CN114696446A - 辅助电源管理装置及包括辅助电源管理装置的电子系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种辅助电源管理装置，该辅助电源管理装置管理多个储能元件，以在外部电源突然切断时向电子装置提供辅助电源。辅助电源可以包括：多个开关，适于控制各个储能元件的电流；多个通道，各个开关联接到该多个通道；多个开关控制器，每个开关控制器适于控制联接到相应通道的开关，并且监测通道电流和通道电压；以及管理逻辑，适于响应于从多个开关控制器获得的各个通道的通道电流或通道电压之间的不对称性的检测，来控制联接到多个通道的开关。

Description

辅助电源管理装置及包括辅助电源管理装置的电子系统
相关申请的交叉引用
本专利文件要求于2020年12月30日提交的申请号为10-2020-0187292的韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请通过引用整体并入本文。
技术领域
所公开技术的实施例涉及一种辅助电源管理装置和包括该辅助电源管理装置的电子系统。
背景技术
电子装置或系统需要电力来操作。诸如移动电话、数码相机和膝上型计算机的便携式电子装置可以设计为从外部电源和/或可充电电池组接收电力。这些便携式电子装置通常使用具有半导体存储器装置的存储器系统作为其数据存储介质。存储器系统可以用作便携式电子装置的主存储器装置或辅助存储器装置。
因为半导体存储器装置没有机械驱动部件，这种基于半导体的存储器系统提供优于传统硬盘驱动器的优点，因此提供优异的稳定性和耐久性、高数据速率和低功耗。基于半导体的存储器系统的示例包括通用串行总线(USB)存储器装置、存储卡和固态驱动器(SSD)。
发明内容
所公开技术的实施例涉及一种电子系统的辅助电源管理装置，该电子系统能够处理突然断电或关机，通过促进系统安全关闭来提高电子系统的可靠性。
基于所公开技术的一些实施例实施的辅助电源管理装置可以在主要电源发生故障时实时检测储能元件或提供辅助电力的电源的缺陷，并且在检测到储能元件或电源中的缺陷时控制流向储能元件或电源的电流。
在实施例中，提供了一种辅助电源管理装置，该辅助电源管理装置管理多个储能元件，以在外部电源突然切断的情况下向电子装置提供辅助电力。辅助电源可以包括：多个开关，适于控制各个储能元件的电流；多个通道，各个开关联接到该多个通道；多个开关控制器，每个开关控制器适于控制联接到相应通道的开关，并且监测通道电流和通道电压；管理逻辑，适于响应于从多个开关控制器获得的各个通道的通道电流或通道电压之间的不对称性的检测，来控制联接到多个通道的开关。
管理逻辑可以通过检测多个通道之中具有高于第一阈值的准正常水平的电流流过的通道的数量等于或小于预定数量的状态持续了预定时间或更长时间来检测通道电流之间的不对称性，并且控制与具有准正常水平的电流流经的通道联接的开关相对应的开关控制器，使得开关的状态改变为断开状态。
管理逻辑可以通过检测施加了具有低于第二阈值的正常水平的电压的开关的数量等于或小于预定数量的状态持续了预定时间或更长时间来检测通道电压之间的不对称性，并且控制开关控制器将联接到具有正常水平的电压的通道的开关的状态改变为断开状态。
多个开关控制器可以各自监测相应通道的通道电流、通道电压和通道温度，并且基于通道电流、通道电压和通道温度来控制与通道联接的开关具有接通状态、限流状态和断开状态中的任一种状态，其中限流状态指示开关短路但开关的电阻值比接通状态下大的状态。
管理逻辑可以响应于来自多个开关控制器的中断信号，从多个开关控制器获得与各个通道相对应的储能元件的状态信息。
每个开关控制器即使在相应开关处于断开状态时也可以持续监测相应通道的通道电流、通道电压和通道温度，根据监测结果将相应的储能元件的状态确定为正常状态、警告状态和缺陷状态中的任一种，并且将储能元件的状态信息提供到管理逻辑。
辅助电源管理装置还可以包括非易失性存储器装置，当外部电源的供应被移除时，该非易失性存储器装置适于存储联接到各个通道的开关的状态信息。当外部电源再次被供应时，管理逻辑可从非易失性存储器装置获得开关的状态信息，并将获得的信息提供到相应的开关控制器，开关控制器中的每一个在有外部电源供应时将联接到相应通道的开关设置为接通状态，并且在接收到状态信息时基于从管理逻辑接收到的状态信息来设置开关的状态。
每个开关控制器可以基于与其相对应的通道电流、通道电压和通道温度的多个阈值来控制相应开关的状态，并且管理逻辑可以从外部装置或外部电阻值获得该多个阈值，并且将该多个阈值提供到开关控制器。
开关可以是低侧开关。
在实施例中，一种电子系统可以包括：电子装置；辅助电源，包括储能元件和开关联接到的多个通道，并且适于响应于检测到各个通道的通道电流或通道电压之间的不对称性来控制联接到所述多个通道的开关；以及主电源，适于在正常操作期间利用外部电源对辅助电源充电，并且在外部电源突然切断的情况下向电子装置提供辅助电源的辅助电力。
辅助电源可以包括：多个开关控制器，每个开关控制器适用于控制联接到相应通道的开关，并且监测通道电流和通道电压；以及管理逻辑，适于通过检测多个通道之中具有高于第一阈值的准正常水平的电流流过的通道的数量等于或小于预定数量的状态持续了预定时间或更长时间来检测通道电流之间的不对称性，并且控制与联接到具有准正常水平的电流流经的通道的开关相对应的开关控制器，使得开关的状态改变为断开状态。
管理逻辑可以通过检测施加了具有低于第二阈值的正常水平的电流的开关的数量等于或小于预定数量的状态持续了预定时间或更长时间来检测通道电压之间的不对称性，并且将联接到具有正常水平的电压的通道的开关改变为断开状态。
辅助电源可以包括多个开关控制器，每个开关控制器适于监测相应通道的通道电流、通道电压和通道温度，并且基于通道电流、通道电压和通道温度来控制联接到通道的开关具有接通状态、限流状态和断开状态中的任一种状态，其中限流状态指示开关短路但开关的电阻值比接通状态下大的状态。
辅助电源还可以包括管理逻辑，该管理逻辑适于响应于来自多个开关控制器的中断信号，从多个开关控制器获得各个通道的储能元件的状态信息。
管理逻辑可以向电子装置使能(assert)各个通道的储能元件之中处于警告状态的储能元件的中断，并且电子装置可以向管理逻辑提供控制信号以在基于所使能的中断检测到储能元件的警告状态持续时将与储能元件相对应的开关的状态改变为断开状态。
开关控制器中的每一个即使在相应开关处于断开状态时也可以持续监测相应通道的通道电流、通道电压和通道温度，根据监测结果将相应的储能元件的状态确定为正常状态、警告状态和缺陷状态中的任一种，并且将储能元件的状态信息提供到管理逻辑。
当储能元件处于缺陷状态时，管理逻辑可以向电子装置使能与处于断开状态的开关相对应的储能元件的中断，并且电子装置可以基于所使能的中断向用户提供警告信号。
辅助电源还可以包括：非易失性存储器装置，适于在外部电源的供应被移除时存储联接到各个通道的开关的状态信息；以及管理逻辑，适于在外部电源再次被供应时，从非易失性存储器装置获得开关的状态信息并且将所获得的信息提供到相应的开关控制器。开关控制器中的每一个可以在有外部电源供应时将联接到相应通道的开关设置为接通状态，并且在接收到状态信息时基于从管理逻辑接收到的状态信息来设置开关的状态。
开关控制器中的每一个可以基于与其相对应的通道电流、通道电压和通道温度的多个阈值来控制相应开关的状态，并且辅助电源还可以包括管理逻辑，该管理逻辑适于从外部装置或外部电阻值获得多个阈值，并且将多个阈值提供到开关控制器。
开关可以是低侧开关。
在所公开技术的一些实施例中，可以提供一种辅助电源管理装置以及包括该辅助电源管理装置的电子系统，即使在外部电源突然切断的情况下，该辅助电源管理装置也能够通过保证稳定的系统停机来保证可靠性。
此外，可以提供一种辅助电源管理装置以及包括该辅助电源管理装置的电子系统，该辅助电源管理装置能够在对电子装置的外部电力供应被切断时实时检测提供辅助电力的储能元件的各种类型的缺陷，并且响应于检测到储能元件中的缺陷来控制流向储能元件的电流。
