CN105870983A - 在电子设备中执行混合电力控制的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了在电子设备中执行混合电力控制的装置，其包括：充电器，用于选择性地对所述电子设备的电池进行充电，所述充电器包括：第一端，用于将所述充电器耦接于所述电子设备的功率输入端；第二端，选择性地耦接于所述第一端，用于将所述外部功率输入至所述充电器的至少一个内部元件；第三端，选择性地耦接于所述第二端，用于互连所述充电器中的元件之间的局部路径；第四端，耦接于所述第三端，用于互连从所述电池出发的电池路径和所述第三端与所述第四端之间的路径；第一功率输出路径，耦接于所述第三端，用于选择性地提供第一电压电平给所述电子设备的负载。本发明实施例可保证高的功率效率。

Description

在电子设备中执行混合电力控制的装置
本发明要求申请日为2015年2月11日，专利号为62/115,121的美国临时专利的优先权，该美国专利的全部内容均包含在本发明中。另外，本发明还要求申请日为2015年6月15日，专利号为14/738,794的美国非临时专利的优先权，该美国专利的全部内容包含在本发明中。另外，专利号为14/738,794的美国非临时专利要求申请日为2015年2月11日，专利号为62/115,121的美国临时专利的优先权。
【技术领域】
本发明涉及集成电路(Integrated circuits)技术领域，尤其涉及一种在电子设备中执行混合电力控制的装置。
【背景技术】
本发明涉及便携式电子设备(portable electronic device)中的充电器控制，更进一步，本发明涉及在一个电子设备中执行混合电力(hybrid power)控制的装置。
图1示出了依据相关技术的一种传统的充电器系统(charger system)。该传统的充电器系统可在传统的多功能的移动电话中被实施并用于对所述移动电话的电池进行充电(例如，耦接至电池电压(voltage of battery，VBAT)端)。传统的充电器系统可包括多个开关单元(switching unit)，例如，金属氧化物半导体场效应管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)M1、M2、MA、以及MB，多个驱动器，例如，通过这些MOSFET M1、M2、MA、以及MB的栅极端驱动这些MOSFETs M1、M2、MA、以及MB的驱动器，以及多个开关控制电路，例如，控制电路Ctrl_A用于控制MOSFET M1和M2的开关操作，控制电路Ctrl_1用于控制MOSFET MA和MB的开关操作，以及控制电路Ctrl_2用于控制耦接于系统电压(voltage of system，VSYS)端和电池电压VBAT端之间的MOSFET的操作。作为举例，当用户通过闪光灯(flash)拍了一张照片，该传统的充电器系统可执行反向升压操作(reverse boost operation)并通过闪光灯路径(flash path)(为方便理解，在图1中标记为“依据反向升压的闪光灯路径”)输出功率给图1中的右下角示出的发光二极管(light emittingdiodes，LEDs)，并且，所述MOSFET M21和M22可作为所述闪光灯的触发器(trigger)。在另一个实例中，当用户使用LEDs作为手电筒(torch)，而不是使用闪光灯进行拍照，该传统的充电器系统可通过手电筒路径(torch path)(为方便理解，在图1中标记为“依据系统电压的手电筒路径”)输出功率给所述LEDs，并且，所述MOSFET M23和M24可作为所述手电筒的开关单元。请注意，由于具有不同的体二极管(body diode)方向的MOSFET M1或M2可完全地阻塞(block)输入端VIN与中继电压VM端之间的路径来保护所述传统的充电器系统中的元件，因此，在用于从传统的多功能移动电话外部获得外部功率的输入端VIN的输入电压大于所述闪光灯路径上的代表性的闪光灯电压电平(voltagelevel)的情形下，该传统的充电器系统可适用于多功能移动电话。然而，在使用一个外部电源(例如，交流电/直流电适配器)给电池充电时，基于MOSFETM1、M2以及MA的串联阻抗非常大，这将显著地降低从输入端VIN到系统电压端VSYS的功率传输路径的功率效率(power efficiency)。
