CN103545865A - 用于在移动终端中供电的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于在移动终端中供电的设备和方法。所述设备包括：电池；电源管理集成电路，包括用于转换电池电压以输出特定电压的升降压转换器；多个稳压器，用于将从升降压转换器输出的特定电压调节为各个相应的组成元件的电压，并用于输出调节的电压，其中，当电池电压大于所述特定电压时，升降压转换器在降压模式下进行操作，当电池电压小于所述特定电压时，升降压转换器在升压模式下进行操作，所述组成元件包括：控制器，用于控制移动终端的操作；触摸板，用于产生输入并用于将产生的输入信号提供给控制器；显示单元，用于在控制器的控制下显示移动终端的操作。

Description

用于在移动终端中供电的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于在移动终端中供电的设备和方法。更具体地讲，本发明涉及一种用于根据电池电压的剩余量控制电源的设备和方法。
背景技术
移动终端使用电池进行操作。当电池被完全充电时，电池具有4.2V或4.35V的电压。电池的电压通过移动终端的操作缓慢减小。如果电池的电压减小到特定电压时，移动终端的操作被关闭。用于关闭便携式终端的操作的电压阈值被称为截止电压。
便携式终端的电池可被使用的时间长度基于在系统中使用的功率和电池容量来确定。电池容量是指最大充电电压和系统的截止电压之间的容量差。即使电池的电荷保持不变，电池的可用容量也会根据截止电压而不同。通常，功能电话的截止电压是3.3V，并且智能电话的截止电压在3.4V到3.5V的范围内。截止电压是系统正常地进行操作的电压，并且总是大于或等于在系统中使用的最高电压。即，如果在便携式终端中使用的最高电压是3.3V，则截止电压是3.3V或大于3.3V。
在便携式终端（例如，智能电话）中使用的电压之中除用于显示功率和用于活动式（On The go，OTG)功率之外的最高电压是3.3V。因此，大多数移动终端的截止电压一定是3.3V或大于3.3V，并且考虑电压降落，系统的相应截止操作在大约3.4V被执行。在此情况下，尽管电池中可存在更多的电荷，但是系统的特定操作可根据系统截止电压而被关闭。
因此，存在对用于根据电池的剩余量控制移动终端中的电源的设备和方法的需求。
以上信息仅被呈现为背景信息以帮助本公开的理解。针对本发明，上面的任意信息是否可应用为现有技术，没有做出确定，也没有做出断定。
发明内容
本发明的各个方面在于解决至少上述问题和/或缺点，并在于提供至少下述优点。因此，本发明的一方面在于提供一种用于在便携式终端中通过减小系统的截止电压能够有效地使用电池的供电的设备及其方法。
本发明的另一方面在于提供下述设备及其方法，所述设备用于在确保便携式终端中的假死（dead）电池电压的同时设置系统的截止电压，并在降压和/或升压模式中进行操作以供应操作电源。
根据本发明的一方面，提供一种用于在移动终端中供电的设备。所述设备包括：电池；电源管理集成电路，包括用于转换电池电压以输出特定电压的升降压转换器；多个稳压器，用于将从升降压转换器输出的特定电压调节为各个相应的组成元件的电压，并用于输出调节的电压，其中，当电池电压大于所述特定电压时，升降压转换器在降压模式下进行操作，当电池电压小于所述特定电压时，升降压转换器在升压模式下进行操作，其中，所述组成元件包括：控制器，用于控制移动终端的操作；触摸板，用于产生输入并用于将产生的输入信号提供给控制器；显示单元，用于在控制器的控制下显示移动终端的操作，其中，来自电源管理集成电路的电压被供应到显示单元。
根据本发明的另一方面，提供一种用于在移动终端中供电的设备。所述设备包括：电池；电源管理集成电路，包括用于将电池电压转换为具有不同值的特定电压并将转换的特定电压输出到各个相应的组成元件的多个升降压转换器，其中，当电池电压大于所述特定电压时，升降压转换器在降压模式下进行操作，当电池电压小于所述特定电压时，升降压转换器在升压模式下进行操作，所述组成元件包括：控制器，用于控制移动终端的操作；触摸板，用于产生输入并将产生的输入信号提供给控制器；显示单元，用于在控制器的控制下显示移动终端的操作，其中，来自电源管理集成电路的电压被供应到显示单元。
根据本发明的另一方面，提供一种用于在移动终端中供电的设备。所述设备包括：控制器，具有通信处理和应用处理器；触摸板，用于产生输入信号并将所述输入信号提供给控制器；显示单元，在控制器的控制下显示移动终端的操作；电池；电源管理集成电路，包括通信处理器的电源管理集成电路和应用处理器的电源管理集成电路，用于将电压供应给组成元件，应用处理器的电源管理集成电路包括用于转换电池电压并用于输出特定电压的升降压转换器；多个稳压器，用于将从升降压转换器输出的特定电压调节为各个相应的组成元件的电压并用于输出调节的电压，其中，当电池电压大于所述特定电压时，升降压转换器在降压模式下进行操作，当电池电压小于所述特定电压时，升降压转换器在升压模式下进行操作。
根据本发明的另一方面，提供一种在便携式终端中供电的方法。所述方法包括：检查电池电压；当电池电压大于升降压转换器的输出电压时，在降压模式下操作移动终端以输出预设电压，当电池电压小于升降压转换器的输出电压时，在升压模式下操作移动终端以输出预设电压；将输出的预设电压调节为相应的组成元件的操作电压，以供应操作电源。