附图说明
图1是示出包括辅助电源200的电子系统20的示例的示图。
图2是示出包括辅助电源管理装置230的辅助电源200的示例的示图。
图3A至图3C示出用于检测储能元件的各种缺陷的通道电流水平(level)、通道电压水平和通道温度水平。
图4A至图4C是示出用于检测储能元件中的短路的方法的图表。
图5A和图5B是示出用于在初始阶段检测储能元件中的短路的方法的图表。
图6A和图6B是示出用于检测储能元件中的开路的方法的图表。
图7A至图7C是示出用于检测与储能元件相关联的警告的方法的图表。
图8是示出基于所公开技术的实施例的开关控制器的操作的流程图。
图9示出了基于所公开技术的实施例的管理逻辑232的操作。
图10示出了基于所公开技术的实施例的电子系统20的操作。
图11示出了基于所公开技术的一些实施例的电子系统20的示例。
图12示出了基于所公开技术的一些实施例的电子系统20的另一示例。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述所公开技术的各个实施例。
图1是示出包括主电源100和辅助电源200的电子系统20的示例的示图。
电子系统20可以包括被联接以从主电源100或在主电源100不可用时从辅助电源200接收电力的电子装置300。在一些实施方案中，辅助电源200可以是用于提供电力的替代电源，用作主要电源的备用电源。主电源100被联接以接收从外部的电源输入的外部电力EXT_PWR，进而为电子装置300供电。
在一些实施方案中，主电源100还可用于向辅助电源200提供电力。
在正常操作期间，主电源100可以向电子装置300提供电力作为系统电源SYS_PWR。在各种实施方案中，电子装置300可以包括用于控制电子系统20的全部操作的处理器和存储器。例如，电子装置300可以通过使用系统电源SYS_PWR将存储在其中的数据输出到电子系统20外部的外部装置，并且可以从外部装置接收数据。
除了给电子装置300加电之外，在使用可充电电池组或储能元件组210作为辅助电源200的一部分的设计中，在正常操作期间，主电源100可以提供外部电力EXT_PWR作为充电电源CHAR_PWR以对辅助电源200充电，并且辅助电源管理装置230联接到管理可充电电池组的功率的储能元件组210。
储能元件组210可以包括一个或多个储能元件或可充电电池。储能元件可以从主电源100接收充电功率CHAR_PWR并存储接收到的充电功率CHAR_PWR，并且在来自外部电力EXT_PWR的电力供应终止时向主电源100提供辅助电力AUX_PWR。例如，储能元件组210可包括用于存储电能的超级电容器。
在来自外部电力EXT_PWR的电力供应突然终止时，主电源100可以将来自储能元件组210的辅助电力AUX_PWR作为系统电源SYS_PWR提供到电子装置300。
即使在外部电力EXT_PWR的电力供应突然终止的情况下，通过使用辅助电源200，主电源100也可以基于来自辅助电源200的电力进行操作以稳定关闭电子系统20并保证电子系统20的完整性。
储能元件组210中包括的储能元件可能具有缺陷。当有缺陷的储能元件包括在储能元件组210中时，在外部电力EXT_PWR的电力供应突然终止时，辅助电源200可能无法向电子装置300提供足够的辅助电力AUX_PWR。例如，包括在储能元件组210中的某个储能元件可能由于其缺陷而发生短路。当某个储能元件短路时，电流可能流过储能元件，而几乎没有电流可以流向与储能元件并联联接的正常储能元件。当没有电流流向正常储能元件时，正常储能元件可能无法正常充电。
电子系统20可能需要在储能元件中出现缺陷时立即检测到缺陷，并中断流向有缺陷的储能元件的电流，以保证其完整性。
在所公开技术的一些实施例中，辅助电源管理装置230可以实时检测储能元件组210中包括的储能元件中的每一个是否出现缺陷，并根据是否发生缺陷控制流向储能元件的电流。
具体地，辅助电源管理装置230可以监测与储能元件中的每一个相对应的电流、电压和温度，并且基于监测结果实时检测储能元件中的各种类型的缺陷。此外，辅助电源管理装置230可以控制与检测到缺陷的储能元件互通的开关，从而中断流向有缺陷的储能元件的电流。
辅助电源管理装置230可以在储能元件中出现缺陷时立即检测到缺陷，并且中断流向有缺陷的储能元件的电流，从而确保足够的辅助电力作为备用电源，用于在来自外部电力EXT_PWR的电力供应突然终止时提供用作备用电源的电力。
此外，由于与电子装置300分开的辅助电源管理装置230实时检测储能元件的缺陷，并控制流向该储能元件的电流，因此可以最小化控制储能元件所需的电子装置300的资源消耗。因此，可以减少电子装置300的开销。
将参照图2至图10详细描述所公开技术的一些实施例中的辅助电源200。
图2是示出包括辅助电源管理装置230的辅助电源200的示例的示图。
如参照图1所描述的，辅助电源200可以包括储能元件组210和辅助电源管理装置230。图2的储能元件组210和辅助电源管理装置230可以对应于参照图1描述的储能元件组210和辅助电源管理装置230。
储能元件组210可以包括多个储能元件ESC1至ESC4。例如，多个储能元件ESC1至ESC4可以是电池单元、聚合物钽电容器、MLCC(多层陶瓷电容器)、电解电容器或混合电容器。当从主电源100施加充电电压V_CHAR时，多个储能元件ESC1至ESC4可被充电。
储能元件可能具有不正常充电的缺陷状态。缺陷状态可以包括其中储能元件由于其元件开路而不能正常充电的开路状态和其中储能元件由于其元件短路而不能正常充电的短路状态。
辅助电源管理装置230可以包括多个开关SW1至SW4、多个通道CH1至CH4、多个开关控制器SC1至SC4以及一个或多个管理逻辑232。
多个开关SW1至SW4可以通过通道CH1至CH4联接到多个储能元件ESC1至ESC4。多个开关SW1至SW4可以控制流向相应储能元件的电流。例如，第一开关SW1可以通过第一通道CH1联接到第一储能元件ESC1，并且控制流向第一储能元件ESC1的电流。
在实施方案中，开关SW1至SW4可以是联接在相应储能元件和相应通道的地之间的低侧开关。在一些实施方案中，低侧开关可以包括联接到电路接地的开关。
流向通道CH1至CH4的电流可以被称为通道电流ICH1至ICH4，并且开关SW1至SW4中的电压可以被称为通道电压VCH1至VCH4。通道CH1至CH4的温度可被称为通道温度。例如，可以通过感测开关SW1至SW4的温度来获得通道温度。
例如，多个开关SW1至SW4可以各自具有诸如接通状态、断开状态和限流状态的三种状态中的任意一种状态。接通状态可以指示开关处于短路的状态，断开状态可以指示开关处于开路的状态。限流状态可以指示开关处于短路但电阻值大于接通状态的状态。也就是说，限流状态可以指示与接通状态相比更少量的电流被控制流过通道的状态。
开关控制器SC1至SC4中的每一个可以检测相应的储能元件的缺陷，并根据是否检测到储能元件的缺陷来控制相应开关具有三种状态中的任意一种状态。开关控制器SC1至SC4可以各自包括用于感测通道电流、通道电压和通道温度的传感器。开关控制器SC1至SC4中的每一个可以通过使用传感器来检测相应的储能元件的缺陷。
管理逻辑232可以支持开关控制器SC1至SC4与电子装置300之间的接口。管理逻辑232可以从电子装置300或辅助电源管理装置230外部的电阻器获得检测储能元件ESC1至ESC4的缺陷所需的电流阈值、电压阈值和温度阈值，并将所获得的阈值提供到开关控制器SC1至SC4。当用户改变外部电阻值或者来自电子装置300的阈值被改变时，可以在不改变辅助电源管理装置230的内部配置的情况下改变阈值。
管理逻辑232可以从开关控制器SC1至SC4获得关于储能元件是否有缺陷的信息。
