CN116057805A - 具有电池反馈控制的并行充电器电路 - Google Patents

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Abstract

总体上，描述了涉及一种设备的技术，该设备包括电力存储设备、电负载和第一经调节的电力转换器，该第一经调节的电力转换器包括被配置成在第一时间段期间并且使用从该设备外部的电源接收的电能生成第一电力信号以对电力存储设备进行充电的组件。第二经调节的电力转换器包括被配置成进行以下操作的组件：确定以其对电力存储设备进行充电的充电电流，确定流向电力存储设备的总电流量，该总电流量包括由第二电力转换器源出的电流减去由电负载吸收的电流，并且在与第一时间段不重叠的第二时间段期间，使用来自电源的电能并且基于所确定的总电流量来生成第二电力信号以对电力存储设备进行充电。

Description

具有电池反馈控制的并行充电器电路
背景技术
一种设备可以包括多个机载充电器，每个机载充电器都能够使用从外部源接收的电力对设备的一个或多个电源(例如，电池)进行充电。机载充电器可以包括主充电器和并行充电器，每个具有不同的特性。取决于充电场境，设备的控制器可以利用主充电器或并行充电器以使用从外部源接收的电力对一个或多个电源进行充电。
发明内容
总体上，本公开涉及包括双机载经调节的充电器的设备。具有经调节的主充电器和未经调节的并行充电器的设备的控制器可以通过调整由向设备供应电力的外部电源提供的电力量来调节由未经调节的并行充电器提供的电力量。例如，控制器可以测量并行充电器的输入电流并向外部电源输出请求以基于所测量的输入电流来增加或减少提供给设备的电流量。然而，这样的方案可能呈现一个或多个缺点。作为一个示例，与外部电源通信可能会引入延时。作为另一个示例，并行充电器的输入电流可能不是多少电流实际上被提供给一个或多个电力存储设备的准确表示(例如，由于由并行充电器提供的一些电流可能由包括其他系统组件的电负载使用)。这些缺点可能导致被提供给一个或多个电力存储设备的电力量不一致，这可能是不希望的。
根据本公开的一种或多种技术，一种设备可以包括经调节的并行充电器和基于实际上被提供给一个或多个电力存储设备的电流量来调节并行充电器的操作的控制器。以此方式，控制器可以减少延时和/或平滑被提供给一个或多个电力存储设备的电力量。
在一个示例中，一种设备包括电力存储设备、电负载和第一经调节的电力转换器，该第一经调节的电力转换器包括被配置成在第一时间段期间并且使用从该设备外部的电源接收的电能生成第一电力信号以对电力存储设备进行充电。该设备进一步包括第二经调节的电力转换器，该第二经调节的电力转换器包括被配置成进行以下操作的组件：确定以其对电力存储设备进行充电的充电电流；确定流向电力存储设备的总电流量，该总电流量包括由第二经调节的电力转换器源出的电流减去由电负载吸收的电流；以及在与第一时间段不重叠的第二时间段期间，使用从电源接收的电能并且基于所确定的总电流量来生成第二电力信号从而以所确定的充电电流对电力存储设备进行充电。
在另一个示例中，一种方法包括由第一经调节的电力转换器在第一时间段期间并且使用从电源接收的电能生成第一电力信号以对电力存储设备进行充电。该方法包括由第二经调节的电力转换器确定以其对电力存储设备进行充电的充电电流。由第二经调节的电力转换器确定流向电力存储设备的总电流量，该总电流量包括由第二经调节的电力转换器源出的电流减去由电负载吸收的电流。由第二经调节的电力转换器在与第一时间段不重叠的第二时间段期间使用从电源接收的电能并且基于所确定的总电流量来生成第二电力信号从而以所确定的充电电流对电力存储设备进行充电。
在另一个示例中，一种系统包括设备，该设备包括电力存储设备、电负载和第一电路，第一电路用于在第一时间段期间并且使用从设备外部的电源接收的电能生成第一电力信号以对电力存储设备进行充电。该设备还包括用于确定以其对电力存储设备进行充电的充电电流的第二电路。第二电路进一步确定流向电力存储设备的总电流量，该总电流量包括由第二电力转换器源出的电流减去由电负载吸收的电流。使用从电源接收的电能并且基于所确定的总电流量，第二电路在与第一时间段不重叠的第二时间段期间生成第二电力信号从而以所确定的充电电流对电力存储设备进行充电。
所公开的主题的附加特征、优点和实施例可以通过考虑以下详细描述、附图和权利要求来阐述或显而易见。此外，应当理解，以上发明内容和以下详细描述两者都是说明性的，并且旨在提供进一步的解释而不限制权利要求的范围。
附图说明
图1是图示根据本公开的各个方面的包括移动设备和电力适配器的系统的示例的框图。
图2是图示根据本公开的示例的包括移动设备和电力适配器的系统的示例的示意性表示的图。
图3是图示根据本公开的示例的包括移动设备和电力适配器的系统的示例的示意性表示的图。
图4是图示根据本公开的示例的为一个或多个电力存储设备提供电荷的并行充电器电路的示例操作的流程图。
图5是图示根据本公开的示例的移动设备和电力适配器的示例的示意性表示的图。
具体实施方式
图1是图示根据本公开的各个方面的包括移动设备102和电力适配器110的系统100的示例的框图。电力适配器110可以是AC适配器、AC/DC适配器或AC/DC转换器。电力适配器110可以是封装在外壳(例如，AC插头)中的一种外部电源。电力适配器110也可以是插头组、插入式适配器、适配器块、家用电源适配器、线路电力适配器、壁式适配器、电源模块和电力适配器。电力适配器110可以包含变压器以将市电电压转换为较低电压。如图1所示，电力适配器110可以向移动设备102输出具有电压电平VBUS_IN和电流电平IBUS_IN的直流(DC)电力信号。
