CN105191053B - 电池充电器集成电路芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种片上数字通信接口电路，该片上数字通信接口电路直接耦接到独立电池侧气压计电路的对应接口电路。片上电池充电控制电路根据充电电压极限和电流极限来控制电池充电电压和从独立电源接口电路供应到电池单元端子的电池充电电流。充电极限从气压计电路读取，并且实际上执行若干个不同电池充电特征中的所选择的一个电池充电特征。还描述了其它实施例并要求对其进行保护。

Description

电池充电器集成电路芯片
本发明的一个实施例涉及被嵌入到便携式电池供电消费电子设备内的电力管理集成电路和电池充电电路。还描述了其他实施例。
背景技术
已开发了被嵌入到便携式消费电子设备诸如智能电话和平板电脑中的电力管理集成电路(IC)。不同的功能已被集成到电力管理IC芯片上。例如，高效切换模式电池充电器电路已被嵌入到电力管理IC中，该电力管理IC与便携式设备的可再充电电池直接接合。充电器电路赋予电池以恒定电流/恒定电压充电特征，而不需要与主处理器进行交互，以有效地使电池达到直至满充电状态。片上电力控制或电力切换电路根据所指定的恒定电流(CC)和恒定电压(CV)特性来控制电池充电电流。IC芯片还可具有提供经调节的dc输出电压以用于由便携式设备的其他有源部件使用的电压调节器电路。还提供允许从主处理器接收电池充电和电力管理命令的数字通信接口。典型的电力管理IC还具有至独立外围设备电源诸如USB主设备的接口，其从独立外围设备电源汲取电流来对电池进行充电并对其板上电压调节器供电。
通常，电池是作为包含与至少一个可再充电的电化学电池单元集成在一起的电池温度传感器和电池气压计电路的电池组或组件来提供的。独立或专门的信号线将电池温度传感器连接到电力管理IC内的模拟温度监测电路，这允许电池充电控制电路在常温充电期间或在低温充电期间自动避免使电池过热，使电池过热可能缩短电池单元寿命。电力管理IC中的充电电路直接监测电池端电压和充电电流，以实现设置CV和CC充电特征。单线数字通信接口(SWI)将气压计连接到主处理器，该主处理器通过SWI来监测从气压计所接收的电池电压、电荷状态数据、和充电-放电或使用循环计数，以便例如计算电池的剩余可运行时间和健康量度。
发明内容
本发明的一个实施例是一种电池充电器IC芯片，该电池充电器IC芯片具有至独立电源的片上接口、直接耦接到独立电池侧气压计电路的对应接口电路的片上数字通信接口电路、和片上电池充电控制电路。充电控制电路控制从电源接口汲入并被转换输出到电池单元端子的电力。充电控制电路负责将电池电压和充电电流控制为保持在由气压计所设置的电压极限和电流极限内。该系统因此能够实现多个不同的电池充电特征。这是由于充电控制电路能够经由数字通信接口电路从气压计电路读取电压极限和电流极限而被实现。此外，由于气压计根据电池的电压、电流、电荷状态、温度、及其他参数来确定电压极限和电流极限，因此不再要求电池充电器知道电池的温度。
因此充电器IC依赖于气压计电路来计算多维充电特征，即基于由气压计电路对a)实时或当前电池温度、b)当前电池电压和电流、c)电池充电和放电循环计数、和d)电池电荷状态所作的测量来进行计算。与电池温度传感器和一个或多个电池单元一起集成在电池组中的气压计电路反复且连续地计算更新后的电压极限和电流极限并通过其内部寄存器来使其可用。可经由充电器IC芯片的数字通信接口来访问内部寄存器，并且内部寄存器可被充电器IC芯片实时地在任何给定的充电循环期间被周期性地读取。这允许电池充电控制电路随着电池老化(例如在使用该电池的消费电子设备的正常寿命期间)连续地修改当前充电特征，而同时遵从气压计电路的内部寄存器中所指示的电压极限和电流极限，从而以可能还有助于延长电池寿命和扩展电池容量的方式有效地对电池进行充电。