此外，管理逻辑232可从开关控制器SC1至SC4获得通道电流ICH1至ICH4和通道电压VCH1至VCH4，并检测通道电流ICH1至ICH4和通道电压VCH1至VCH4之中的不对称或不均匀电流和/或电压分布，从而检测储能元件的缺陷。例如，管理逻辑232可以包括定时器(未示出)。管理逻辑232可以通过使用定时器以及从开关控制器SC1至SC4获得的通道电流ICH1至ICH4和通道电压VCH1至VCH4来检测储能元件ESC1至ESC4的缺陷。
管理逻辑232可以向电子装置300提供从开关控制器SC1至SC4获得的或者由管理逻辑232确定的、关于储能元件是否有缺陷的信息。电子装置300可以基于关于储能元件是否有缺陷的信息向管理逻辑232提供控制信号，并且管理逻辑232可以响应于控制信号控制开关控制器SC1至SC4改变开关SW1至SW4的状态。
图2示出辅助电源管理装置230包括四个开关控制器SC1至SC4和一个管理逻辑232，但开关控制器SC1至SC4和管理逻辑232的数量不限于此。
将参照图3A至图3C、图4A至图4C、图5A、图5B、图6A、图6B和图7A至图7C详细描述根据储能元件的缺陷类型的缺陷检测方法。下文中，将以检测第一储能元件ESC1的缺陷的情况作为示例来描述缺陷检测方法。第二至第四储能元件ESC2至ESC4的缺陷也可以通过与检测第一储能元件ESC1的缺陷的方法基本相同的方法来检测。
图3A至3C示出用于检测储能元件的各种缺陷的通道电流水平、通道电压水平和通道温度水平。
参照图3A，第一通道电流ICH1可以根据其大小分为正常水平、准正常水平、警告水平和缺陷水平。基于准正常电流阈值ITH_QUA、电流警告阈值ITH_WNG和最大电流阈值ITH_MAX，第一通道电流ICH1的水平可以分为正常水平、准正常水平、警告水平和缺陷水平。在一些实施方案中，准正常水平可以指示正常水平和需要警告的警告水平之间的通道电流。在一些实施方案中，缺陷水平可以指示相应的储能元件具有缺陷。
参照图3B，第一通道电压VCH1可以根据其大小分为正常水平、准正常水平、警告水平和缺陷水平。第一通道电压VCH1的水平可以由准正常电压阈值VTH_QUA、电压警告阈值VTH_WNG和最大电压阈值VTH_MAX来进行分类。
参照图3C，第一通道温度TCH1可以根据其大小分为正常水平、警告水平和缺陷水平。第一通道温度TCH1的水平可以由温度警告阈值TTH_WNG和最高温度阈值TTH_MAX来进行分类。
根据第一通道电流ICH1、第一通道电压VCH1或第一通道温度TCH1的水平，可以将第一储能元件ESC1的状态确定为缺陷状态、警告状态或正常状态。在一些实施方案中，警告状态可以包括需要与相应的储能元件相关联的警告的状态，并且缺陷状态可以指示相应的储能元件具有缺陷。
缺陷状态可以指示基于通道电流、通道电压或通道温度检测到储能元件的缺陷的状态。
警告状态可以指示储能元件的状态不对应于缺陷状态，但是由于通道电流或通道电压过度增加，需要限制通道电流的状态。
正常状态可以指示与缺陷状态或警告状态不相对应的状态，或者储能元件没有缺陷或者即使储能元件有缺陷而与储能元件互通的开关正常设置为断开状态的情况。例如，当储能元件的状态被确定为缺陷状态，从而与该储能元件相对应的开关的状态从接通状态变为断开状态时，通道电流、通道电压和通道温度可能会下降到正常水平。当通道电流、通道电压和通道温度下降到正常水平时，可以将储能元件的状态确定为正常状态，开关控制器可以不控制与储能元件互通的开关。
第一开关控制器SC1可以基于第一储能元件ESC1的状态来控制第一开关SW1。当第一储能元件ESC1的状态被确定为缺陷状态或警告状态时，第一开关控制器SC1可以将第一储能元件ESC1的状态信息提供到管理逻辑232。
图4A至图4C、图5A、图5B、图6A、图6B和图7A至图7C是用于描述使用参照图3A至图3C描述的各种阈值来检测储能元件中的各种类型的缺陷的方法的图表。
图4A至4C是示出用于检测储能元件中的短路的方法的图表。
短路可以包括在第一储能元件ESC1已离开制造商的控制之后在第一储能元件ESC1处发生的运行时短路状态。在第一储能元件ESC1处发生的运行时短路状态可能会使第一通道电流ICH1和第一通道电压VCH1大幅增加。第一通道电流ICH1和第一通道电压VCH1的增加可能导致第一通道温度TCH1的增加。
在所公开技术的一些实施例中，第一开关控制器SC1可以通过利用所有第一通道电流ICH1、第一通道电压VCH1和第一通道温度TCH1有效地检测第一储能元件ESC1的运行时短路状态。
图4A的图表指示第一通道电流ICH1与时间的关系。图4A的图表在纵轴上示出最大电流阈值ITH_MAX、电流警告阈值ITH_WNG和准正常电流阈值ITH_QUA，其是与第一通道电流ICH1相关联的多个阈值。
图4B的图表指示第一通道电压VCH1与时间的关系。图4B的图表在纵轴上示出最大电压阈值VTH_MAX、电压警告阈值VTH_WNG和准正常电压阈值VTH_QUA，其是与第一通道电压VCH1相关联的多个阈值。
图4C的图表指示第一通道温度TCH1与时间的关系。图4C的图表在纵轴上示出最高温度阈值TTH_MAX和温度警告阈值TTH_WNG，其是与第一通道温度TCH1相关联的多个阈值。
第一开关控制器SC1可以通过传感器实时检测第一通道电流ICH1、第一通道电压VCH1和第一通道温度TCH1。当第一通道电流ICH1超过最大电流阈值ITH_MAX，第一通道电压VCH1超过最大电压阈值VTH_MAX，或者第一通道温度THC1超过最高温度阈值TTH_MAX时，第一开关控制器SC1可以确定第一储能元件ESC1处于运行时短路状态。
例如，由于在电子系统20的操作期间第一储能元件ESC1短路，第一通道电流ICH1和第一通道电压VCH1迅速增加，但不超过预定阈值。当第一储能元件ESC1的状态停留在运行时短路状态时，即使第一通道电流ICH1和第一通道电压VCH1没有超过预定阈值，第一通道温度TCH1仍可能持续升高。即使第一开关控制器SC1没有基于第一通道电流ICH1和第一通道电压VCH1检测第一储能元件ESC1的运行时短路状态，第一开关控制器SC1可以基于第一通道温度TCH1检测出运行时短路状态。
当在第一开关SW1处于接通状态的情况下确定第一储能元件ESC1处于运行时短路状态时，第一开关控制器SC1可以将第一开关SW1的状态改变为断开状态。第一开关控制器SC1可以将第一储能元件ESC1的状态信息提供到管理逻辑232。
图5A和5B是示出了用于在初始阶段检测第一储能元件ESC1中的短路的方法的图表。
初始短路状态指示第一储能元件ESC1最初具有的短路。当在储能元件组210中包括处于初始短路状态的储能元件的情况下向储能元件组210供电时，流过处于初始短路状态的储能元件的电流量可能大于其他储能元件。例如，超过准正常电流阈值ITH_QUA的电流可能会流向处于初始短路状态的储能元件。
通道电流ICH1至ICH4可能由于外部因素而增加，而不管储能元件ESC1至ESC4是否有缺陷。例如，当电子系统20启动时向储能元件组210供电时，通道电流ICH1至ICH4可能暂时超过准正常电流阈值ITH_QUA。因此，当第一开关控制器SC1仅基于关于第一通道电流ICH1是否超过准正常电流阈值ITH_QUA的信息确定第一储能元件ESC1处于初始短路状态，并且将第一开关SW1的状态改变为断开状态时，处于正常状态的储能元件可能变得不可用，从而储能元件组210中的电荷量可能减少。
当通道电流ICH1至ICH4之中多于预定量的通道电流超过准正常电流阈值ITH_QUA时，管理逻辑232可确定通道电流ICH1至ICH4由于外部因素而增加，而不将储能元件确定为处于初始短路状态。
另一方面，管理逻辑232可以检测通道电流ICH1至ICH4之中仅预定量的通道电流或小于预定量的通道电流等于或大于准正常电流阈值ITH_QUA的状态是否持续预定时间或更长时间，以便检测储能元件是否处于初始短路状态。
图5A示出第一通道电流ICH1与时间的关系，图5B示出其他通道电流ICH_other与时间的关系。其他通道电流ICH_other可以指示第二至第四通道电流ICH2至ICH4。图5A和图5B的图表的纵轴示出最大电流阈值ITH_MAX、电流警告阈值ITH_WNG和准正常电流阈值ITH_QUA。