移动设备102可以表示包括能够由诸如电力适配器110的外部电力适配器再充电的电力存储设备的任何设备。移动设备102的示例包括但不限于移动电话(包括所谓的“智能手机”)、智能眼镜、智能手表、便携式扬声器(包括便携式智能扬声器)、膝上型计算机、便携式游戏系统、无线游戏系统控制器等。在一些示例中，移动设备102可以是可折叠设备，因为移动设备102的组件可以跨由铰链接合的两个外壳分布。如图1的示例中所示，移动设备102可以包括主充电器112、并行充电器118、处理电路108和电力存储设备124。
处理电路108可以表示被配置成支持移动设备102的操作的电路并且可以执行软件(或者，换言之，指令集)，该软件可以使得分层软件层的执行能够呈现各种功能以供用户使用。处理电路108可以例如执行形成基础层的内核，操作系统可以通过该基础层与各种其他处理单元(诸如相机、麦克风、传感器等)接口连接。处理电路108还可以执行呈现应用空间的操作系统，在应用空间中，一个或多个应用(例如，第一方和/或第三方应用)可以执行以呈现与用户交互所使用的图形用户界面。
处理电路108可以包括微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、加速处理单元(APU)、应用处理器(AP)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或等效的分立或集成逻辑电路中的一个或多个。本公开中归因于处理电路108的功能可以被体现为软件(如上所述)、固件、硬件及其组合。虽然图1的示例移动设备102被图示为包括一个处理电路108，但是根据本公开的其他示例移动设备可以包括多个处理器(或多个所谓的“核心”，这是在封装在一起时指代处理器的另一种方式)，该多个处理器被配置成单独地或以不同的协作组合执行归因于移动设备102的处理电路108的一个或多个功能。
电力存储设备124可以被配置成存储电能以供移动设备102的组件使用。电力存储设备124的示例包括电池，诸如二次电池可充电电池等。电池的一些示例包括锂离子电池、镍镉电池或任何其他类型的可充电电池，诸如镍金属氢化物、铅酸或锂离子聚合物。在一些示例中，电力存储设备124可以表示电力存储设备的阵列。例如，在移动设备102是可折叠设备的情况下，电力存储设备124可以包括在可折叠设备的第一外壳中的第一电池和在可折叠设备的第二外壳中的第二电池。
主充电器112可以表示被配置成生成电力信号以对电力存储设备124进行充电和/或向移动设备102的其他组件提供电力的电路。例如，主充电器112可以作为DC/DC电力转换器操作。主充电器112可以是经调节的电力转换器，其中可以通过主充电器112的组件的操作来调整由主充电器112输出的电力信号的电压和/或电流。这种电力转换器的示例包括DC/DC转换器，诸如降压、升压、降压-升压、Cuk(也称为双电感器反相转换器)、反激式或任何其他类型的经调节的DC/DC转换器。
在操作中，主充电器112可以生成热量作为电力转换过程的副产品。例如，在主充电器112是降压型电力转换器的情况下，由主充电器112生成的热量可能与从电力适配器110接收的输入电力信号的电压正相关(例如，更高的电压可能导致更大的热量)。可以选择主充电器112的组件以在输入电力信号的特定电压(例如，5伏)下生成可接受的热量。然而，一些充电标准可能允许增加输入电力信号的电压电平以例如减少充电时间。为了使移动设备102能够利用这种增加的电压电平，移动设备102可以包括第二充电器电路，诸如并行充电器118，与主充电器112相比，其可以在输入电力信号的更高电压电平下生成更少的热量。
并行充电器118和主充电器112可以被配置成使得并行充电器118和主充电器112中只有一个在任何给定时间提供电力信号以对电力存储设备124进行充电。例如，主充电器112可以在第一时间段期间并且使用从设备(例如，电力适配器110)外部的电源接收的电能生成第一电力信号以对电力存储设备124进行充电。并行充电器118可以在与第一时间段不重叠的第二时间段期间使用从电源接收的电能生成第二电力信号以对电力存储设备124进行充电。如下文进一步详细讨论的，在一些示例中，并行充电器118和主充电器112可以在相同的时间(例如，同时)操作以完成不同的任务。例如，在特定时间，并行充电器118可以转换从电力适配器110接收的电力信号以对电力存储设备124进行充电，同时主充电器112生成电力信号以对另一个设备进行充电(例如，使得移动设备102可以同时对电力存储设备124进行充电并经由无线传输向另一个设备提供电力)。
在一些示例中，并行充电器118可以是未经调节的电力转换器。例如，并行充电器118可以是2:1开关电容器电力转换器，其将输入电力信号转换成具有一半电压和两倍电流(例如，VBUS_OUT＝VBUS_IN/2和IBUS_OUT＝2*IBUS_IN)的输出电力信号。在并行充电器118是未经调节的电力转换器的示例中，处理电路108可以经由与电力适配器110的通信提供对提供给电力存储设备124的电流量的调节。例如，并行充电器118可以输出流经并行充电器118的电流量的表示。基于流经并行充电器118的电流量，处理电路108可以向电力适配器110输出请求以改变由电力适配器110提供的电力信号的电压(VBUS_IN)。在启用某种调节的同时，这个控制回路可能包括一个或多个缺点。作为一个示例，反馈和控制命令的延时可能非常大，使得整个控制方案的带宽低于0.1Hz。作为另一个示例，流经并行充电器118的电流量可能不是多少电流实际上被提供给电力存储设备124的准确表示(例如，由于由并行充电器118提供的一些电流可能由包括诸如处理电路108的其他系统组件的电负载使用)。这些缺点可能导致被提供给电力存储设备124的电量不一致，这可能是不希望的。类似地，随着电负载虹吸电力，电力存储设备124的充电速度可能降低。