通过下面结合附图公开本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其他方面、优点和突出特点对本领域的技术人员会变得清楚。
附图说明
从下面结合附图的描述，本发明的特定示例性实施例的上述和其他方面、特征和优点将会更加清楚，其中：
图1是示出根据本发明的示例性实施例的移动终端的构造的框图；
图2是示出根据本发明的示例性实施例的图1中所示的电源管理集成电路（PMIC）的构造的框图；
图3A和图3B是示出根据本发明的示例性实施例的图2中所示的应用处理器（AP）PMIC和/或通信处理器（CP）PMIC的升降压转换器以及连接到所述升降压转换器的低压差（LDO）稳压器的框图；
图4是示出根据本发明的示例性实施例的用于在便携式终端中供电的设备的低截止电源的框图；
图5是示出根据本发明的示例性实施例的图4中所示的AP-PMIC的构造的框图；
图6是示出根据本发明的示例性实施例的控制用于供电的设备的构造的框图；
图7是示出根据本发明的示例性实施例的移动终端的构造的框图；
图8是示出根据本发明的示例性实施例的图7中所示的AP-PMIC的构造的框图；
图9是示出根据本发明的示例性实施例的移动终端的构造的框图。
贯穿附图，应注意相同的标号用于描绘相同或相似的元件、特点和结构。
具体实施方式
提供下面参照附图的描述，以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。描述包含了各种具体细节来帮助理解，但是这些细节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，可对在此描述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简明，可省略对公知功能和结构的描述。
在根据本发明的示例性实施例的移动终端中，升降压（DC/DC）转换器被安装在电源管理集成电路（PMIC），并且单独收集和供应在移动终端中使用的电源中相对更高的电压的电源。当电池电压等于或大于特定电压时，PMIC的升降压转换器在降压模式下进行操作，以产生操作电源。当电池电压小于特定电压时，升降压转换器在升压模式下进行操作，以产生操作电源。因此，尽管电池电压可能小于操作电压，但是根据本发明的示例性实施例的移动终端可连续供应操作电源。特定电压应被设置为在移动终端中使用的电源中的最高操作电源，或被设置为比最高操作电源更高的电压。特定电压可被设置为指示最大操作电压的在移动终端中使用的操作电压中的最高电压。另外，在升压模式中，电池电压可小于最大操作电压，并且可以是大于假死电池电压的电压。
另外，如果移动终端的电池被完全充电，则电池通常具有4.2V或4.35V的终端电压。电池电压通过移动终端的操作缓慢减小。如果电荷减小到小于预定电压，则迅速进行放电。通常，在电池的放电曲线中，当使用石墨基材料时，在小于3.4V的电压处出现迅速的放电。当使用硅Si基材料时，在小于3.4的电压处实现相对缓慢的放电，从而电池的材料被改变为Si基材料。因此，假设本发明的示例性实施例中使用Si基电池材料。
根据本发明的示例性实施例的用于在移动终端中供电的设备配备有升降压转换器和转换电池电压的稳压器，以产生和供应各个组成元件的操作电源。当电池电压大于升降压转换器的输出电压时，升降压转换器在降压模式下进行操作。当电池电压小于升降压转换器的输出电压时，升降压转换器在升压模式下进行操作。稳压器将升降压转换器的输出电压调节为相应的组成元件的操作电压。升降压转换器的输出电压可被设置为与在移动终端中使用的最大操作电源相同的电压，或可被设置为大于动终端使用的最大操作电源的电压。可与在系统中使用的操作电源的数量相应地提供相同数量的稳压器。
移动终端的控制器可确认用于使用通用输入/输出（GPIO）接口供电的设备的降压模式或升压模式。当移动终端处于升压模式时，移动终端的控制器可显示剩余的电池容量低，可供应大于移动终端所需的特定电压的电源，并可供应大于整个系统所需的特定电压的电源。
根据本发明的示例性实施例的用于在移动终端中供电的设备可使用多个升降压转换器。在示例性实施例中，升降压转换器按使用的电压被分类。当升降压转换器在升压模式下进行操作时，移动终端的特定功能会被限制，从而可减小电池的功耗。在升降压转换器按移动终端中使用的电压被分类的示例性实施例中，负载开关而不是低压降（LDO）稳压器可分离电源。
图1是示出根据本发明的示例性实施例的移动终端的构造的框图。
参照图1，移动终端是便携式终端，并且可以是各种数字装置（例如，便携式电话、MP3终端、平板计算机、膝上型计算机等）中的任意一个。
参照图1，通信单元120执行与基站或其他装置的无线通信功能。通信单元120可以是包括发送器（未示出）和接收器（未示出）的射频（RF）通信单元，其中，发送器上变换发送的信号的频率并放大所述信号，接收器低噪声放大接收的信号并下变换所述信号。发送器可包括放大发送的信号的功率的功率放大器。
控制器100控制移动终端的整体操作，并检测电池160的充电电压（电池的剩余量），以控制移动终端的操作。
