电压比辅助电池143的高时，第一开关142保持禁止状态，从而辅助电池143和主电池141之间的路径被阻断，并且防止辅助电池143对主电池电压VBATT反向再充电。

本发明所示例子中采用的开关，当供给高电压时用禁止的P沟道MOSFET描述，当供给低电压时用禁止的N沟道MOSFET描述，但不限于此。换言之，本发明可以按照设计被修改或改变，从而高电压可以被低电压替换，低电压可以被高电压替换。

尽管已经在此说明书中显示和描述了本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其同等物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对实施例进行的各种改变或修改。

Claims

1.一种包括可拆卸的主电池和可拆卸的辅助电池的便携式装置的电源控制方法，此电源控制方法包括:

确定主电池是否连接到便携式装置，如果连接到，则确定主电池的电压；

确定辅助电池是否连接到便携式装置，如果连接到，则确定辅助电池的电压；

形成多个不同的电源供给路径，所述多个不同的电源供给路径的每一个都相应于所述电池是否被连接上便携式装置、主电池的电压量、辅助电池的电压量；

将主电池电压、辅助电池电压、主电池电压与辅助电池电压合并的电压中的至少一个输出到输出单元。

2.如权利要求1所述的电源控制方法，其中，当主电池和辅助电池连接到便携式装置，且主电池电压比辅助电池电压高时，

形成电源供给路径的步骤包括:形成将主电池连接到输出单元的第一路径；

输出步骤包括:使用第一路径输出主电池电压。

3.如权利要求1所述的电源控制方法，其中，当由于主电池电压的输出，主电池电压改变到与辅助电池电压相同或低于辅助电池电压时，

形成电源供给路径的步骤包括:形成将主电池连接到输出单元的路径与将辅助电池连接到输出单元的路径合并的第二路径；并

输出步骤包括:使用第二路径对输出端输出合并的电压。

4.如权利要求2所述的电源控制方法，其中，当由于输出使主电池电压改变到与辅助电池电压相同或低于辅助电池电压时，

输出步骤包括:使用第二路径对输出端输出合并的电压。

5.如权利要求1所述的电源控制方法，其中，

当主电池和辅助电池连接到便携式装置，辅助电池电压量与主电池电压量相同或高于主电池电压量，且便携式装置被关闭时，

形成电源供给路径的步骤包括:形成将辅助电池连接到主电池的路径；

输出步骤包括:使用所述路径输出电源从而辅助电池电压与主电池电压变得相同。

6.一种包括多个电池和包括将被拆卸的主电池和辅助电池的电源控制装置的便携式装置的电源控制方法，电源控制方法包括:

当主电池和辅助电池连接到便携式装置，辅助电池电压量变得比主电池电压量低，并且便携式装置被关闭时，

中断辅助电池电压与主电池电压之间的电路径。

7.如权利要求6所述的电源控制方法，还包括:

当主电池和辅助电池连接到便携式装置，并且主电池电压与阈值电压相等或高于阈值电压时，

提供再充电电压对主电池和辅助电池进行再充电，其中，形成电源供给路径的步骤包括:形成辅助电池和充电电压之间的路径，并使用该路径将再充电电压提供给辅助电池。

8.如权利要求6所述的电源控制方法，还包括:

当主电池和辅助电池连接到便携式装置，并且主电池电压比阈值电压低时，

提供再充电电压以对主电池和辅助电池再充电，其中，形成电源供给路径的步骤包括:形成主电池和再充电电压之间的路径，使用该路径对主电池再充电，当主电池被再充电到具有的电压与阈值电压相等或高于阈值电压时对辅助电池再充电。

9.如权利要求6所述的电源控制方法，还包括:

提供再充电电压以对主电池和辅助电池再充电，其中，形成电源供给路径的步骤包括:形成再充电电压和辅助电池之间的路径以及主电池和再充电电压之间的路径，并使用该路径同时对主电池和辅助电池再充电。

10.一种主电池和辅助电池可拆卸地安装的电源控制装置，该电源控制装置包括:

开关，用于连接主电池和辅助电池；

比较器，用于对开关输出电源控制信号，将主电池的主电池电压和辅助电池的辅助电池电压中的至少一个输出到开关；和

输出单元，用于根据比较器的输出输出主电池电压、辅助电池电压、由主电池电压与辅助电池电压合并的合并电压中的至少一个。

11.如权利要求10所述的电源控制装置，还包括:

第一节点，在主电池与开关之间；

连接器，连接到第一节点；和

再充电器件，连接到连接器以提供再充电电压。

12.如权利要求10所述的电源控制装置，其中，开关包括:

第一开关，放置在主电池和辅助电池之间，并被比较器的输出激活；

第二开关，放置在第一开关和输出单元之间；和

第三开关，控制第二开关的激活。

13.如权利要求10所述的电源控制装置，其中，当比较器的输出包括第一电压时，输出单元只输出主电池电压。

14.如权利要求13所述的电源控制装置，其中，当比较器的输出包括第二电压且主电池电压比辅助电池电压高时，输出单元只输出主电池电压。

15.如权利要求13所述的电源控制装置，其中，当比较器的输出包括第二电压且主电池电压与辅助电池电压相等或比辅助电池电压低时，输出单元输出合并电压。

16.如权利要求10所述的电源控制装置，其中，当主电池和辅助电池被连接、辅助电池电压比主电池电压高且没有电压输出时，辅助电池对主电池再充电。

17.如权利要求10所述的电源控制装置，其中，当主电池和辅助电池被连接、辅助电池电压比主电池电压低且没有电压输出时，主电池与辅助电池相互隔离。

18.一种便携式装置，包括:

电源供给单元，主电池和辅助电池被可拆卸地安装，用于控制放置在主电池和辅助电池之间的开关，当主电池电压比辅助电池电压高时独立地输出主电池电压，当主电池电压与辅助电池电压相同或低于辅助电池电压时，输出由主电池电压与辅助电池电压合并的合并电压；和

控制器，用于提供控制开关的电源控制信号。

19.如权利要求18所述的便携式装置，其中，电源供给单元包括:

开关，用于连接主电池和辅助电池；

20.如权利要求18所述的便携式装置，其中，电源供给单元包括:

开关，用于连接主电池和辅助电池；和

比较器，用于对开关输出电源控制信号，以控制来自主电池和辅助电池的电能。

21.如权利要求20所述的便携式装置，其中，开关包括:

第二开关，放置在第一开关和输出单元之间；和

第三开关，输出电源信号、电源维持信号和测试电压信号中的至少一个，以控制第二开关的激活。

22.如权利要求21所述的便携式装置，还包括用于创建电源信号的输入单元。

23.如权利要求20所述的便携式装置，其中，控制器产生高电压、低电压中的至少一个，并将其供给比较器。

24.如权利要求18所述的便携式装置，还包括:

连接器，连接在主电池和辅助电池之间；和

再充电器件，连接到连接器，以提供再充电电压。

25.如权利要求24所述的便携式装置，其中，当主电池电压低于阈值电压时，控制器首先对主电池再充电，当主电池被充满后对辅助电池再充电。

26.如权利要求24所述的便携式装置，其中，当主电池电压低于阈值电压时，控制器形成同时将再充电器件连接到主电池与辅助电池的路径，并通过该路径同时对主电池与辅助电池再充电。

27.如权利要求24所述的便携式装置，其中，当主电池电压与阈值电压相同或比阈值电压高时，控制器形成将再充电器件连接到辅助电池的路径并对辅助电池再充电。

28.如权利要求18所述的便携式装置，还包括:显示器，用于显示主电池电压、辅助电池电压和来自合并主电池电压与辅助电池电压的合并电压中的至少一个。

29.如权利要求28所述的便携式装置，其中，当主电池电压与辅助电池电压相同或比辅助电池电压低时，显示器显示合并主电池电压与辅助电池电压的合并电压。

30.如权利要求28所述的便携式装置，其中，当主电池电压比辅助电池电压高时，显示器分别显示主电池电压和辅助电池电压。

31.如权利要求18所述的便携式装置，其中，当辅助电池电压比主电池电压高且便携式装置关闭时，控制器控制辅助电池电压供给主电池。

32.如权利要求18所述的便携式装置，其中，当辅助电池电压比主电池电压低且便携式装置关闭时，控制器将辅助电池与主电池彼此隔离。