CN1874570B - 移动设备的超低电压电力分配 - Google Patents

Abstract

一种移动计算设备，包括中央处理单元(CPU)、与所述CPU通信的存储器、与所述存储器和所述CPU通信的接口以及与所述接口通信的显示器。第一分布式负载中心具有第一和第二负载端子并且至少包括第一分布式负载。第二分布式负载中心具有第一和第二负载端子并且至少包括第二分布式负载。第一分布式电源包括第一电池，该第一电池直接连接到第一分布式负载中心的第一和第二负载端子并且主要向其提供电力。第二分布式电源包括第二电池，该第二电池直接连接到第二分布式负载中心的第一和第二负载端子并且主要向其提供电力。

Description

移动设备的超低电压电力分配

技术领域

本发明涉及移动计算设备的电力分配系统，尤其涉及移动计算设备的超低电压电力分配系统。

背景技术

诸如笔记本计算机、个人数字助理(PDA)、MP3播放器、视频记录器、照相机和/或其他移动计算设备之类的移动数字计算设备(或“移动计算设备”)正变得越来越流行。膝上型计算机尤其提供了与桌面型计算机相比更大的移动性。膝上型计算机是由一般包括串联连接的电池的电池组来供电的。充电之间的电池寿命是一个重要的设计考虑因素。膝上型计算机重量和大小也是重要的设计考虑因素。

半导体技术的进步带来了更长的电池寿命和改进的膝上型计算机性能。虽然最近电池寿命有所增进，但膝上型计算机和其他移动计算设备中使用的传统的电池系统并没有高效地利用电池组的最大可用能量。

由于顾客的偏好，通过增大电池大小和/或重量来增大电池寿命一般是不可接受的。因此，应当增大电池效率来增大整体电池寿命。电池效率的改进一般是通过增大电池供电电压来完成的。较高的电池电压一般是通过串联连接额外的电池和/或增大每个电池的电压来实现的。一般来说，较高的电池供电电压通过减小工作电流来增大效率，其中减小工作电流会减小由于寄生分布电阻导致的I²R损耗。典型膝上型计算机利用标称10.8V(最大12.6V)和标称18V(最大21V)之间的电池电压工作。例如，串联连接的一组三至五个锂离子(LiOn)电池可以用作膝上型计算机机中的电压源。

由于寄生分布电阻导致的能量损耗并不是膝上型计算机和其他移动计算设备中电池效率低下的唯一原因。具体而言，当将高电池电压转换成低到足以供某些类型的半导体设备使用的电压时，也会发生转换损耗。转换损耗也是电池效率低下的重要原因。例如，将12V电池电压转换成1V供电电压(即12∶1)的DC/DC转换器可能具有大约12-25％的转换损耗。将4V电池电压转换成1V供电电压(即4∶1)的DC/DC转换器可能具有大约5-10％的转换损耗。

发明内容

本发明提供了一种分布式电力系统，其可以包括：第一分布式负载中心，其具有第一和第二负载端子并且至少包括第一分布式负载，其中所述第一分布式负载包括从以下群组中选择出来的至少一个负载，该群组包括：中央处理单元(CPU)、存储器、图形处理单元(GPU)、硬盘驱动器(HDD)和DVD驱动器；第二分布式负载中心，其具有第一和第二负载端子并且至少包括第二分布式负载，其中所述第二分布式负载包括从以下群组中选择出来的至少一个负载，该群组包括：所述中央处理单元、所述存储器、所述图形处理单元、所述硬盘驱动器和所述DVD驱动器；第一分布式电力系统，其包括第一电池，该第一电池直接连接到所述第一分布式负载中心的所述第一和第二负载端子并且主要向所述第一分布式负载中心的所述第一和第二负载端子提供电力；第二分布式电力系统，其包括第二电池，该第二电池直接连接到所述第二分布式负载中心的所述第一和第二负载端子并且主要向所述第二分布式负载中心的所述第一和第二负载端子提供电力。

