DE112008003519T5

DE112008003519T5 - Techniken für die bidirektionale Energieverwaltung

Info

Publication number: DE112008003519T5
Application number: DE112008003519T
Authority: DE
Inventors: Don J. Portland Nguyen
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2007-12-31
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2010-10-21
Also published as: US8358107B2; US9018918B2; US20180123374A1; CN105471051A; GB2468092B; CN101911458A; TW200945730A; US20230336002A1; GB2468092A; US20090167245A1; US20150162776A1; WO2009088575A3; KR20100082036A; CN106329622A; US20210234389A1; KR101199666B1; WO2009088575A2; TWI398070B; US10992151B2; GB201010825D0

Abstract

Vorrichtung, die aufweist:
eine bidirektionale Spannungswandlerschaltung; und
ein Steuermodul, um die bidirektionale Spannungswandlerschaltung ausgewählt in einem Lademodus und einem Liefermodus zu betreiben, wobei im Lademodus eine Spannung, die von einer Schnittstelle zur Verfügung gestellt wird, in eine Ladespannung umgewandelt wird, die von einem Energiespeichermodul verwendet wird, und in dem Liefermodus eine Spannung, die von dem Energiespeichermodul zur Verfügung gestellt wird, in eine Spannung umgewandelt wird, die von der Schnittstelle verwendet wird.

Description

HINTERGRUND
Mobile Geräte, so wie Smartphones und persönliche digitale Assistenten (PDAs), können verschiedene Verarbeitungsmöglichkeiten zur Verfügung stellen. Zum Beispiel können mobile Geräte Benutzer mit Internet-Browsing, Textverarbeitung, Tabellenkalkulation, Synchronisation von Information (z. B. Email) mit einem Desktop-Computer usw. versorgen.
Ein typisches mobiles Gerät umfasst eine Batterie, die Energie an Komponenten innerhalb des mobilen Gerätes liefert. Auch kann die Batterie Energie an angeschlossene Einheiten liefern. Weiterhin kann die Batterie durch solche angeschlossenen Einheiten geladen werden. Verbindungen mit angeschlossenen Einheiten können durch verschiedene Schnittstellen gebildet werden. Derartige Schnittstellen können Medien (z. B. elektrische Leitung(en), drahtlose Kanäle usw.) für die Übertragung von Information ebenso wie Energie zur Verfügung stellen. Der universelle serielle Bus (USB – Universal Serial Bus) ist ein Beispiel für eine solche Schnittstelle.
Oftmals sind wesentliche Verringerungen bei Größe und Kosten wichtige Ziele bei der Gestaltung von Geräten. Demgemäß kann es wünschenswert sein, die Kosten und die Größe von Komponenten zu verringern, die Energie zwischen angeschlossenen Einheiten und Energiespeicherkomponenten austauschen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schaubild einer Ausführungsform einer Vorrichtung.
2 und 3 sind Schaubilder, die Ausführungsformen von Implementierungen zeigen.
4 ist ein Ablaufdiagramm.
5 ist ein Schaubild einer Ausführungsform eines Systems.
GENAUE BESCHREIBUNG
Verschiedene Ausführungsformen können im Allgemeinen auf Energieverwaltungstechniken gerichtet sein. Zum Beispiel kann eine Vorrichtung eine bidirektionale Spannungswandlerschaltung und ein Steuermodul umfassen, das die bidirektionale Spannungswandlerschaltung ausgewählt in einem Lademodus und einem Liefermodus betreibt. Der Lademodus wandelt eine Spannung, die von einer Schnittstelle (z. B. einer USB-Schnittstelle) zur Verfügung gestellt wird, in eine Ladespannung um, die von einem Energiespeichermodul (z. B. einer wieder aufladbaren Batterie) verwendet wird. Umgekehrt wandelt der Liefermodus eine Spannung, die von dem Energiespeichermodul zur Verfügung gestellt wird, in eine Spannung um, die von der Schnittstelle verwendet wird. Ausführungsformen können vorteilhaft für Größen- und Kostenverringerungen gegenüber herkömmlichen Anordnungen sorgen, die getrennte Schaltungen für den Lade- und den Liefermodus im Betrieb zur Verfügung stellen.