另外，在本发明的另一个实施例中，气压计受益于知道供应给电池的充电电流是正受限于来自电源(例如可插拔的DC电源适配器)的输入电流还是正受限于阻止所期望的充电电力到达电池的输入电压极限。这个信息是作为利用气压计的每个周期性数字事务的一部分而从充电器IC芯片发送到气压计的。通知气压计输入电力受到限制，这允许气压计对于充电结束作出更有根据的确定。
已发现将反复计算最新或更新后的充电特征的功能置入气压计电路中同时相对于电池充电能力使电池充电器IC“更笨”地冲击用于集成特别小或更紧凑的便携式电子设备诸如智能电话和平板电脑的不同电力管理功能的多个可用选项之间的尤其有用的平衡。这可能是由于希望用于将测量和计算电池能量状态和电池健康历史参数的气压计电路与电池单元容纳在其电池组内。这可能使得不断变化的电池健康历史参数诸如循环计数能够保持更新并且易于与电池组相关联，因为电池组可能从一个便携式设备断开并且然后从所述一个便携式设备移动到另一个便携式设备。
在一个实施例中，为了帮助减少IC芯片和电池之间的电连接中所需的引脚或电触点的数量，至气压计电路的数字通信接口可以是单线通信接口电路(SWI)例如HDQ串行数据接口。此外，在电池温度传感器和充电器IC之间没有专门的温度信号引脚。这个组合方法使得充电器IC芯片和电池之间的接口只具有三个引脚，即SWI引脚、电池正电极引脚、和电池负电极引脚。
在存在独立可插拔电源(例如dc电源适配器)的情况下，充电器芯片还可具有板上电压调节器，其生成经调整的dc电压以用于由便携式设备中的其他电子部件使用。
在另一个实施例中，充电器芯片中的电池充电控制电路仅依赖于板上状态机而不依赖于可编程的微控制器来周期性地(通过SWI)从电池侧气压计读取最新电池电压和电池电流极限。
以上概述不包括本发明的所有方面的详尽列表。可预期的是，本发明包括可根据上文概述的各个方面以及在下文的具体实施方式中公开并且在随本申请提交的权利要求中特别指出的各种方面的所有合适的组合来实施的所有系统和方法。此类组合具有未在上述发明内容中具体阐述的特定优点。
附图说明
本发明的实施例以举例的方式进行说明，而不仅限于各个附图的图示，在附图中类似的附图标号指示类似的元件。应当指出，本公开中提到“一”或“一个”实施例未必是同一实施例，并且它们表示至少一个实施例。
图1是根据本发明的一个实施例的一种组合电池充电器集成电路芯片和电池的组合电路示意框图。
图2是根据本发明的另一个实施例的电路示意图。
图3示出了组合电池充电器IC芯片和电池可在其中使用的示例性便携式电子设备。
图4为图3的便携式电子设备的框图。
具体实施方式
现在参考所附附图来解释本发明的若干个实施例。每当在实施例中描述的部件的形状、相对位置和其它方面未明确限定时，本发明的范围并不仅局限于所示出的部件，所示出的部件仅用于例证的目的。另外，虽然阐述了许多细节，但应当理解，本发明的一些实施例可在没有这些细节的情况下被实施。在其他情况下，未详细示出熟知的电路、结构和技术，以免模糊对本描述的理解。
图1是根据本发明的一个实施例的电池充电器集成电路芯片和电池组合的组合电路示意框图。充电器IC芯片2被示出为具有多个引脚(也被称为集成电路触点或焊盘)，它们与若干个“外部”设备电连接，该若干个“外部”设备包括电池4和处理器(在图1中未示出，但参见下文中进一步描述的图4)。单根引线或迹线(形成在印刷电路板或柔性电路载体中，未示出)将IC芯片2的引脚17连接到电池4的引脚3，而另一根引线将IC芯片2的引脚13连接到电池4的引脚8。引脚8是电池4的电池单元正端子引脚，而另一引脚9是连接到IC芯片2的接地引脚14的电池单元负端子引脚。这个布置是足以将电池4完全连接到所有其外部设备(包括IC芯片2)的三引脚连接。
