CN105790348A - 电池充电器中的过电流保护 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于一电池充电器中的过电流保护的方法、一种用于过电流保护的电路、一种用于一电池供电式系统负载的系统和一种用于在一电池充电器中的过电流保护的方法。用于电池充电器中的过电流保护的系统及方法被提出。例如，一种用于过电流保护的方法可包含控制一切换式调节器以导引在切换式调节器与一电池埠之间的电流；感测一相关于通过在切换式调节器与电池埠之间的电流的电压降；施加一第一斜波电压至感测到的电压降，此产生一经修改的感测到的电压降；比较经修改的感测到的电压降与至少一参考电压；以及当经修改的感测到的电压降超出至少一参考电压时，改变切换式调节器的操作以保护电池充电器免于一过电流状态。

Description

电池充电器中的过电流保护

优先权要求

此申请案是2015年6月23日申请的名称为"电池充电器中的过电流保护"的美国专利申请案序号14/747,912的一部分接续案(CIP)，所述美国专利申请案是被纳入在此作为参考。

此申请案主张名称为"电池充电器中的过电流保护"且于2015年5月20日申请的美国临时申请案号62/164,411、以及名称为"用于在电池充电器中提供防止过电流的保护的系统及方法"且于2015年1月13日申请的美国临时申请案号62/102,989的益处及优先权，所述美国临时申请案的揭露内容是被纳入在此作为参考。

技术领域

本发明是大致有关于电流监测及保护的系统，并且尤其是有关于一种电池充电器，其保护以防止由于在所述电池充电器中发展出过电流而发生损坏。

背景技术

电池充电器通常是从一连接的适配器(adapter)接收电力，并且使用由所述适配器提供的电力以：(1)供电一系统负载以及(2)充电一电池，其中所述系统负载可以是一计算机、或是任何能够从一可再充电的电池汲取电力来运作的装置。当所述适配器断连时，所述电池是放电以提供电力至所述系统负载。为了控制所述电力是前进到所述系统负载或是电池，所述充电器一般包含一系列的场效晶体管(FET)。在某些实施方式中，所述FET是借由一脉波宽度调变的信号来加以控制，其控制所述FET是容许电流从所述适配器流到所述系统负载、或是流到所述电池。相反地，在所述适配器并未提供足够的电力至所述系统负载的事件中，所述FET亦可以控制电力从所述电池的放电，以"提升"可供所述系统负载利用的功率量。再者，一电感器常被置放在所述FET与所述电池之间，以控制在所述FET被配置以容许电流从所述适配器通过到所述电池时可能发生的传送至所述电池的功率。

然而，在某些情况中，所述FET及/或电感器可能会受损，使得容许电流从所述适配器通过到所述电池的FET(亦以上方的FET或是UFET著称)是短路的、或者所述电感器是短路的。当所述UFET是短路的，其不再能够将电力从所述适配器导引至所述系统负载，并且高的电流通过所述UFET，因而所述电感器于是可能会损坏所述电池或是其它的系统构件。同样地，当所述电感器是短路的，当所述UFET被导通以容许电流通过至所述电池时，一高的电流可能会通过并且损坏所述电池。当放电所述电池时，一下方的FET(LFET)可被导通，并且若所述电感器是短路的，则一高的电流可能会被产生，其亦可能会损坏所述电池以及所述FET。

发明内容

一实施例是针对于一种电池充电器，其避免由于在所述电池充电器的某些构件中的缺陷所造成的过大的电流流动在一充电器中。在一实施例中，一种用于一电池充电器中的过电流保护的方法，所述方法包括控制一切换式(switching)调节器以导引在所述切换式调节器与一电池埠之间的电流，并且感测一相关于通过在所述切换式调节器与所述电池埠之间的所述电流的电压降。再者，所述用于过电流保护的方法亦包括施加一第一斜波(ramp)电压至所述感测到的电压降，此产生一经修改的感测到的电压降；比较所述经修改的感测到的电压降与至少一参考电压。再者，当所述经修改的感测到的电压降超出所述至少一参考电压时，改变所述切换式调节器的操作以保护所述电池充电器免于一过电流状态。

附图说明

在理解到图式是仅描绘范例实施例并且因此不被视为在范畴上的限制下，所述范例实施例将会透过所附的图式的利用，以额外的特定性及细节来加以描述，其中：

图1是在发明中所叙述的一实施例中的一混合电池充电器的一部分的概要电路图；

图2是在发明中所叙述的一实施例中的一窄电压直流(NVDC)充电器的一部分的概要电路图；

图3是在发明中所叙述的一实施例中的一种用于提供可再充电的电池电力至一系统负载的系统的方块图；

图4是在发明中所叙述的一实施例中的一种用于在一电池充电器中提供防止过大的电流的保护的方法的流程图；

图5是在发明中所叙述的一实施例中的一种用于在一电池充电器中提供防止过大的充电电流的保护的方法的流程图；

图6是在发明中所叙述的一实施例中的一种用于在一电池充电器中提供防止过大的放电电流的保护的方法的流程图。

根据普遍的做法，所述的各种特点并未按照比例绘制，而是被绘制以强调相关所述范例实施例的特定的特点。

具体实施方式

在以下的详细说明中是参考到构成其的一部分而且其中借由图示而被展示特定的举例说明的实施例的所附的图式。然而，将了解到的是，其它实施例可被利用，并且可以做成逻辑、机械、以及电性的改变。再者，在图式的图以及说明书中所呈现的方法并非被解释为限制个别的步骤可加以执行所用的顺序。因此，以下的详细说明并非以限制性的意思视之。

在此所述的实施例是提供一种电池充电器，其避免在所述充电器中，由于在所述充电器的某些构件中的缺陷所造成的过大的电流流动。此种过大的电流流动可能会损坏使用所述充电器的系统的其它构件。所述过大的电流流动可能是由在所述电池充电器中的一场效晶体管(FET)、一电感器、或是其它相关安装的缺陷任一者的缺陷或失效所引起的。为了避免过大的电流发生，一电池充电或放电电流可以横跨一感测电阻器来加以监测，以判断何时过大的电流正在流动。再者，若判断出的是所述过大的电流超出界定的限制，则所述电路可以借由消除所述电流路径来响应于所述过大的电流。

本发明的实施例适用于各种的电池充电器。在此所述的电池充电器是从一连接的适配器接收电力，并且使用由所述适配器提供的电力以：(1)供电一系统负载以及(2)充电一电池，其中所述系统负载可以是一计算机或是任何能够从一可再充电的电池汲取电力来运作的装置。作为特定的例子，图1及图2在以下是描绘混合式充电器(图1)以及窄电压直流(NVDC)充电器的应用。这些用于防止过大的电流的充电器以及相关的电路及方法的每一个是在以下被详细地描述。

图1是一种实施一混合式充电器160的系统100的图，所述混合式充电器160避免过大的电流流动在所述充电器160之内，以免损坏在所述充电器160中的构件或是连接至所述充电器160的构件。如同在此所参照的一混合式充电器160是一充电器，其监测并且控制透过一电池埠而提供到一电池106以及透过一系统负载端口而提供到一系统负载108的电流。所述充电器160是被耦接在一适配器101、所述系统负载108以及所述电池106之间。所述适配器101是从一电源105接收电流，并且调适所述电流以提供一适合驱动所述系统负载108以及再充电所述电池106的特定的电源信号。

所述适配器101是透过在所述充电器160中的一AGATE102来连接至所述充电器160。所述AGATE102是作用为一开关，当被导通时，其容许所述适配器101能够提供电流至所述充电器160。例如，所述AGATE102可以是具有在此项技术中的技能者已知的一可控制的装置，其能够提供例如是一场效晶体管或其它类型的开关装置的开关功能。由于所述AGATE102提供一开关装置的一个例子而且其它开关装置亦在此被思及，因此所述AGATE102此后是被称为一适配器开关102。当所述适配器开关102被关断时，所述适配器101并无法提供电流至所述充电器160。在此所述的某些实施例中，所述适配器开关102亦可被称为一适配器开关。在某些实施方式中，所述适配器开关102是借由一AGATE逻辑107(此后称为适配器开关逻辑107)来加以控制，所述适配器开关逻辑107是控制电流是否流过所述适配器开关102。所述适配器开关逻辑107在此亦可被称为适配器开关逻辑。当电力流过所述适配器开关102时，所述电流可以直接流向所述系统负载108。所述系统负载108可以是在一笔记本电脑、一膝上型计算机、一平板计算机、智能型手机或是其它能够利用一例如是所述电池106的可再充电的电池执行的电子装置之内。