Ausführungsformen können ein oder mehrere Elemente aufweisen. Ein Element kann irgendeine Struktur aufweisen, die dazu ausgelegt ist, bestimmte Arbeitsschritte auszuführen. Jedes Element kann als Hardware, Software oder irgendeiner Kombination aus diesen implementiert werden, wie es für einen gewünschten Satz von Gestaltungsparametern oder Bedingungen bezüglich des Leistungsverhaltens gewünscht ist. Obwohl eine Ausführungsform mit einer beschränkten Anzahl von Elementen in einer bestimmten Topologie beispielhaft beschrieben sein kann, kann die Ausführungsform weitere Kombinationen aus Elemente in alternativen Anordnungen wie für eine gegebene Implementierung gewünscht umfassen. Es ist Wert anzumerken, dass jedweder Bezug auf „eine Ausführungsform” bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine Struktur oder eine Eigenschaft, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben ist, in wenigstens einer Ausführungsform enthalten ist. Das Auftreten des Ausdruckes „bei einer Ausführungsform” an verschiedenen Stellen in der Beschreibung bezieht sich nicht notwendigerweise immer auf dieselbe Ausführungsform.
1 ist ein Schaubild einer Vorrichtung 100, die Techniken verwenden kann, welche hierin beschrieben sind. Die Vorrichtung 100 kann verschiedene Elemente umfassen. Zum Beispiel zeigt die 1 eine Vorrichtung 100, welche ein Schnittstellenmodul 102, ein Energiespeichermodul 104, ein Energieverteilungsmodul 106 und ein Energieverwaltungsmodul 108 umfasst. Diese Elemente können in Hardware, Software, Firmware oder irgendeiner Kombination aus diesen implementiert werden.
Die Vorrichtung 100 kann in einem mobilen Kommunikationsgerät enthalten sein, so wie einem Smartphone, einem PDA oder einer mobilen Schnittstelleneinheit (MID – Mobile Interface Device). Jedoch kann die Vorrichtung 100 in anderen Gerätetypen enthalten sein, so wie einem Laptop-Computer, einem Desktop-Computer usw. Die Ausführungsformen sind jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Das Schnittstellenmodul 102 sorgt für den Austausch von Information mit angeschlossenen Einheiten (z. B. externen Geräten). Auch sorgt das Schnittstellenmodul 102 für den Fluss von Energie. Dieser Fluss von Energie kann zu oder von solchen angeschlossenen Einheiten erfolgen. Beispielhafte angeschlossene Einheiten umfassen Jump Drive, Verarbeitungseinrichtungen (z. B. Desktop- und Laptop-Computer), Drucker, Modeme und verschiedene Peripheriegeräte. Zusätzlich können solche angeschlossenen Einheiten einen Netzadapter umfassen, der Energie (z. B. Energie mit einer Gleichspannung) für die Vorrichtung 100 zur Verfügung stellt. Jedoch können andere Typen angeschlossener Einheiten benutzt werden.
Bei Ausführungsformen kann das Schnittstellenmodul 102 für Verbindungen mit derartigen angeschlossenen Einheiten durch eine universelle serielle Bus(USB)-Schnittstelle sorgen. USB-Schnittstellen benutzen ein Datenkabel mit verdrilltem Adernpaar, um Signale zu senden. Dieses verdrillte Adernpaar umfasst eine erste Signalleitung, die D+ genannt wird, und eine zweite Signalleitung, die D– genannt wird. Zusätzlich stellt eine USB-Schnittstelle eine einzelne Leitung für die Übertragung von Energie zur Verfügung. Entsprechend USB- Standards arbeitet diese Energieleitung bei 5 Volt Gleichspannung (innerhalb einer Toleranz von ±5%).
Obwohl hierin eine USB-Schnittstelle beschrieben ist, sind Ausführungsformen nicht darauf beschränkt, derartige Schnittstellen zu benutzen. Darüber hinaus sind die Ausführungsformen nicht auf Schnittstellen beschränkt, die Energie mit 5 Volt Gleichspannung benutzen.
Das Energiespeichermodul 104 speichert Energie, die eine Betriebsspannung an Komponenten innerhalb der Vorrichtung 100 ebenso wie an angeschlossene Einheiten (z. B. Einheiten, die durch das Schnittstellenmodul 102 angeschlossen sind) liefern kann. Demgemäß kann das Energiespeichermodul 104 eine oder mehrere Batterien und/oder Zellen, die entsprechend verschiedener Speichertechnologien implementiert sind, aufweisen. Solche Technologien können wiederaufladbar sein.