电池4可具有适于在相对小且重量轻的便携式消费电子设备诸如智能电话或平板电脑中使用的一个或多个电池单元5(在这里的实例中被示出为单个电池单元)诸如具有常规电化学(例如锂聚合物化学)的那些电池单元。电池温度传感器6被定位为准确地感测电池单元5的温度。此外，电池4具有集成在其中的电池侧气压计电路7。气压计电路7可具有微控制器和其中根据已知技术支持对所感测的电池温度、电池单元电压、和电池单元电流的数字化准确测量的其他电路。
气压计电路7中的微控制器实时处理当前所感测的电池数据，以计算若干个电池指标。它们包括当前电荷状态(当前剩余电池容量的指示)、当前或更新后的电池充电电压极限和电流极限、当前电池电压、和最新充电和放电循环计数。这些所计算的指标被存储在寄存器(未示出，但一般性地参见能外部访问，即能从传统气压计电路外访问的任何合适的片上数字存储电路)内。气压计7周期性地更新其对此类指标的计算，使得“最新”更新在其寄存器中可由外部设备访问。在这种情况下，对此类寄存器的访问是使用充电器IC 2中的对应数字通信接口19经由单线接口(SWI)进行的，该SWI包括将电池4的引脚3连接到充电器IC 2的引脚17的单根引线。
在一个实施例中，电池充电特征或算法(例如恒定电流CC和恒定电压CV特征)只在气压计7中被存储和使用，而不在充电器IC 2中被存储和使用。只有最新充电电压和充电电流极限被气压计7使用片上数字通信接口电路19(SWI电路)报告给充电器IC 2。同样，不需要使充电器IC 2知道当前电池温度。最新充电电压极限和电流极限可在多个片上寄存器20(一般性地称为片上数据存储电路)中被写入到或被存储在充电器IC 2内。片上充电控制器22于是基于从气压计7所获取的最新充电电压极限和电流极限来控制当前电池电压和充电电流。
在另一个实施例中，充电器IC 2可通过(经由SWI电路)从气压计7读取然后将其写入到寄存器20中来从气压计7获取最新充电特征或算法参数以及所感测的电池温度。在这个实施例中，寄存器20由片上充电控制器22访问，该片上充电控制器22具有使其能够根据最新充电特征参数并基于当前电池温度值来控制电池电压和充电电流的增强功能。
一个实施例中的充电控制器22(也被称为电池充电控制电路)驱动通路晶体管电路23(在这里被示出为单个n通道场效应晶体管，该单个n通道场效应晶体管的栅电极由控制器22驱动)的控制电极。这导致经由包括引脚7,11和它们之间的电连接的片上电源接口电路从独立电源汲取受控量的充电电流。在这个实例中，外部引线迹线(其可包含并联连接的多条引线迹线，以减小串联电阻)将引脚12连接到引脚11，该引脚11被标记为Vdd(高)并且充电电流通过引脚11。充电电流被引导到电池单元5的单元端子，这是由于通路晶体管电路23的输出端通过充电器IC 2的引脚13耦接到电池单元端子引脚(或电池电源引脚)8。通路晶体管电路23可由并联连接(未示出)到IC芯片2的引脚12,13的一个或多个附加片下通路晶体管辅助。在这种情况下，需要附加引脚(未示出)来允许连接到充电控制器22的输出节点，以便驱动片下通路晶体管的控制电极。在一个实施例中，这导致来自较高电压可插拔DC电源的电力被转换为较低电压并用于对电池4进行充电。
需要指出的是，当独立可插拔电源(连接到引脚7的外部DC电源)被断开时，或者当便携式设备中的外部有源电子部件所需的电力超过了可从独立可插拔电源获取的电力时，通路晶体管23也将反向传递放电电流，即从引脚13到引脚12，使得电池4可提供到Vdd(高)轨的电源电流。
通路晶体管电路23具有通过耦接到独立电源接口电路的充电器IC 2的引脚12的输入。独立电源接口电路除了保护设备(未示出)诸如过电压保护设备之外还可包括电力监测电路10。独立电源接口电路包括连接到独立dc电源(未示出)的引脚7，该独立dc电源例如可以是可插拔的外围设备诸如充电器IC 2集成在其中的便携式设备所耦接到的通用串行总线(USB)主设备。在下文描述的图4中可找到对此更多的说明。