图2示出了依据相关技术的另一个传统的充电器系统。该传统的充电器系统也可在传统的多功能的移动电话中被实施并用于对所述移动电话的电池进行充电(例如，耦接至电池电压(voltage of battery，VBAT)端)。在图2中，去掉了图1中的MOSFET M2，并且，将图1中的控制电路Ctrl_A替代为Ctrl_B，该Ctrl_B用于控制MOSFET M1的开关操作。与图1所示的传统的充电器系统相比，由于输入端VIN与中继电压端VM之间的MOSFET的数量减少了，因此图2中所示的传统的充电器系统输入端VIN与中继电压端VM之间的功率传输路径的功率效率大于图1中所示出的架构的功率效率。但是，MOSFET M1并不能在各种情形下完全地阻塞输入端VIN与中继电压VM端之间的路径。作为举例，MOSFET M1的体二极管方向可等效为从输入端VIN到中继电压端VM的方向，且中继电压端VM处提供闪光灯使用的反向升压电平必须大于输入端VIN处的输入电压电平。因此，系统电压VSYS端到中继电压VM端之间的功率传输路径的功率效率非常低。
总之，传统的充电器系统中存在大量的问题，并且每一个传统的充电器系统都不能在各种情形下保证高的功率效率。因此，需要一种新的架构来改善功率效率，以保证整个系统的总的性能。
【发明内容】
本发明提供在电子设备中执行混合电力控制的装置。
本发明提供的在电子设备中执行混合电力控制的装置，可包括：充电器，设置在所述电子设备中，用于选择性地对所述电子设备的电池进行充电，其中，所述充电器的至少一部分在充电器芯片中进行实施，且所述充电器包括：第一端，设置在所述充电器芯片上，用于将所述充电器耦接于所述电子设备的功率输入端，其中，所述功率输入端用于选择性地从所述电子设备外部获取外部功率；第二端，设置在所述充电器芯片上，并选择性地耦接于所述第一端，用于在需要时选择性地将所述外部功率输入至所述充电器的至少一个内部元件；第三端，设置在所述充电器芯片上，并选择性地耦接于所述第二端，用于互连所述充电器中的元件之间的局部路径，并在需要时选择性地对所述外部功率进行旁路；第四端，设置在所述充电器芯片上，并耦接于所述第三端，用于互连从所述电池出发的电池路径和所述第三端与所述第四端之间的路径；第一功率输出路径，耦接于所述第三端，用于选择性地提供第一电压电平给所述电子设备的负载。
基于上述的装置架构，本发明实施例可在各种情形下保证高的功率效率并可增强所述电子设备的整体性能。
【附图说明】
图1示出了依据相关技术的一种传统的充电器系统(charger system)。
图2示出了依据相关技术的另一个传统的充电器系统。
图3为依据本发明的一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。
图4为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。
图5为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。
图6为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。
图7为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。
图8为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。
图9为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。
图10为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。
图11为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。
图12为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。
图13为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。
【具体实施方式】
接下面的描述为本发明预期的最优实施例。这些描述用于阐述本发明的大致原则而不应用于限制本发明。本发明的保护范围应在参考本发明的权利要求的基础上进行认定。
图3为依据本发明的一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。所述装置可包括所述电子设备的至少一部分。作为举例，所述装置可包括所述电子设备一部分，更具体而言，所述装置可包括所述电子设备中的至少一个硬件电路，例如至少一个集成电路(integrated circuit，IC)以及这些集成电路的关联电路。在另一个例子中，所述装置可为所述整个电子设备。在另一个例子中，所述装置可包括包括有所述电子设备的系统(例如，包括所述电子设备的无线通信系统)。所述电子设备包括但不限于，多功能移动电话(multifunctional mobile phone)，平板电脑(tablet)，以及手提电脑(laptopcomputer)。