所述系统负载108可能会汲取变化的电流量来运作。例如，所述系统负载108有时可能会使用小于由所述适配器101透过所述适配器开关102所提供的电流。当所述系统负载108正利用小于被提供至所述充电器160的电流时，所提供的电流的一部分可被导引至所述电池106以再充电所述电池106。再者，在其它时候，所述系统负载108可能会需要比由所述适配器101透过所述适配器开关102提供者更大的电流。当所述系统负载108需要除了从所述适配器101提供的电流以外的更大的电流时，所述电池106可以提供额外的电流至所述系统负载108。

为了控制所述系统负载108以及电池106对于电流的使用，所述充电器160可包含一切换式调节器150。为了控制所述电流的方向，所述切换式调节器150可包含一上方的开关(UFET)116以及一下方的开关(LFET)120。当没有由所述适配器101透过所述适配器开关102提供的电流时，所述电池106可以透过一BGATE104来提供所述系统负载108所耗用的所有电流，而就像是所述适配器开关102，所述BGATE104也是一可控制的开关装置，于是在此被称为一电池开关104。

在至少某些如上所述及在此所述的实施方式中，由所述适配器101提供的电流(被所述电池106储存、或是由所述电池106提供，并且是被所述系统负载108耗用)的使用是部分借由所述切换式调节器150的UFET116及LFET120来加以控制。所述UFET116及LFET120是能够借由PWM逻辑103所产生的一脉波宽度调变(PWM)回授信号控制来导通及关断的晶体管，例如是功率晶体管或FET晶体管。再者，具有在此项技术中的技能者已知的其它类型的开关装置亦被思及。所述PWM逻辑103是一监测及控制电路155的部分，所述监测及控制电路155监测所述切换式调节器150的操作，并且传送控制信号至所述切换式调节器150中的UFET116及LFET120。当电流是从所述适配器101提供至所述系统负载108时，由所述PWM逻辑103提供的控制信号是控制所述UFET116及LFET120何时容许从所述适配器101提供的电流的一部分能够从所述适配器101通过至所述电池106。再者，当所述系统负载108是使用比适配器101所提供者更大的电流时，所述切换式调节器150亦可以指示所述电池106以提供额外的电流至所述系统负载108，其补充从所述适配器101提供的电流。当所述电池106提供补充的电流至从所述适配器101所提供的电流时，其可被称为一升压(boost)状况，并且当所述系统100是在一升压状况时，所述PWM逻辑103是控制所述切换式调节器150以控制从所述电池提供的电流。为了所述电池106提供电流至所述系统负载108，所述PWM逻辑103是控制所述UFET116及LFET120以从所述电池106提供电流至所述系统负载108。在某些实施方式中，如同具有在此项技术中的技能者所理解的，所述PWM逻辑103亦可以接收回授信号，其提供有关被提供至所述电池106以及被所述系统负载108使用的电压的信息。再者，所述系统负载108亦可以提供有关需要增大的电流的信息至所述PWM逻辑103。

在至少另一实施方式中，所述切换式调节器150亦包含一电感器112。当来自所述PWM逻辑103的一PWM信号导通所述UFET116以使得电流从所述适配器101流向所述电池106时，一电感器112最初是随着来自所述适配器开关102的电流增加而储存能量。在如同由所述适配器开关102透过所述电感器112提供的电流增加之前，而且在所述电感器112已经储存电感器112所能够储存的能量而使得透过所述切换式调节器150提供的电流变成对于接着连接的装置而言为过大的之前，一来自所述PWM逻辑103的PWM信号是将所述UFET116切换至一关断状态。所述电感器112最初是保护所述电池106免于在来自所述适配器101的最初的电流是具有一过大的大小而直接被电池106所耗用时可能发生的损坏。尤其，所述电感器112是在来自所述PWM逻辑103的一PWM信号将所述UFET116切换至一导通状态的时点，保护所述电池106免于从所述适配器101最初提供的电流直接被所述电池106所耗用。

在某些实施例中，所述UFET116及/或电感器112可能会变成受损的，使得所述UFET116或是电感器112作用为一短路。当所述UFET116作用为一短路时，由所述适配器101提供的电流是直接流向所述电感器112，并且所述PWM逻辑103变成无法关断所述UFET116。于是，来自所述适配器101的电流持续地流入所述电感器112，使得所述电感器112并不能够储存从所述适配器提供的能量。由于所述UFET116以及电感器112是短路的，因此在所述适配器开关102与电池之间唯一的电阻是一感测电阻器114。所述感测电阻器114的阻抗可能是远小于所述系统负载108的阻抗，于是一高的电流可能会透过所述感测电阻器114而发展出，其可能是能够损坏所述电池106或是其它构件。类似地，当所述电感器112是短路的，当所述PWM逻辑103导通所述UFET116时，来自所述适配器开关102的电流同样可能会以一足够高到足以损坏所述电池106或是其它构件的电流而直接流入所述电池106。

为了避免损坏充电器的构件以及连接至所述充电器160的构件，所述监测及控制电路155包含比较器126及138，其比较横跨所述感测电阻器114的电压降与过电流临界值。例如，当电流从所述适配器101流动至所述电池106时，一充电放大器122和一充电临界值比较器126的组合是作用以比较横跨所述感测电阻器114的电压降与一充电过电流参考电压140。在某些实施方式中，所述充电放大器122是接收两个输入，来自一感测电阻器输入节点以及一切换式调节器输入节点的输入，其中所述感测电阻器输入节点是接收在所述电流已经通过所述感测电阻器114之后的一感测电阻器电压，并且所述切换式调节器输入节点是接收在所述电流已经通过所述切换式调节器150之后，但是在所述电流通过所述感测电阻器114之前的一切换式调节器电压。再者，所述充电放大器122是提供一成比例于横跨所述感测电阻器114的电压降的大小的充电输出信号，所述电压降的大小是成比例于充电所述电池106的电流。所述充电输出信号接着是借由所述充电临界值比较器126而与一充电过电流参考电压140相比较。若所述充电输出信号高于所述充电过电流参考电压140，则所述充电临界值比较器126接着提供一充电比较信号至一计数器/滤波器128，其中所述充电比较信号是指出横跨所述感测电阻器114的充电电流是否过高，而使得所述电流指出存在一过电流的情况。

在至少一范例的实施方式中，在所述充电输出信号与所述充电过电流参考电压140相比较之前，所述充电输出信号可以通过一加总器162。所述加总器是将一斜波电压加到所述充电输出信号，其中所述斜波电压是借由一斜波电压产生器170所提供的。所述斜波电压的添加是借由重建快速的电感器电流信息来改善稳定性。所述斜波电压的添加改善稳定性是因为所述充电输出信号当相较于通过所述电感器112的电流的带宽时是带宽有限的，因此所述斜波电压的添加是重建由于所述电流透过所述感测电阻器114而被感测、借由所述充电放大器122而被放大、以及借由耦接至所述充电放大器122的输入及/或输出的R-C滤波器而被滤波的带宽限制所失去的某些信息。在至少一实施例中，所述斜波电压产生器170是借由所述PWM逻辑103来加以控制。再者，所述充电过电流参考电压140亦可通过一参考加总器164，所述参考加总器164是将所述斜波电压加到所述充电过电流参考电压140。所述充电过电流参考电压140可以通过所述参考加总器164，以将所述充电过电流参考电压140偏移借由所述加总器162产生的信号的预测的振幅。因此，所述斜波电压至所述充电过电流参考电压140的添加可以有助于改善准确性。在某些实施例中，借由斜波电压产生器170所产生的斜波电压是仿真电感器112的电感器电流的斜波电流波形。在某些实施例中，借由斜波电压产生器170提供至加总器162及164的斜波电压的振幅、斜率及/或斜波变化方向是不同的。在某些实施例中，借由所述斜波电压产生器170提供的斜波电压中的一或两者是具有零振幅。