充电控制器22通过虚线中所示的可包括用于感测被引导到电池单元端子引脚8的充电电流的电流感测电路的电路而获取对当前电池电压和当前充电电流的测量。由此所感测的电池电压和电池充电电流与最新充电电压极限和电流极限一起被充电控制器22用于在这个实例中快速地接通和切断通路晶体管电路23，以便将所测量的电池电压和电池电流保持在由气压计7所确定的极限内。充电控制器22可通过从寄存器20周期性地读取充电电压极限和电流极限而在充电循环期间连续地控制电池电压和充电电流，该寄存器20在从气压计7读出之后继而由通信接口19周期性地写入。这样，充电控制器22可在任何给定充电循环期间实现多个不同的电池充电特征，其中这些充电特征由气压计7中的微控制器计算以鉴于电池的当前健康或老化(例如按充电和放电循环计数来测量)和当前所感测的电池温度来提供“最佳”充电特征。
充电特征的实例包括恒定电压(CV)和恒定电流(CC)电池充电特征，其参数或阈值可包括充电循环开始时的初始恒定电流水平、在充电循环期间要维持的恒定电池单元电压、和(在充电循环结束时要寻求的)终止恒定电压。可根据当前所感测的电池温度和累计循环计数来限定更复杂的充电特征，其例如包括充电电流的变化和该充电电流的减小的步长。例如参见Ungar等人的美国专利申请公开No.2009/0273320 A1中所描述的电池充电特征，在该美国专利申请公开中已描述用于特定类型的可再充电电池(具有锂聚合物化学品)的多个充电过程。需要指出的是，一般而言，可使用任何已知或适当的充电特征，其中应当理解，气压计7中的微控制器可被编程以根据任何已知或适当的技术为此类特征计算所需的电池电压和充电电流极限。一个实例是自适应表面浓度充电(ASCC)，其帮助在锂聚合物电池的充电过程期间避免锂表面饱和。
应该指出的是，如图1中所示，气压计7可被视为实际上将电池充电特征选择命令发送至充电控制器22(经由SWI)，使得可认为充电器IC 2在这个方面比气压计7更简单或“更笨”。这个权衡妥协可能在相对小的便携式消费电子设备诸如智能电话和平板电脑中特别有效，因为其也允许电池4和充电器IC 2之间的柔性或印刷电路板连接的更少的引脚计数，同时影响气压计7中的微控制器的可用性。在此类实施例中，充电控制器22可有利地利用实现状态机的相对较不复杂的逻辑电路来实现，使得对于充电器IC 2内的充电控制方面不需要任何可编程的微控制器。
仍然参见图1，充电器IC 2的附加部件可包括电压调节器(VR)15，该VR可以是在充电器IC 2的引脚16处提供更低经调节的dc电压从而从引脚7(并且从独立dc电源)汲取电流的片上切换模式电压调节器电路。因此，独立可插拔电源(未示出)用于提供两个电源轨电压，即Vdd(高)和Vdd(低)。那些电源电压可被用于为便携式设备内的独立部件供电(再次如下文结合图4进一步所述的)。
图1还示出了一个实施例，其中充电器IC 2具有另一片上数字通信接口电路25。这可例如根据任何已知的常规片到片互连接口技术诸如I2C，该I2C是双线多主设备串行单端计算机总线接口。这是比通信接口19(SWI)更复杂的接口，并且可被用于从独立处理器(例如图4中所示的处理器39)接收命令，该命令包括与电力管理相关的命令诸如关闭充电控制器22和VR 15的断电命令，为了限制便携式电子设备的热封套而施加比从气压计电路7所接收并被存储在寄存器20中的充电电流极限小的充电电流极限，以及用于从电力监测电路10读取指示便携式设备在任何给定时刻的总电力消耗的电力测量。