其中，所述第一和第二分布式负载中心的所述第一负载端子通信，并且所述第一和第二分布式负载中心的所述第二负载端子通信。所述第一分布式电力系统向所述第二分布式负载中心提供电力，并且其中所述第二分布式电力系统向所述第一分布式负载中心提供电力。

本发明的另一个方面提供了一种包括根据本发明第一方面的分布式电力系统的移动计算设备。该移动计算设备还包括：中央处理单元；与所述中央处理单元通信的存储器；与所述存储器和所述中央处理单元通信的接口；以及与所述接口通信的显示器。

本发明的分布式电力系统还可以包括感测和保护模块，其感测流到所述第一分布式电力系统的电流并且选择性地减小所述电流。

本发明的移动计算设备可以包括膝上型计算机。

本发明分布式电力系统还可以包括电池组，该电池组包括所述第一和第二电池。

本发明的分布式电力系统还可以包括：包括所述第一电池的第一电池组和包括所述第二电池的第二电池组；其中所述第一电池组具有第一物理尺寸，所述第二电池组具有第二物理尺寸；所述第一物理尺寸中的至少一个不同于所述第二物理尺寸中的至少一个；并且在所述移动计算设备中，所述第一电池组位于远离所述第二电池组处。

本发明的分布式电力系统还可以包括电池组，该电池组包括所述第一电池、所述第二电池以及所述第一和第二电池的第一端子之间的第一连接和所述第一和第二电池的第二端子之间的第二连接。

本发明的移动计算设备还可以包括主板，其提供所述第一和第二分布式负载中心的所述第一负载端子之间和所述第一和第二分布式负载中心的所述第二负载端子之间的连接。

在本发明的移动计算设备中，所述连接可以包括：将所述第一和第二分布式负载中心的所述第一端子连接到所述主板的电源线/面的第一金属加强构件；以及将所述第一和第二分布式负载中心的所述第二端子连接到所述主板的地线/面的第二金属加强构件。

在本发明的分布式电力系统，所述第一电池可以具有第一容量，所述第二电池可以具有不同于所述第一容量的第二容量。

本发明的分布式电力系统还可以包括第一直流/直流转换器，其接收来自所述第一电池的第一电压并且输出第二电压到所述第一分布式负载中心。

在本发明的分布式电力系统中，所述直流/直流转换器可以是降压转换器和升压转换器之一。

本发明的分布式电力系统还可以包括第二直流/直流转换器，其接收来自所述第一电池的第三电压并且输出第四电压到所述第二分布式负载中心。

本发明的分布式电力系统还可以包括：第一直流/直流转换器，其接收来自所述第一电池的第一电压并且输出第二电压；第二直流/直流转换器，其接收来自所述第一直流/直流转换器的所述第二电压并且输出第三电压到所述第一分布式负载中心。

在本发明的分布式电力系统中，所述第一直流/直流转换器可以是降压转换器，所述第二直流/直流转换器是升压转换器。

在本发明的分布式电力系统中，所述第二直流/直流转换器可以是1∶n转换器。

在本发明的分布式电力系统中，所述第一电池和所述第二电池中的至少一个可以包括通用串行总线电池。

在本发明的分布式电力系统中，所述通用串行总线电池可以包括短路保护设备。

在本发明的分布式电力系统中，所述第一分布式负载中心可以在第一电压下工作，所述第二分布式负载中心可以在所述第一电压和第二电压中的至少一个下工作。

本发明的分布式电力系统还包括：第一接触器，其选择性地断开所述第一分布式电力系统的第一和第二端子中的至少一个；第二接触器，其选择性地断开所述第二分布式电力系统的第一和第二端子中的至少一个；以及短路检测模块，其与所述第一和第二接触器中的至少一个通信，检测所述第一和第二分布式电力系统中的至少一个中的短路，并且选择性地断开所述第一和第二分布式电力系统中的至少一个。

在本发明的分布式电力系统中，所述第一直流/直流转换器可以在第一频率下工作，所述第二直流/直流转换器可以在不同于所述第一频率的第二频率下工作。

本发明的其他应用领域将从以下提供的详细描述中显现出来。应当理解，详细描述和特定示例虽然指示出了本发明的优选实施例，但只是用来说明的，而不是用来限制本发明的范围的。