根据本公开的一种或多种技术，并行充电器118可以是经调节的电力转换器，其包括控制器，该控制器被配置成基于实际上被提供给电力存储设备124的电流量(例如，基于IPSD)来调节并行充电器118的操作。例如，并行充电器118的控制器可以确定以其对电力存储设备124进行充电的充电电流(例如，如果电力存储设备124具有2400mAh的容量，则控制器可以确定以2400mA的充电电流对电力存储设备124进行充电以实现1C充电率)。并行充电器118的控制器可以使用诸如感测电阻器的任何电流水平传感器来确定流向电力存储设备124的总电流量(例如，IPSD)。流向电力存储设备124的总电流量可以包括由并行充电器118源出的电流(例如，IPC)减去由电负载吸收的电流(例如，ILOAD)。控制器可以调整并行充电器118的操作，使得实际上被提供给电力存储设备124的电流量(例如，IPSD)大约等于所确定的充电电流。以这种方式，控制器可以减少延时和/或平滑被提供给电力存储设备124的电力量。而且，以这种方式，并行充电器118可以减少对电力存储设备124进行充电所需的时间量。
图2是根据本公开的一个或多个方面的包括移动设备202和电力适配器210的系统200的示例的示意性表示。在一些示例中，系统200可以被视为图1的系统100的示例。如图2所示，移动设备202可以包括处理电路208、主充电器212、并行充电器218、电流传感器222和电力存储设备224。处理电路208、主充电器212、并行充电器218和电力存储设备224可以分别执行类似于图1的处理电路108、主充电器112、并行充电器118和电力存储设备124的操作。
在图2的示例中，并行充电器218可以包含控制器220和经调节的电力转换器226。经调节的电力转换器226可以是能够产生经调节的输出电力信号的任何类型的电力转换器。在一些示例中，经调节的电力转换器226可以是开关模式电力转换器。例如，经调节的电力转换器226可以是降压、升压、降压-升压、Cuk(也称为双电感器反相转换器)、反激式或任何其他类型的经调节的DC/DC转换器。
控制器220可以被配置成控制并行充电器218的一个或多个组件(诸如经调节的电力转换器226)的操作。例如，控制器220可以向经调节的电力转换器226的开关输出一个或多个信号(例如，信号228)，该经调节的电力转换器226的开关调节由经调节的电力转换器226供应的电流量(例如，IPC)。控制器220可以是模拟和数字控制器的任何组合。控制器220的示例包括但不限于一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、片上系统(SoC)或其他等效的集成或分立逻辑电路。作为一个具体示例，控制器220可以包括模拟补偿器。
如上所述并且根据本公开的一个或多个方面，控制器220可以基于流向电力存储设备224的电流量(例如，IPSD)来控制经调节的电力转换器226的操作。例如，控制器220可以调节经调节的电力转换器226的电流输出以将流向电力存储设备224的电流量维持在指定的充电电流，而不管由经调节的电力转换器226供应的电流量被其他电负载吸收(例如，作为ILOAD被处理电路208吸收)。因此，控制器220可以使经调节的电力转换器226基于流向电力存储设备224的总电流量来生成电力信号从而以所确定的充电电流对电力存储设备224进行充电。
如上所述，控制器220可以基于流向电力存储设备224的电流量来执行操作。控制器220可以基于从电流传感器222接收的表示流向电力存储设备224的总电流量(例如，IPSD)的信号来确定流向电力存储设备224的电流量。例如，如图2所示，电流传感器222可以包括与电力存储设备224串联的感测电阻器(例如，使得流向电力存储设备224的电流也流经电流传感器222)，并且控制器220可以接收跨感测电阻器的电压降的表示。由于电流传感器222的跨感测电阻器的电压降与流经感测电阻器的电流量乘以感测电阻器的电阻成比例，因此控制器220可以基于跨感测电阻器的电压降和感测电阻器的电阻来确定流向电力存储设备224的总电流量。电流传感器222的感测电阻器的电阻可以被存储在控制器220的存储器中或者以其他方式可用于控制器220。
如上所述，控制器220可以控制经调节的电力转换器226的操作。例如，控制器220可以输出控制经调节的电力转换器226的开关的操作的信号228。在一些示例中，信号228可以是脉宽调制(PWM)信号并且控制器220可以调整信号228的占空比以控制由经调节的电力转换器226输出的电流量(例如，调整占空比以调整IPC)。
在操作中，移动设备202的电负载可以吸收由并行充电器218供应的一些电流。例如，处理电路208可以吸收表示为ILOAD的电流量。因此，由经调节的电力转换器226生成的所有电流可能不会流向电力存储设备224(即，IPC可能不等于IPSD)。因此，如果控制器220要控制经调节的电力转换器226以生成IPC以等于电力存储设备224的期望充电电流，则电力存储设备224可能不会始终以期望充电电流被充电。这可能会呈现如上所述的各种问题(例如，增加对电力存储设备224的磨损、增加充电持续时间等)。