如上文中参考图1所述的，充电器IC 2包括电池充电电路或充电控制器22，其实质上可利用实际电池侧气压计电路7的多个电池充电特征中的所选择的一个电池充电特征进行配置。电池侧气压计电路7连续地基于其所感测的当前电池温度、基于其已累计的当前使用循环计数并且还基于其所感测的当前电池电压来计算所期望的或更新后的充电电压极限和电流极限，并且然后响应于通过SWI(引脚3,17和通信接口电路19)从充电器IC 2所接收的周期性读取请求来将所计算的参数以信号形式发送至充电控制器22。在图1中，充电控制器22被示出为相对于VR 15的独立部件，其中VR 15产生引脚16上的经调节的电压(Vdd)。在这种情况下，充电器IC 2的引脚12处的通路晶体管23的输入端被直接连接到充电器IC 2的引脚11，在引脚11上发现更大的dc电源电压Vdd(高)(源自独立DC电源)。图2示出了替代布置，其中充电控制器22被嵌入或者作为由VR 15共享或被视为VR 15的一部分的切换电源控制器的一部分。因此，更新后的充电电压极限和电流极限从寄存器20直接提供给VR 15的控制器逻辑部件。VR 15并且具体地其内嵌的电力切换控制器逻辑部件在引脚16处提供所需电压，其在这种情况下直接连接到引脚12，其中引脚12是通路晶体管电路23的输入端，其中引脚13处的电池电压和通过通路晶体管电路23的充电电流被限制为由气压计所提供的充电电压极限和电流极限。在这种情况下，通路晶体管电路23可被偏压为始终接通，如图所示(其中在n通道场效应晶体管的情况下电极被直接拉升到Vdd(高))，或者另选地可以线性模式被偏压以将引脚16处的电压保持为最小水平，而不超过引脚12处的所期望的电压极限和电流极限。
图3示出了组合电池充电器IC芯片和电池可在其中使用的示例性便携式电子设备，该示例性便携式电子设备是一种移动通信设备30(在这里也被称为智能电话)。图4为此类便携式设备的框图。移动设备30可以是加利福利亚库比蒂诺的苹果公司(Apple Inc.(Cupertino,California))的iPhoneTM设备。另选地，其可以是具有触摸屏31(或者另选地，显示屏和另一种形式的手动用户数据输入设备诸如键盘和鼠标)的任何其他便携式手持多功能通信设备或智能电话。设备30具有多种能力来使其用户(用户的手在图3中被示出为握持设备30的外部壳体)能够访问功能诸如电话(语音或视频)呼叫、语音或视频邮件、和文本消息发送。设备200包括多种能力来使得用户能够访问例如涉及显示屏幕230上所显示的呼叫、文本消息、语音信箱、电子邮件、互联网、日程安排、照片和音乐的特征。代表此类应用程序的图标可出现在主菜单上，如屏幕31上所示出的。
移动设备30的外部壳体可在其中集成有用于在呼叫或记录会话期间拾取其用户的语音的麦克风35、和直接接触近端用户的耳朵的用于在呼叫期间传递远端用户的语音的听筒扬声器(接收器)34。可为所有近端用户提供物理音量按钮33，以手动地设置从听筒扬声器34发出的声音音量。独立物理菜单按钮32允许用户从分层菜单树内的任何地方将在设备30中运行的图形用户界面返回到如图所示的主菜单。设备30还可具有用于更强声音发射的免提电话扬声器36。其他常规特征诸如开机/关机按钮和附件连接器(例如耳机插孔)没有被示出，但当然也可被包括。
图4示出了移动设备30的某些电子部件的框图。设备30具有处理器39，该处理器39执行指令以执行上面介绍的设备30的不同功能。指令可从本地存储器40检索，并且可以是用于执行上面介绍的不同功能(例如电话、电子邮件、和互联网浏览)的操作系统程序(具有设备驱动程序)和据称运行在操作系统顶部的一个或多个应用程序的形式。后者可使用由RF电路37及其相关联的RF天线所支持的无线链路来实现，以产生到例如附近无线局域网(WLAN)接入点的WLAN链路、或者到蜂窝电话通信网络基站的蜂窝数据链路。
如图4中所示，移动设备30在其外部壳体内集成有电池4，该电池4连接到充电器IC2的通信接口19。后者还经由其片上电力接口(包括电力监测电路10)连接到计算机外围设备接口连接器29，该计算机外围设备接口连接器29允许与独立电源(例如USB兼容主设备诸如AC墙式电源适配器或例如笔记本电脑或台式计算机)的可插拔连接。与处理器39的连接经由片上通信接口25(例如I2C接口电路)。电源电压Vdd(高)和Vdd可从充电器IC 2获取，以对框图中所示的设备30的大多数部件供电。