Zum Beispiel kann das Energiespeichermodul 104 eine wieder aufladbare Lithium-Ionen(Li-Ion)-Batterie mit einer Zellenspannung zwischen 3.0 Volt und 4.2 Volt haben. Jedoch können andere Typen von Technologien verwendet werden. Beispiele derartige Technologien umfassen Blei und Schwefelsäure, Nickel-Cadmium (NiCd), Nickelmetallhydrid (NiNH), Lithium-Ion-Polymer (Li-Ion Polymer) und so weiter.
Demgemäß können bei Ausführungsformen das Schnittstellenmodul 102 und das Energiespeichermodul 104 unterschiedliche Betriebsspannungen verwenden. Zum Beispiel kann das Schnittstellenmodul 102 eine USB-Schnittstelle mit 5 Volt verwenden und das Energiespeichermodul 104 kann eine Li-Ion-Technologie mit 3.0 Volt bis 4.2 Volt verwenden. Die Vorrichtung 100 ist jedoch nicht auf diese Implementierung beschränkt. Somit können andere Kombinationen von Betriebsspannungen verwendet werden.
Wie oben beschrieben kann die Vorrichtung 100 in einem Gerät enthalten sein (z. B. einem mobilen Kommunikationsgerät usw.). Genauer kann die Vorrichtung 100 in der Hauptplatine eines Gerätes enthalten sein. Jedoch sind Ausführungsformen nicht auf diese Anordnung beschränkt. Das Energieverteilungsmodul 106 sorgt für die Verteilung von Energie an Komponenten eines solchen Gerätes. Diese Komponenten können unterschiedliche Betriebsspannungen erfordern. Demgemäß kann das Energieverteilungsmodul 106 ein oder mehr Gleichspannungswandlerschaltungen umfassen. Bei Ausführungsformen kann das Energieverteilungsmodul 106 mit Spannungen arbeiten, die von dem Energiespeichermodul 104 zur Verfügung gestellt werden, ebenso wie mit Spannungen, die von dem Schnittstellenmodul 102 (z. B. von angeschlossenen Einheiten) zur Verfügung gestellt wird.
Das Energieverwaltungsmodul 108 verwaltet den Fluss der Energie für die Vorrichtung 100. Insbesondere kann das Energieverwaltungsmodul 108 die Vorrichtung 100 anleiten, entsprechend verschiedenen Modi, was die Übertragung von Energie betrifft, zu arbeiten. Beispiele für solche Modi umfassen einen Liefermodus und einen Lademodus.
In dem Liefermodus fließt Energie aus der Batterie 104 (oder einer anderen betrieblichen Energiequelle, die von der Vorrichtung 100 zur Verfügung gestellt wird) durch das Schnittstellenmodul 102 an eine angeschlossene Einheit 102. In dem Lademodus jedoch fließt Energie von dem Schnittstellenmodul 102 zur Batterie 104.
Somit sorgt das Energieverwaltungsmodul 108 für den bidirektionalen Fluss von Energie. Bei Ausführungsformen wird dieses Merkmal durch eine bidirektionale Spannungswandlerschaltung innerhalb des Energieverwaltungsmoduls 108 zur Verfügung gestellt. Wie oben beschrieben benutzen herkömmliche Ansätze getrennte Wandlerschaltungen: eine Schaltung für den Lademodus und einen Schaltung für den Liefermodus. Demgemäß können Ausführungsformen vorteilhaft für Kosten- und Größeneinsparungen sorgen.
2 ist ein Schaubild einer Implementierung 200, die in das Energieverwaltungsmodul 108 eingebaut werden kann. Die Implementierung 200 kann verschiedene Elemente umfassen. Zum Beispiel zeigt die 2 eine Implementierung 200, welche eine bidirektionale Spannungswandlerschaltung 202 und ein Steuermodul 204 umfasst. Auch ist die Implementierung 200 so gezeigt, dass sie Schaltelemente 206a–d umfasst.