附图说明

从详细描述和附图中将会更全面地理解本发明，附图中：

图1A是根据现有技术的包括具有串联连接的电池的电池组的膝上型计算机的功能框图；

图1B是根据现有技术的串联连接的多个电池的功能框图；

图1C是根据现有技术的包括DC/DC转换器和电池组的膝上型计算机的功能框图；

图2A是根据本发明的电池组和膝上型计算机负载的并联电池布置的示意图；

图2B是根据本发明一个实现方式的中央处理单元(CPU)、存储器和图形处理单元(GPU)负载的并联电池布置的示意图；

图3A是根据本发明的包括并联连接的电池端子的并联电池布置的功能框图；

图3B是根据本发明的包括并联连接的电池端子和DC/DC转换器的并联电池布置的功能框图；

图3C示出具有短路检测模块的图3A的电池；

图3D示出移动计算设备中具有不同尺寸的电池组的布置；

图4A是根据本发明的结合主板上的端子连接导体的并联电池布置的功能框图；

图4B是根据本发明的结合主板上的端子连接导体和DC/DC转换器的并联电池布置的功能框图；

图5A是根据本发明的结合主板上的到地和电源面的短路金属加强构件的并联电池布置的功能框图；

图5B是根据本发明的结合主板上的到地和电源面的短路金属加强构件和DC/DC转换器的并联电池布置的功能框图；

图6是根据本发明的包括DC/DC转换器和升压转换器的并联电池布置的功能框图；

图7是根据本发明的包括DC/DC转换器和升压转换器的并联电池布置的功能框图；

图8是根据本发明的包括DC/DC转换器和升压转换器的并联电池布置的功能框图；

图9是包括外围设备和升压转换器的并联电池布置的功能框图；

图10是根据本发明的包括单级和两级转换器的并联电池布置的功能框图；

图11是根据本发明的包括单级和两级转换器的并联电池布置的功能框图；

图12是根据本发明的包括单级和两级转换器的并联电池布置的功能框图；

图13是具有负载的示例性移动计算设备的功能框图；

图14是根据现有技术在失配的电池中的电流浪涌；

图15是根据本发明的包括分布式电源和电流感测和保护模块的移动计算设备的功能框图；

图16A是电流保护模块的示例性电气示意图；

图16B是另一个电流保护模块的示例性电气示意图；

图16C是活动电流保护模块的示例性电气示意图。

具体实施方式

以下对优选实施例的描述只是示例性的，而并不是想要限制本发明、其应用或使用。为了清晰起见，在附图中将使用相同的标号来标识类似的元件。这里所使用的术语模块和/或设备是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其他适当组件。虽然将结合膝上型计算机和/或膝上型负载来描述本发明，但是本发明适用于任何移动数字计算设备和/或移动计算设备负载。这里所使用的术语移动计算设备是指这样的数字设备，这种设备至少包括一个集成电路，并且能够由诸如电池或其他便携式电力存储设备之类的移动电源供电。移动计算设备的示例包括但不限于膝上型计算机、MP3播放器、个人数字助理(PDA)等等。

现参考图1A、1B和1C，根据现有技术的诸如膝上型计算机10这样的移动计算设备包括一个或多个负载12和为负载12供电的电池组14，所述负载12例如是膝上型负载。电池组14包括串联连接的电池。电池组14充当膝上型负载12的集中能量源。换言之，电池组14通过导体16和/或18向膝上型负载12提供电流和电压。导体16和/或18之一可以连接到参考电势，例如地。在图1B中，电池组14包括串联连接的电池20-1、20-2、...和20-X(统称为电池20)，其中X大于1。在传统电池组设计中，电池20是串联连接的，以增大电压并减小电流。