由便携式电子设备或系统中的IC芯片所执行的用于对设备的电池进行充电的方法可如下继续执行。片上控制器访问与电池侧气压计电路进行直接数字通信的充电电压极限和电流极限寄存器。寄存器包含由气压计电路所生成的最新充电电压极限和电流极限。来自独立电源(即便携式设备的外部)的电力被用于对系统供电，并且将充电电力提供至电池的单元端子。充电电压和电流根据从气压计所获取得并且能通过片上寄存器访问的最新电池充电电压极限和电流极限来控制。充电电压极限和电流极限可在给定充电循环期间根据由气压计电路所计算(并且已经由片上寄存器进行访问)的多个不同电池充电特征来进行调节。在对电池充电时这些特征中的每个特征可产生相对于时间的不同电池单元电压曲线或者相对于时间的电池单元充电电流，其中这些特征由气压计电路进行选择以便延长电池寿命。
气压计电路连续地感测当前电池温度、当前电池电压和当前电池电流，并以此为基础保持电池充电和放电循环的累计计数。其还连续地基于a)充电和放电循环计数、b)当前所感测的电池温度、c)当前所感测的电池电压、和d)电荷状态来计算新的充电电压极限和电流极限。充电器IC芯片周期性地从气压计电路读取这些极限，以供片上电池充电控制器使用。
虽然已描述并且在附图中示出了某些实施例，但应当理解，此类实施例仅用于说明广义的发明而非对其进行限制，并且本发明并不限于所示和所述的特定构造和布置，因为对于本领域普通技术人员而言可想到各种其它修改。例如，虽然通路晶体管电路23在图1和图2中被示出为单个绝缘栅场效应晶体管，但一个替代形式是可(根据电池充电控制器22的本质)以切换模式、线性模式、或以“始终接通”模式操作的更复杂的多晶体管电路。因此，要将描述视为示例性的而非限制性的。

Claims (16)

1.一种集成电路IC芯片，包括：
片上电源接口，所述片上电源接口用于从独立电源获取电力；
与所述电源接口一起位于片上的数字单线通信接口电路，所述数字单线通信接口电路被配置为直接耦接到位于所述IC芯片外部的独立电池侧气压计电路的对应接口电路；和
与所述电源接口以及所述数字单线通信接口电路一起位于片上的电池充电控制电路，所述电池充电控制电路被配置为使用由所述电源接口供应的电力来控制电池单元端子处的电池充电电压和电流，
所述电池充电控制电路耦接到所述数字单线通信接口电路以从位于所述IC芯片外部的所述气压计电路读取电池充电电压极限和电流极限，并根据已经从所述气压计电路读取的所述电池充电电压极限和电流极限来控制对电池的充电。
2.根据权利要求1所述的IC芯片，还包括存储所读取的电池电压极限和电流极限的片上寄存器。
3.根据权利要求1所述的IC芯片，还包括通路晶体管电路，所述通路晶体管电路的输入端耦接到所述电源接口并且所述通路晶体管电路的输出端耦接到所述IC芯片的电池端子连接引脚，其中所述电池充电控制电路耦接到所述通路晶体管的控制电极。
4.根据权利要求1所述的IC芯片，还包括片上电压调节器，所述片上电压调节器a)具有耦接到所述电源接口的输入端，所述片上电压调节器从所述输入端产生经调节的dc电压，并且所述片上电压调节器b)向外部部件供应电力。
5.根据权利要求4所述的IC芯片，还包括通路晶体管电路，所述通路晶体管电路的输入端耦接到所述电源接口并且所述通路晶体管电路的输出端耦接到所述IC芯片的电池端子连接引脚，其中所述通路晶体管电路在充电期间被连续偏压。
6.根据权利要求1所述的IC芯片，包括用于由独立处理器访问的另外的片上数字通信接口电路。
7.根据权利要求1所述的IC芯片，结合所述独立电池侧气压计电路，其中所述电池充电电路被配置为根据由所述独立电池侧气压计电路在多个充电特征中所选择的选定的一个充电特征来控制对电池的充电，其中所述气压计电路基于由所述气压计自身所确定的当前电池温度、当前使用循环计数、当前电池电压和当前电池电荷状态来计算充电电压极限和电流极限，并响应于从所述IC芯片所接收的周期性读取请求来将所计算的充电电压极限和电流极限以信号形式发送给所述电池充电电路。