在另一实施例中，当所述电池106放电时，所述电流是从所述电池106横跨所述感测电阻器114来流动，一放电放大器132和一放电临界值比较器138的组合是作用以比较横跨所述感测电阻器114的电压降与一放电过电流参考电压148。在某些实施方式中，所述放电放大器132是接收两个输入，来自一感测电阻器输入节点以及一切换式调节器输入节点的输入，其中所述开关调节器输入节点是接收在所述电流已经通过所述感测电阻器114之后，但是在所述切换式调节器150之前的信号，并且所述感测电阻器输入节点是接收在所述电流已经通过所述感测电阻器114之前的信号。再者，所述放电放大器132是提供一成比例于横跨所述感测电阻器114的电压降的大小的放电输出信号，所述电压降的大小是成比例于所述电池的放电电流。所述放电输出信号接着是与一放电过电流参考电压148相比较。若所述放电输出信号高于所述放电过电流参考电压148，则所述放电临界值比较器138接着可以提供一放电比较信号至一选配的工作周期滤波器134，其中所述放电比较信号是指出横跨所述感测电阻器114的电流是否过高，以使得所述电流指出存在一过电流的情况。

在至少一范例的实施方式中，在所述放电输出信号与所述放电过电流参考电压148相比较之前，所述放电输出信号可以通过一加总器166。所述加总器166是将所述斜波电压加到所述放电输出信号，其中所述斜波电压是由一斜波电压产生器170所提供的。所述加总器166是借由重建快速的电感器电流信息来改善稳定性。和如上相关加总器162所述相同的原因，所述斜波电压的添加同样地改善稳定性。尤其，所述稳定性的改善是因为所述放电输出信号当相较于通过所述电感器112的电流的带宽时是带宽有限的，因此所述斜波电压的添加是重建由于所述电流透过所述感测电阻器114而被感测、借由所述放电放大器132而被放大、以及借由耦接至所述放电放大器132的输入及/或输出的R-C滤波器而被滤波的带宽限制所失去的某些信息。再者，所述放电过电流参考电压148亦可通过一参考加总器168。所述放电过电流参考电压148可以通过所述参考加总器168以将所述放电过电流参考电压148偏移借由所述加总器166产生的信号的预测的振幅。因此，所述参考斜波电压至所述放电过电流参考电压148的添加可以有助于改善准确性。在某些实施例中，借由斜波电压产生器170产生的斜波电压是仿真电感器112的电感器电流的斜波电流波形。在某些实施例中，借由斜波电压产生器170提供至加总器166及168的斜波电压的振幅、斜率及/或斜波变化方向是不同的。在某些实施例中，借由所述斜波电压产生器170提供的斜波电压中的一或两者是具有零振幅。

当所述计数器/滤波器128或是工作周期滤波器134侦测到一过电流状况已经发生时，所述计数器/滤波器128或是工作周期滤波器134可以传送一指出所述过电流状况的信号至所述PWM逻辑103以及适配器开关逻辑107的一或两者。当指出所述过电流状况的信号是由所述计数器/滤波器128提供时，所述充电器160可以透过一由适配器开关逻辑107提供的控制信号来关断所述适配器开关102。当所述适配器开关102被关断时，所述系统负载108将会透过电池开关104而从所述电池106来汲取电流，除非所述适配器101提供进一步的电流，否则其最终可能会用尽所述电池106。在某些实施方式中，在被关断之后，所述适配器开关逻辑107可以指示所述适配器开关102来导通，此容许通过所述适配器开关102的电流能够逐渐地增加，直到其正常操作、或是其再次发展出一过电流状况为止。若一过电流状况再次发展出，则所述适配器开关逻辑107可以指示所述适配器开关102关断，之后其可以尝试再次导通所述适配器开关102、或是其可以让所述适配器开关102留在一关断状态中。

在另一实施方式中，所述计数器/滤波器128可以提供指出所述过电流状况的信号至所述PWM逻辑103。在此例中，所述PWM逻辑103可以借由关断所述UFET116以消除透过所述UFET116的电流路径。一过度充电状况被侦测到所在的临界值可以是可编程的。再者，可以有一可编程的持续时间，其中所述计数器/滤波器128持续接收一指出一过电流状态的比较信号。或者是，可以有一可编程的比较数量，其中在所述计数器/滤波器128传送一信号以禁能所述PWM逻辑103或是所述适配器开关逻辑107之前，一数量的过电流比较是被所述计数器/滤波器128所记录。例如，每次所述计数器/滤波器128接收到指出一过电流状况的一比较信号时，一计数器是被增量直到到达所述编程的比较数量为止。在某些实施方式中，所述计数器/滤波器128可以周期性地被清除或是重置，以避免偶尔发生的事件累积因而产生一引起的错误状况。

如上所述，一错误状况可以借由所述充电临界值比较器126在不同的情况中而被侦测出。例如，当所述UFET116是有缺陷或短路的，则所述适配器开关102可能会导通，因而一电流路径可能会透过所述短路的UFET116而被建立至所述电池106。在某些实施方式中，所述适配器开关逻辑107可以逐渐地增加被容许通过所述适配器开关102的电流，使得若所述UFET116是有缺陷的，则所述过电流状况可以在所述电流变成足够高到足以损坏构件之前就被侦测出。再者，一值太低或是短路的电感器112亦可能会导致一错误状况。例如，若所述电感器112受损，则当所述PWM逻辑103导通UFET116时，一过度大的电流尖脉波可能会通过所述感测电阻器114，其将会超过所述电流临界值。在至少一实施方式中，为了强化当侦测有缺陷的UFET116时的灵敏度，一滤波器至接地可以在一不平衡之下，被加在所述感测电阻器的电池侧上。例如，如同在充电器160中所示，个别的滤波器至接地是被设置在所述感测电阻器114的每一侧上。在所述感测电阻器114之前的滤波器是借由电阻器130及电容器142而被形成，并且在所述感测电阻器114之后的滤波器是借由电阻器118及电容器144而被形成。所述滤波器是抑制噪声并且提供用于所述监测及控制电路155的滤波控制。再者，时间常数可以是彼此不同的，以增加对于过大的电流的灵敏度。尤其，连接至所述感测电阻器114的电池侧的滤波器可以具有一较大的时间常数以增加灵敏度。所要的灵敏度可以是与所述噪声抑制以及滤波控制的限制达到平衡的。

在某些实施方式中，所述PWM逻辑103是一降压或升压转换器，所述PWM逻辑103就此而论可以交替地驱动所述LFET120以及UFET116，其可以使得所述电池106在一升压模式时放电。当所述系统负载108使用比可由所述适配器101提供者更大的电流时，所述电池充电器160可以在所述电池106连接至所述适配器101时，从所述电池106拉取电流。如上所述，此可被称为一升压状况，因为所述电池是提升被提供至所述系统负载108的电流。然而，当进入升压模式时，过大的电池放电的电流可能会发生。例如，当在升压模式中，所述电池106能够提供所述电流的部分至所述系统负载108。当所述电池106变成被放电时，所述电池106能够提供的电压减小，此于是产生较大的电池电流以支持由所述系统负载108所用的电流。于是，一高度被放电的电池106可能会导致一超出所容许的放电电流的高的电流。在所述高的电流从电池106被放电的至少一个例子中，一高度被放电的电池106可能是只能够提供1伏特至一耗用80瓦功率的系统负载108。为了符合所述系统负载108的功率需求，一来自所述电池106的80安培的电流将会是从一个1伏特电源提供所述80瓦的功率所需的。所提供的80安培的电流可能会超过所容许的放电电流。再者，当所述电感器112是短路或值太低的，所述电池的放电电流可能会变成过度高的。在升压模式中，当所述PWM逻辑103驱动所述LFET120时，一低值或是短路的电感器112将会产生一通过所述感测电阻器114的过度大的放电电流的尖脉波，其可能会超过所述电流临界值，此被动地损坏所述LFET120以及其它构件。