根据该实施例，所述装置可包括设置在所述电子设备中的充电器，且所述充电器可用于选择性地对所述电子设备的电池(例如，在图3位于所述电池电压VBAT端下方的电池)进行充电，其中，所述充电器的至少一部分(例如，一部分或全部)可集成到一个充电器芯片中，该芯片可作为所述集成电路的一个实例。为了便于理解，其中，所述方形标记“×”的衬垫(pad)符号可用于呈现所集成电路的一个衬垫，例如所述集成电路的输入/输出衬垫。如图3所示，所述充电器可包括：第一端，设置在所述充电器芯片上，例如，在图3中紧邻所述总线电压VBUS端的下一个端子，例如一个直接地电性连接至所述VBUS端的衬垫；第二端，设置在所述充电器芯片上并选择性地耦接至所述第一端，例如，VM端的衬垫；第三端，设置在所述充电器芯片上并选择性地耦接至所述第二端，例如，切换电压VLX端的衬垫；第四端，设置在所述充电器芯片上并耦接至所述第三端，例如，VSYS端的衬垫；第二功率输出路径，耦接至所述第四端；第一功率输出路径，耦接至所述第三端。更具体而言，所述第二功率输出路径可表示图3中的VSYS端至右边的信号路径的至少一部分，例如，一个手电筒路径(为方便理解，在图3中标记为“依据系统电压的手电筒路径”)，而所述第一功率输出路径可表示图3中VLX端至VFLA(voltage for flash led)端的信号路径的至少一部分，例如一个闪光灯路径(为方便理解，在图3中标记为“依据反向升压的闪光灯路径”)。需要说明的是，本发明中所出现的“选择性”在本发明中的涵义为可根据需要选择执行或不执行相对应的操作，例如，“选择性地对所述电子设备的电池进行充电”的涵义可理解为，在需要对电子设备的电池进行充电时，即对所述电子设备的电池进行充电，当不需要对电子设备的电池进行充电时，则停止对所述电子设备的电池进行充电，而“选择性地耦接于”的涵义可理解为，在需要耦接的时候进行耦接，在不需要耦接的时候就断开耦接；以及，“选择性地提供”的涵义可理解为，在需要的提供的时候进行提供，不需要提供的时候就中止提供。
作为举例，所述第一端用于将所述充电器耦接至所述电子设备的一个功率输入端(power input port)，所述功率输入端用于选择性地获取所述电子设备外部的外部功率，其中，所述第一端可为图3中紧邻所述VBUS端的下一个端子，例如，直接与所述VBUS端电连接的衬垫，而所述VBUS端可为所述功率输入端的一个端子。另外，所述第二端用于在有需要的时候选择性地将所述外部功率输入给所述充电器芯片的至少一个内部元件(internal component)，所述第二端例如可为VM端。所述第三端用于互接所述充电器的元件之间的局部路径，并在有需要的时候选择性地旁路(bypassing)所述外部功率，所述第三端例如可为VLX端。另外，所述第四端用于互接从电池出发的电池路径(例如，图3中位于所述VSYS端下部的路径)和所述充电器内部的另一局部路径(例如，图3中位于所述VSYS端左边的路径)，所述第四端例如可为VSYS端。进一步，所述第二功率输出路径(例如，手电筒路径)用于提供第二电压电平，所述第一功率输出路径(例如，闪光灯路径)用于选择性地提供第一电压电平，其中，所述第一电压电平大于所述第二电压电平。
如图3所示，所述充电器还可包括耦接于所述第一端(例如，在图3中紧邻VBUS端的下一个端子，例如直接与所述VBUS端电连接的衬垫)和所述第二端(例如，VM端)之间的第一开关单元，所述第一开关单元可选择性地导通或断开所述第一端和所述第二端之间的信号路径，除了所述第一开关单元，在所述第一端和所述第二端之间没有其他的开关单元。作为举例，所述第一开关单元可为设置在所述充电器芯片上的MOSFET M3，且在所述第一端和所述第二端之间的信号路径上，所述MOSFET M3的体二极管(body diode)方向等效为从所述第一端到所述第二端的方向。在该实例中，所述MOSFET M3的体二极管方向也等效为从所述VBUS端到所述VM端的方向。另外，所述充电器还可包括耦接于所述第二端(例如，VM端)和所述第三端(例如，VLX端)之间的第二开关单元，所述第二开关单元可用于选择性地导通或断开所述第二端和所述第三端之间的信号路径。例如，所述第二开关单元可为设置在所述充电器芯片上的MOSFET MA，且在所述第二端和所述第三端之间的信号路径上，所述MOSFET M3的体二极管方向等效为从所述第三端到所述第二端的方向。更具体而言，当所述第二功率输出路径(例如，所述闪光灯路径)向所述电子设备中的一个负载输出功率时，所述装置可使用所述第二开关单元(例如所述MOSFET MA)断开所述第二端和所述第三端之间的信号路径。另外，所述充电器可包括设置在所述充电器芯片上的接地端GND(例如一种衬垫)，且还可包括耦接于所述第三端(例如，VLX端)和所述接地端GND之间的第三开关单元，所述第三开关单元可用于选择性地导通或断开所述第三端和所述接地端GND之间的信号路径。