膝上型计算机10可以包括DC/DC转换器22，如图1C所示。DC/DC转换器22经由导体24和/或26与电池组14通信。膝上型负载12经由导体28和/或30与DC/DC转换器22通信。导体之一可以连接到参考电势，例如地。这样，DC/DC转换器22接收来自电池组14的第一电压电平，并向膝上型负载12输出第二电压电平。例如，电池组14可以输出诸如12V的电池组电压。DC/DC转换器22将电池组电压转换成较低的电压电平，例如1V供电电压，以供膝上型负载12使用。换言之，在本示例中，DC/DC转换器22是具有12∶1转换比率的降压转换器。如上所述，高转换比率往往具有相对高的转换损耗。增大电池组电压会减小与寄生分布电压相关联的能量损耗，而同时又会由于转换效率低下而增大损耗。。

现参考图2A，根据本发明的用于移动计算设备的电力分配系统40包括一个或多个负载中心42-1、42-2、...和42-M(统称为负载中心或负载42)。分布式负载中心42中的每一个包括一个或多个负载。诸如电池44-1、44-2、...和44-M(统称为电池44)之类的一个或多个分布式电源并联连接到负载42。换言之，电池44-1直接连接到负载42-1，并向其提供电力。电池44-2直接连接到负载42-2，并向其提供电力。电池44-M向负载42-M提供电力。负载中心42可以包括多个负载。换言之，电池44和负载42的数目不需要相等。

电池44的并联分布式布置允许以最优方式将电力分配给负载。例如，典型的膝上型计算机子系统包括诸如半导体负载和其他类型的负载之类的物理上分散在整个膝上型计算机中的负载。在本发明中，每个负载42可以从具有最优位置的电池44接收电力。相反，负载12(如图1A和1C所示)从位于中央的单个电池组14接收电力。

在一种实现方式中，负载42的电流要求可能是不平衡的。例如，负载42-1可能要求比负载42-2更多的电流。为了防止不均匀的电力消耗，电力分配系统40包括一个或多个端子连接46和48。端子连接46和48可以是分别短接负载中心42和/或电池44的第一端子和第二端子的任何适当的导电材料。换言之，第一电池的第一端子被连接到电池组中的其他电池的第一端子。对于第二端子使用类似的方法。例如，端子连接46和48可以包括但不限于连接到印刷电路板(PCB)电源线/面(PT/P)和/或地线/面(GT/P)的导电线和/或金属加强构件。

现参考图2B，示例性电力分配系统50包括中央处理单元(CPU)负载52、存储器负载54和图形处理单元(GPU)负载56。CPU负载52、存储器负载54和GPU负载56可能具有不同的电流要求。端子连接46和48允许不同的负载从一个或多个电池44接收电力。

现参考图3A，其中示出了根据本发明的第一示例性实现方式的膝上型计算机60。膝上型计算机60包括按并联分布布置连接的负载62和电池64。电池64被结合在电池组66中。电池64通过电池组66和负载62之间的多个相应连接向负载62提供电力。电池64连接在电池组66内(如图2A和2B所示)。

现参考图3C，电池组66可以结合短路检测模块67，该模块在存在短路状况时隔离电池64。换言之，短路检测模块67监视电池组，以确定电池的端子何时被短接以及/或者电池的第一端子何时被短接到另一电池的第二端子。短路检测模块67可以选择性地更改开关或接触器69的位置，以隔离电池。

返回参考图3A，虽然电池组66被示为位于膝上型计算机60内，但是本领域的技术人员可以意识到，电池组66可以位于膝上型计算机60外部。此外，膝上型计算机60可以包括多个电池组66，其中每一个包括并联连接的多个电池，如上所述。例如，膝上型计算机60可以包括物理上位于膝上型计算机60的相反侧的电池组66。

负载62和电池64的并联分布布置对于电池组66的制造是有利的。与负载串联连接的电池组一般包括多个串联连接的电池。电池组连接到负载。一个或多个的电池可以具有比电池组中的其他电池更小的容量。在这种布置中，容量较小(即较弱)的电池可以在容量较大(即较强)的电池放电时自行反向充电。结果，容量较小的电池受到损害，从而减小了电池组的整体容量。每个电池必须被充电和放电，以确定实际存储能量并且避免在电池组内包括具有不相等的容量的电池。