8.一种便携式电子设备，包括：
电池，所述电池具有电池单元、电池温度传感器和电池侧气压计电路；
显示屏；
处理器；
存储器，所述存储器在其中存储有操作系统和用于由所述处理器执行的多个应用程序；
计算机外围设备接口连接器，所述计算机外围设备接口连接器用于与独立可插拔电源连接；和
集成电路IC芯片，所述IC芯片包括至所述连接器的片上接口、直接耦接到所述气压计电路中的对应接口电路的片上数字单线通信接口电路以及用于控制电池充电电压和从所述连接器汲入并被引导到所述电池单元的端子的电池充电电流的片上电池充电控制电路，
所述电池充电控制电路a)耦接到所述数字单线通信接口电路以从所述气压计电路读取充电电压极限和电流极限，并b)使用所读取的充电电压极限和电流极限来根据由所述气压计电路在多个不同的电池充电特征中所选择的选定的一个电池充电特征对所述电池单元进行充电。
9.根据权利要求8所述的设备，其中至所述连接器的所述片上接口具有通过低阻抗路径耦接到输出端引脚的输入端引脚，
并且其中所述设备进一步包括通路晶体管电路，所述通路晶体管电路的输入端耦接到所述IC芯片的所述输出端引脚并且所述通路晶体管电路的输出端耦接到所述电池单元端子，其中所述电池充电控制电路耦接到所述通路晶体管的控制电极。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述IC芯片进一步包括片上电压调节器，所述片上电压调节器a)具有耦接到所述连接器的输入端，所述片上电压调节器从所述输入端产生经调节的dc电压，并且所述片上电压调节器b)向所述设备中的其他部件供应电力。
11.根据权利要求8所述的设备，其中所述IC芯片包括用于由所述处理器访问的另外的片上数字通信接口电路。
12.根据权利要求8所述的设备，其中所述电池侧气压计电路基于对当前电池温度、当前使用循环计数、当前电池电压和电池电荷状态的持续测量来反复计算充电电压极限和电流极限，并响应于从所述IC芯片所接收的周期性读取请求来经由所述片上数字单线通信接口电路将所计算的充电极限以信号形式发送给所述电池充电控制电路。
13.一种由便携式电子设备中的集成电路IC芯片执行以用于对所述设备的电池进行充电的方法，包括：
访问通过单线通信接口与位于所述IC芯片外部的电池侧气压计电路进行直接数字通信的片上电池充电极限寄存器，其中所述寄存器包含已经由所述气压计电路产生并且通过所述单线通信接口获得的最新电池充电电压极限和电流极限；以及
根据由所述气压计电路在多个不同电池充电特征中所指定的一个电池充电特征，使用从独立电源汲入并被引导到所述电池的单元端子的电力，来控制电池充电电流以及电池单元电压。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在对所述电池充电时所述多个不同电池充电特征中的每个电池充电特征产生相对于时间的不同电池单元电压曲线或相对于时间的电池单元充电电流。
15.根据权利要求13所述的方法，结合由所述电池侧气压计电路所执行的以下操作：
连续地感测当前电池温度、电池电压和电池电流；
保持电池充电和放电循环的计数；以及
基于a)所述充电和放电循环计数、b)当前所感测的电池温度、c)当前所感测的电池电压和d)电池电荷状态来连续地计算与所述不同电池充电特征中的所指定的一个电池充电特征对应的新的电池充电电压极限和电流极限。
16.根据权利要求13所述的方法，还包括由所述IC芯片所进行的以下操作：
经由所述单线通信接口从所述气压计电路反复地读取已经由所述气压计电路所产生的最新电池充电电压极限和电流极限，并将它们存储在片上寄存器中。
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