管理逻辑232可以实时地从开关控制器SC1到SC4获得通道电流ICH1到ICH4的水平。管理逻辑232可以通过基于通道电流ICH1至ICH4的水平检测通道电流ICH1至ICH4之中的不对称或不均匀的电流和/或电压分布来检测第一储能元件ESC1的初始短路状态。
例如，当检测到第一通道电流ICH1超过准正常电流阈值ITH_QUA时，管理逻辑232可以操作定时器。当第一通道电流ICH1超过准正常电流阈值ITH_QUA并且其他通道电流ICH_other等于或小于准正常电流阈值ITH_QUA的状态在定时器被触发后的第一时间段P1期间被保持时，管理逻辑232可以确定第一储能元件ESC1处于初始短路状态。
当确定第一储能元件ESC1处于初始短路状态时，管理逻辑232可以向第一开关控制器SC1提供指示第一储能元件ESC1具有缺陷的信息。当第一开关SW1处于接通状态时，第一开关控制器SC1可以基于指示第一储能元件ESC1具有缺陷的信息将第一开关SW1的状态改变为断开状态。
图6A和6B是示出了用于检测第一储能元件ESC1中的开路的方法的图表。
当具有开路的储能元件包括在储能元件组210中时，电流可能不会平稳地流向处于开路状态的储能元件。另一方面，当处于开路状态的储能元件包括在储能元件组210中时，与所有储能元件都没有缺陷的情况相比，流向没有缺陷的储能元件的电流量可能更大。
可以基于通道电流和相应通道中包括的开关的电阻来确定通道电压。因此，当处于开路状态的储能元件包括在储能元件组210中时，处于开路状态的通道的通道电压可能低于处于正常状态的通道的通道电压。另一方面，处于正常状态的通道的通道电压可能变得略高于所有储能元件ESC1至ESC4都没有缺陷的情况。
管理逻辑232可以检测通道电压VCH1至VCH4之中仅预定量的通道电压或少于预定量的通道电压小于准正常电压阈值VTH_QUA的状态是否持续预定时间或更长时间，以便检测储能元件是否处于开路状态。
图6A示出第一通道电压VCH1与时间的关系，图6B示出其他通道电压VCH_other与时间的关系。其他通道电压VCH_other可以指示第二至第四通道电压VCH2至VCH4。图6A和图6B的图表的纵轴示出与第一通道电压VCH1相关联的最大电压阈值VTH_MAX、电压警告阈值VTH_WNG和准正常电压阈值VTH_QUA。
管理逻辑232可以从开关控制器SC1至SC4实时获得通道电压VCH1至VCH4的水平。当通道电压VCH1至VCH4之中预定量的通道电压或大于预定量的通道电压超过准正常电压阈值VTH_QUA且其他通道电压等于或小于准正常电压阈值VTH_QUA的状态持续第二时间段P2或更长时间时，管理逻辑232可以确定联接到通道电压等于或小于准正常电压阈值VTH_QUA的通道的储能元件处于开路状态。
例如，当三个通道电压，例如其他通道电压VCH_other超过准正常电压阈值VTH_QUA时，管理逻辑232可以操作定时器。当其他通道电压VCH_other超过准正常电压阈值VTH_QUA且第一通道电压VCH1等于或小于准正常电压阈值VTH_QUA的状态在定时器被触发后持续第二时间段P2或更长时间时，管理逻辑232可以确定第一储能元件ESC1处于开路状态。
管理逻辑232可以向第一开关控制器SC1提供指示第一储能元件ESC1具有缺陷的信息。当第一开关SW1处于接通状态时，第一开关控制器SC1可以基于指示第一储能元件ESC1具有缺陷的信息将第一开关SW1的状态改变为断开状态。
图7A至图7C是示出用于检测与储能元件相关联的警告的方法的图表。
当基于第一通道电压VCH1、第一通道电流ICH1和第一通道温度TCH1检测到第一储能元件ESC1的警告状态时，第一开关控制器SC1可以将第一开关SW1的状态改变为限流状态。
当第一通道电流ICH1超过电流警告阈值ITH_WNG、第一通道电压VCH1超过电压警告阈值VTH_WNG、或者第一通道温度THC1超过温度警告阈值TTH_WNG时，第一开关控制器SC1可以检测第一储能元件ESC1的警告状态。当检测到第一储能元件ESC1的警告状态时，第一开关控制器SC1可以将第一储能元件ESC1的状态信息提供到管理逻辑232。此外，当第一开关SW1处于接通状态且第一储能元件ESC1处于警告状态时，第一开关控制器SC1可以将第一开关SW1的状态改变为限流状态。
图7A示出第一通道电流ICH1与时间的关系。图7A的图表的纵轴示出最大电流阈值ITH_MAX、电流警告阈值ITH_WNG和准正常电流阈值ITH_QUA。
在图7A的示例中，第一通道电流ICH1可能在第一时间点T1超过电流警告阈值ITH_WNG。当检测到第一通道电流ICH1等于或大于电流警告阈值ITH_WNG时，第一开关控制器SC1可以检测第一储能元件ESC1的警告状态，并将第一开关SW1的状态改变为限流状态。第一开关控制器SC1可以通过管理逻辑232向存储器控制器130提供中断信号，该中断信号通知存储器控制器130第一储能元件ESC1的警告状态。
确定第一储能元件ESC1处于警告状态的情况可以包括第一储能元件ESC1没有缺陷，但第一通道电流ICH1由于外部因素暂时增加的情况。当第一储能元件ESC1没有缺陷时，第一通道电流ICH1可以被第一开关SW1成功限制。
在第一开关SW1处于限流状态的情况下，当第一通道电流ICH1下降到电流警告阈值ITH_WNG或更低时，第一开关控制器SC1可以确定第一储能元件ESC1处于正常状态，并且将第一开关SW1的状态改变为接通状态。例如，第一开关控制器SC1可以在第二时间点T2将第一开关SW1的状态改变为接通状态。
在第三时间点T3，第一通道电流ICH1可能再次超过电流警告阈值ITH_WNG。第一开关控制器SC1可以检测到第一储能元件ESC1的警告状态，并且将第一开关SW1的状态改变为限流状态。
确定第一储能元件ESC1处于警告状态的情况还可以包括第一储能元件ESC1有可能劣化为缺陷状态的情况。当第一储能元件ESC1劣化时，第一通道电流ICH1可能无法被第一开关SW1成功地限制，而是保持在电流警告阈值ITH_WNG或更高。
在第四时间点T4，当确定第一储能元件ESC1处于缺陷状态时，第一开关控制器SC1可以将第一开关SW1的状态改变为断开状态。在第一示例中，当第一开关控制器SC1对通道电流、通道电压和通道温度的检测结果指示第一储能元件ESC1处于缺陷状态时，可以将第一开关SW1的状态改变为断开状态。在第二示例中，当第一储能元件ESC1的状态在存储器控制器130的控制下改变为缺陷状态时，可以将第一开关SW1的状态改变为断开状态。
图7B示出第一通道电压VCH1与时间的关系。图7B的图表的纵轴示出最大电压阈值VTH_MAX、电压警告阈值VTH_WNG和准正常电压阈值VTH_QUA。
在图7B的示例中，当第一通道电压VCH1超过电压警告阈值VTH_WNG时，第一开关控制器SC1可以将第一储能元件ESC1的状态改变为警告状态，并且以类似于参照图7A描述的示例的方式将第一开关SW1的状态改变为限流状态。
图7C示出第一通道温度TCH1与时间的关系。图7C的图表的纵轴示出最高温度阈值TTH_MAX和温度警告阈值TTH_WNG。
在图7C的示例中，当第一通道温度TCH1超过温度警告阈值TTH_WNG时，第一开关控制器SC1可以将第一储能元件ESC1的状态改变为警告状态，并且以类似于参照图7A描述的示例的方式将第一开关SW1的状态改变为限流状态。
图8至图10示出应用了参照图4A至图4C、图5A、图5B、图6A、图6B和图7A至图7C描述的用于检测储能元件的缺陷的方法的电子系统20的操作。
图8是示出基于所公开技术的实施例的开关控制器的操作的流程图。
在图8中，将作为示例描述第一开关控制器SC1的操作。第二至第四开关控制器SC2至SC4也可以执行与第一开关控制器SC1基本相同的操作。
当从主电源100向辅助电源200供电时，在S802，第一开关控制器SC1可以将第一开关SW1设置为接通状态。