本发明的并联分布布置消除了与平衡电池容量相关联的制造时间和成本。在并联电池组配置中，电流自然地从电池组分配到负载62。较强的电池将比同一电池组内的较弱的电池提供更多电流，而不需要对较弱的电池反向充电。结果，整体电池组寿命将会增大，并且电池组的最大容量被更有效的使用。例如，电池64中的一个或多个可以被放电到最小电压规格，以充分利用电池组的能量，并且反向充电不会发生。类似地，并联分布布置提供了更大的可靠性。当电池64之一随着时间过去而变弱时，较强的电池能够补充或替代较弱的电池的能量输出。因此，电池组的整体容量不会严重减小。

现参考图3D，膝上型计算机60可以包括并联布置的不同大小的电池，以进一步利用此特征。例如，小外形参数膝上型计算机可以使装配电池和/或各具有一个或多个电池的电池组的可用区域达到最大。在一种实现方式中，膝上型计算机60可以包括具有第一组尺寸和/或形状的第一电池组-1、具有第二组尺寸和/或形状的第二电池组-2和具有第n组尺寸和/或形状的第n电池组66-N。电池组被布置成邻近其主负载62。电池组66中的每一个包括一个或多个电池。电池组66连接在一起和/或连接到地，以允许如上所述的负载共享。在另一种实现方式中，膝上型计算机60可以包括具有不规则大小和/或形状的电池和/或电池组。在另一种实现方式中，膝上型计算机60可以包括用于电池和/或电池组的多个安装位置，以允许灵活的电池组放置。例如，第一电池组可以被安装在膝上型计算机60的顶侧，第二电池组可以被安装在膝上型计算机60的底侧。或者，多个电池组可以沿膝上型计算机60的边缘安装或者安装在膝上型计算机60的角落。

膝上型计算机60可以包括一个或多个DC/DC转换器70，如图3B所示。正如以上参考图1C所述，DC/DC转换器70将电池64的较高的电压转换成适合于负载62的较低的电压。但是，由于膝上型计算机60的并联分布布置，DC/DC转换器70的转换比率减小了。例如，DC/DC转换器70可以具有小于4∶1的转换比率。在其他实现方式中，转换比率小于或等于3∶1、2∶1和/或1∶1。此外，DC/DC转换器中的每一个可以具有不同的转换比率。这样，提高了膝上型计算机60的整体效率。

膝上型计算机60的某些半导体负载可能要求较高的工作频率。例如，在大约1MHz的工作频率下，外部无源组件比起利用低频DC/DC转换器工作的相当的组件更小且更便宜。在并联分布布置中，DC/DC转换器70可以在不同频率下工作。结果，DC/DC转换器70之一可以在较高的频率(例如1MHz到4MHz之间)下工作。

现参考图4A和图5A，膝上型计算机80可以包括主板82。在该实现方式中，电池之间的并联连接(如上所述)被结合在主板82上。例如，端子短接连接可以包括连接导体84和86，如图4A所示。或者，端子短接连接可以包括连接到主板82的PT/P和/或GT/P的金属加强构件88。现参考图4B和5B，膝上型计算机80可以包括前述实现方式中所述的一个或多个DC/DC转换器70。

现参考图6、7和8，膝上型计算机90还可以包括降压DC/DC转换器92和升压DC/DC转换器94。膝上型计算机中的半导体设备可以具有相对较低的电压要求。但是，某些半导体设备可能要求较高的电压。例如，膝上型计算机90可以包括第一负载96和第二负载98。第一负载96可能要求第一电压，例如1V。第二负载98可能要求大于第一电压的第二电压，例如5V。如果电池提供小于5V但大于1V的电池电压输出，则可以使用升压和降压转换器。在本实现方式中，升压DC/DC转换器94将电池组66的电压提升到适合于负载98的电压。