控制器100可包括应用处理器（AP）105和通信处理器（CP）107。CP107可包括用于对发送的信号进行调制和对接收的信号进行解调的调制解调器。调制器对发送的信号进行调制并将调制的信号传送到发送器，解调器对通过接收器接收的信号进行解调。在示例性实施例中，调制和解调可以是长期演进(LTE)、宽带码分多址(WCDMA)、全球移动通信系统(GSM)、WIFI或无线宽带(WIBRO)。在本发明的示例性实施例中，CP的调制解调器可包括能够与LTE基站进行通信的LTE通信单元和WIFI通信单元。
存储器110可包括存储移动终端的操作程序和根据本发明的示例性实施例的程序的程序存储器、以及存储在执行所述程序期间创建的数据的数据存储器。
显示单元130在控制器100的控制下显示执行的应用的信息和电池160的状态。显示单元130可包括液晶显示器（LCD）或有机发光二极管（OLED）。触摸板140可以以电阻型、电容型和电磁感应型被实现。触摸板140检测用户的触摸（手指触摸）和/或笔触摸输入，并将检测结果输出到控制器100。可由集成触摸屏来构造显示单元130和触摸板140。相机150在控制器100的控制下获取外部图像。
PMIC170转换电池160的充电电压以产生和供应移动终端的各个组成元件的操作电源。
PMIC170可包括：AP-PMIC220，供应AP105的电源和由AP105控制的各个组成元件的电源；CP-PMIC230，供应CP107的电源和由CP107控制的各个组成元件的电源；脉冲幅度调制（PAM）PMIC，供应用于放大从通信单元120的发送器发送的信号的功率的放大器的电源。另外，AP-PMIC220和/或CP-PMIC230可包括升降压转换器和多个稳压器。
升降压转换器225或235检测电池160的电压。当检测到的电池的160的电压大于升降压转换器的预设输出电压时，升降压转换器225或235在降压模式下进行操作，从而总是产生恒定的输出电压。当检测到的电池160的电压小于升降压转换器的预设输出电压时，升降压转换器225或235在升压模式下进行操作，从而总是产生恒定的输出电压。另外，稳压器将升降压转换器的输出电压调节为移动终端的各个组成元件的操作电源，并输出调节的电压。升降压转换器的输出电压可被设置为与在移动终端中使用的最大操作电源相同的电压或高于在移动终端中使用的最大操作电源的电压。可与在系统中使用的操作电源的数量相应地提供相同数量的稳压器。
在具有如上所述的构造的示例性移动终端中，AP105处理移动终端的各个应用，并控制显示单元130、触摸板140和相机150的操作，以处理应用。PMIC170的AP-PMIC可供应AP105的操作电源以及由AP105控制的存储器110、显示单元130和触摸板140的操作电源。CP107处理移动终端的通信功能。另外，PMIC170的CP-PMIC230可供应CP107和由CP107控制的组成元件（例如，除调制解调器的发送功率放大器之外的组成元件和通信单元120）的操作电源。
图2是示出根据本发明的示例性实施例的图1中所示的电源管理集成电路（PMIC）的构造的框图。
参照图2，电源控制器210检测电池160的电压，将检测到的电池160的电压和预设电压进行比较以产生模式控制信号。预设电压可以是升降压转换器的输出电压、最大供应电压或来自PMIC的较大输出。假设在本发明的示例性实施例中预设电压是升降压转换器的输出电压。在示例性实施例中，如果检测到的电池160的电压大于升降压转换器的输出电压，则电源控制器210产生降压模式控制信号。如果检测到的电池160的电压小于升降压转换器的输出电压，则电源控制器210产生升压模式控制信号。如果检测到的电池160的电压等于升降压转换器的输出电压或升降压转换器的输出电压的阈值电压，则电源控制器210产生升降压模式控制信号。
AP-PMIC220产生将被供应到控制器100的AP105和由AP105控制的移动终端的各个组成元件的电源Vap。AP-PMIC220可产生将被供应到AP105、存储器110、显示单元130、触摸板140和相机150的电源。AP-PMIC220可包括至少一个降压转换器、至少一个升降压转换器225以及将从升降压转换器输出的电压调节为适用于移动终端的组成元件的电压的至少一个LDO稳压器。AP-PMIC220可包括多个降压转换器，并且所述多个降压转换器DC/DC转换电池160的电压以产生和供应移动终端的组成元件的操作电源。AP-PMIC220可包括降压转换器225和多个LDO稳压器。AP-PMIC220DC/DC可转换电池160的电压以产生预设电压，并可使用LDO稳压器将产生的电压调节为相应的组成元件（例如，显示单元130、触摸板140和相机150）的操作电压，并供应调节的电压。
CP-PMIC230产生将被供应到控制器100的CP107和由CP107控制的移动终端的各个组成元件的电源Vcp。CP-PMIC230可产生用于CP107和除功率放大器之外的发送器的通信单元120的操作电源。CP-PMIC230可包括至少一个降压转换器、至少一个升降压转换器235以及用于将从升降压转换器输出的电压调节为适用于移动终端的组成元件的电压的至少一个LDO稳压器。CP-PMIC230DC/DC可转换电池160的电压以产生预设电压，并可使用LDO稳压器将产生的电压调节为移动终端的相应的组成元件（例如，通信处理器107内部的调制解调器或通信单元120内部的各个组成元件）的操作电压，并供应调节的电压。
PAM PMIC240产生通信单元120的发送功率放大器的操作电源。