作为举例，所述第三开关单元可为设置在所述充电器芯片上的MOSFET MB，且在所述第三端和所述接地端GND之间的信号路径上，所述MOSFET MB的体二极管方向等效为从所述接地端到所述第三端的方向。进一步，所述充电器还可包括设置在所述充电器芯片上的第五端(例如，作为VFLA端的衬垫)，其中，所述第五端用于将所述充电器芯片外部的元件耦接至所述充电器芯片。所述充电器还可包括耦接于所述第三端(例如，VLX端)和所述第五端之间的第四开关单元，所述第四开关单元用于选择性地导通或断开所述第三端和所述第五端之间的信号路径，其中，所述第二功率输出路径通过所述第四开关单元耦接于所述第三端。作为举例，所述第四开关单元可为设置在所述充电器芯片上的MOSFET M4，且在所述第三端和所述第五端之间的信号路径上，所述MOSFET M4的体二极管方向等效为从所述第三端到所述第五端的方向。
在本实施例中，所述装置可使用至少一个控制单元，例如一组控制单元{Ctrl_C,Ctrl_1,Ctrl_2}来控制所述充电器的多个开关单元的开关操作，这些开关单元例如，MOSFET M3、M4、MB、M4以及耦接于所述VSYS端和所述VBAT端之间的MOSFET(例如一种衬垫)，以及用于控制所述电子设备中的其他开关单元的开关操作，这些其他的开关单元例如可为MOSFET M21、M22、M23以及M24。作为举例，当一部分的所述多个开关单元，例如，MOSFET M4和MB，编程为所述充电器中的升压电路(boost circuit)的一部分，用于通过所述第二功率输出路径(例如，所述闪光灯路径)输出功率时，所述多个开关单元中的另外一个开关单元，例如，MOSFET M3，断开所述第一端和所述第二端之间的信号路径(例如，该信号路径由所述MOSFET M3控制)，而所述多个开关单元中的另外一个开关单元，例如，MOSFET MA，断开所述第二端和所述第三端之间的信号路径(例如，该信号路径由所述MOSFET MA控制)。在另一个举例中，当一部分的所述多个开关单元，例如，MOSFET MA、MB和M3，编程为所述充电器中的降压电路(buck circuit)的一部分，用于输出所述外部功率给所述第四端时，所述多个开关单元中的另外一个开关单元，例如，MOSFET M4，断开所述第三端和所述第五端之间的信号路径(例如，该信号路径由所述MOSFETM4控制)。
另外，所述电子设备中的至少一个开关单元(例如，所述MOSFET M21、M22、M23以及M24)可耦接至所述电子设备中的至少一个负载(例如，所述LEDs)，并藕接于所述第一功率输出路径和所述第二功率输出路径中的至少一个功率输出路径(例如，所述手电筒路径和所述闪光灯路径中的一个或多个功率输出路径)，并可用于选择性地通过所述第一功率输出路径和所述第二功率输出路径中其中一个(也即，所述手电筒路径或所述闪光灯路径)使用功率输出分别地驱动所述至少一个负载。如图3所示，所述充电器可包括一个第一电容器(capacitor)，所述第一电容器耦接于所述第三端(例如，所述VLX端)，还包括一个电感器(inductor)，所述电感器耦接于所述第三端和所述第四端(例如，所述VSYS端)之间。更具体而言，所述第一电容器耦接于所述VLX端和所述VBOOT端(例如，一种衬垫)之间。除所述第一电容器之外，所述充电器还可包括耦接于所述第二端(例如，所述VM端)的第二电容器。除上述提及的电容器，所述装置还可包括其他的分别耦接于VSYS端、VFLA端，以及VBUS端的多个电容器。在实践中，一部分的所述多个开关单元，例如所述MOSFETMA、MB和M4，可能需要驱动器通过所述一部分的所述多个开关单元的栅极端来分别地驱动所述一部分的所述多个开关单元。
另外，所述第二功率输出路径(例如，所述手电筒路径)可用于为所述电子设备中的多个负载中的一个负载提供第二电压电平，以及，所述第一功率输出路径(例如，所述闪光灯路径)可用于选择性地为所述电子设备中的多个负载中的另一个负载提供第一电压电平。作为举例，所述一个负载(例如，前面所述的多个负载中的一个负载)可包括所述电子设备的一个主电路，而所述另一个负载(例如，所述多个负载中的另外一个负载)可包括至少一个LED(例如，图3中所示的所有的LED)。当所述电子设备为上面提及的多功能移动电话时，所述主电路可包括至少一个处理器和与所述至少一个处理器耦接的相关的子电路。请注意，通过为前面所述的至少一个LED(例如，图3所示的所有LED)提供所述第二电压电平，所述装置可选择性地驱动所述至少一个LED作为所述电子设备的闪光灯。作为举例，当用户通过所述多功能移动电话的所述闪光灯拍照时，所述装置可执行一个反向升压操作并通过所述第二功率输出路径(例如，朝向图3中所述右下角所示出的LEDs的闪光灯路径)输出功率，以及，所述MOSFET M21和M22可作为所述闪光灯的触发组件。此处所列举的实施例仅用于说明，而不能用于对本发明进行限定。请注意，本实施例中所述的第二功率输出路径还可用于选择性地为所述电子设备中的另一个负载提供第二电压电平。通过为前述的至少一个LED提供所述第二电平电压，所述装置可选择性地驱动前面所述的至少一个LED作为所述电子设备的手电筒路径。作为举例，当用户使用所述多个LED作为所述电子设备的手电筒而不是进行拍照，所述装置可通过所述第二功率输出路径(例如朝向所述多个LED的手电筒路径)输出功率，并且，所述MOSFET M23和M24可作为所述手电筒的开关单元。