在另一种实现方式中，膝上型计算机100可以包括具有多于一个电压要求的一个或多个外围设备102(即硬盘驱动器(HDD)或数字视频盘(DVD)系统)，如图9所示。例如，对于诸如电动机104这样的机械元件，外围设备102可以要求为5V的第一电压。对于另一个电子元件106，外围设备102可以要求较低的第二电压。在本发明中，电子元件106可能能够在某个供电电压范围内工作。例如，电子元件106可以依靠来自单个LiOn电池源或5V的供电电压的电力工作。在传统的工作在串联布置的5V下的系统中，电子元件106以及机械元件104工作在5V下。

但是，外围设备102也可以工作在膝上型计算机100的并联分布布置中。这样，膝上型计算机100包括向机械元件104提供5V的升压DC/DC转换器108。不需要第二升压DC/DC转换器以用于电子元件106。换言之，电子元件106被配置成在较低的供电电压下工作以及在5V下工作，这就消除了对额外的升压DC/DC转换器的需要。

现参考图10-12，膝上型计算机110根据两级DC/DC转换过程将电池电压转换成5V供电电压。在一些实现方式中，电池是锂离子电池，但是也可使用其他类型的电池。膝上型计算机110包括DC/DC转换器112、降压DC/DC转换器114和1∶n升压DC/DC转换器116。根据负载18的电压要求，DC/DC转换器112可以是降压或升压转换器。如前述实现方式所述，DC/DC转换器112转换电池120的电压。

对于某些高电流应用，升压转换器的使用可能不那么符合需要。例如，电池124的电压可能在2.7V到4.2V之间。降压DC/DC转换器114首先将电池124的电压转换成较低的电压。例如，降压DC/DC转换器114将电池124的电压转换成2.5V。升压DC/DC转换器116随后将较低的电压转换成适合于负载122的较高的电压。例如，升压DC/DC转换器116具有1∶2的转换比率，并且将降压DC/DC转换器114的输出转换成5V。对于更高的电压要求，升压DC/DC转换器116可以根据需要具有1∶n的转换比率。

本领域的技术人员现在可以从以上描述中意识到，本发明的广泛教导可以以多种形式来实现。本发明可以结合采取并联电池分布的其他已知的电池组和/或电源配置。例如，电源或电池组可以根据这里所述的实现方式中的任何一种利用通用串行总线(USB)技术实现并联电池分布。

现参考图13，其中示出了具有负载的示例性移动计算设备200。移动计算设备200包括中央处理单元(CPU)204、存储器208(例如随机访问存储器、只读存储器和/或其他适合的电子存储装置)以及输入/输出(I/O)接口210。设备200还可以包括图形处理单元(GPU)212。移动计算设备200可以包括一个或多个外围设备，例如数字多功能盘(DVD)214，其包括一个或多个电动机218和控制220。另外的外围设备可以包括硬盘驱动器(HDD)224，其可以包括一个或多个电动机228和控制模块230。设备200可以包括音频输出232，例如音频输出塞孔或扬声器。设备可以包括显示器234、输入236、盘驱动器240和/或无线局域网接口242。输入236可以包括音频输入、麦克风、键盘、按钮、触摸板和/或其他输入。设备200的组件可以被分组成一个或多个分布式负载中心，并且按上述方式被供电。

现参考图14，其中示出了根据现有技术的失配的电池中的电流浪涌。电路240包括第一电池244和第二电池248。电池244和248并联连接并且为一个或多个负载250供电。可以意识到，如果第一电池244是新的和/或完全充电的电池，第二电池248是旧的、有缺陷的和/或完全放电的电池，则流到第二电池248的电流可能太高，并且会导致损害和/或其他危害。

现参考图15，移动计算设备300根据本发明包括分布式电源302和电流感测和保护模块。设备300包括电池304-1、304-2、304-3和304-4(统称为电池304)，它们主要分别为负载306-1、306-2、306-3和306-4(统称为负载306)供电。感测和保护模块310-1、310-2、310-3和310-4(统称为感测和保护模块310)分别连接到电池304-1、304-2、304-3和304-4。感测和保护模块310-1、310-2、310-3和310-4以任何适当的方式感测流经电池304-1、304-2、304-3和304-4的电流，并且限制电流，如下所述。控制模块320与感测和保护模块310通信，接收感测到的电流信号并生成一个或多个控制信号，以控制流经电池304的电流。虽然示出了四个电池/负载/感测和保护模块对，但是在特定实现方式中也可以使用更多的和/或更少的对。