降压转换器供应不被电源控制器210所控制的PMIC220、230和240的电压，将电池160的电压DC/DC下转换为预设电压并输出预设电压。然而，升降压转换器225和235在模式可根据电池160的输出电压的大小被改变的同时转换并输出电压。
图3A和图3B是示出根据本发明的示例性实施例的图2的AP-PMIC的升降压转换器和/或CP-PMIC的升降压转换器以及连接到所述升降压转换器的LDO稳压器的框图。
参照图3A和图3B，降压转换器320是电阻式DC/DC转换器，并阻止输入电压以产生预设电压。升压转换器330是升压DC/DC转换器，并提升输入电压以产生预设电压。在图3A中，开关310根据电源控制器210的模式控制信号被切花以将电池160的电压施加到降压转换器320或升压转换器330。开关310、降压转换器320和升压转换器330组成升降压转换器330。稳压器341至34n将从升降压转换器300转换和输出的电压调节为相应的组成元件的操作电源。
如图2中所示，根据本发明的移动终端包括多个PMIC220至240。PMIC可使用具有如图3A或图3B中所示的结构的升降压转换器300，产生操作电源并将所述操作电源供应到移动终端。在示例性实施例中，升降压转换器300可分别产生和发送在用于移动终端的电源当中具有相对高的电压的电源。在示例性实施例中，当电池160的电压等于或大于预设电压时，升降压转换器300可在降压模式下进行操作以提高效率。当电池160的电压减小到小于预设电压时，尽管电池电压小于操作电压，但是升降压转换器300可在升压模式下进行操作以连续操作。在电池160的放电曲线中，当使用石墨基材料时，在小于3.4V的电压处发生迅速放电。当使用硅Si基材料时，在小于3.4V的电压处实现相对缓慢的放电，从而电池的材料可优选地被改变为Si基材料。
将描述具有如上所述的结构的升降压转换器300和稳压器341至34n的操作。升降压转换器300是DC/DC电压转换器，并包括降压转换器320和升压转换器330。升降压转换器300根据电池160的电压执行降压模式或升压模式以产生电压。降压转换器320和升压转换器330是小型DC/DC电压转换器并具有以下特征。
降压转换器320是电阻式DC/DC转换器。降压转换器320具有以下结构：当使用以预定周期开关（重复导通/截止）的开关元件导通时，输入电源被连接到电路，当开关截止时，输入电源不被连接到电路。以此方式，降压转换器320通过LC滤波器对周期性地连接并切断的脉冲波形的电压进行平滑（求平均）以输出直流电压。降压转换器320的基本原理是通过周期性地截断DC电压对脉冲电压求平均来形成输出电压。为此，降压转化器320的输出电压具有小于降压转换器320的输入电压（即，电池160的输出电压）的值。如果在一个周期内开关的导通时间长，则脉冲电压的宽度变宽。如果在一个周期内开关的导通时间短，则脉冲电压的宽度变窄。因此，降压转换器320的输出电压Vo变成（开关的导通时间/开关周期）×输入电压(Vi)。
第二，升压转换器330是升压DC/DC转换器。当输入端子的地与输出端子的地相同时，使用升压转换器330。当开关导通时，输入电源（即，电池160的输出电压）被连接到电感器的两个端子，从而在升压转换器330中实现电流充电。当开关截止时，充电的电流被传送到负载侧。当从负载侧查看时，降压转换器320和升压转换器330周期性地导通/截止，电流被供应，并且升压转换器330的输出端子的电流总是变得小于输入端子的电流。由于在升压转换器330的操作中不存在损失成分，因此根据输入电流×输入电压=输出电流×输出电压的关系，输出电压总是高于输入电压，并且Vo=Vi/(1-(开关导通时间/开关周期))。
降压转换器320和升压转换器330产生相同的输出电压。当电池160的电压大于预设电压（即，升降压转换器330的输出电压；从升降压转换器300供应的电源被设置为最大电压或大于最大电压）时，降压转换器320进行操作。当电池160的电压小于预设电压时，升压转换器330进行操作。
具有如上所述的构造的升降压转换器300的输出可被施加到LDO稳压器341至34n，从而升降压转换器300的输出被调节为相应的组成元件的操作电源，并且调节的电源被供应。LDO稳压器341至34n的最大操作电源可小于升降压转换器300的输出电压。LDO稳压器341至34n的最小操作电源可大于移动终端的低截止电压。LDO稳压器341至34n可连接在升降压转换器340和移动终端的各个组成元件的电源端子之间。LDO稳压器341至34n中的每个LDO调节器可将升降压转换器300的输出电压调节为相应的组成元件的操作电压，并可供应调节的电压。
在下文中，根据本发明的示例性实施例的低截止电压可被设置为2.5V和2.5V之间的电压。电池160的假死电压被设置为2.0V（即，从2.5V减小到2.0V）。另外，当最大操作电源是3.3V时，升降压转换器300的预设电压（或升降压转换器的输出电压）可被设置为3.3V和3.5V之间的电压。假设预设电压是3.4V。低截止电压是指通过电池160的放电阻止移动终端的操作电源的供应的电压。假死电池电压是指作为过放电防止电压的PCM（电池内部的保护电路）的操作电压。预设电压是指用于转换升降压转换器300的模式的电压（即，降压模式和升压模式中的阈值电压）。在示例性实施例中，产生最大操作电源的LDO稳压器可产生3.3V的电压，产生最小操作电源的LDO稳压器可产生大于2.5V的操作电源。