根据一些实施例，当所述另一个负载也可包括前述的至少一个LED时，则本发明的任一个实施例中的装置可省略所述手电筒路径。作为举例，在这些实施例中，图3中所示出的所有的LED均不会耦接至所述VSYS端。另外，通过为前述的至少一个LED提供第一时长的第一电压电平，所述装置可选择性地驱动前述的至少一个LED作为所述电子设备的闪光灯。另外，通过为前述的至少一个LED提供第二时长的第一电压电平，所述装置可选择性地驱动前述的至少一个LED作为所述电子设备的手电筒，其中，所述第二时长大于所述第一时长。
根据一些实施例，耦接于所述第四端和所述电池之间的开关单元，例如，耦接于所述VSYS端和所述VBAT端之间的MOSFET，可用于选择性地导通或断开所述第四端和所述电池之间的信号路径。该实施例仅用于说明本发明的目的，而不是用于限定本发明。根据一些实施例，所述电池可直接地与所述第四端电连接。
根据一些实施例，所述充电器中一个或多个开关单元(例如，所述MOSFETM3、MA、MB、M4以及耦接于所述VSYS端与所述VBAT端之间的MOSFET)可为N型MOSFET(NMOSFET)。作为举例，在图3所示的架构中，MOSFETM3、MA、MB、M4以及耦接于所述VSYS端与所述VBAT端之间的MOSFET均为N型MOSFET。该实施例仅用于说明本发明的目的，而不是用于限定本发明。根据本发明的一些实施例，所述充电器的一个或多个开关单元，例如，MOSFET M3、MA、MB、M4中的一个或多个可为P型MOSFET(PMOSFET)。作为举例，在图3所示的架构中，MOSFET MA、MB、M4以及耦接于所述VSYS端与所述VBAT端之间的MOSFET为N型MOSFET，而MOSFET M3为P型MOSFET。在一些实施例中，所述多个开关单元中的一个或多个，例如，MOSFETM3、MA和M4可为P型MOSFET，而所述开关单元中的其他MOSFET可为N型MOSFET。
图4为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。与图3所示的装置相比，虽然MOSFET MA可仍然为NMOSFET，而所述MOSFET M4可为PMOSFET，且分别应用在控制所述MOSFET M4的栅极和相关元件的驱动器的较高的驱动电压端和较低的驱动电压端的驱动电压电平将适应性改变。为了简化，本实施例与图3实施例的相同描述将不进行赘述。
图5为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。与图3所示的实施例相比，虽然MOSFET M4可仍然为NMOSFET，而所述MOSFET MA可为PMOSFET，分别应用在控制所述MOSFET MA的栅极和相关元件的驱动器的较高的驱动电压端和较低的驱动电压端的驱动电压电平将适应性改变。为了简化，本实施例与图3实施例的相同描述将不进行赘述。
根据一些实施例，与图3所示的实施例相比，MOSFET MA和M4中的任一个均可为PMOSFET。如图5所示，分别应用在控制所述MOSFET MA的栅极和相关元件的驱动器的较高的驱动电压端和较低的驱动电压端的驱动电压电平将适应性改变，而如图4所示，分别应用在控制所述MOSFET M4的栅极和相关元件的驱动器的较高的驱动电压端和较低的驱动电压端的驱动电压电平将适应性改变。另外，在本发明任一个实施例的装置中，可不需要图3中所示出的位于所述VLX端和所述VBOOT端之间的电容器。为了简化，本实施例与图3实施例的相同描述将不进行赘述。
图6为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。与图3所示的实施例相比，本实施例中去掉了上述实施例中的手电筒路径，并减少了LED的数量，并且其他相关的元件跟着进行了改变。为了简化，本实施例与图3实施例的相同描述将不进行赘述。