现参考图16A，其中示出了电流保护模块330。电流保护模块330包括多个晶体管330-1、330-2、330-3、...和330-N。当流经各个电池的电流足够低时，晶体管330导通。当电流超过阈值时，晶体管330被调节和/或关断，以调整每个晶体管330提供的电阻RDS。晶体管中的一些可以被选择性地导通，而其他的被关断。虽然示出了并联布置，但是也可以使用串联布置。

现参考图16B，另一个电流保护电路340包括电阻342和并联连接的开关344。开关344通常闭合。当经过相应的电池的电流增大到超过阈值时，开关344断开，以通过增加电阻342来增大串联电阻。结果，流经电池的电流减小。

现参考图16C，其中示出了另一个电流保护电路350，其包括可变电阻352和并联连接的开关354。开关354通常闭合。当经过电池的电流增大到超过阈值时，开关断开，以通过增加可变电阻352来增大串联电阻。所提供的电阻可以被控制模块320所调整。结果，流经电池的电流减小。

在一些实现方式中，电池可以是单芯电池。可以使用电阻器、晶体管或其他适当组件来实现电阻。可以使用晶体管或其他适当组件来实现开关。

虽然已经联系了本发明的特定示例描述了本发明，但是本发明的真实范围不应当限于此，这是因为本领域的技术人员在研究附图、说明书和所附权利要求书以后可以清楚看出其他修改。

本申请要求2005年5月31日递交的美国临时申请No.60/685,915和2005年8月17日递交的美国临时专利申请No.60/708,903的优先权。这里通过引用将上述申请的公开内容全部结合进来。

Claims (21)

1.一种分布式电力系统，包括：

第一分布式负载中心，其具有第一和第二负载端子并且至少包括第一分布式负载，其中所述第一分布式负载包括从以下群组中选择出来的至少一个负载，该群组包括：中央处理单元、存储器、图形处理单元、硬盘驱动器和DVD驱动器；

第二分布式负载中心，其具有第一和第二负载端子并且至少包括第二分布式负载，其中所述第二分布式负载包括从以下群组中选择出来的至少一个负载，该群组包括：所述中央处理单元、所述存储器、所述图形处理单元、所述硬盘驱动器和所述DVD驱动器；

第一分布式电力系统，其包括第一电池，其中，该第一电池直接连接到所述第一分布式负载中心的所述第一负载端子和所述第二负载端子，并且配置来向所述第一分布式负载中心的所述第一负载端子和所述第二负载端子提供电力；

第二分布式电力系统，其包括第二电池，其中，该第二电池直接连接到所述第二分布式负载中心的所述第一负载端子和所述第二负载端子，并且配置来向所述第二分布式负载中心的所述第一负载端子和所述第二负载端子提供电力；

其中所述第一分布式负载中心的所述第一负载端子和所述第二分布式负载中心的所述第一负载端子通信，并且所述第一分布式负载中心的所述第二负载端子和所述第二分布式负载中心的所述第二负载端子通信，