升降压转换器300必须根据电池160的充电电压转换模式。电源控制器210检测电池160的电压，并将电池160的电压与预设电压进行比较，以产生用于控制PMIC220和230的升降压转换器225和235的模式的模式控制信号。在示例性实施例中，当电池160的电压大于升降压转换器300的输出电压时，电源控制器210产生降压模式控制信号。当电池160的电压小于升降压转换器300的输出电压时，电源控制器210产生升压模式控制信号。如果检测到的电池160的电压等于升降压转换器300的输出电压或其阈值电压，则电源控制器210产生升降压模式控制信号。阈值电压表示电池160的电压是与升降压转换器的预设输出电压相似的电压（例如，当预设电压是3.4V时的3.3V和3.5V之间的电压）。因此，当产生降压模式控制信号时，选择器310选择电池160的输出电压，并将选择的输出电压施加到降压转换器320。当产生升压模式控制信号时，选择器310选择电池160的输出电压，并将选择的输出电压施加到升压转换器330。
然而，当电池160的电压与升降压转换器300的输出电压相同或变为升降压转换器300的相似电压（阈值电压）时，从电源控制器210产生的模式控制信号可能是敏感的。即，当预设电压是3.4V时，如果电池160的电压是3.4V或与3.4V相似的值，则电源控制器210可能根据电压的变化而不稳定地产生降压模式控制信号或升压模式控制信号。因此，选择器310或350不必要地经常被切换，从而电池160的输出电压可被切换输出到降压转换器320和升压转换器330。因此，在本发明的示例性实施例中，如果电池160的输出电压是预设电压或相似的阈值电压，则电源控制器210产生升降压模式控制信号。
参照图3A，当产生升降压模式控制信号时，具有如上所述的结构的选择器310进行控制，使电池160的输出电压施加到降压转换器320和升压转换器330。因此，当电池的输出电压与预设电压（升降压转换器300的输出电压）相同或相似时，降压转换器320和升压转换器330均进行操作，使得电压转换操作可以在降压模式和升压模式的阈值电压被稳定地执行。
参照图3B，当产生升降压模式控制信号时，具有如上所述的结构的选择器350进行控制，使得电池160的输出电压被施加到各个LDO稳压器341至34n。即，当电池160的输出电压与预设电压（升降压转换器300的输出电压）相同或相似时，即，当电源控制器210产生升降压模式控制信号时，具有如图3B中所示的结构的选择器350将电池160的输出电压施加到LDO稳压器341至34n。即，当电池160的输出电压是降压模式和升压模式的阈值电压时，电池160的输出电压可能与升降压转换器300的输出电压大致相同。因此，LDO稳压器341至34n可调节电压以产生相应的操作电压。
图4是示出根据本发明的示例性实施例的用于在便携式终端中供电的设备的低截止电源的框图。
参照图4，如上所述，当电池160的电压小于预设电压（升降压转换器的输出电压、移动终端的操作电压）时，根据本发明的示例性实施例的移动终端在升压模式下进行操作。因此，尽管电池160的电压可能小于操作电压，但是根据本发明的示例性实施例的用于供电的设备可连续供应系统的操作电源。
在电池的放电曲线中，当使用石墨基材料时，在小于3.4V的电压中出现迅速的放电。当使用硅SI系材料时，在小于3.4V的电压处实现相对缓慢的放电，从而电池的材料优选地被改变为Si系材料。
如上所述，由于根据本发明的示例性实施例的用于在移动终端中供电的设备可在低电池电压中进行操作，因此可优选地减小低截止电压和假死电池电压。假设本发明的示例性实施例中，截止电压被设置为2.7V和3V之间的电压，假死电池电压从当前的2.5V改变为2.0V。假死电池电压是指作为过放电防止电压的PCM（电池的内部保护电路）的操作电压。
根据本发明的示例性实施例的用于在移动终端中供电的设备可包括根据移动终端的构造的多个电源单元（例如，PMIC）。具体地讲，当移动终端是如上所述的诸如智能电话的终端装置时，控制器100可包括AP105和CP107。AP105处理终端装置的各种应用。AP-PMIC410可供应在AP105的控制下操作的显示单元130、触摸板140和相机150的操作电源。CP-PMIC425供应作为与通信相关的组成元件的通信单元120和CP107的调制解调器的操作电源。为此，在本发明的示例性实施例中，升降压转换器可安装在AP-PMIC410中，使得低截止（例如，低截止电压可被设置为3V）可行，并且2G RF和升降压转换器420可附加地设置在CP-PMIC425的前端。发送功率放大器430、位于3G或4G通信单元120的发送器内部的发送功率放大器445或450可由降压转换器440来供应。
图5是示出根据本发明的示例性实施例的图4中所示的AP-PMIC410的构造的框图。
参照图5，AP-PMIC(图2的220或图4的AP-PMIC410)包括四个降压转换器511至517以及一个升降压转换器500。降压转换器511至517可产生大于或小于从升降压转换器500输出的电压的操作电压，并可将产生的操作电压供应为相应的组成元件的操作电源。例如，AP降压转换器511可在AP105的控制下进行操作，可根据系统的负载可变地产生操作电源，并将产生的操作电源供应为AP105的操作电源。另外，相机降压转换器513可产生大于从升降压转换器500产生的电压的电压（例如，相机150的闪光灯）。子稳压降压转换器517可产生LD0稳压器521和523的电源，其中，稳压器521和523可将从子稳压降压转换器产生的电压调节为具有与组成元件相应的大小的操作电压，以供应系统所需的电压。