如上所述，放电临界值比较器138可被用来比较横跨所述感测电阻器114的电压降与一放电过电流参考电压148。来自所述放电临界值比较器138的放电比较信号接着可以在所述电池的放电电流能够损坏在所述电池充电器160中的构件之前，被用来改变来自所述PWM逻辑103的PWM信号。例如，所述放电放大器132是提供一成比例于横跨所述感测电阻器114的电压降的放电输出信号至所述放电临界值比较器138。所述放电临界值比较器138接着比较所述放电输出信号与所述放电过电流参考电压148。所述比较的结果可以被所述工作周期滤波器134加以滤波、或是可以不被其滤波。在某些实施方式中，来自所述放电临界值比较器138的输出可以直接停止所述PWM逻辑103驱动所述LFET120。于是，在所述放电比较信号被直接提供至所述PWM逻辑103，并且所述PWM逻辑103关断所述LFET120的情形中，所述PWM逻辑103将会根据在所述感测电阻器114上的电池的放电电流的波峰来关断所述LFET120。或者是，来自所述放电临界值比较器138的输出可以借由一工作周期滤波器134来加以滤波，所述工作周期滤波器134是在所述比较器的工作周期超出一指定的工作周期值时，提供一终止信号至所述PWM逻辑103。所述终止信号是一指示所述PWM逻辑103控制所述切换式调节器150的信号，使得电流并不从所述电池流向所述切换式调节器。例如，所述工作周期滤波器134可以在所述放电比较信号的工作周期是在50％时提供一终止信号，此指出所述终止信号将会在所述放电输出信号的平均值超过所述放电过电流参考电压148时被传送。在替代的实施例中，尤其是若对于一过电流情况而言，较快的响应是所要的话，所述工作周期滤波器134可以在所述放电比较信号的工作周期小于50％时提供一终止信号。所述工作周期滤波器134亦可以在所述放电比较信号的工作周期大于50％时提供一终止信号，例如，当多个工作周期位准被侦测到时，所述工作周期滤波器134可以侦测50％的工作周期，并且接着可以在所述工作周期滤波器134侦测到一信号是超过50％某个百分比时传送所述终止信号。于是，所述充电器160可以避免过大的放电电流从所述电池106发展出。

在某些实施方式中，所述监测及控制电路155是一由所述比较器122、126、132及138；所述适配器开关逻辑107；所述PWM逻辑103；所述计数器/滤波器128；以及所述工作周期滤波器134所构成的集成电路。在替代的实施方式中，除了所述电感器112以外，在所述混合式充电器160内的其它构件可以构成所述监测及控制电路155的一部分。

图2是一种实施一窄电压直流(NVDC)充电器260的系统200的电路图。一NVDC充电器260是一监测并且控制一电池206的充电、以及电流至一系统负载208的提供的电池充电器。所述NVDC充电器260中的许多构件作用是类似于在以上相关于图1中的混合式充电器160所述的其对应的构件。然而，相对于充电器160，所述系统负载208是连接在所述电感器212与感测电阻器214之间，并且所述电池206只能够在所述电池开关204被起动时接收或提供电流。再者，一监测并且控制所述切换式调节器250的操作的监测及控制电路255只能够在所述电池206充电时感测过电流，因为所述电池充电器260并不支持一如上所解说的升压配置。

在一实施方式中，所述NVDC充电器260可能会有一有缺陷或是短路的UFET216。在适配器开关202被导通之前，所述电池开关204可能是导通的。即使当连接至所述适配器201的适配器开关202被导通以容许侦测一短路的UFET216时，对于所述系统负载208而言并非所需的，但为了让所述电池206支持系统负载208，所述电池开关204可被导通。若存在一短路的UFET216，并且所述电池开关204在所述适配器201正在提供最大电流时被导通，则一危险的电池充电电流可能会发生，其潜在地可能会损坏所述电池206。或者是，所述NVDC充电器260可能有一值太低或是短路的电感器212。若所述电池开关204被导通，则来自所述PWM逻辑203的一驱动所述UFET216或是LFET220的PWM信号可能会产生一通过所述感测电阻器214的过度大的电流尖脉波，其可能会超过所述电流临界值。

所述NVDC充电器260是用和图1的混合式充电器160大致相同的方式来侦测过大的电流。为了避免损坏充电器构件以及连接至所述充电器260的构件，所述监测及控制电路255是包含所述感测电阻器214以及比较横跨所述感测电阻器214的电压降与一过电流参考电压的比较器。例如，当所述电流从所述适配器201流过所述适配器开关202时，一充电放大器222和一充电临界值比较器226的组合是作用以比较横跨所述感测电阻器214的电压降与一充电过电流参考电压240。在某些实施方式中，所述充电放大器222是提供一成比例于横跨所述感测电阻器214的电压降的大小的充电输出信号。所述充电输出信号接着是借由一充电临界值比较器226来与一充电过电流参考电压240相比较。若所述充电输出信号高于所述充电过电流参考电压240，则所述充电临界值比较器226接着提供一充电比较信号至一计数器/滤波器228，其中所述充电比较信号是指出横跨所述感测电阻器214的电流是否过高而使得所述电流指出存在一过电流情况。

在至少一范例的实施方式中，在所述充电输出信号与所述充电过电流参考电压240相比较之前，所述充电输出信号可以通过一加总器262。所述加总器262是将一斜波电压加到所述充电输出信号，其中所述斜波电压是由一斜波电压产生器270所提供的。所述斜波电压的添加是借由重建快速的电感器信息来改善稳定性。再者，所述稳定性的改善是因为所述充电输出信号当相较于通过所述电感器212的电流的带宽时是带宽有限的，因此所述斜波电压的添加是重建由于所述电流透过所述感测电阻器214而被感测、借由所述充电放大器222而被放大、以及借由耦接至所述充电放大器222的输入及/或输出的R-C滤波器而被滤波的带宽限制所失去的某些信息。在至少一实施方式中，所述斜波电压产生器270是借由所述PWM逻辑203来加以控制。再者，所述充电过电流参考电压240亦可以通过一参考加总器264，所述参考加总器264是将所述斜波电压加到所述充电过电流参考电压240。所述充电过电流参考电压240可以通过所述参考加总器264，以将所述充电过电流参考电压240偏移借由所述加总器262产生的信号的预测的振幅。因此，所述参考斜波电压至所述充电过电流参考电压240的添加可以有助于改善准确性。在某些实施例中，借由斜波电压产生器270所产生的斜波电压是仿真电感器212的电感器电流的斜波电流波形。在某些实施例中，借由斜波电压产生器270提供至加总器262及264的斜波电压的振幅、斜率及/或斜波变化方向是不同的。在某些实施例中，借由所述斜波电压产生器270提供的斜波电压中的一或两者是具有零振幅。

当所述计数器/滤波器226侦测到一过电流状况已经发生时，所述计数器/滤波器226可以传送一指出所述过电流状况的信号至所述PWM逻辑203以及适配器开关逻辑207的一或两者。当指出所述过电流状况的信号是由所述计数器/滤波器228提供时，所述充电器260可以透过一由适配器开关逻辑207提供的控制信号来关断所述适配器开关202。当所述适配器开关202被关断时，所述系统负载208将会从所述电池206汲取电流，除非所述适配器201提供进一步的电流，否则其最终可能会用尽所述电池206。在某些实施方式中，在被关断之后，所述适配器开关逻辑207可以指示所述适配器开关202来导通，此容许通过所述适配器开关202的电流能够逐渐地增加，直到其正常操作、或是其再次发展出一过电流状况为止。若一过电流状况再次发展出，则所述适配器开关逻辑207可以指示所述适配器开关202关断，之后其可以尝试再次导通所述适配器开关202、或是其可以让所述适配器开关202留在一关断状态中。在另一实施方式中，所述PWM计数器/滤波器228可以提供指出所述过电流状况的信号至所述PWM逻辑203，之后所述PWM逻辑203可以借由关断所述UFET216以消除透过所述UFET216的电流路径。一过度充电状况被侦测到所在的临界值可以是可编程的，并且在借由所述计数器/滤波器228计数、借由所述PWM逻辑203或是适配器开关逻辑207采取动作之前，可以需要有一最小的持续期间及/或错误事件的数量。在某些实施方式中，所述计数器/滤波器228可以周期性地被清除，以避免偶尔发生的事件累积因而产生一引起的错误状况。