Zum Zwecke der Veranschaulichung ist die Implementierung 200 so gezeigt, dass sie an Elemente der 1 gekoppelt ist (an das Schnittstellenmodul 102, das Energiespeichermodul 104 und das Energieverteilungsmodul 106). Zum Beispiel kann die Implementierung 200 mit einer Stromleitung des Schnittstellenmoduls 102 (z. B. einer USB-Stromleitung) gekoppelt sein. Außerdem kann die Implementierung 200 mit einem Anschluss (z. B. einer Anode) des Energiespeichermodus 104 gekoppelt sein. Ausführungsformen jedoch sind nicht auf den Kontext der 1 beschränkt. Somit kann die Vorrichtung 200 mit weiteren Elementen gekoppelt sein (z. B. weiteren Schnittstellen, Energiespeicherkomponenten und/oder Energieverteilungskomponenten).
Die bidirektionale Spannungswandlerschaltung 202 sorgt für Umwandlungen zwischen Spannungen, die von dem Schnittstellenmodul 102 und einem Energiespeichermodul 104 verwendet werden. Diese Umwandlung kann in jeder Richtung geschehen. Zum Beispiel kann die bidirektionale Spannungswandlerschaltung 202 eine Spannung, die von dem Energiespeichermodul 104 zur Verfügung gestellt wird, in eine Spannung umwandeln, die von dem Schnittstellenmodul 102 benutzt wird. Umgekehrt kann die bidirektionale Spannungswandlerschaltung 202 eine Spannung, die von dem Schnittstellenmodul 102 zur Verfügung gestellt wird, in eine Ladespannung umwandeln, die von dem Energiespeichermodul 104 benutzt wird. Die Art und Weise und die Richtung solcher Umwandlungen wird durch das Steuermodul 204 bestimmt.
Wie in 2 gezeigt umfasst die bidirektionale Spannungswandlerschaltung 202 ein erstes Schaltelement 208, ein zweites Schaltelement 210 und eine Induktivität 212. 2 zeigt, dass die Schaltelemente 208 und 210 als Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs – Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) implementiert werden können. Insbesondere ist das Schaltelement 208 als ein p-Kanal MOSFET gezeigt, während das Schaltelement 210 als ein N-Kanal MOSFET gezeigt ist. Jedoch können andere Bauteil-Typen eingesetzt werden.
Insbesondere zeigt die 2, wie das Schaltelement 208 zwischen einen Knoten N1 und einen Knoten N2 gekoppelt ist. Das Schaltelement 210 wiederum ist zwischen den Knoten N2 und einen Knoten N3 gekoppelt. Schließlich ist die Induktivität 212 zwischen den Knoten N2 und einen Knoten N4 gekoppelt. Wie in 2 gezeigt kann der Knoten N3 ein Erdungsknoten sein.
Wie oben beschrieben bestimmt das Steuermodul 204 die Umwandlung der Spannungen durch die bidirektionale Spannungswandlerschaltung 202. Insbesondere erzeugt das Steuermodul 204 Steuersignale 220c und 220d, um die Schaltelemente 208 und 210 innerhalb der bidirektionalen Spannungswandlerschaltung 202 zu steuern. Diese Steuersignale legen fest, ob die entsprechenden Schaltelemente in einem EIN(geschlossenen)-Zustand oder einem AUS(offenen)-Zustand sind.
Wie oben beschrieben umfasst die Implementierung 200 die Schaltelemente 206a–d. 2 zeigt diese Elemente als MOSFETs implementiert. Jedoch können andere Bauteil-Typen benutzt werden. Das Steuermodul 204 betreibt die Schaltelemente 206a, 206b, 206c und 206d durch Steuersignale 220a, 220b, 220e bzw. 220f. Diese Steuersignale legen fest, ob die entsprechenden Schaltelemente in einem EIN-Zustand oder einem AUS-Zustand sind.
Die Art und Weise, in der die Steuersignale 220a–e erzeugt werden, basiert auf einem Betriebsmodus der Implementierung 200. Derartige Modi umfassen einen Lademodus und einen Liefermodus. Das Steuermodul 204 kann aus diesen Modi basierend auf Information 222, die von dem Schnittstellenmodul 102 erhalten wird, auswählen. Das Steuersignal 220f wird basierend darauf, ob das Energieverteilungsmodul 106 Energie an verschiedene Komponenten liefern soll, erzeugt. Zum Beispiel kann das Steuersignal 220f das Schaltelement 206d in einen EIN-Zustand bringen, um diese Energie zu liefern. Dies kann auf einer Benutzerauswahl und/oder auf automatischen Energielieferprozeduren basieren. Das Steuermodul 204 kann in Hardware, Software, Firmware oder irgendeiner Kombination aus diesen implementiert werden.