升降压转换器500总是产生恒定电压（假设在本发明的示例性实施例中，恒定电压可以是从3.3V到3.5V的值）。即，根据本发明的示例性实施例的升降压转换器500是DC/DC转换器，所述DC/DC转换器分别收集和供应用于移动终端的电源中相对高的电压的电源，并可如图3A或图3B中所示的结构安装在AP-PMIC内部。当电池160的电压等于或大于特定电压时，升降压转换器500在电源控制器210的控制下用作降压转换器。当电池160的电压小于特定电压时，升降压转换器500用作升压转换器。因此，即使电池160的电压小于操作电压，升降压转换器500也可连续地供应操作电源。在示例性实施例中，当电池160的电压大于升降压转换器500的输出电压时，升降压转换器500在降压模式下进行操作。LDO稳压器531至549将从升降压转换器内的降压转换器产生的电压调节为具有与组成元件相应的大小的操作电压，以供应系统所需的电压。LDO稳压器531至549可被接通/断开。当执行相应的组成元件不被操作的应用时，LDO稳压器531至549断开。另外，当电池160的电压小于升降压转换器500的输出电压时，升降压转换器500在升压模式下进行操作。即使当升降压转换器500在升压模式下进行操作时，从内部升降压转换器产生的电压也具有与从降压转换器产生的电压相同的从3.3V到3.5V的电压。因此，LDO稳压器531至549可以以与降压模式相同的方式产生相应的组成元件的操作电源。
图6是示出根据具有如图4和图5中所示的结构的本发明的示例性实施例的控制用于供电的设备的构造的框图。
参照图6，AP-PMIC610、IF-PMIC620，其他DCDC630以及其他LDO在AP600的控制下进行操作，CP-PMIC660和FR块电源670在CP650的控制下进行操作。尽管电池160的充电电压根据移动终端的操作而减小，但是如上所示的用于供电的设备可正常地供应系统的操作电源。另外，相应的AP600或CP650可使用I2C或GPIO接口控制用于供电的设备的电源。因此，AP600和CP650读取寄存器以确定AP-PMIC610和CP-PMIC660的升降压转换器当前是在降压模式下进行操作还是在升压模式下进行操作。在示例性实施例中，AP600读取AP-PMIC610的相应的寄存器。如果升降压转换器在降压模式下进行操作，则AP600可检测到电池具有足够的容量。如果升降压转换器在升降压模式下进行操作，则AP600可检测到电池160的容量几乎被耗尽。在示例性实施例中，如果升降压转换器在降压模式下进行操作，则AP600可通过显示单元130将用于显示电池的容量的项（或图标）的颜色输出为绿色。如果升降压转换器在升压模式下进行操作，则AP600可通过显示单元130将用于显示电池的容量的项（或图标）的颜色输出为红色，以报告电池的容量剩得很少。
图7是示出根据本发明的示例性实施例的移动终端的构造的框图。
参照图7，除AP-PMIC700的构造之外的其余构造与图4的构造相同。即，图7的标号720至750的构造和操作与图4的标号420至450的构造和操作相同。根据本发明的示例性实施例的AP-PMIC700可在其中包括多个升降压转换器。
图8是示出根据本发明的示例性实施例的图7中所示的AP-PMIC的构造的框图。
参照图8，AP-PMIC700(未示出)包括降压转换器850以及多个（例如，三个）升降压转换器，各个升降压转换器可通过确定电压来分别最大化效率。电源控制器810产生用于控制各个升降压转换器820至840的操作模式的模式控制信号，并且升降压转换器820至840的构造可具有如图3A或图3B中所示的构造。在下文中，假设第一升降压转换器820的输出电压被设置为3.3V，第二升降压转换器830的输出电压被设置为3.0V，第三升降压转换器840的输出电压被设置为2.8V。
电源控制器810检测电池160的输出。如果电池电压等于或大于3.3V，则电源控制器810控制第一升降压转换器820至第三升降压转换器840处于降压模式。当电池电压在3.0V和3.3V之间时，第一升降压转换器820在升压模式下被控制，第二升降压转换器830和第三升降压转换器840在降压模式下被控制。当电池电压在2.8V和3.0V之间时，第一升降压转换器820和第二升降压转换器830在升压模式下被控制，第三升降压转换器840在降压模式下被控制。当电池电压小于2.8V时，第一升降压转换器820至第三升降压转换器840在升压模式下被控制。
另外，电源控制器810将电池160的充电电压状态报告给AP105。即，AP105可读取电源控制器810的输出以检测电池160的充电状态。因此，当具有3.3V的输出电压的升降压转换器820在电源控制器810的控制下在升压模式下进行操作时，AP105可限制相机150的功能。如果具有3.OV的输出电压的升降压转换器830开启升压模式操作，则AP105可限制呼叫功能。如果具有2.8V的输出电压的升降压转换器840开启升压模式操作时，AP105可限制USB OTG功能。如上所述，当移动终端的特定功能被限制时，由于每个升降压转换器的输出端子处的电压变化是不必要的，因此，不需要LDO稳压器或DC/DC转换器，并且可使用负载开关分离电源。