图3是一种包括在以上图1或图2中所描绘的电池充电器中之一的系统的方块图。例如，所述电池充电器300是被耦接在一适配器301、一系统负载308、以及一电池306之间。所述电池充电器300是控制从所述适配器301接收到的电流，并且导引所述电流至所述系统负载308及/或电池306。在某些实施方式中，所述系统负载308可以是一笔记本电脑、一平板计算机、一电话、或是其它能够在由一可再充电的电池提供的电流下执行的电子装置。在某些实施方式中，所述电池充电器300、电池306、以及系统负载308是例如为笔记本电脑的同一个装置的部分。在替代的实施方式中，所述电池充电器300、电池306、以及系统负载308是分开的构件。

图4是一种用于侦测在一电池充电器中的一过电流状态的方法400的流程图。方法400是前进在402之处，其中一适配器开关被导通以从一连接至所述电池充电器的适配器接收电力。例如，在某些实施例中，一电池充电器可以连接至一适配器。所述适配器是从一电源接收电力，并且调适所述接收到的电力以供所述电池充电器以及其它连接至所述电池充电器的构件使用。在至少一实施方式中，所述电池充电器是连接至一系统负载以及一电池。为了控制何时从所述适配器接收电力，所述电池充电器是包含一可控制的适配器开关，其可被导通以容许电流能够流过所述适配器开关，并且被关断以避免电流流过所述适配器开关。所述适配器开关可以借由一适配器开关逻辑构件来加以控制。

在某些实施方式中，方法400是前进在404之处，其中一切换式调节器是被控制以导引电流在所述切换式调节器与一电池之间。例如，当所述适配器开关被导通时，电流可以通过至所述系统负载。再者，受到一PWM逻辑控制的一切换式调节器可以控制一系列的开关以导引电流流向所述电池、或是自所述电池流过来。方法400是前进在406之处，其中一相关于通过在所述切换式调节器与所述电池之间的电流的电压降是被感测。在至少一范例实施例中，通过在所述切换式调节器与电池之间的电流是通过感测电阻器。在至少一实施方式中，所述切换式调节器是包含一电感器，所述电流是透过所述电感器以从所述切换式调节器通往所述电池。再者，所述感测电阻器可以是一精密电阻器。一电路是连接至所述感测电阻器，使得在所述感测电阻器的每一个节点上的电压是被使用作为所述电路的一输入。方法400是前进在408之处，其中一斜波电压被施加至所感测到的电压降。例如，所述感测到的电压降当相较于所述电感器电流信号的带宽时是带宽有限的，因此所述切换式调节器的操作可能是不稳定的。所施加的斜波电压是能够将一些信息加回到所感测到的电压降中，以更接近地近似通过所述电感器的电流。

方法400是前进在410之处，其中所感测到的电压降加上所述加入的斜波电压信号是构成一经修改的感测到的电压降信号，其是与至少一参考电压相比较。所述电路是从所述感测电阻器的所述不同的节点接收所述输入，并且产生一成比例于在所述两个节点之间的电压差的信号。所述成比例的信号接着可以借由一比较器来与所述参考电压相比较。在至少一实施方式中，所述参考电压亦借由将一斜波信号加到其而被修改，其形成一经修改的参考电压。方法400是前进在412之处，其中是判断所述经修改的感测到的电压降是否大于所述至少一参考电压。若所述经修改的感测到的电压降小于所述至少一参考电压，则方法400是前进到406，其中所述电池充电器持续正常运作，同时继续监测横跨所述感测电阻器的所述感测到的电压降。若所述感测到的电压降大于所述至少一参考电压，则方法400是前进在414之处，其中所述适配器开关的操作是被改变来保护所述电池充电器免于一过电流状态。例如，所述适配器开关逻辑可以关断所述适配器开关，以避免电流流入所述电池充电器。在某些替代的实施方式中，所述PWM逻辑可以指示所述切换式调节器以关断容许电流流动在所述电池与切换式调节器之间的开关。于是，当在所述电池与切换式调节器之间的电流超出一临界值时，所述电池充电器是感测到所述电池充电器是在一过电流状态中，于是所述电池充电器包含保护以避免损坏在所述电池充电器中以及连接至所述电池充电器的构件。所述被用来保护电池充电器免于一过电流状态的方法是依据所述电池是充电或放电而定。用于保护防止相关充电及放电所述电池的过电流的范例方法是分别在以下相关图5及6来加以叙述。

图5是在其中一电池充电器正提供电流至所述电池的实施方式中，一种用于侦测在所述电池充电器中的过电流的方法500的一实施例的流程图。方法500是前进在502之处，其中所述电流的一部分是被导引到所述电池。方法500是前进在504之处，其中一相关于所述电流从所述切换式调节器通往所述电池的电压降被感测。例如，在所述切换式调节器中的开关导通，使得来自一适配器开关的电流被导引通过一感测电阻器。横跨所述感测电阻器的所述电压降被监测，以判断一充电过电流何时发生。方法500是前进在506之处，其中一斜波电压被施加至所感测到的电压降，此产生一经修改的感测到的电压降。例如，所感测到的电压降当相较于所述电感器电流信号的带宽时可能是带宽有限的，因此所述切换式调节器的操作可能是不稳定的。所施加的斜波电压是能够将一些信息加回到所感测到的电压降中，以更密切地近似通过所述电感器的电流。方法500是前进在508之处，其中所述经修改的感测到的电压降是与一充电过电流参考电压相比较。例如，当所述电流被提供至所述电池时，一充电比较器将会比较当所述电流移向所述电池时，横跨一感测电阻器的正电压降的信号。

在某些实施方式中，方法500是前进在510之处，其中是判断所述电压降是否大于所述充电过电流参考电压。在至少一实施方式中，在所述电压降与所述充电过电流参考电压之间的比较是被提供至一计数器/滤波器，所述计数器/滤波器是接收所述比较并且判断所述信号是否指出一过电流状况存在于所述电池充电器中。在所述计数器/滤波器提供指出所述过电流状况的信号至所述PWM逻辑或是适配器开关逻辑之前，所述计数器/滤波器可以监测来自一比较器的比较一可编程的持续时间。若所述计数器/滤波器持续从一比较所述电压降与一充电过电流参考电压的比较器接收一比较信号，则所述计数器/滤波器可以提供一指出所述电池充电器目前是在一过电流状态中的信号至所述PWM逻辑或是适配器开关逻辑。或者是，在所述计数器/滤波器传送一信号以禁能所述PWM逻辑或是适配器开关逻辑之前，可以有一可编程的比较数量，其中一数量的过电流比较是被所述计数器/滤波器所记录。例如，每次所述计数器/滤波器接收一指出一过电流状况的比较信号时，一计数器被增量直到到达所述编程的比较数量为止。在某些实施方式中，所述计数器/滤波器可以周期性地被清除或是重置，以避免偶尔发生的事件累积并且产生一引起的错误状况。若所述感测到的电压降小于或等于所述充电过电流参考电压，则方法500前进到504。例如，若所述比较未能指出存在一过电流状态，则所述电池充电器持续针对于一过电流状况来监测横跨所述感测电阻器的感测到的电压降。

在至少一实施方式中，若所述感测到的电压降超出所述充电过电流参考电压，则方法500是前进在512之处，其中所述适配器开关以及切换式调节器中的至少一个的操作被改变以保护防止一过电流状态。例如，所述适配器开关可被关断、或是所述切换式调节器可被控制以使得电流并未透过所述感测电阻器而被提供至所述电池。在至少一实施方式中，所述适配器开关逻辑最初可以在最初侦测到一过电流状态之际关断所述适配器开关，以保护防止由于在所述切换式调节器中的一失效所造成的过电流。所述适配器开关逻辑接着可以借由逐渐地增加通过所述适配器的电流，来逐渐地导通所述适配器开关。或者是，所述PWM逻辑可以在最初侦测到一过电流状态之际关断在所述切换式调节器中的开关，若在所述PWM逻辑已经尝试关断所述开关之后所述过电流仍然持续，则所述适配器开关逻辑可以传送一信号以关断所述适配器开关。若所述PWM逻辑无法关断在所述切换式调节器中的开关，则其可以指出在所述切换式调节器中的一开关是毁坏的。再者，若所述PWM逻辑能够关断在所述切换式调节器中的开关，则所述适配器仍然可以提供电力至所述系统负载，然而所述电池将不会能够从所述适配器接收电流。在至少另一实施方式中，在关断所述切换式调节器中的开关或是所述适配器开关的任一个之后，所述PWM逻辑以及适配器开关逻辑可以周期性地导通在所述切换式调节器中的开关以及所述适配器开关，并且再次前进通过方法500以判断一过电流状态是否仍然存在。