如上所述并且根据本公开的一种或多种技术，控制器220可以控制经调节的电力转换器226的操作以补偿电负载的动态电力使用，使得流向电力存储设备224的电力量相对一致并且大约等于期望充电电流。例如，控制器220可以基于由电流传感器222生成的信号来连续地或周期性地监测流向电力存储设备224的电流量。如果ILOAD增加，可能是由于正在使用移动设备202的显示器或由处理电路208在充电期间正在执行附加计算，IPSD可以开始从期望充电电流减少。控制器220可以将ILOAD的增加感测为IPSD的减少。控制器220可以调整信号228的占空比或其他参数以使经调节的电源226补偿ILOAD的变化。作为一个示例，随着IPSD降低(例如，在ILOAD增加的情况下)，控制器220可以提高信号228的占空比以增加IPC并对应地增加IPSD。作为另一个示例，随着IPSD增加(例如，在ILOAD降低的情况下)，控制器220可以降低信号228的占空比以减少IPD并对应地减少IPSD。控制器220可以以任何足够的频率实现该控制回路。作为一个具体示例，控制器220可以在100kHz下实现控制回路(即，基于IPSD来调整经调节的电力转换器226的操作)。
图3是根据本公开的示例的包括移动设备302和电力适配器310的系统300的示例的示意性表示。在一些示例中，系统300可以被视为图1的系统100和/或图2的系统200的示例。如图3所示，移动设备302可以包括处理电路308、主充电器312、并行充电器318、电流传感器322、电力存储设备324、无线电力模块336和开关338。处理电路308、主充电器312、并行充电器318、电流传感器322和电力存储设备324可以分别至少执行类似于图2的处理电路208、主充电器212、并行充电器218、电流传感器222和电力存储设备224的操作。
也如图3所示，移动设备302可以包括无线电力模块336和有线电力接口340。无线电力模块336可以是无线电力接口，诸如利用感应电源传输来从无线电力模块336供电或向无线电力模块336供电的感应电力接口。无线电力模块336可以使用电感耦合、谐振电感耦合、电容耦合、磁动力耦合、微波耦合或光波耦合。无线电力模块336可以用于向外部设备342传输电力或从外部设备342传输电力。有线电力接口可以是任何有线连接，通过其可以向移动设备302传输电力或从移动设备302传输电力。有线电力接口340的示例包括但不限于USB端口(例如，微型USB、USB C、Thunderbolt等)、专有连接器、尖端和套筒端口等。
移动设备302可以与外部设备342耦合。外部设备342可以连接到有线电力接口340(例如，代替电力适配器310)或者无线地耦合到无线电力模块336。外部设备342可以包括USB充电器，用于诸如耦合到计算机或电力模块的USB线缆的USB线缆充电，或通过有线电力接口340使用可编程电源(诸如电力适配器310)的USB线缆充电。外部设备342可以是：便携USB负载，诸如耳机、闪存拇指驱动器等；或无线设备，诸如耳机或无线充电器。
在图3的示例中，与图2中的并行充电器218的示例相比，并行充电器318可以包括额外的组件和/或功能。例如，在图3的示例中，并行充电器318可以被配置成作为双向经调节的电力转换器操作。因此，并行充电器318可以被配置成选择性地生成第一电力信号以使用源自外部电源(例如，通过有线电力接口340源自电力适配器310)的电力对电力存储设备324进行充电和/或生成第二电力信号以向耦合到移动设备302的外部设备342提供电力(例如，使用源自电力存储设备324的电能)。
并行充电器318可以包括被配置成引导并行充电器318和外部组件之间的电能的流动的组件。例如，并行充电器318可以包括电源开关结构330。如图3的示例所示，电力开关结构330可以包括两个背靠背负载开关332和背靠背负载开关334。负载开关332和334可以充当多路复用器，其使得由经调节的电力转换器326生成的电力信号能够被选择性地路由到各种目的地(例如，通过无线电力模块336或通过有线电力接口340路由到电力存储设备324和外部设备342)，并且使经调节的电力转换器326能够使用从各种来源(例如，电力适配器310和外部设备342)接收的电能生成所述电力信号。作为一个示例，负载开关332可以使经调节的电力转换器326能够通过有线电力接口340选择性地从电力适配器310获取电能。作为另一示例，负载开关334可以使经调节的电力转换器326能够选择性地从外部设备342获取电能，或者向外部设备342提供电能。负载开关332和334的示例包括晶体管(诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET))、真空管、逻辑门或网络开关。虽然被图示为各自包括两个开关，但在一些示例中，负载开关332和334中的每一个可以包括单个开关。
可能希望移动设备302在各种各样的充电场景中操作，各种各样的充电场景包括以下两种场景，其中移动设备302从外部源(例如，通过有线电力接口340从电力适配器310)接收电力，其中移动设备302正在向外部设备提供电力，以及其中移动设备302同时从外部源接收电力并向外部设备提供电力。在这种场景下的电力传输可能通过多种连接类型发生，包括无线(例如，感应无线充电，包括使用Qi标准的无线充电)和有线链路(例如，通用串行总线(USB)，包括USB电力递送(USB-PD))两者。主充电器312和并行充电器318两者都能够进行双向电力传输。如下所述，移动设备302可以将操作分配给主充电器312和并行充电器318以最有效地处置每个充电场景。