图9是示出根据本发明的示例性实施例的移动终端的构造的框图。
参照图9，电源控制器910检测电池160的输出电压,确定检测到的电池160的电压是否等于或大于预设电压，并根据确定结果产生转换控制信号。预设电压是在供应给移动终端的操作电压中高于最大操作电压的电压。电源控制器910可包括电压比较器。升压转换器920是升压DC/DC转换器。选择器930接收电池160和升压转换器920的输出电压，选择并输出与电源控制器910的转换控制信号相应的电压。降压转换器511至517以及900是电阻式DC/DC转换器，并转换从选择器930输出的电压。子稳压降压转换器517可产生用于LDO稳压器521和523的电源，其中，LDO稳压器521和523可将从子稳压降压转换器产生的电压调节为具有与组成元件相应的大小的操作电压，以供应系统所需的电压。多个稳压器531至549被连接到降压转换器900的输出端子。稳压器531至549将升降压转换器500的输出电压调节为移动终端的各个组成元件的操作电源。根据本发明的示例性实施例的降压转换器900是DC/DC转换器，所述DC/DC转换器分别收集和供应用于移动终端的电源中相对高的电压，并可如图3A或图3B中所示的构造安装在AP-PMIC内部。
在示例性实施例中，降压转换器900的输出可大于移动终端的组成元件的操作电压的最大操作电压。在图9的情况下，最大电压可以是3.3V。在示例性实施例中，降压转换器900的输出电压可等于或大于3.3V。可假设降压转换器900的输出电压是3.4V。在示例性实施例中，电源控制器910的参考电压必须大于降压转换器900的输出电压。如上所述，3.4V可被用作参考电压。
当电池160的输出电压等于或大于预设参考值时，电源控制器100控制选择器930将电池160的输出电压施加到降压转换器511至517以及900。因此，当电池160的电压大于降压转换器900的输出电压时，降压转换器900将电池160的输出电压转换为预设电压（例如，3.4V），并输出转换的电压，LDO稳压器531至549将电压调节为与组成元件相应的大小的操作电压，以供应系统所需的电压。LDO稳压器531至549可接通/断开。当执行相应的组成元件不被操作的应用时，LDO稳压器530至549断开。
在示例性实施例中，当电池160的输出电压小于预设参考电压时，电源控制器100可控制选择器930将升压转换器920的输出电压施加到降压转换器511至517以及900。在示例性实施例中，升压转换器920接收小于降压转换器900的输出电压的电池160的电压，并将电池160的电压提升到降压转换器900的输出电压的大小，以输出提升的电压。因此，即使当电池160的输出电压小于移动终端的最大操作电压时，LDO稳压器531至549也可产生相应的组成元件的操作电源。在示例性实施例中，如上所述，截止电压被设置为大于假死电池电压并小于最大操作电压的电压。此外，如上所述，当电池160的电压与降压转换器900的输出电压（即，电源控制器910的参考电压）相同或相似时，电源控制器901选择并输出电池160的输出和升压转换器920的输出两者，或仅选择并输出电池160的输出。例如，当参考电压是3.4V并且电池160的电压在3.3V至3.5V的范围内时，电源控制器910可控制选择器930将电池160和升压转换器920的输出电压施加到降压转换器511至517以及900，或者仅将电池160的输出供应给降压转换器。
升降压转换器安装在根据本发明的示例性实施例的用于在移动终端中供电的设备的内部。当电池电压等于或大于特定电压时，移动终端在降压模式下进行操作。当电池电压小于特定电压时，尽管电池电压低于操作电压，但是，在升压模式下进行操作的移动终端继续进行操作。因此，通过减小使用电池的移动终端的截止电压来增加电池的使用时间。例如，当3.0V的截止电压被施加时，电池的使用时间可增加到最大38分钟。当2.75V的截止电压被施加时，电池的使用时间可增加到最大47分钟。升降压转换器可安装在移动终端的AP-PMIC中，从而可减小安装空间。通过按照电源将LDO稳压器添加到升降压转换器执行电压设置和导通/截止来最小化功耗。根据根本发明的示例性实施例的移动终端可识别升降压转换器的操作模式以显示电池的剩余量。
此刻应注意，如上所述的本公开的示例性实施例在某种程度上通常涉及输入数据的处理和输出数据的产生。此输入数据处理和输出数据产生可在硬件或与硬件组合的软件中被实现。例如，特定电子组件可在用于实现与如上所述的本发明的示例性实施例相关的功能的移动装置或相似或相关的电路中被采用。可选择地，根据存储的指令进行操作的一个或多个处理器可实现与如上所述的本发明的示例性实施例相关的功能。如果是这种情况，则将这些指令可存储在一个或多个处理器可读介质中是在本公开的范围之内。处理器可读介质的示例包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储装置。处理器可读介质可被分布于联网的计算机系统，从而以分布的方式存储和执行所述指令。另外，用于实现本发明的功能计算机程序、指令和指令段可容易地被本发明所属领域的程序员解释。