Der Lademodus umfasst den Energiefluss von einer angeschlossenen Einheit durch das Schnittstellenmodul 102. Genauer benutzt das Steuermodul 204 Schalttechniken, die eine Spannung, welche von dem Schnittstellenmodul 102 verwendet wird, in eine Spannung umwandeln, die von dem Energiespeichermodul 104 verwendet wird. Als ein Ergebnis dieses Flusses von Energie kann das Energiespeichermodul 104 geladen werden.
In dem Lademodus setzt das Steuermodul 204 die Schaltelemente 206a–d in einer Weise, dass Energie, die von einer angeschlossenen Einheit geliefert wird (welche an das Schnittstellenmodul 102 gekoppelt ist), das Energiespeichermodul 104 (durch die bidirektionale Spannungswandlerschaltung 202) lädt. Einzelheiten im Hinblick auf die Einstellung dieser Schalter werden hiernach in weiteren Einzelheiten zur Verfügung gestellt.
Innerhalb der bidirektionalen Spannungswandlerschaltung 202 schaltet das Schaltelement 208 die Energie, die von der angeschlossenen Einheit (durch das Schnittstellenmodul 102) zur Verfügung gestellt wird, in einem Chopper-Betrieb (chopped modus) bei einer bestimmten Frequenz an die Induktivität 212. Eine beispielhafte Frequenz ist 300 kHz. Jedoch können andere Frequenzen verwendet werden.
In Intervallen, in denen das Schaltelement 208 in einem EIN-Zustand ist, fließt Strom von dem Schnittstellenmodul 102 zu der Induktivität 212 und steigt auf einen benötigten Ladestrom an (dies geschieht während einer Konstantstromzeit). In Intervallen jedoch, in denen das Schaltelement 208 in einem AUS-Zustand ist, wird das Schaltelement 210 in einen EIN-Zustand gebracht (dies kann ein kurzes Zeitintervall nachdem das Schaltelement 208 in einen AUS-Zustand gebracht ist, geschehen). Dieses Einschalten des Schaltelementes 210 wird durchgeführt, um einen Stromfluss durch die Induktivität 212 aufrechtzuerhalten. Während das Schaltelement 210 in dem EIN-Zustand ist, kann der Strom durch die Induktivität 212 von einem positiven Spitzenwert auf einen minimalen Wert abfallen.
Dieses Schalten der Elemente 208 und 210 kann bei der Frequenz (z. B. 300 kHz) fortgeführt werden, bis die Batterie 104 vollständig geladen ist. Zu diesem Zeitpunkt können die Schaltelemente 208 und 210 beide in den AUS-Zustand gebracht werden. Die Schalteigenschaften (z. B. Frequenz und Arbeitszyklus) der Schaltelemente 208 und 210 können ausgewählt werden, um das Energiespeichermodul 104 mit einem regulierten Ladespannungspegel zu versorgen.
Anders als der Lademodus umfasst der Liefermodus den Energiefluss vom Energiespeichermodul 104 (oder einer anderen Energiequelle) durch das Schnittstellenmodul 102 zu einer angeschlossenen Einheit. Genauer benutzt das Steuermodul 104 Schalttechniken, die die Spannung des Energiespeichermoduls 104 in die Spannung, die von dem Schnittstellenmodul 102 verwendet wird, umwandelt.
In dem Liefermodus setzt das Steuermodul 204 die Schaltelemente 206a–d in einer Weise, dass Energie, die von dem Energiespeichermodul 104 zur Verfügung gestellt wird (durch die bidirektionale Spannungswandlerschaltung 202) an eine Einheit geliefert wird, die mit dem Schnittstellenmodul 102 gekoppelt ist. Zusätzlich werden diese Schaltelemente so eingestellt, dass sie Energie von dem Energiespeichermodul 104 an das Energieverteilungsmodul 106 liefern. Einzelheiten im Hinblick auf die Einstellung dieser Schaltung sind hiernach in weiteren Einzelheiten angegeben.