当第一开关SW1默认设置为接通状态时，即使在电子系统20的启动操作期间，第一储能元件ESC1也可以被充电。因此，即使在电子系统20的启动操作过程期间电源突然被切断，也可以保证稳定的系统关闭。第一开关控制器SC1可以重复执行步骤S804至S830的操作，直到电子系统20的电力被移除。也就是说，在电子系统20正常操作时，可以实时执行步骤S804至S830的操作。
步骤S804至S830的操作可包括如下的操作：第一开关控制器SC1与管理逻辑232交换第一开关SW1的状态信息，基于第一通道电流ICH1、第一通道电压VCH1和第一通道温度TCH1确定第一储能元件ESC1的状态，基于第一储能元件ESC1的状态控制第一开关SW1，并且将第一储能元件ESC1的状态信息提供到管理逻辑232。下文中，将详细描述步骤S804至S830的操作。
在S804，第一开关控制器SC1可以从管理逻辑232获得通道电流、通道电压和通道温度的多个阈值。
例如，第一开关控制器SC1可以从管理逻辑232获得多个阈值以便设置多个阈值。在第一示例中，多个阈值可以通过辅助电源管理装置230外部的电阻器输入到管理逻辑232。当用户改变电阻器的电阻值时，多个阈值可以改变。在第二示例中，管理逻辑232可以从电子装置300获取多个阈值。
在S806，第一开关控制器SC1可以与管理逻辑232交换第一开关SW1的状态信息。由于第一开关控制器SC1实时将第一开关SW1的状态提供到管理逻辑232，管理逻辑232可以实时获得第一开关SW1的当前状态。类似地，管理逻辑232也可以实时从第二至第四开关控制器SC2至SC4获得第二至第四开关SW2至SW4的当前状态。
当确定第一开关SW1的状态需要改变时，管理逻辑232可以实时地向第一开关控制器SC1提供待改变的状态信息。
例如，当电子系统20启动时，第一开关控制器SC1可以从管理逻辑232获得电子系统20最后断电时第一开关SW1的状态信息。辅助电源管理装置230可以包括用于在电子系统20断电时存储开关SW1至SW4的状态信息的非易失性存储器装置。第一开关控制器SC1可以从管理逻辑232获得存储在非易失性存储器装置中的第一开关SW1的状态信息，并基于该状态信息设置第一开关SW1的状态。例如，在电子系统20断电之前，当检测到第一储能元件ESC1的缺陷状态且第一开关SW1的状态改变为断开状态时，在电子系统20断电时管理逻辑232可将信息存储在非易失性存储装置中，该信息指示第一开关SW1处于断开状态。
即使在电子系统20断电之后，第一储能元件ESC1仍可能保持在缺陷状态。当在电子系统20断电之后向辅助电源200供电时，第一开关控制器SC1可以获得指示第一开关SW1处于断开状态的信息。第一开关控制器SC1可能不再检测第一储能元件ESC1的缺陷状态，而是基于状态信息将第一开关SW1的状态改变为断开状态。因此，由于在向辅助电源200供电之后，流向处于缺陷状态的第一储能元件ESC1的电流会被迅速中断，其他储能元件可以正常充电。在S810，第一开关控制器SC1可以确定第一通道电流ICH1、第一通道电压VCH1和第一通道温度TCH1的水平。
例如，第一开关控制器SC1可以通过将第一通道电流ICH1、第一通道电压VCH1和第一通道温度TCH1与多个设置阈值进行比较，来确定实时检测到的第一通道电流ICH1、第一通道电压VCH1和第一通道温度TCH1的水平。
在S812，第一开关控制器SC1可以将第一储能元件ESC1的状态确定为正常状态、警告状态和缺陷状态中的任意一个。
例如，第一开关控制器SC1可以基于第一通道电流ICH1、第一通道电压VCH1和第一通道温度TCH1的水平，检测第一储能元件ESC1的状态为运行时短路状态或警告状态。
管理逻辑232可基于从开关控制器SC1至SC4实时接收到的通道电流和通道电压信息来检测初始短路状态或开路状态，并将检测到的状态信息提供到第一开关控制器SC1。第一开关控制器SC1可以根据从管理逻辑232接收到的状态信息，将第一储能元件ESC1的状态确定为缺陷状态。
当确定第一储能元件ESC1处于缺陷状态时(S812处的“缺陷”)，在S814，第一开关控制器SC1可以确定第一开关SW1是否已经处于断开状态。
当第一开关SW1不处于断开状态时(S814处的“否”)，在S816，第一开关控制器SC1可以将第一开关SW1设置为断开状态。在S818，第一开关控制器SC1可以向管理逻辑232提供中断信号。管理逻辑232可响应于中断信号从第一开关控制器SC1获得信息，该信息指示第一开关SW1处于断开状态。
当第一开关SW1处于断开状态时(S814处的“是”)，在S818，第一开关控制器SC1可以向管理逻辑232提供中断信号。当确定第一储能元件ESC1处于缺陷状态而第一开关SW1已经处于断开状态时，可以指示即使第一开关SW1的状态改变为断开状态，仍有大量功率通过第一开关SW1泄漏。
管理逻辑232可以响应于中断信号向电子装置300提供中断信号。如参考步骤S806所述，管理逻辑232可以实时获得第一开关SW1的当前状态信息。电子装置300可以响应于中断信号从管理逻辑232获得第一开关SW1的当前状态信息，并基于获得的状态信息向管理逻辑232提供控制信号。电子装置300与管理逻辑232之间的操作将参照图9进行详细描述。
当确定第一储能元件ESC1处于警告状态时(S812处的“警告”)，在S820，第一开关控制器SC1可以确定第一开关SW1是否已经处于断开状态。
当第一开关SW1不处于断开状态时(S820处的“否”)，在S822，第一开关控制器SC1可以将第一开关SW1设置为限流状态。在S818，第一开关控制器SC1可以向管理逻辑232提供中断信号。
当第一开关SW1处于断开状态时(S820处的“是”)，在S818，第一开关控制器SC1可以向管理逻辑232提供中断信号。类似于第一储能元件ESC1被确定处于缺陷状态而第一开关SW1已经处于断开状态的情况，管理逻辑232可以响应于中断信号从第一开关控制器SC1获得信息，该信息指示功率通过第一开关SW1泄漏。
当确定第一储能元件ESC1处于正常状态时(S812处的“正常”)，在S824，第一开关控制器SC1可以确定第一开关SW1是否已经处于断开状态。
当第一开关SW1不处于断开状态时(S824处的“否”)，在S826，第一开关控制器SC1可以将第一开关SW1设置为接通状态。例如，第一开关控制器SC1可以在第一开关SW1处于接通状态时保持接通状态，当第一开关SW1处于限流状态时将第一开关SW1的状态改变为接通状态。参照步骤S828，当第一储能元件ESC1处于正常状态时，第一开关控制器SC1可以不向管理逻辑232提供中断信号。
当第一开关SW1处于断开状态时(S824处的“是”)，这可以指示由于第一储能元件ESC1中出现缺陷，在第一开关SW1的状态改变为断开状态之后，通过第一储能元件ESC1泄漏的功率被正常控制的情况。因此，在S828，第一开关控制器SC1可以不向管理逻辑232提供中断信号。
在S830，第一开关控制器SC1可以确定电子系统20是否断电。
当没有检测到电子系统20的断电时(S830处的“否”)，第一开关控制器SC1可以重复执行步骤S804至S830的操作。
当检测到电子系统20的断电时(S830处的“是”)，第一开关控制器SC1可以结束步骤S804至S830的操作。
图9示出基于所公开技术的实施例的管理逻辑232的操作。
当从主电源100向辅助电源200供电时，在S902，管理逻辑232可以从电子装置300或辅助电源管理装置230外部的电阻器加载通道电流、通道电压和通道温度的多个阈值。管理逻辑232可以从包括在辅助电源管理装置230中的非易失性存储器装置加载开关SW1至SW4的状态信息。已在S806详细描述了非易失性存储器装置。