如图3所示，移动设备302的开关338可以实现主充电器312到无线电力模块336的选择性连接。主充电器312和并行充电器318可以处置：对外部设备342进行充电，诸如线缆充电、USB OTG/耳机、无线充电、反向无线充电；以及对电力存储设备324进行充电；以及共存用例。主充电器312还可以通过开关338对外部设备进行充电，或者并行充电器318可以通过电力开关结构330的负载开关334对外部设备342进行充电。在一个示例中，主充电器312可以处置电力存储设备324的标准线缆充电和无线充电，同时并行充电器318可以处置电力存储设备324的快速线缆充电和通过电力开关结构330对外部设备(例如，USB OTG/耳机或反向无线充电)的供电。在图3的示例中，有三个负载开关(332、334和338)来复用所有内部和外部充电和用例。
表1示出了主充电器312和并行充电器318的可能的充电场景和对应操作的列表。在下面的讨论中，首字母缩略词USB CHG表示使用主充电器用于USB线缆充电，诸如耦合到计算机或电力模块的USB线缆。并行CHG表示使用并行充电器318用于使用诸如电力适配器310的可编程电源的USB线缆充电。OTG表示便携USB负载，诸如耳机、闪存拇指驱动器等。WLCRx表示用于正常无线充电的无线接收器。WTx表示用于反向无线充电的无线发射器。
在其中USB充电器耦合到移动设备302并且电力存储设备324是“没电的电池”(例如，<～2.6V)的场景1中，并行充电器318用于通过诸如有线电力接口340的USB充电对电力存储设备324进行充电。由于低电力存储设备电压，没有发生外部设备342的充电。
在其中USB充电器耦合到移动设备302并且用户期望使用反向无线充电的场景2中，则主充电器312可以用于对电力存储设备324进行充电并且并行充电器318可以用于通过无线电力模块336进行反向无线充电。
在其中无线充电器耦合到移动设备302的场景3中，则主充电器312可以用于通过无线电力模块336和开关338对电力存储设备324进行充电。
在其中无线充电器耦合到移动设备302以及USB便携(OTG)外部设备的场景4中，主充电器312可以通过无线电力模块336和开关338进行无线充电，同时并行充电器318通过开关338对OTG设备供电。
在其中USB OTG设备耦合到移动设备302的场景5-1中，则并行充电器318可以对OTG设备供电。然而，主充电器312可以与并行充电器318交替以对OTG设备供电，如场景5-2中所示。
在其中反向无线充电器设备耦合到移动设备302的场景6-1中，则主充电器312可以对反向无线充电器供电。然而，并行充电器318可以与主充电器312交替以对反向无线充电器供电，如场景6-2中所示。
在其中反向无线充电器设备和USB OTG设备耦合到移动设备302的场景7-1中，则主充电器312可以对反向无线充电器供电，并且并行充电器318可以对OTG设备供电。然而，并行充电器318可以与主充电器312交替以对反向无线充电器供电，并且主充电器对USBOTG设备供电，如场景7-2中所示。
场景8显示了其中没有设备耦合(包括电力适配器310)的场景。
Figure BDA0004079743570000141
表1：共存用例
图4是图示根据本公开的示例的为一个或多个电力存储设备提供电荷的并行充电器电路的示例操作的流程图。为了解释的目的，在图3的移动设备302的场境中描述图4中所示的操作。然而，其他移动设备可以执行图4的操作。
在第一时间段期间，移动设备302的主充电器312可以生成第一电力信号以使用从电源310接收的电能对电力存储设备324进行充电(402)。例如，在USB充电器耦合到移动设备302并且用户希望使用反向无线充电的情况下，则主充电器312可以用于对电力存储设备324进行充电，并且并行充电器318可以用于通过无线电力模块336进行反向无线充电，主充电器312可以生成电力信号以使用经由有线电力接口340从电力适配器310接收的电能对电力存储设备324进行充电。
在第二时间段(例如，与第一时间段不同且不重叠)期间，可能期望移动设备302的并行充电器318生成电力信号以对电力存储设备324进行充电。例如，在USB充电器耦合到移动设备302并且电力存储设备324是“没电的电池”的情况下，并行充电器318可以用于通过诸如有线电力接口340的USB充电对电力存储设备324进行充电，可能期望移动设备302的并行充电器318生成第二电力信号以对电力存储设备324进行充电。为了生成第二电力信号，并行充电器318可以确定以其对电力存储设备324进行充电的充电电流(404)。例如，并行充电器318的控制器320可以确定IPSD的期望值。作为一个示例，控制器320可以基于电力存储设备324的容量(诸如如上所述的1C充电率)来确定充电电流。在一些示例中，由控制器320确定的充电电流可以与在第一时间段期间由主充电器312提供的充电电流相同。在一些示例中，由控制器320确定的充电电流可以不同于在第一时间段期间由主充电器312提供的充电电流。
并行充电器318可以确定流向电力存储设备324的总电流量，该总电流量包括由并行充电器318源出的电流减去由电负载吸收的电流(406)。例如，控制器320可以基于从电流传感器322接收的表示流向电力存储设备324的总电流量(例如，IPSD)的信号来确定流向电力存储设备324的电流量。
并行充电器318可以在与第一时间段不重叠的第二时间段期间生成第二电力信号以使用从电源310接收的电能并且基于所确定的总电流量以所确定的充电电流对电力存储设备324进行充电(408)。例如，控制器320可以调整并行充电器318的经调节的电力转换器326的一个或多个开关的占空比以增加或减少IPC以便使IPSD更接近所确定的充电电流。