Innerhalb der bidirektionalen Spannungswandlerschaltung 202 verhalten sich die Schaltelemente 208 und 210 in dem Liefermodus und in dem Lademodus unterschiedlich. Zum Beispiel verhält sich das Schaltelement 210 als eine primäre Schalteinheit. Somit verbindet das Schaltelement 210 die Energie, die von dem Energiespeichermodul 104 geliefert wird, in einem Sperrmodus bei einer bestimmten Frequenz an die Induktivität 212. Eine beispielhafte Frequenz ist 300 kHz. Jedoch können andere Frequenzen verwendet werden.
Wenn es in einem EIN-Zustand ist, verbindet das Schaltelement 210 die Induktivität 212 mit Erde. Als ein Ergebnis bewirkt der Spannungspegel des Energiespeichermoduls 104, dass Strom durch die Induktivität 212 ansteigt. Jedoch fließt der Strom der Induktivität 212 durch die Body-Diode des Schaltelements 208, wenn das Schaltelement 210 in einem AUS-Zustand ist. Wie oben beschrieben kann das Schaltelement 208 als ein P-Kanal MOSFET implementiert werden. Durch dieses Merkmal fließt der Strom der Induktivität 212 durch seine Body-Diode zum Schnittstellenmodul 102.
Bei Ausführungsformen kann das Schaltelement 208 in einen EIN-Zustand während der Zeit gebracht werden, in der seine Body-Diode den Strom von der Induktivität 212 zu dem Schnittstellenmodul 102 lenkt (d. h. wenn das Schaltelement 210 in einem AUS-Zustand ist). Es kann vorteilhaft den Leistungsverlust in der Body-Diode verringern und für eine effizientere Spannungswandlung sorgen.
Die Schalteigenschaften (z. B. Frequenz und Arbeitszyklus) des Schaltelements 210 können ausgewählt werden, um eine angeschlossene Einheit mit einem regulierten Spannungspegel zu versorgen, der von dem Schnittstellenmodul 102 verwendet wird.
2 zeigt, dass das Steuermodul 204 Information 222 von dem Schnittstellenmodul 102 erhält. Diese Information trägt Kennzeichen im Hinblick auf eine Einheit, die über das Schnittstellenmodul 102 angeschlossen ist. Zum Beispiel können solche Kennzeichen umfassen, ob die angeschlossene Einheit Energie zur Verfügung stellt oder Energie benötigt. Basierend auf dieser Information bestimmt das Steuermodul 204 einen Betriebsmodus (z. B. Liefermodus oder Lademodus). Zusätzlich kann das Steuermodul 204 betriebliche Parameter basierend auf der Information 222 bestimmen. Solche betrieblichen Parameter können Einstellungen für die Schaltelemente 206a–206d umfassen. Zusätzlich können solche betrieblichen Parameter Schalteigenschaften (Frequenz, Arbeitszyklus, Zeitgebung usw.) der Schaltelemente 208 und 210 innerhalb der bidirektionalen Spannungswandlerschaltung 202 umfassen.
Wie oben beschrieben setzt das Steuermodul 204 die Schaltelemente 206a–d entsprechend dem, ob der Liefermodus oder der Ladungsmodus verwendet wird.
Zum Beispiel wird in dem Lademodus das Schaltelement 206a in einen EIN-Zustand gesetzt, um Energie von dem Schnittstellenmodul 102 an die bidirektionale Spannungswandlerschaltung 202 zu liefern. Außerdem wird das Schaltelement 206b in einen EIN-Zustand gesetzt. Dies sorgt für die Lieferung von Energie an das Energieverteilungsmodul 106 (falls das Schaltelement 206d ebenfalls in einem EIN-Zustand ist). Auch in dem Lademodus setzt das Steuermodul 204 das Schaltelement 206c in einen AUS-Zustand. Dies verhindert, dass das Energiespeichermodul 104 Energie an das Energieverteilungsmodul 106 und/oder das Schnittstellenmodul 102 liefert.
In dem Liefermodus setzt das Steuermodul 204 das Schaltelement 206a in einen EIN-Zustand, um Energie von der bidirektionalen Spannungswandlerschaltung 202 an das Schnittstellenmodul 102 zu liefern. Jedoch wird das Schaltelement 206b in einen AUS-Zustand gesetzt. Auch wird in dem Liefermodus das Schaltelement 206c in einen EIN-Zustand gesetzt. Dies ermöglicht, dass das Energiespeichermodul 104 Energie an das Energieverteilungsmodul 106 liefert (falls das Schaltelement 206d in einem EIN-Zustand ist).