尽管已参考本发明的特定示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应该将理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims (14)

1.一种用于在移动终端中供电的设备，所述设备包括：
电池；
电源管理集成电路，包括用于转换电池电压以输出特定电压的升降压转换器；
多个稳压器，用于将从升降压转换器输出的特定电压调节为各个相应的组成元件的电压，并用于输出调节的电压，其中，当电池电压大于所述特定电压时，升降压转换器在降压模式下进行操作，当电池电压小于所述特定电压时，升降压转换器在升压模式下进行操作，
其中，所述组成元件包括：
控制器，用于控制移动终端的操作；
触摸板，用于产生输入并用于将产生的输入信号提供给控制器；
显示单元，用于在控制器的控制下显示移动终端的操作，其中，来自电源管理集成电路的电压被供应到显示单元。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述特定电压大于在组成元件中使用的最大操作电压。
3.如权利要求2所述的设备，其中，控制器确认升降压转换器的模式，并且当升降压转换器的模式是升压模式时，控制器在显示单元上显示升压模式。
4.如权利要求3所述的设备，其中，升降压转换器包括：
降压转换器，包括电阻式DC/DC电压转换器；
升压转换器，包括升压DC/DC电压转换器；
选择器，用于在电池电压大于升降压转换器的输出电压时选择降压转换器，以将电池电压施加到选择的降压转换器；用于在电池电压小于升降压转换器的输出电压时选择升压转换器以将电池电压施加到选择的升压转换器；用于在电池电压处于升降压转换器的输出电压的阈值电压时，选择降压转换器和升压转换器两者以将电池电压施加到选择的降压转换器和升压转换器。
5.如权利要求3所述的设备，其中，升降压转换器包括：
降压转换器，包括电阻式DC/DC电压转换器；
升压转换器，包括升压DC/DC电压转换器；
选择器，用于在电池电压大于升降压转换器的输出电压时选择降压转换器，并用于将电池电压施加到选择的降压转换器；用于在电池电压小于升降压转换器的输出电压时选择升压转换器，并用于将电池电压施加到选择的升压转换器；用于在电池电压处于升降压转换器的输出电压的阈值电压时将电池电压直接施加到所述多个稳压器。
6.如权利要求4所述的设备，其中，所述电池包括硅基电池。
7.如权利要求6所述的设备，其中，所述特定电压被设置为3.3V和3.5V之间的电压，并且所述多个稳压器产生2.2V和3.3V之间的电压。
8.一种用于在移动终端供电的设备，所述设备包括：
电池；
电源管理集成电路，包括用于将电池电压转换为具有不同值的特定电压并将转换的特定电压输出到各个相应的组成元件的多个升降压转换器，其中，当电池电压大于所述特定电压时，升降压转换器在降压模式下进行操作，当电池电压小于所述特定电压时，升降压转换器在升压模式下进行操作；
控制器，用于控制移动终端的操作；
触摸板，用于产生输入并将产生的输入信号提供给控制器；
显示单元，用于在控制器的控制下显示移动终端的操作，其中，来自电源管理集成电路的电压被供应到显示单元。
9.如权利要求8所述的设备，其中，控制器确认升降压转换器的模式，并根据在升压模式下进行操作的升降压转换器的输出电压限制移动终端的相应功能。
10.如权利要求9所述的设备，其中，升降压转换器包括：
降压转换器，包括电阻式DC/DC电压转换器；
升压转换器，包括升压DC/DC电压转换器；
选择器，用于在电池电压大于升降压转换器的输出电压时选择降压转换器，并用于将电池电压施加到选择的降压转换器；用于在电池电压小于升降压转换器的输出电压时选择升压转换器，并用于将电池电压施加到选择的升压转换器；用于在电池电压处于升降压转换器的输出电压的阈值电压时，选择降压转换器和升压转换器两者，并用于将电池电压施加到选择的降压转换器和升压转换器。
11.如权利要求9所述的设备，其中，升降压转换器包括：
降压转换器，包括电阻式DC/DC电压转换器；
升压转换器，包括升压DC/DC电压转换器；
选择器，用于在电池电压大于升降压转换器的输出电压时选择降压转换器，并用于将电池电压施加到选择的降压转换器；用于在电池电压小于升降压转换器的输出电压时选择升压转换器，并用于将电池电压施加到选择的升压转换器；用于在电池电压处于升降压转换器的输出电压的阈值电压时将电池电压直接施加到稳压器。
12.如权利要求10所述的设备，其中，所述电池包括硅基电池。
13.一种在包括电池的便携式终端中供电的方法，所述方法包括：
检查电池电压；
当电池电压大于升降压转换器的输出电压时，在降压模式下操作移动终端以输出预设电压，当电池电压小于升降压转换器的输出电压时，在升压模式下操作移动终端以输出预设电压；
将输出的预设电压调节为相应的组成元件的操作电压，以供应操作电源。
14.如权利要求13所述的方法，其中，移动终端的操作包括：
当降压模式控制信号被输出时，将电池电压施加到降压转换器，使得电池电压被转换；
当升压模式控制信号被输出时，将电池电压施加到升压转换器，使得电池电压被转换；
当升降压模式控制信号被输出时，将电池电压施加到降压转换器和升压转换器，使得电池电压被转换。
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