在向开关控制器SC1至SC4提供多个阈值和开关SW1至SW4的状态信息之后，管理逻辑232可以重复执行步骤S904至S926的操作，直到电子系统20断电。也就是说，在电子系统20正常操作时，可以实时执行步骤S904至S926的操作。步骤S904至S926的操作可以包括管理逻辑232与开关控制器SC1至SC4交换开关SW1至SW4的状态信息的操作、管理逻辑232检测储能元件ESC1至ESC4的缺陷的操作、管理逻辑232响应于来自开关控制器SC1至SC4的中断信号而将缺陷信息传送到电子装置300的操作、以及管理逻辑232向开关控制器SC1至SC4提供通过电子装置300的控制而改变的缺陷信息的操作。下面将详细描述步骤S904至S926的操作。
在S904，管理逻辑232可以将加载的阈值提供到开关控制器SC1至SC4。
在S906，管理逻辑232可以与开关控制器SC1至SC4交换开关SW1至SW4的状态信息。已经在S806描述了步骤S906的操作，其中管理逻辑232与第一开关控制器SC1交换第一开关SW1的状态信息。
在S908，管理逻辑232可以从开关控制器SC1至SC4获得通道CH1至CH4的通道电流、通道电压和通道温度的水平信息。
在S910，管理逻辑232可以基于获得的关于通道CH1至CH4的通道电流、通道电压和通道温度的水平信息，检测储能元件ESC1至ESC4的缺陷状态之中的初始短路状态和开路状态。
当检测到储能元件的缺陷状态时(S910处的“是”)，在S912，管理逻辑232可以将储能元件的缺陷状态信息提供到与储能元件相关联的开关控制器，然后执行步骤S914。开关控制器可以基于缺陷状态信息控制与储能元件相对应的开关。
当未检测到储能元件的缺陷状态时(S910处的“否”)，管理逻辑232可执行步骤S914。
在S914，管理逻辑232可以确定是否从开关控制器SC1至SC4提供中断信号。
当从开关控制器提供中断信号时(S914处的“是”)，在S916，管理逻辑232可以向电子装置300“使能”中断信号以便通知电子装置300储能元件处于缺陷状态或警告状态，然后执行步骤S920。在一些实施方案中，中断信号的使能可用于转换到诸如中断状态的特定状态。
当没有从开关控制器SC1至SC4提供中断信号时(S914处的“否”)，储能元件ESC1至ESC4可能全部处于正常状态。因此，管理逻辑232可以在S918处“禁能”中断信号，然后执行步骤S920。在一些实施方案中，中断信号的禁能可用于从诸如中断状态的特定状态转换到另一种状态。
在S920，管理逻辑232可以选择性地向电子装置300提供开关SW1至SW4的当前状态信息。
例如，电子装置300可以响应于步骤S916的中断信号，请求与处于缺陷状态或警告状态的储能元件相关联的开关的当前状态信息。管理逻辑232可以响应于电子装置300的请求提供开关的当前状态信息。
另一方面，当如参考步骤S918所描述的禁能中断信号时，管理逻辑232可以不向电子装置300提供开关SW1至SW4的当前状态信息。只要管理逻辑232未使能中断信号，电子装置300就可以不监测开关SW1至SW4的当前状态信息。因此，可以降低电子装置300的开销。
在S922，管理逻辑232可以选择性地从电子装置300获得开关SW1至SW4的状态信息。
具体地，当确定需要改变开关的状态时，电子装置300可以将待改变的开关的状态信息提供到管理逻辑232。
例如，当检测到某个储能元件的警告状态持续时，电子装置300可以向管理逻辑232提供待改变的状态信息，以便将与储能元件相对应的开关的状态改变为断开状态。
当即使对应于储能元件的开关处于断开状态也检测到储能元件的警告状态或缺陷状态时，电子装置300可以确定在电子系统20突然断电时不太可能从辅助电源200接收到足够的电力。因此，电子装置300可以向用户提供警告信号，使得用户可以结束正在执行的操作或者将该操作的数据备份到另一个电子装置。
在S924，管理逻辑232可以确定电子系统20是否断电。
当没有检测到电子系统20断电时(S924处的“否”)，管理逻辑232可以重复执行步骤S904至S924的操作。
当管理逻辑232执行步骤S912、步骤S916或步骤S922时，可以改变开关SW1至SW4中任一个的状态。因此，当检测到电子系统20断电时(S924处的“是”)，管理逻辑232可在S926处将开关SW1至SW4的当前状态存储在非易失性存储器装置中，并结束操作。
图10示出基于所公开技术的实施例的电子系统20的操作。
具体地，图10示出第一开关控制器SC1、管理逻辑232和电子装置300之间的事务，这些事务在第一储能元件ESC1的状态从正常状态经警告状态改变到缺陷状态时执行。
当从主电源100向辅助电源200供电时，在S1002，第一开关控制器SC1可以将第一开关SW1设置为接通状态。虽然在图10中省略了，但第二至第四开关控制器SC2至SC4也可以将第二至第四开关SW2至SW4设置为接通状态。步骤S1002可以对应于参照图8描述的步骤S802。
在S1004，管理逻辑232可以从包括在辅助电源管理装置230中的非易失性存储装置加载开关SW1至SW4的状态信息以及与通道电流、通道电压和通道温度相关联的多个阈值。步骤S1004可以对应于参照图9描述的步骤S902。
在S1006，管理逻辑232可以向第一开关控制器SC1提供多个阈值。虽然图10未示出，但管理逻辑232也可向第二至第四开关控制器SC2至SC4提供多个阈值。步骤S1006可以在电子系统20启动时执行，甚至在电子系统20的操作期间当多个阈值被更新时执行。
在S1008，管理逻辑232可以将第一开关SW1的状态信息提供到第一开关控制器SC1。类似地，管理逻辑232也可以将第二至第四开关SW2至SW4的状态信息提供到第二至第四开关控制器SC2至SC4。步骤S1008的操作可以在电子系统20正常操作时实时执行，并且对应于参照图8描述的步骤S806。
在S1010，第一开关控制器SC1可以将从管理逻辑232获得的多个阈值设置为第一通道电流ICH1、第一通道电压VCH1和第一通道温度TCH1的阈值。第一开关控制器SC1可以基于从管理逻辑232获得的第一开关SW1的状态信息来控制第一开关SW1。步骤S1010可以对应于步骤S808。图10示出第一开关SW1被设置为接通状态的情况。
在S1012，第一开关控制器SC1可以基于实时检测的多个阈值以及第一通道电流ICH1、第一通道电压VCH1和第一通道温度TCH1来检测第一储能元件ESC1的状态。第一开关控制器SC1检测第一储能元件ESC1的状态的操作已经参照图3A至图3C、图4A至图4C、图5A、图5B、图6A、图6B和图7A至图7C进行了详细描述。图10示出第一开关控制器SC1检测到第一储能元件ESC1的警告状态的情况。
在S1014，第一开关控制器SC1可以将第一开关SW1的接通状态改变为限流状态。
在S1016，第一开关控制器SC1可以向管理逻辑232提供中断信号。步骤S1016可以对应于步骤S818。
在S1018，第一开关控制器SC1可以将第一开关SW1的状态信息提供到管理逻辑232。图10示出第一开关控制器SC1在将中断信号提供到管理逻辑232之后提供第一开关SW1的状态信息。然而，管理逻辑232与开关控制器SC1至SC4交换状态信息的操作可实时执行。步骤S1018的操作可以对应于步骤S806和S906。
在S1020，管理逻辑232可以响应于中断信号向电子装置300使能中断。步骤S1020可以对应于步骤S916。
在S1022，管理逻辑232可以向电子装置300提供信息，该信息指示第一开关SW1的状态信息为限流状态。步骤S1022可以对应于步骤S920。
在S1024，电子装置300可以确定是否将改变为限流状态的第一开关SW1的状态改变为断开状态。例如，当第一开关控制器SC1没有检测到第一储能元件ESC1处于缺陷状态，而是检测到第一储能元件ESC1的警告状态持续时，电子装置300可以确定第一储能元件ESC1具有未检测到的缺陷，并且确定将第一开关SW1的状态改变为断开状态。
在S1026，电子装置300可以向管理逻辑232提供信息，该信息指示第一开关SW1的状态将被改变为断开状态。步骤S1026可以对应于步骤S922。