图7为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。与图6所示的实施例相比，在图7中所述闪光灯路径与所述接地端之间的MOSFET M21和LED的位置进行了互换，也即，在图6中MOSFETM21耦接于所述闪光灯路径和所述LED之间，而在图7中LED耦接于所述闪光灯路径和所述M21之间。为了简化，本实施例与图6实施例的相同描述将不进行赘述。
图8为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。与图3所示的实施例相比，耦接于所述第二功率输出路径(例如，所述手电筒路径)的负载在本实施例中被替换为耦接于所述VSYS端的负载load_2，以及，耦接于所述第一功率输出路径(例如，所述闪光灯路径)的负载在本实施例中被替换为耦接于所述VOUT端的负载load_1。为了简化，本实施例与图3实施例的相同描述将不进行赘述。
图9为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。与图8所示的实施例相比，本实施例的装置还可包括其他的开关单元(例如，MOSFET M25和M26)和相关的选择性的受这些开关单元控制的传导路径(也即，所述VM端和所述VOUT端之间的信号路径，以及所述VSYS端和所述VOUT端之间的信号路径)。为了简化，本实施例与图8实施例的相同描述将不进行赘述。
图10为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。与图8所示的实施例相比，本实施例可减少图8实施例中至少一个元件。作为举例，图10中的实施例去掉了图8中的控制电路Ctrl_2。为了简化，本实施例与图8实施例的相同描述将不进行赘述。
图11为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。与图10所示的实施例相比，本实施例可减少图10实施例中的一部分元件。作为举例，图11中的实施例去掉了图10中的控制电路Ctrl_C和耦接于所述VM端的电容器。为了简化，本实施例与图10实施例的相同描述将不进行赘述。
图12为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。与图3所示的装置相比，本实施例缺少所述MOSFET M23和M24，并且图3中所述的手电筒路径在本实施例中进行了改变，与此相关的连接关系也适应性发生了变化。如图12所示，前述提及的用于闪光灯用途的VFLA端的以及连接到所述VFLA端的电容器(即，连接到图3所示的实施例的VFLA端的所述电容器)，在本实施例的装置中的位置发生了变化，本实施例的VFLA端直接连接至所述MOSFET M4的上端子(upper terminal)。另外，本实施例的装置还可进一步包括其他的开关单元，例如，MOSFET M27和M28，以及还可包括由这些开关单元所控制的相关的可选择的传导路径(也即，所述VFLA端和所述VCON端之间的信号路径，以及所述VSYS端和所述VCON端之间的信号路径)。作为举例，本实施例的装置可用作通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)正在进行(On-The-Go，OTG)设备。在此情形下，所述VM端和所述VBUS端之间的路径可被当作OTG路径。为了简化，本实施例与图3实施例的相同描述将不进行赘述。
图13为依据本发明的另一个实施例的在电子设备中执行混合电力控制的装置的示意图。与图12所示的装置相比，所述MOSFET MA可为一个P型MOSFET，由此分别应用于所述驱动器(用于控制所述MOSFET MA的栅极)的较高驱动电压端和较低驱动电压端的驱动电压电平和相关的连接将适应性改变。此外，所述MOSFET M4可为一个P型MOSFET，由此分别应用于所述驱动器(用于控制所述MOSFET MA的栅极)的较高驱动电压端和较低驱动电压端的驱动电压电平和相关的连接将适应性改变。最终，本实施例的装置会省略掉图12所示的架构中的至少一个元件。作为举例，本实施例的装置中少了图12所示的实施例中连接在所述VBOOT端和所述VLX端之间的所述电容器，因此，在本实施例的装置中可能不需要实施所述VBOOT端。为了简化，本实施例与图12实施例的相同描述将不进行赘述。