图6是在其中所述电池正提供电流至所述电池充电器的实施方式中，一种用于侦测在一电池充电器中的一过电流状态的方法600的流程图。方法600是前进在602之处，其中电流是从所述电池而被接收到。方法600是前进在604之处，其中一相关于从所述电池通往所述切换式调节器的电流的电压降被感测出。例如，在所述切换式调节器中的开关导通，以使得电流是从所述电池透过一感测电阻器而被拉取。横跨所述感测电阻器的所述电压降被监测，以判断何时一放电过电流发生。方法600是前进在606之处，其中一斜波电压是被加到所述感测到的电压降，此产生一经修改的感测到的电压降。例如，所述感测到的电压降当相较于所述电感器电流信号的带宽是带宽有限的，因此所述切换式调节器的操作可能是不稳定的。所施加的斜波电压是能够将一些信息加回到所述感测到的电压降中，以更近似地接近通过所述电感器的电流。方法600是前进在608之处，其中所述经修改的感测到的电压降是与一放电过电流参考电压相比较。例如，当所述电流是由所述电池提供时，一放电比较器将会比较当所述电流从所述电池移动时横跨一感测电阻器的正电压降的信号。

在某些实施方式中，方法600是前进在610之处，其中是判断所述电压降是否大于所述放电过电流参考电压。在至少一实施方式中，在所述电压降与放电过电流参考电压之间的一比较是被提供至一工作周期滤波器，所述工作周期滤波器接收所述比较，并且判断所述信号是否指出一过电流状况存在于所述电池充电器中。例如，所述工作周期滤波器可以在一比较信号的工作周期到达50％时提供一终止信号，此指出所述终止信号将会在所述放电输出信号的平均值超过所述放电过电流参考电压时被传送。在替代的实施例中，所述工作周期滤波器可以在所述放电比较信号的工作周期小于50％时提供一终止信号，尤其是若对于一过电流情况而言，较快的响应是所要的话。所述工作周期滤波器亦可以在所述放电比较信号的工作周期大于50％时提供一终止信号，例如，当多个工作周期位准被侦测到时，所述工作周期滤波器可以侦测50％的工作周期，并且在所述工作周期滤波器侦测到一信号是超过50％某个百分比时传送所述终止信号。

若所述感测到的电压降小于或等于所述放电过电流参考电压，则方法600前进到604。例如，若所述比较未能指出存在一过电流状态，则所述电池充电器持续针对于一过电流状况来监测横跨所述感测电阻器的感测到的电压降。

若所述感测到的电压降超出所述放电过电流参考电压，则方法600是前进在612之处，其中所述切换式调节器的操作被改变以保护防止一过电流状态。例如，当所述电池正提供所述电流横跨所述感测电阻器，而且并没有电流是由所述适配器提供、或是由所述适配器提供的电流是被所述系统负载耗用时，为了保护防止来自所述放电电池的一侦测到的过电流，所述PWM逻辑是禁能在所述切换式调节器中的开关，以避免电流从所述电池而被汲取。在至少另一实施方式中，在关断在所述切换式调节器中的开关之后，所述PWM逻辑可以周期性地导通在所述切换式调节器中的开关，并且再次前进通过方法600以判断一过电流状态是否仍然存在。

范例实施例

例子1是包含一种用于一电池充电器中的过电流保护的方法，所述方法包括：控制一切换式调节器以导引在所述切换式调节器与一电池埠之间的电流；感测一相关于通过在所述切换式调节器与所述电池埠之间的所述电流的电压降；施加一第一斜波电压至所述感测到的电压降，此产生一经修改的感测到的电压降；比较所述经修改的感测到的电压降与至少一参考电压；以及当所述经修改的感测到的电压降超出所述至少一参考电压时，改变所述切换式调节器的操作以保护所述电池充电器免于一过电流状态。

例子2是包含例子1的方法，其中所述方法进一步包括将一第二斜波电压加到所述至少一参考电压，借此所述第二斜波电压可以是或不是与所述第一斜波电压不同。

例子3是包含例子1-2的任一个的方法，其中所述方法进一步包括：导通一耦接在一适配器的一输出与所述电池充电器的一输入之间的适配器开关；以及当所述经修改的被感测的电压超出所述参考电压时，改变所述适配器开关的操作以保护所述电池充电器免于一过电流状态。

例子4是包含例子1-3的任一个的方法，其进一步包括控制所述切换式调节器以从所述电池提供所述电力的一部分至所述系统负载端口。

例子5是包含例子1-4的任一个的方法，其中所述方法进一步包括以下的至少一个：关断一在所述切换式调节器中的开关，使得所述电流的一部分并未被提供至所述电池埠；以及周期性地导通在所述切换式调节器中的所述开关以检查是否有所述过电流。

例子6是包含例子1-5的任一个的方法，其中比较所述电压降与所述过电流参考电压进一步包括放大横跨一感测电阻器的所述电压降。

例子7是包含例子1-6的任一个的方法，其中比较所述经修改的感测到的电压降与所述至少一参考电压包括以下的至少一个：判断所述电流是否在一经编程的持续时间为一过电流；以及判断所述电流是否在一经编程的比较数量中为一过电流。

例子8是包含例子7的方法，其中判断所述电流是否在一经编程的比较数量中为一过电流包括：当一量测指出一充电比较输出超过所述参考电压时，增量一计数器直到所述计数器等于所述经编程的比较数量为止；周期性地清除所述计数器。

例子9是包含例子1-8的任一个的方法，其中所述参考电压是以下的至少一个：一充电过电流参考电压，其中当电流是从所述切换式调节器被提供至所述电池埠时，所述经修改的被感测的电压是与所述充电过电流参考电压相比较；以及一放电过电流参考电压，其中当电流是从所述电池埠接收到所述切换式调节器时，所述经修改的感测到的电压降是与所述放电过电流参考电压相比较。

例子10是包含例子9的方法，其中当所述电压降的一工作周期超出一临界值时，所述经修改的被感测的电压是超出所述放电过电流参考电压。

例子11是包含例子9-10的任一个的方法，其中所述方法进一步包括借由关断一在所述切换式调节器中的开关以避免电流从所述电池通往所述切换式调节器以改变所述切换式调节器的操作，以保护所述电池充电器免于一借由比较所述经修改的感测到的电压降与所述放电过电流参考电压而被感测到的过电流状态。

例子12是包含一种用于过电流保护的电路，所述电路包括：至少一切换式调节器输入节点，其是耦接以接收一成比例于由一切换式调节器所提供的一电流的切换式调节器电压，其中所述切换式调节器是能够导引透过一适配器开关所提供的电流的一部分至一系统负载端口以及一电池端口中的至少一个；至少一感测电阻器输入节点，其是耦接以透过一感测电阻器来接收一成比例于由所述切换式调节器提供的所述电流的感测电阻器电压；至少一放大器，其是被配置以提供一成比例于在所述切换式调节器电压与所述感测电阻器电压之间的差值的输出信号；一斜波电压产生器，其是被配置以产生一斜波电压；至少一加总器，其是被配置以将所述斜波电压加到所述输出信号，此产生一经修改的输出信号；以及至少一临界值比较器，其是被配置以根据所述经修改的输出信号与一过电流参考电压的比较来提供一比较信号，其中所述比较信号是被用来控制所述适配器开关。

例子13是包含例子12的电路，其中所述至少一加总器是进一步被配置以将一第二斜波电压加到所述过电流参考电压，借此所述第二斜波电压可以是或不是与所述斜波电压不同。

例子14是包含例子12-13的任一个的电路，其中所述至少一放大器包括一充电放大器，其是被配置以能够在电流被提供至所述电池埠时，提供一成比例于在所述切换式调节器电压与所述感测电阻器电压之间的差值的充电输出信号；其中所述至少一临界值比较器是包括一充电临界值比较器，所述充电临界值比较器是在电流被提供至所述电池埠时，根据具有所述加入的斜波电压的所述充电输出信号与一充电过电流参考电压的比较来提供一充电比较信号。