在S1028，管理逻辑232可以将来自电子装置300的状态信息提供到第一开关控制器SC1，从而控制第一开关控制器SC1将第一开关SW1的状态改变为断开状态。图10示出在电子装置300向管理逻辑232提供待改变的状态信息之后，管理逻辑232向第一开关控制器SC1提供状态信息。然而，管理逻辑232与开关控制器SC1至SC4交换状态信息的操作可以实时执行。步骤S1028可以对应于步骤S806和S906。
在S1030，第一储能元件ESC1可以基于来自管理逻辑232的状态信息将第一开关SW1的状态改变为断开状态。
管理逻辑232可以检测电子系统20的断电。图10示出，在S1032，管理逻辑232通过从电子装置300接收断电信号来检测断电。
在S1034，当检测到电子系统20的断电时，管理逻辑232可以将开关SW1至SW4的当前状态信息存储在参考步骤S806描述的非易失性存储器装置中。例如，管理逻辑232可以将信息存储在非易失性存储器装置中，该信息指示第一开关SW1处于断开状态。步骤S1034可以对应于步骤S926。
在所公开技术的一些实施例中，辅助电源管理装置230可以基于储能元件ESC1至ESC4和开关SW1至SW4联接到的各个通道CH1至CH4的通道电流、通道电压和通道温度来控制开关SW1至SW4。
辅助电源管理装置230可通过检测通道电流ICH1至ICH4之间的不对称不均匀电流和/或电压分布或者通道电压VCH1至VCH4之间的不对称不均匀电流和/或电压分布是否持续，来检测储能元件的初始短路状态和开路状态。因此，当通道电流ICH1至ICH4或通道电压VCH1至VCH4由于外在因素暂时增加时，可以防止储能元件各自被确定为处于初始短路状态或开路状态的情况。
当储能元件处于警告状态时，辅助电源管理装置230可以将与储能元件互通的开关的状态确定为限流状态，从而有效地控制流向处于警告状态的储能元件的电流。
辅助电源管理装置230可以使用通道电流、通道电压和通道温度的多个阈值来控制开关SW1至SW4的状态。用户可以通过改变辅助电源管理装置230外部的电阻器的电阻值或存储在电子装置300中的阈值来容易地改变多个阈值。
辅助电源管理装置230可在电子系统20断电时将开关SW1至SW4的状态信息存储在非易失性存储器装置中，并且在再次向电子系统20供电时，基于存储在非易失性存储器装置中的开关SW1至SW4的状态信息来控制开关SW1至SW4。因此，可以有效地控制流入有缺陷的储能元件的电流。
在所公开技术的一些实施例中，辅助电源管理装置230可以实时检测有缺陷的储能元件，并控制流向储能元件的电流，从而获得足够的充电量。辅助电源管理装置230可以在来自外部电源的供电突然终止时，基于所获得的充电量向电子装置300提供辅助电力AUX_PWR，从而保证电子装置300的完整性。
图11和12示出在电子装置300是存储装置的情况下基于所公开技术的一些实施例的电子系统20的示例。
图11示出包括电子系统20的数据处理系统10。
主机30可以包括诸如移动电话、MP3播放器和膝上型计算机的各种便携式电子装置中的任意一种，或者诸如台式计算机、游戏机、电视(TV)和投影仪的各种非便携式电子装置中的任意一种。
主机30可以包括至少一个操作系统(OS)，其可以管理和控制主机30的整体功能和操作，并提供主机30和使用数据处理系统10或电子系统20的用户之间的操作。OS可以支持与用户的使用目的和用途相对应的功能和操作。例如，根据主机30的移动性，OS可以分为通用OS和移动OS。根据用户的环境，通用OS可以分为个人OS和企业OS。
电子系统20可操作以响应于主机30的请求为主机30存储数据。电子系统20的非限制性示例可包括固态驱动器(SSD)、多媒体卡(MMC)、安全数字(SD)卡、通用串行总线(USB)装置、通用闪存(UFS)装置、紧凑型闪存(CF)卡、智能媒体卡(SMC)、个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)卡和记忆棒。MMC可以包括嵌入式MMC(eMMC)、尺寸减小的MMC(RS-MMC)和微型MMC等。SD卡可以包括迷你SD卡和微型SD卡。
电子系统20可以由各种类型的存储装置来实现。这种存储装置的示例可包括但不限于诸如动态随机存取存储器(DRAM)和静态RAM(SRAM)的易失性存储器装置以及诸如只读存储器(ROM)、掩膜ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、铁电RAM(FRAM)、相变RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)、电阻式RAM(RRAM或ReRAM)和闪速存储器的非易失性存储器装置。闪速存储器可以具有三维(3D)堆叠结构。
主机30可以包括诸如移动电话、MP3播放器和膝上型计算机的各种便携式电子装置中的任意一种，或者诸如台式计算机、游戏机、电视(TV)和投影仪的各种非便携式电子装置中的任意一种。
图12示出当电子装置300是存储装置时的电子系统20。
电子系统可以包括主电源100、辅助电源200和电子装置300。
主电源100和辅助电源200可以对应于参照图1描述的主电源100和辅助电源200。
电子装置300可以包括存储器控制器130和存储器装置150。
存储器装置150可以是非易失性存储器装置，并且即使没有供电，也可以保留存储在其中的数据。存储器装置150可以通过编程操作存储从主机30提供的数据，并通过读取操作将存储在其中的数据提供到主机30。存储器装置150可以包括多个存储块，每个存储块可以包括多个页面，并且每个页面可以包括联接到字线的多个存储器单元。在实施例中，存储器装置150可以是闪速存储器。闪速存储器可以具有三维(3D)堆叠结构。
存储器控制器130可以响应于来自主机30的请求控制存储器装置150。例如，存储器控制器130可以将从存储器装置150读取的数据提供到主机30，并且将从主机30提供的数据存储到存储器装置150中。对于该操作，存储器控制器130可以控制存储器装置150的读取操作、编程操作和擦除操作。
存储器控制器130和存储器装置150可以集成到单个半导体器装置中。例如，存储器控制器130和存储器装置150可以集成为一个半导体器装置以构成固态驱动器(SSD)。当电子系统20用作SSD时，可提高连接到电子系统20的主机30的操作速度。此外，存储器控制器130和存储器装置150可以集成为一个半导体器装置以构成存储卡。例如，存储器控制器130和存储器装置150可以构成诸如以下的存储卡：个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)卡，紧凑型闪存(CF)卡，智能媒体(SM)卡，记忆棒，包括尺寸减小的MMC(RS-MMC)和微型MMC的多媒体卡(MMC)，包括迷你SD卡、微型SD卡和SDHC卡的安全数字(SD)卡，或通用闪存(UFS)装置。
电子系统20的非限制性应用示例可以包括计算机、超移动PC(UMPC)、工作站、上网本、个人数字助理(PDA)、便携式计算机、网络平板、平板电脑、无线电话、移动电话、智能电话、电子书、便携式多媒体播放器(PMP)、便携式游戏机、导航系统、黑盒、数码相机、数字多媒体广播(DMB)播放器、三维电视、智能电视、数字音频记录器、数字音频播放器、数字图片记录器、数字图片播放器、数字视频记录器、数字视频播放器、构成数据中心的存储装置、能够在无线环境中发送/接收信息的装置、构成家庭网络的各种电子装置之一、构成计算机网络的各种电子装置之一、构成远程信息处理网络的各种电子装置之一、无线射频识别(RFID)装置或构成计算系统的各种组件之一。
主电源100可以接收从主机30供应的外部电力EXT_PWR，并提供用于驱动存储器控制器130的电力以及存储器装置150的编程电压、读取电压和擦除电压。主电源100可以接收外部电力EXT_PWR，并对辅助电源200充电。