本发明的一个优点为：在各种情形下，本发明的装置(例如，本发明上述实施例中的任一个实施例(例如，图3-13中的任一个)所述描述的装置)均可增加功率效率。作为举例，当在所述第一端和所述第二端之间仅实施一个开关单元(例如，所述MOSFET M3)，则从所述VBUS端到所述VSYS端的功率路径的功率效率将大于图1所示的传统的充电器系统中从所述VIN端到所述VSYS端的功率路径的功率效率。另外，通过使用本发明的装置，所述MOSFETM1不能在每一种情形下完全地阻隔所述VIN端和所述VM端之间的路径的技术问题已经不存在。例如，由于本发明的装置中所述第一功率输出路径(例如，所述闪光灯路径)从所述第三端(例如，VLX端)而不是第二端(例如，VM端)接收功率，并且所述VLX端和所述VM端为独立的功率输出节点，当所述MOSFET M3的体二极管方向等效为从所述第一端(例如，紧邻所述VBUS端的下一个端子)到所述第二端(例如，VM端)的方向时，所述VFLA端处的用于闪光灯使用的反向升压电压电平没有必要大于所述VBUS端处的输入电压电平。因此，本发明的装置中从所述VSYS端到所述VFLA端的功率传输路径上的功率效率可大于图2所示的传统的充电器系统中从所述VSYS端到所述VM端的功率效率。总之，本发明的装置可在各种情形下保证高的功率效率。因此，本发明的装置可增强所述电子设备的整体性能。
虽然本发明已经通过举例的方式以及根据优选实施例作了描述，但应当理解的是本发明不限于此。本领域技术人员还可以做各种变化和修改而不脱离本发明的范围和精神。
权利要求书中用以修饰元件的“第一”、“第二”等序数词的使用本身未暗示任何优先权、优先次序、各元件之间的先后次序、或所执行方法的时间次序，而仅用作标识来区分具有相同名称(具有不同序数词)的不同元件。
本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (21)

1.一种在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，包括：
充电器，设置在所述电子设备中，用于选择性地对所述电子设备的电池进行充电，其中，所述充电器的至少一部分在充电器芯片中进行实施，且所述充电器包括：
第一端，设置在所述充电器芯片上，用于将所述充电器耦接于所述电子设备的功率输入端，其中，所述功率输入端用于选择性地从所述电子设备外部获取外部功率；
第二端，设置在所述充电器芯片上，并选择性地耦接于所述第一端，用于在需要时选择性地将所述外部功率输入至所述充电器的至少一个内部元件；
第三端，设置在所述充电器芯片上，并选择性地耦接于所述第二端，用于互连所述充电器中的元件之间的局部路径，并在需要时选择性地对所述外部功率进行旁路；
第四端，设置在所述充电器芯片上，并耦接于所述第三端，用于互连从所述电池出发的电池路径和所述第三端与所述第四端之间的路径；
第一功率输出路径，耦接于所述第三端，用于选择性地提供第一电压电平给所述电子设备的负载。
2.根据权利要求1所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述充电器还包括：
第二功率输出路径，耦接于所述第四端，用于提供第二电压电平给所述电子设备的负载，其中，所述第一电压电平大于所述第二电压电平。
3.根据权利要求1所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述第一功率输出路径用于选择性地提供第一时长的所述第一电压电平或提供第二时长的所述第一电压电平给所述电子设备的负载。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述充电器还包括：
开关单元，耦接于所述第一端和所述第二端之间，用于选择性地导通或断开所述第一端和所述第二端之间的信号路径，其中，所述第一端和所述第二端之间未耦接有其他开关单元。
5.根据权利要求4所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述开关单元为设置在所述充电器芯片上的金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，且所述MOSFET的体二极管方向等效为所述第一端和所述第二端之间的信号路径上从所述第一端到所述第二端的方向。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述充电器还包括：
开关单元，耦接于所述第二端和所述第三端之间，用于选择性地导通或断开所述第二端和所述第三端之间的信号路径。
7.根据权利要求6所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述开关单元为设置在所述充电器芯片上的金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，且所述MOSFET的体二极管方向等效为所述第二端和所述第三端之间的信号路径上从所述第三端到所述第二端的方向。
8.根据权利要求6所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，当所述第一功率输出路径向所述电子设备中的一个负载输出功率时，所述装置使用所述开关单元断开所述第二端和所述第三端之间的所述信号路径。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述充电器还包括：