例子15是包含例子14的电路，其中当具有所述加入的斜波电压的所述充电输出信号超出所述充电过电流参考电压时，则存在一过电流状态。

例子16是包含例子15的电路，其进一步包括以下的至少一个：一适配器开关逻辑，其控制所述适配器开关，所述适配器开关逻辑是在一错误状况存在时关断所述适配器开关；以及一脉波宽度调变逻辑，其控制所述切换式调节器，所述脉波宽度调变逻辑是在一错误状况存在时禁能通过所述感测电阻器的电性路径。

例子17是包含例子16的电路，其中当所述适配器开关逻辑导通所述适配器开关时，所述适配器开关逻辑是逐渐地增加被容许通过所述适配器开关的电流。

例子18是包含例子15-17的任一个的电路，其中一错误状况是存在于当具有所述加入的斜波电压的所述充电输出信号超出所述充电过电流参考电压而持续以下的至少一个时：一经编程的持续时间；以及一经编程的比较数量。

例子19是包含例子18的电路，其中一计数器是向上增量到所述经编程的比较数量，其中所述计数器是周期性地被清除。

例子20是包含例子12-19的任一个的电路，其中所述至少一放大器包括一放电放大器，其是被配置以在电流是从所述电池埠被接收到时，提供一成比例于在所述感测电阻器电压与所述切换式调节器电压之间的差值的放电输出信号；其中所述至少一临界值比较器是包括一放电临界值比较器，所述放电临界值比较器是在电流是从所述电池埠被接收到时，根据具有所述加入的斜波电压的所述放电输出信号与一放电过电流参考电压的比较来提供一放电比较信号。

例子21是包含例子20的电路，其中一脉波宽度调变逻辑是指示所述切换式调节器以在具有所述加入的斜波电压的所述放电输出信号是超出所述放电过电流参考电压以及在一比较器的工作周期超出一指定的值中的至少一个时，禁能通过所述感测电阻器的电性路径。

例子22是包含例子21的电路，其中所述脉波宽度调变逻辑是控制借由所述斜波电压产生器产生的所述斜波电压。

例子23是包含例子12-22的任一个的电路，其中一第一滤波器是将所述切换式调节器电压耦接至所述至少一切换式调节器电压，并且一第二滤波器是将所述感测电阻器电压耦接至所述至少一感测电阻器节点，其中所述第一滤波器以及所述第二滤波器具有不同的时间常数。

例子24是包含例子12-23的任一个的电路，其中所述切换式调节器包括：一耦接至所述适配器开关的上方的开关；一耦接至所述上方的开关的下方的开关；以及一电感器，其是耦接至所述上方的开关、所述下方的开关、以及所述感测电阻器。

例子25是包含一种用于一电池供电式系统负载的系统，所述系统包括：一适配器，所述适配器是可连接至一电源，其中所述适配器改变由所述电源提供的电流；一电池，其是被配置以储存由所述电源提供的能量的一部分并且提供所储存的能量；一系统负载，其是被配置以使用由所述电源提供的电流以及由在所述电池中所储存的能量的一部分提供的电流；以及一切换式调节器，其是耦接在所述适配器、所述电池、以及所述系统负载之间，其包括：一适配器开关，其是被配置以控制对于由所述适配器提供的电力的存取；一电池开关，其是被配置以在所述适配器并未连接至所述电池充电器以及所述系统负载的情形中，控制由所述电池提供的所储存的能量的放电；一切换式调节器控制器，其是被配置以控制所述适配器开关，以及由所述电池提供至所述系统负载而在所述电池中的储存的能量的所述部分和一被提供至所述电池的充电电流中的一者；一感测电阻器，其是耦接在所述切换式调节器与所述电池之间；以及一监测及控制电路，其是被配置以监测横跨所述感测电阻器的所述电压降，以判断所述切换式调节器何时是在一过电流状态中。

例子26是包含例子25的切换式调节器控制器，其进一步包括：一斜波电压产生器，其是被配置以产生一第一斜波电压；至少一放大器，其是被配置以提供一成比例于横跨所述感测电阻器的所述电压降的输出信号；至少一加总器，其是被配置以将所述第一斜波电压加到所述输出信号，借此产生一经修改的输出信号；至少一参考加总器，其是被配置以将一第二斜波电压加到一过电流参考电压，借此产生一经修改的过电流参考电压；以及至少一临界值比较器，其是被配置以比较所述经修改的输出信号与所述经修改的过电流参考电压，其中所述比较信号是被提供以控制所述切换式调节器。

例子27是包含例子26的切换式调节器控制器，借此所述第一斜波电压、所述第二斜波电压或是两个斜波电压是具有零振幅。

例子28是包含例子25-27的任一个的切换式调节器，借此在一过电流状态中，所述控制器是限制所述电池充电电流以及一代表由所述电池提供至所述系统负载而在所述电池中的储存的能量的所述部分的电池放电电流中的一者。

例子29是包含例子25-28的任一个的切换式调节器控制器，借此所述控制器是在所述切换式调节器提供一充电电流至所述电池时的一过电流状态中禁能所述适配器开关。

例子30是包含一种用于一电池充电器中的过电流保护的方法，所述方法包括：导通一适配器开关以从一连接至所述电池充电器的适配器接收电力；控制一切换式调节器以导引在所述切换式调节器与一电池埠之间的电流；感测一相关于通过在所述切换式调节器与所述电池埠之间的所述电流的电压降；监测所述感测到的电压降，以判断所述切换式调节器何时是在一过电流状态中；以及当所述切换式调节器是在一过电流状态中，改变所述适配器开关的操作以保护所述电池充电器免于所述过电流状态。

例子31是包含例子1-30的任一个的方法，其中所述方法进一步包括以下的至少一个：关断一在所述切换式调节器中的开关，使得所述电流的部分并未被提供至所述电池埠；以及周期性地导通在所述切换式调节器中的所述开关，以检查是否有所述过电流。

例子32是包含例子30-31的任一个的方法，其中一斜波电压是被施加至所述切换式调节器。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述原理前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (32)

1.一种用于一电池充电器中的过电流保护的方法，其特征在于，所述方法包括：

控制一切换式调节器以导引在所述切换式调节器与一电池埠之间的电流；

感测一相关于通过在所述切换式调节器与所述电池埠之间的所述电流的电压降；

施加一第一斜波电压至所述感测到的电压降，此产生一经修改的感测到的电压降；

比较所述经修改的感测到的电压降与至少一参考电压；以及

当所述经修改的感测到的电压降超出所述至少一参考电压时，改变所述切换式调节器的操作以保护所述电池充电器免于一过电流状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括将一第二斜波电压加到所述至少一参考电压，借此所述第二斜波电压可以是或不是与所述第一斜波电压不同。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

导通一耦接在一适配器的一输出与所述电池充电器的一输入之间的适配器开关；以及

当所述经修改的被感测的电压超出所述参考电压时，改变所述适配器开关的操作以保护所述电池充电器免于一过电流状态。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括控制所述切换式调节器以从所述电池提供所述电力的一部分至所述系统负载端口。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下的至少一个：

关断一在所述切换式调节器中的开关，使得所述电流的一部分并未被提供至所述电池埠；以及

周期性地导通在所述切换式调节器中的所述开关，以检查是否有所述过电流。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，比较所述电压降与所述过电流参考电压进一步包括放大横跨一感测电阻器的所述电压降。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，比较所述经修改的感测到的电压降与所述至少一参考电压包括以下的至少一个：

判断所述电流是否在一经编程的持续时间为一过电流；以及

判断所述电流是否在一经编程的比较数量中为一过电流。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，判断所述电流是否在一经编程的比较数量中为一过电流是包括：

当一量测指出一充电比较输出超过所述参考电压时，增量一计数器直到所述计数器等于所述经编程的比较数量为止；

周期性地清除所述计数器。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考电压是以下的至少一个：

一充电过电流参考电压，其中当电流是从所述切换式调节器被提供至所述电池埠时，所述经修改的被感测的电压是与所述充电过电流参考电压相比较；以及

一放电过电流参考电压，其中当电流是从所述电池埠接收到所述切换式调节器时，所述经修改的感测到的电压降是与所述放电过电流参考电压相比较。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述电压降的一工作周期超出一临界值时，所述经修改的被感测的电压是超出所述放电过电流参考电压。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括借由关断一在所述切换式调节器中的开关以避免电流从所述电池通往所述切换式调节器以改变所述切换式调节器的操作，以保护所述电池充电器免于一借由比较所述经修改的感测到的电压降与所述放电过电流参考电压而被感测到的过电流状态。