来自主机30的外部电力EXT_PWR的供应可能被突然切断。例如，存储器控制器130在其内部存储器中缓冲写入数据时，可能会遇到外部电力EXT_PWR突然终止供电时，已根据写入请求从主机30接收到写入数据，但其尚未被编程到存储器装置150。
在所公开技术的一些实施例中，辅助电源200可以在电子系统20正常操作时实时检测有缺陷的储能元件，并控制流向储能元件的电流，使得储能元件组210正常充电。存储器控制器130可不实时控制流向储能元件的电流，而是在辅助电源200使能中断时控制流向储能元件的电流。由于存储器控制器130用于控制流向储能元件的电流的资源消耗减少，因此可提高电子系统20的数据输入/输出性能。
在外部电源突然停止供电的情况下，主电源100可以供应辅助电源200的辅助电力AUX_PWR作为电子装置300的系统电源SYS_PWR。当储能元件组210正常充电时，存储器控制器130可在电子系统20断电之前利用系统电源SYS_PWR将写入数据编程到存储器装置150。因此，可以保证电子系统20对于主机30的请求的完整性。
虽然出于说明的目的已经描述了各个实施例，但是可以基于本专利文件中公开的内容对所公开的实施例和其他实施例进行变型或改进。

Claims (20)

1.一种辅助电源管理装置，所述辅助电源管理装置联接到辅助电源，所述辅助电源用作主要电源的备用电源以向电子装置提供电力，所述辅助电源管理装置包括：
多个开关，控制多个储能元件的电流；
多个通道，分别联接到所述多个开关；
多个开关控制器，控制联接到所述多个通道的多个开关，并且监测所述多个通道的电流或电压；以及
管理逻辑，在所述多个开关控制器检测到跨通道的第一电流或电压分布超过关于电流或电压分布的预定阈值时，控制联接到所述多个通道的开关。
2.根据权利要求1所述的辅助电源管理装置，其中所述第一电流或电压分布的检测包括确定在预定时间段内承载高于第一阈值电流且低于警告阈值电流的电流的通道数量是否等于或小于预定数量，并且其中所述管理逻辑控制与联接到承载高于所述第一阈值电流且低于所述警告阈值电流的电流的一个或多个通道的一个或多个开关相对应的一个或多个开关控制器以断开所述一个或多个开关。
3.根据权利要求2所述的辅助电源管理装置，其中所述第一电流或电压分布的检测包括确定在预定时间段内具有低于与限定正常电压水平范围的阈值相对应的第二阈值的电压的开关的数量是否等于或小于预定数量，并且其中所述管理逻辑控制一个或多个开关控制器断开具有低于所述第二阈值的电压的一个或多个开关。
4.根据权利要求1所述的辅助电源管理装置，其中所述多个开关控制器中的每一个监测相应通道的电流、电压和温度，并且控制联接到相应通道的相应开关，使得所述相应开关基于所述相应通道的电流、电压和温度中的至少一个处于接通状态、限流状态或断开状态，
其中相比所述接通状态，所述相应开关在所述限流状态具有更高的电阻值。
5.根据权利要求4所述的辅助电源管理装置，其中所述管理逻辑响应于来自所述多个开关控制器的中断信号，从所述多个开关控制器获得与所述多个通道相对应的储能元件的状态信息。
6.根据权利要求5所述的辅助电源管理装置，其中所述多个开关控制器中的每一个即使在相应开关断开时也监测相应通道的电流、电压和温度，基于电流、电压和温度的监测确定相应的储能元件处于正常状态、需要警告的警告状态还是指示所述相应的储能元件具有缺陷的缺陷状态，并且将所述储能元件的状态信息提供到所述管理逻辑。
7.根据权利要求4所述的辅助电源管理装置，进一步包括非易失性存储器装置，所述非易失性存储器装置在来自所述主要电源的供电终止时存储联接到所述多个通道的多个开关的状态信息，
其中当所述主电源恢复供电时，所述管理逻辑从所述非易失性存储器装置获得开关的状态信息，并且将所述状态信息提供到相应的开关控制器，并且
所述多个开关控制器中的每一个将联接到相应通道的相应开关设置为接通状态，并且基于从所述管理逻辑接收到的状态信息设置相应开关的状态。
8.根据权利要求4所述的辅助电源管理装置，其中所述多个开关控制器中的每一个基于相应通道的电流、电压和温度的多个阈值来控制相应开关的状态，并且
所述管理逻辑从外部装置或外部电阻值获得所述多个阈值，并且将所述多个阈值提供到开关控制器。
9.根据权利要求1所述的辅助电源管理装置，其中所述开关是低侧开关。
10.一种电子系统，包括：
电子装置；
辅助电源，包括联接到多个储能元件以及多个开关的多个通道，以在检测到跨通道的第一电流或电压分布超过关于电流或电压分布的预定阈值时，控制联接到所述多个通道的多个开关；以及
主电源，在正常操作期间利用主要电源对所述辅助电源充电，所述主电源在主要电源突然终止时向所述电子装置提供所述辅助电源的辅助电力。
11.根据权利要求10所述的电子系统，其中所述辅助电源包括：
多个开关控制器，控制分别联接到所述多个通道的多个开关，并且监测通道电流与通道电压；以及
管理逻辑，通过确定在预定时间段内承载高于第一阈值电流且低于警告阈值电流的电流的通道数量是否等于或小于预定数量来检测跨通道的第一电流或电压分布，并且控制与联接到承载高于所述第一阈值电流且低于所述警告阈值电流的电流的一个或多个通道的一个或多个开关相对应的一个或多个开关控制器以断开所述一个或多个开关。
12.根据权利要求11所述的电子系统，其中所述第一电流或电压分布的检测包括确定在预定时间段内具有低于与限定正常电压水平范围的阈值相对应的第二阈值的电流的开关的数量是否等于或小于预定数量，并且其中所述管理逻辑断开具有低于所述第二阈值的电压的一个或多个开关。
13.根据权利要求10所述的电子系统，其中所述辅助电源包括多个开关控制器以监测相应通道的电流、电压和温度，并且控制联接到相应通道的相应开关，使得所述相应开关基于所述相应通道的电流、电压和温度中的至少一个处于接通状态、限流状态或断开状态，
其中相比所述接通状态，所述相应开关在所述限流状态具有更高的电阻值。
14.根据权利要求13所述的电子系统，其中所述辅助电源进一步包括管理逻辑，所述管理逻辑响应于来自所述多个开关控制器的中断信号，从所述多个开关控制器获得与所述多个通道相对应的储能元件的状态信息。
15.根据权利要求14所述的电子系统，其中所述管理逻辑向电子装置指示中断所述多个通道的所述多个储能元件之中处于需要警告的警告状态的储能元件，并且
当基于所述中断检测到储能元件的警告状态时，所述电子装置向所述管理逻辑提供控制信号以将与所述储能元件相对应的开关的状态改变为断开状态。
16.根据权利要求14所述的电子系统，其中所述多个开关控制器中的每一个即使在相应开关断开时也监测相应通道的电流、电压和温度，基于电流、电压和温度的监测确定相应的储能元件处于正常状态、需要警告的警告状态还是指示相应的储能元件具有缺陷的缺陷状态，并且将储能元件的状态信息提供到所述管理逻辑。
17.根据权利要求16所述的电子系统，其中当储能元件处于所述缺陷状态时，所述管理逻辑向电子装置指示中断与处于所述断开状态的开关相对应的储能元件，并且
所述电子装置基于所述中断向用户提供警告信号。
18.根据权利要求13所述的电子系统，其中所述辅助电源进一步包括：
非易失性存储器装置，在来自所述主要电源的供电终止时存储联接到所述多个通道的多个开关的状态信息；以及
管理逻辑，当所述主要电源恢复供电时，从所述非易失性存储器装置获得所述相应开关的状态信息，并且将所述状态信息提供到相应的开关控制器，
其中所述多个开关控制器中的每一个将联接到相应通道的相应开关设置为所述接通状态，并且基于从所述管理逻辑接收到的所述状态信息设置所述相应开关的状态。
19.根据权利要求13所述的电子系统，其中所述多个开关控制器中的每一个基于所述相应通道的电流、电压和温度的多个阈值来控制所述相应开关的状态，并且
所述辅助电源进一步包括管理逻辑，所述管理逻辑从外部装置或外部电阻值获得多个阈值，并且将所述多个阈值提供到开关控制器。
20.根据权利要求10所述的电子系统，其中所述开关是低侧开关。
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