开关单元，耦接于所述第三端和接地端之间，用于选择性地导通或断开所述第三端和所述接地端之间的信号路径。
10.根据权利要求9所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述开关单元为设置在所述充电器芯片上的金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，且所述MOSFET的体二极管方向等效为所述第三端和所述接地端之间的信号路径上从所述接地端到所述第三端的方向。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述充电器还包括：
第五端，设置在所述充电器芯片上，用于将所述充电器芯片外部的一个元件耦接于所述充电器芯片；以及
第一开关单元，耦接于所述第三端和所述第五端之间，用于选择性地导通或断开所述第三端和所述第五端之间的信号路径，其中，所述第一功率输出路径通过所述第一开关单元耦接于所述第三端。
12.根据权利要求11所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述开关单元为设置在所述充电器芯片上的金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，且所述MOSFET的体二极管方向等效为所述第三端和所述第五端之间的信号路径上从所述第三端到所述第五端的方向。
13.根据权利要求11所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述充电器还包括：
第二开关单元，耦接于所述第一端和所述第二端之间，用于选择性地导通或断开所述第一端和所述第二端之间的信号路径，其中，所述第一端和所述第二端之间未耦接有其他开关单元；
第三开关单元，耦接于所述第二端和所述第三端之间，用于选择性地导通或断开所述第二端和所述第三端之间的信号路径；
接地端，设置在所述充电器芯片上；
第四开关单元，耦接于所述第三端和所述接地端之间，用于选择性地导通或断开所述第二端和所述第三端之间的信号路径。
14.根据权利要求13所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，当所述第一开关单元和所述第四开关单元被编程为所述充电器中的一个升压电路的一部分，用于通过所述第一功率输出路径输出功率时，所述第二开关单元断开所述第一端和所述第二端之间的信号路径，以及，所述第三开关单元断开所述第二端和所述第三端之间的信号路径。
15.根据权利要求13所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，当所述第三开关单元、所述四开关单元以及所述第二开关单元被编程为所述充电器中的一个降压电路的一部分，并用于将所述外部功率传输给所述第四端时，所述第一开关单元断开所述第三端和所述第五端之间的信号路径。
16.根据权利要求2所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，还包括：
至少一个开关单元，耦接于所述电子设备中的至少一个负载，以及耦接于所述第一功率输出路径和所述第二功率输出路径中的至少一个功率输出路径，用于选择性地通过所述第一功率输出路径和所述第二功率输出路径中的其中一个驱动所述至少一个负载。
17.根据权利要求1-3中任一项所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述充电器还包括：
开关单元，耦接于所述第四端和所述电池之间，用于选择性地导通或断开所述第四端和所述电池之间的信号路径。
18.根据权利要求1-3中任一项所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述电池和所述第四端直接电连。
19.根据权利要求1-3中任一项所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述充电器还包括耦接于所述第三端和所述第四端之间的电感器。
20.根据权利要求1-3中任一项所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述充电器还包括耦接于所述第三端的电容器。
21.根据权利要求1-3中任一项所述的在电子设备中执行混合电力控制的装置，其特征在于，所述充电器还包括耦接于所述第二端的电容器。
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