在第三时间段(例如，与第二时间段不同且不重叠)期间，可能期望移动设备302的并行充电器318生成要提供给外部设备(例如，图3的外部设备342)的电力信号。例如，在无线充电器耦合到移动设备302以及USB便携(OTG)外部设备的情况下，主充电器312可以通过无线电力模块336和开关338进行无线充电，同时并行充电器318通过开关338对OTG设备供电，可能希望移动设备302的并行充电器318生成第三电力信号以被输出到外部设备342(例如，OTG设备)。因此，并行充电器318可以在与第二时间段不重叠的第三时间段期间生成第三电力信号以使用源自电力存储设备324的电能对耦合到该设备的外部设备供电(410)。
图5是图示根据本公开的示例的移动设备和电力适配器的示例的示意性表示的图。在一些示例中，系统500可以被视为图1的系统100和/或图2的系统200和/或图3的系统300的示例。如图5所示，移动设备502可以包括处理电路508、主充电器512、并行充电器518、电流传感器522、电力存储设备524、无线电力模块536和开关538。处理电路508、主充电器512、并行充电器518、电流传感器522和电力存储设备524可以分别至少执行类似于图2的处理电路208、主充电器212、并行充电器218、电流传感器222和电力存储设备224和图3的处理电路308、主充电器312、并行充电器318、电流传感器322和电力存储设备324的操作。移动设备502可以与外部设备542耦合。
在移动设备中，过电压保护(OVP)可能是有用的，尤其是在USB路径中，诸如在充电期间。因此，一些移动设备可能在USB路径中包括OVP保护组件，诸如OVP开关。包括这种OVP开关可能呈现更多的缺点之一，诸如增加零件计数和电路板空间使用。根据本公开的一种或多种技术，通过移动设备502的电力流可以被配置成使得负载开关532/534中的开关可以提供OVP保护。因此，移动设备502可以包括OVP保护而不必包括额外的OVP保护组件。如图5所示，负载开关532的开关544可以提供OVP功能。
在图5的示例中，电力适配器510和移动设备502之间通过有线电力接口540接收的电力的整个电力流现在传递通过并行充电器518。从电力适配器510传递通过有线电力接口540的电流传递通过OVP开关54。在其中无线充电器耦合到移动设备502的与上述场景三类似的示例情况中，则主充电器512可以用于通过无线电力模块536和开关538对电力存储设备524进行充电。在其中USB充电器耦合到移动设备502并且用户希望对外部设备542使用反向无线充电的与上述场景2类似的示例情况下，主充电器512可以用于通过下述方式对电力存储设备524进行充电：通过OVP开关544将来自有线电力接口540的电力路由到主充电器512并且然后路由到电力存储设备524。并行充电器518可以用于通过负载开关534到无线电力模块336并且然后无线地到外部设备542的反向无线充电。
电力适配器510可以在第一对负载开关532中的OVP开关544处直接耦合到并行充电器518。在传递通过OVP开关540之后，IBUS_IN可以通过经调节的电力转换器526传递到电力存储设备524。或者，取决于上面讨论的关于电力存储设备524和外部设备542的充电的场景，IBUS_IN可以通过并行充电器518传递到主充电器512。
以下编号的示例可以说明本公开的一个或多个方面：
示例1.一种设备，包括：电力存储设备；电负载；第一经调节的电力转换器，所述第一经调节的电力转换器包括被配置成在第一时间段期间并且使用从所述设备外部的电源接收的电能生成第一电力信号以对所述电力存储设备进行充电的组件；以及第二经调节的电力转换器，所述第二经调节的电力转换器包括被配置成进行以下操作的组件：确定以其对所述电力存储设备进行充电的充电电流；确定流向所述电力存储设备的总电流量，所述总电流量包括由所述第二经调节的电力转换器源出的电流减去由所述电负载吸收的电流；以及在与所述第一时间段不重叠的第二时间段期间，使用从所述电源接收的电能并且基于所确定的总电流量来生成第二电力信号从而以所确定的充电电流对所述电力存储设备进行充电。
示例2.示例1的设备，其中，所述第二经调节的电力转换器包括双向经调节的电力转换器，其中，所述双向经调节的电力转换器的所述组件进一步被配置成在与所述第二时间段不重叠的第三时间段期间并且使用从所述电力存储设备源出的电能生成第三电力信号以对耦合到所述设备的外部设备供电。
示例3.示例1或2的设备，其中，所述第二经调节的电力转换器进一步包括：降压转换器，所述降压转换器被配置成使用从所述电源接收的所述电能生成所述第二电力信号以对所述电力存储设备进行充电；以及电耦合到所述降压转换器的控制器，所述控制器基于所确定的总电流量来控制所述降压转换器的占空比，使得所述降压转换器生成具有等于所确定的充电电流和由所述电负载吸收的电流的电流量的所述第二电力信号。
示例4.示例3的设备，进一步包括电流传感器，所述电流传感器被配置成生成表示流向所述电力存储设备的所述总电流量的信号，其中，所述控制器被配置成基于由所述电流传感器生成的所述信号来确定流向所述电力存储设备的所述总电流量。
示例5.示例3或4的设备，其中，所述控制器以1Hz到100KHz之间的频率更新所述降压转换器的所述占空比。
示例6.示例2-5中任一项的设备，进一步包括：电耦合在所述第二经调节的电力转换器和所述电源之间的一个或多个负载开关的第一集合；以及电耦合在所述第二经调节的电力转换器和所述外部设备之间的一个或多个负载开关的第二集合。
示例7.示例6的设备，其中：所述负载开关的第一集合被配置成将从所述电源接收的所述电能引导至所述第二经调节的转换器；以及所述负载开关的第二集合被配置成将来自所述第二经调节的转换器的所述第三电力信号引导至所述外部设备。