12.一种用于过电流保护的电路，其特征在于，所述电路包括：

至少一切换式调节器输入节点，其是耦接以接收一成比例于由一切换式调节器所提供的一电流的切换式调节器电压，其中所述切换式调节器是能够导引透过一适配器开关所提供的电流的一部分至一系统负载端口以及一电池端口中的至少一个；

至少一感测电阻器输入节点，其是耦接以透过一感测电阻器来接收一成比例于由所述切换式调节器提供的所述电流的感测电阻器电压；

至少一放大器，其是被配置以提供一成比例于在所述切换式调节器电压与所述感测电阻器电压之间的差值的输出信号；

一斜波电压产生器，其是被配置以产生一斜波电压；

至少一加总器，其是被配置以将所述斜波电压加到所述输出信号，此产生一经修改的输出信号；以及

至少一临界值比较器，其是被配置以根据所述经修改的输出信号与一过电流参考电压的比较来提供一比较信号，其中所述比较信号是被用来控制所述适配器开关。

13.如权利要求12所述的电路，其特征在于，所述至少一加总器是进一步被配置以将一第二斜波电压加到所述过电流参考电压，借此所述第二斜波电压可以是或不是与所述斜波电压不同。

14.如权利要求12所述的电路，其特征在于，所述至少一放大器是包括一充电放大器，其是被配置以能够在电流被提供至所述电池埠时，提供一成比例于在所述切换式调节器电压与所述感测电阻器电压之间的所述差值的充电输出信号；

其中所述至少一临界值比较器是包括一充电临界值比较器，所述充电临界值比较器是在电流被提供至所述电池埠时，根据具有所述加入的斜波电压的所述充电输出信号与一充电过电流参考电压的比较来提供一充电比较信号。

15.如权利要求14所述的电路，其特征在于，当具有所述加入的斜波电压的所述充电输出信号超出所述充电过电流参考电压时，则存在一过电流状态。

16.如权利要求15所述的电路，其特征在于，进一步包括以下的至少一个：

一适配器开关逻辑，其控制所述适配器开关，所述适配器开关逻辑是在一错误状况存在时关断所述适配器开关；以及

一脉波宽度调变逻辑，其控制所述切换式调节器，所述脉波宽度调变逻辑是在一错误状况存在时禁能通过所述感测电阻器的电性路径。

17.如权利要求16所述的电路，其特征在于，当所述适配器开关逻辑导通所述适配器开关时，所述适配器开关逻辑是逐渐地增加被容许通过所述适配器开关的电流。

18.如权利要求15所述的电路，其特征在于，一错误状况是存在于当具有所述加入的斜波电压的所述充电输出信号超出所述充电过电流参考电压而持续以下的至少一个时：

一经编程的持续时间；以及

一经编程的比较数量。

19.如权利要求18所述的电路，其特征在于，一计数器是向上增量到所述经编程的比较数量，其中所述计数器是周期性地被清除。

20.如权利要求12所述的电路，其特征在于，所述至少一放大器是包括一放电放大器，其是被配置以在电流是从所述电池埠被接收到时，提供一成比例于在所述感测电阻器电压与所述切换式调节器电压之间的所述差值的放电输出信号；

其中所述至少一临界值比较器是包括一放电临界值比较器，所述放电临界值比较器是在电流是从所述电池埠被接收到时，根据具有所述加入的斜波电压的所述放电输出信号与一放电过电流参考电压的所述比较来提供一放电比较信号。

21.如权利要求20所述的电路，其特征在于，一脉波宽度调变逻辑是指示所述切换式调节器以在具有所述加入的斜波电压的所述放电输出信号是超出所述放电过电流参考电压以及在一比较器的工作周期超出一指定的值中的至少一个时，禁能通过所述感测电阻器的电性路径。

22.如权利要求21所述的电路，其特征在于，所述脉波宽度调变逻辑是控制借由所述斜波电压产生器产生的所述斜波电压。

23.如权利要求12所述的电路，其特征在于，一第一滤波器是将所述切换式调节器电压耦接至所述至少一切换式调节器电压，并且一第二滤波器是将所述感测电阻器电压耦接至所述至少一感测电阻器节点，其中所述第一滤波器以及所述第二滤波器具有不同的时间常数。

24.如权利要求12所述的电路，其特征在于，所述切换式调节器包括：

一耦接至所述适配器开关的上方的开关；

一耦接至所述上方的开关的下方的开关；以及

一电感器，其是耦接至所述上方的开关、所述下方的开关、以及所述感测电阻器。

25.一种用于一电池供电式系统负载的系统，其特征在于，所述系统包括：

一适配器，所述适配器是可连接至一电源，其中所述适配器改变由所述电源提供的电流；

一电池，其是被配置以储存由所述电源提供的能量的一部分并且提供储存的能量；

一系统负载，其是被配置以使用由所述电源提供的电流以及由在所述电池中的储存的能量的一部分所提供的电流；以及

一切换式调节器，其是耦接在所述适配器、所述电池、以及所述系统负载之间，其包括：

一适配器开关，其是被配置以控制对于由所述适配器提供的所述电力的存取；

一电池开关，其是被配置以在所述适配器并未连接至所述电池充电器以及所述系统负载的情形中，控制由所述电池提供的所述储存的能量的放电；

一切换式调节器控制器，其是被配置以控制所述适配器开关，以及由所述电池提供至所述系统负载而在所述电池中的储存的能量的所述部分和一被提供至所述电池的充电电流中的一者；

一感测电阻器，其是耦接在所述切换式调节器与所述电池之间；以及

一监测及控制电路，其是被配置以监测横跨所述感测电阻器的所述电压降，以判断所述切换式调节器何时是在一过电流状态中。

26.如权利要求25所述的系统，其特征在于，进一步包括：

一斜波电压产生器，其是被配置以产生一第一斜波电压；

至少一放大器，其是被配置以提供一成比例于横跨所述感测电阻器的所述电压降的输出信号；

至少一加总器，其是被配置以将所述第一斜波电压加到所述输出信号，借此产生一经修改的输出信号；

至少一参考加总器，其是被配置以将一第二斜波电压加到一过电流参考电压，借此产生一经修改的过电流参考电压；以及

至少一临界值比较器，其是被配置以比较所述经修改的输出信号与所述经修改的过电流参考电压，其中所述比较信号是被提供以控制所述切换式调节器。

27.如权利要求26所述的系统，其特征在于，借此所述第一斜波电压、所述第二斜波电压或是两个斜波电压是具有零振幅。

28.如权利要求25所述的系统，其特征在于，借此在一过电流状态中，所述控制器是限制所述电池充电电流以及一代表由所述电池提供至所述系统负载而在所述电池中的储存的能量的所述部分的电池放电电流中的一者。

29.如权利要求25所述的系统，其特征在于，借此所述控制器是在所述切换式调节器提供一充电电流至所述电池时的一过电流状态中禁能所述适配器开关。

30.一种用于在一电池充电器中的过电流保护的方法，其特征在于，所述方法包括：

导通一适配器开关以从一连接至所述电池充电器的适配器接收电力；

控制一切换式调节器以导引在所述切换式调节器与一电池埠之间的电流；

感测一相关于通过在所述切换式调节器与所述电池埠之间的所述电流的电压降；

监测所述感测到的电压降，以判断所述切换式调节器何时是在一过电流状态中；以及

当所述切换式调节器是在一过电流状态中，改变所述适配器开关的操作以保护所述电池充电器免于所述过电流状态。

31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下的至少一个：

关断一在所述切换式调节器中的开关，使得所述电流的所述部分并未被提供至所述电池埠；以及

周期性地导通在所述切换式调节器中的所述开关，以检查是否有所述过电流。

32.如权利要求30所述的方法，其特征在于，一斜波电压是被施加至所述切换式调节器。