其中所述第一分布式电力系统配置为向所述第二分布式负载中心提供电力，并且其中所述第二分布式电力系统配置为向所述第一分布式负载中心提供电力，

其中所述第一分布式电力系统配置为在向所述第二分布式负载中心提供电力的同时向所述第一分布式负载中心提供电力，并且

其中所述第二分布式电力系统配置为在向所述第一分布式负载中心提供电力的同时向所述第二分布式负载中心提供所述电力。

2.一种移动计算设备，包括如权利要求1所述的分布式电力系统，还包括：

所述中央处理单元；

与所述中央处理单元通信的所述存储器；

与所述存储器和所述中央处理单元通信的接口；以及

与所述接口通信的显示器。

3.如权利要求1所述的分布式电力系统，还包括感测和保护模块，配置来感测流到所述第一分布式电力系统的电流并且选择性地减小所述电流。

4.如权利要求2的移动计算设备，其中所述移动计算设备包括膝上型计算机。

5.如权利要求1所述的分布式电力系统，还包括电池组，该电池组包括所述第一和第二电池。

6.如权利要求2所述的移动计算设备，还包括：

包括所述第一电池的第一电池组；和

包括所述第二电池的第二电池组，

其中所述第一电池组具有第一物理尺寸，所述第二电池组具有第二物理尺寸，

其中所述第一物理尺寸中的至少一个不同于所述第二物理尺寸中的至少一个，并且

其中，在所述移动计算设备中，所述第一电池组位于远离所述第二电池组处。

7.如权利要求1所述的分布式电力系统，还包括电池组，该电池组包括所述第一电池、所述第二电池、以及所述第一电池和所述第二电池的第一端子之间的第一连接和所述第一电池和所述第二电池的第二端子之间的第二连接。

8.如权利要求2所述的移动计算设备，还包括主板，配置来提供所述第一分布式负载中心和所述第二分布式负载中心的所述第一负载端子之间和所述第一分布式负载中心和所述第二分布式负载中心的所述第二负载端子之间的连接。

9.如权利要求8所述的移动计算设备，其中所述连接包括：

配置来将所述第一分布式负载中心和所述第二分布式负载中心的所述第一负载端子连接到所述主板的电源线和面的第一金属加强构件；以及

配置来将所述第一分布式负载中心和所述第二分布式负载中心的所述第二负载端子连接到所述主板的地线和面的第二金属加强构件。

10.如权利要求1所述的分布式电力系统，其中所述第一电池具有第一容量，所述第二电池具有不同于所述第一容量的第二容量。

11.如权利要求1所述的分布式电力系统，还包括第一直流/直流转换器，配置来接收来自所述第一电池的第一电压并且输出第二电压到所述第一分布式负载中心。

12.如权利要求11所述的分布式电力系统，其中所述直流/直流转换器是降压转换器和升压转换器之一。

13.如权利要求11所述的分布式电力系统，还包括第二直流/直流转换器，配置来接收来自所述第一电池的第三电压并且输出第四电压到所述第二分布式负载中心。

14.如权利要求1所述的分布式电力系统，还包括：

第一直流/直流转换器，配置来接收来自所述第一电池的第一电压并且输出第二电压；以及

第二直流/直流转换器，配置来接收来自所述第一直流/直流转换器的所述第二电压并且输出第三电压到所述第一分布式负载中心。

15.如权利要求14所述的分布式电力系统，其中所述第一直流/直流转换器是降压转换器，所述第二直流/直流转换器是升压转换器。

16.如权利要求15所述的分布式电力系统，其中所述第二直流/直流转换器是1:n转换器。

17.如权利要求1所述的分布式电力系统，其中所述第一电池和所述第二电池中的至少一个包括通用串行总线电池。

18.如权利要求17所述的分布式电力系统，其中所述通用串行总线电池包括短路保护设备。

19.如权利要求1所述的分布式电力系统，其中所述第一分布式负载中心配置为在第一电压下工作，所述第二分布式负载中心配置为在从所述第一电压和第二电压中选择的一个电压下工作。

20.如权利要求1所述的分布式电力系统，还包括：

第一接触器，配置来选择性地断开所述第一分布式电力系统的第一端子和第二端子中的至少一个；

第二接触器，配置来选择性地断开所述第二分布式电力系统的第一端子和第二端子中的至少一个；以及

短路检测模块，其与所述第一接触器和所述第二接触器中的至少一个通信，检测所述第一分布式电力系统和所述第二分布式电力系统中的至少一个中的短路，并且选择性地断开所述第一分布式电力系统和所述第二分布式电力系统中的至少一个。

21.如权利要求14所述的分布式电力系统，其中所述第一直流/直流转换器配置为在第一频率下工作，所述第二直流/直流转换器配置为在不同于所述第一频率的第二频率下工作。

Images