示例8.示例6的设备，其中，所述负载开关的第一集合中的特定开关被配置成作为过电压保护开关操作，并且其中，由所述第一经调节的电力转换器使用以生成所述第一电力信号的所述电能流经所述特定开关。
示例9.示例2-8中任一项的设备，进一步包括：有线电力接口，其中，由所述第一经调节的电力转换器使用以生成所述第一电力信号的所述电能流经所述有线电力接口；以及无线电力模块，其中，所述第三电力信号经由所述无线电力模块被输出至所述外部设备。
示例10.示例1-9中任一项的设备，其中，所述电负载包括处理电路和显示器中的一个或多个。
示例11.示例1-10中任一项的设备，其中，所述电力存储设备包括第一电力存储设备和与所述第一电力存储设备并联电耦合的第二电力存储设备，所述第二电力存储设备具有与所述第一电力存储设备不同的电力存储容量。
示例12.一种方法，包括：由第一经调节的电力转换器在第一时间段期间并且使用从电源接收的电能生成第一电力信号以对电力存储设备进行充电；由第二经调节的电力转换器确定以其对所述电力存储设备进行充电的充电电流；由所述第二经调节的电力转换器确定流向所述电力存储设备的总电流量，所述总电流量包括由所述第二经调节的电力转换器源出的电流减去由电负载吸收的电流；以及由所述第二经调节的电力转换器在与所述第一时间段不重叠的第二时间段期间使用从所述电源接收的电能并且基于所确定的总电流量来生成第二电力信号从而以所确定的充电电流对所述电力存储设备进行充电。
示例13.示例12的方法，进一步包括由包括双向经调节的电力转换器的所述第二经调节的电力转换器在与所述第二时间段不重叠的第三时间段期间并且使用从所述电力存储设备源出的电能生成第三电力信号以对耦合到所述设备的外部设备供电。
示例14.示例12或13的方法，其中，所述第二经调节的电力转换器进一步包括降压转换器，所述降压转换器使用从所述电源接收的所述电能生成所述第二电力信号以对所述电力存储设备进行充电；以及进一步包括由电耦合到所述降压转换器的控制器基于所确定的总电流量来控制所述降压转换器的占空比，使得所述降压转换器生成具有等于所确定的充电电流和由所述电负载吸收的电流的电流量的所述第二电力信号。
示例15.示例14的方法，进一步包括由电流传感器生成表示流向所述电力存储设备的所述总电流量的信号，其中，所述控制器被配置成基于由所述电流传感器生成的所述信号来确定流向所述电力存储设备的所述总电流量。
示例16.示例14或15的方法，进一步包括由所述控制器以1Hz至100KHz之间的频率更新所述降压转换器的占空比。
示例17.示例14的方法，进一步包括：由电耦合在所述第二经调节的电力转换器和所述电源之间的一个或多个负载开关的第一集合引导从所述第二经调节的电力转换器外部的所述电源接收的所述电能；以及由电耦合在所述第二经调节的电力转换器和一个或多个外部设备之间的一个或多个负载开关的第二集合将来自所述电力存储设备的所述第三电力信号引导至所述一个或多个外部设备。
示例18.示例1-17的任意组合。
为了解释的目的，参考具体实现方式描述了上述描述。然而，以上说明性讨论并非旨在为穷举性的或将所公开的主题的实现方式限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述这些实现方式以便解释所公开的主题的实现方式的原理及其实际应用，以由此使本领域的其他技术人员能够利用这些实现方式以及具有如可能适合于预期的特定用途的各种修改的各种实现方式。

Claims (20)

1.一种设备，包括：
电力存储设备；
电负载；
第一经调节的电力转换器，所述第一经调节的电力转换器包括被配置成在第一时间段期间并且使用从所述设备外部的电源接收的电能生成第一电力信号以用于对所述电力存储设备进行充电的组件；以及
第二经调节的电力转换器，所述第二经调节的电力转换器包括被配置成进行以下操作的组件：
确定用以对所述电力存储设备进行充电的充电电流；
确定流向所述电力存储设备的总电流量，所述总电流量包括由所述第二经调节的电力转换器源出的电流减去由所述电负载吸收的电流；以及
在与所述第一时间段不重叠的第二时间段期间，使用从所述电源接收的电能并且基于所确定的总电流量来生成第二电力信号以用于以所确定的充电电流对所述电力存储设备进行充电。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二经调节的电力转换器包括双向经调节的电力转换器，其中，所述双向经调节的电力转换器的所述组件进一步被配置成：在与所述第二时间段不重叠的第三时间段期间并且使用从所述电力存储设备源出的电能来生成第三电力信号以用于对耦合到所述设备的外部设备供电。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二经调节的电力转换器进一步包括：
降压转换器，所述降压转换器被配置成使用从所述电源接收的所述电能来生成所述第二电力信号以用于对所述电力存储设备进行充电；以及
电耦合到所述降压转换器的控制器，所述控制器基于所确定的总电流量来控制所述降压转换器的占空比，使得所述降压转换器生成具有等于所确定的充电电流和由所述电负载吸收的电流的电流量的所述第二电力信号。
4.根据权利要求3所述的设备，进一步包括电流传感器，所述电流传感器被配置成生成表示流向所述电力存储设备的所述总电流量的信号，其中，所述控制器被配置成基于由所述电流传感器生成的所述信号来确定流向所述电力存储设备的所述总电流量。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述控制器以1Hz到100KHz之间的频率更新所述降压转换器的所述占空比。
6.根据权利要求2所述的设备，进一步包括：
电耦合在所述第二经调节的电力转换器和所述电源之间的一个或多个负载开关的第一集合；以及
电耦合在所述第二经调节的电力转换器和所述外部设备之间的一个或多个负载开关的第二集合。
7.根据权利要求6所述的设备，其中：
所述负载开关的第一集合被配置成将从所述电源接收的所述电能引导至所述第二经调节的转换器；以及
所述负载开关的第二集合被配置成将来自所述第二经调节的转换器的所述第三电力信号引导至所述外部设备。
8.根据权利要求6所述的设备，其中，所述负载开关的第一集合中的特定开关被配置成作为过电压保护开关操作，并且其中，由所述第一经调节的电力转换器使用以生成所述第一电力信号的所述电能流经所述特定开关。
9.根据权利要求2所述的设备，进一步包括：
有线电力接口，其中，由所述第一经调节的电力转换器使用以生成所述第一电力信号的所述电能流经所述有线电力接口；以及
无线电力模块，其中，所述第三电力信号经由所述无线电力模块被输出至所述外部设备。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电负载包括处理电路和显示器中的一个或多个。
11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电力存储设备包括第一电力存储设备和与所述第一电力存储设备并联电耦合的第二电力存储设备，所述第二电力存储设备具有与所述第一电力存储设备不同的电力存储容量。
12.一种方法，包括：
由第一经调节的电力转换器在第一时间段期间并且使用从电源接收的电能来生成第一电力信号以用于对电力存储设备进行充电；
由第二经调节的电力转换器确定用以对所述电力存储设备进行充电的充电电流；
由所述第二经调节的电力转换器确定流向所述电力存储设备的总电流量，所述总电流量包括由所述第二经调节的电力转换器源出的电流减去由电负载吸收的电流；以及
由所述第二经调节的电力转换器在与所述第一时间段不重叠的第二时间段期间，使用从所述电源接收的电能并且基于所确定的总电流量来生成第二电力信号以用于以所确定的充电电流对所述电力存储设备进行充电。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：由包括双向经调节的电力转换器的所述第二经调节的电力转换器在与所述第二时间段不重叠的第三时间段期间并且使用从所述电力存储设备源出的电能来生成第三电力信号以用于对耦合到所述设备的外部设备供电。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第二经调节的电力转换器进一步包括降压转换器，所述降压转换器使用从所述电源接收的所述电能来生成所述第二电力信号以用于对所述电力存储设备进行充电；以及
进一步包括：由电耦合到所述降压转换器的控制器基于所确定的总电流量来控制所述降压转换器的占空比，使得所述降压转换器生成具有等于所确定的充电电流和由所述电负载吸收的电流的电流量的所述第二电力信号。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：由电流传感器生成表示流向所述电力存储设备的所述总电流量的信号，其中，所述控制器被配置成基于由所述电流传感器生成的所述信号来确定流向所述电力存储设备的所述总电流量。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：由所述控制器以1Hz至100KHz之间的频率更新所述降压转换器的占空比。
17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
由电耦合在所述第二经调节的电力转换器和所述电源之间的一个或多个负载开关的第一集合引导从所述第二经调节的电力转换器外部的所述电源接收的所述电能；以及
由电耦合在所述第二经调节的电力转换器和一个或多个外部设备之间的一个或多个负载开关的第二集合将来自所述电力存储设备的所述第三电力信号引导至所述一个或多个外部设备。
18.一种设备，包括：
电力存储设备；
电负载；
第一电路，所述第一电路用于在第一时间段期间并且使用从所述设备外部的电源接收的电能来生成第一电力信号以用于对所述电力存储设备进行充电；以及
第二电路，所述第二电路用于：
确定用于对所述电力存储设备进行充电的充电电流；
确定流向所述电力存储设备的总电流量，所述总电流量包括由所述第二电路源出的电流减去由所述电负载吸收的电流；以及
在与所述第一时间段不重叠的第二时间段期间，使用从所述电源接收的电能并且基于所确定的总电流量来生成第二电力信号以用于以所确定的充电电流对所述电力存储设备进行充电。
19.根据权利要求18所述的设备，其中，所述第二电路包括第三电路，所述第三电路用于在与所述第二时间段不重叠的第三时间段期间并且使用从所述电力存储设备源出的电能来生成第三电力信号以用于对耦合到所述设备的外部设备供电。
20.根据权利要求18所述的设备，其中，所述第二电路进一步包括：
第三电路，所述第三电路用于使用从所述电源接收到的所述电能来生成所述第二电力信号以用于对所述电力存储设备进行充电；以及
电耦合到所述第三电路的第四电路，所述第四电路用于基于所确定的总电流量来控制所述第三电路的占空比，使得所述第三电路生成具有等于所确定的充电电流和由所述电负载吸收的电流的电流量的所述第二电力信号。
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