3 ist ein Schaubild einer weiteren Implementierung 300, die in dem Energieverwaltungsmodul 108 enthalten sein kann. Die Implementierung 300 ist ähnlich der Implementierung der 2. Jedoch ersetzt die Implementierung 300 das Steuermodul 204 durch ein Steuermodul 204'. Außerdem ersetzt die Implementierung 300 die Schaltelemente 206a–d durch Schaltelemente 302a und 302b. Wie es in der 3 gezeigt ist, können diese Schaltelemente als MOSFETs implementiert werden. Jedoch können andere Bauteil-Typen von Komponenten verwendet werden.
Das Steuermodul 204' kann in Hardware, in Software, in Firmware oder in irgendeiner Kombination aus diesen implementiert werden. Wie es in der 3 gezeigt ist, erzeugt das Steuermodul 204' Steuersignale 320b und 320c, welche die Schaltelemente 208 und 210 innerhalb der bidirektionalen Spannungswandlerschaltung 202 betreiben. Dieser Betrieb basiert darauf, ob die Implementierung 300 in dem Lade- oder in dem Liefermodus ist. Somit kann diese Steuerung in der Weise geschehen, die oben mit Bezug auf die 2 beschrieben ist.
Weiterhin bereibt das Steuermodul 204' die Schaltelemente 302a und 302b durch Steuersignale 320a bzw. 320d. Zum Beispiel setzt das Steuermodul 204' das Schaltelement 302a in einen EIN-Zustand, wenn eine Einheit an das Schnittstellenmodul 102 angeschlossen ist. Außerdem setzt das Steuermodul 204' das Schaltelement 302d in einen EIN-Zustand, wenn das Energieverteilungsmodul 106 Energie an verschiedene Komponenten liefern soll. Dies kann auf einer Benutzerauswahl und/oder auf automatischen Energielieferprozeduren basieren.
Wie oben beschrieben können Ausführungsformen mit verschiedenen Schnittstellentypen und Energiespeichertechnologien arbeiten. Beispielhafte Ausführungsformen verwenden USB-Schnittstellen, die Stromleitungen mit 5 Volt nutzen, und Li-Ion-Batterien, die bei Spannun gen zwischen 3.0 Volt und 4.2 Volt arbeiten. Die Steuermodule 204 und 204' können die Schaltelemente in einer Weise betreiben, dass das bidirektionale Spannungswandlermodul zwischen diesen Spannungen wandelt. Die Ausführungsformen sind jedoch nicht auf diese Schnittstellen, Spannungen oder Speichertechnologien beschränkt.
Die Arbeitsschritte bei den obigen Ausführungsformen können weiterhin mit Bezug auf die folgenden Figuren und die beigefügten Beispiele beschrieben werden. Einige der Figuren können einen logischen Fluss umfassen. Obwohl solche Figuren, wie sie hierin dargestellt sind, einen bestimmten logischen Fluss umfassen können, kann verstanden werden, dass der logische Fluss lediglich ein Beispiel dafür zur Verfügung stellt, wie die allgemeine Funktionalität, die hierin beschrieben ist, implementiert werden kann. Weiter muss der gegebene logische Fluss nicht notwendigerweise in der Reihenfolge, die dargestellt ist, ausgeführt werden, wenn es nicht anders angegeben ist. Zusätzlich kann der logische Fluss durch ein Hardwareelement, ein Softwareelement, das von einem Prozessor ausgeführt wird, oder durch irgendeine Kombination aus diesen implementiert werden. Die Ausführungsformen sind in diesem Zusammenhang nicht beschränkt.
4 veranschaulicht eine Ausführungsform eines logischen Flusses. Insbesondere veranschaulicht 4 einen logischen Fluss 400, der für die Arbeitsschritte, die von den einen oder mehreren Ausführungsformen, die hierin beschrieben sind, ausgeführt werden, repräsentativ sein kann. Dieser Fluss wird mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben. Jedoch sind solche Arbeitsschritte nicht auf diesen beispielhaften Zusammenhang beschränkt. Darüber hinaus, obwohl die 4 eine bestimmte Abfolge von Arbeitsschritten zeigt, können andere Abfolgen verwendet werden. Außerdem können die veranschaulichten Arbeitsschritte in verschiedenen parallelen und/oder sequentiellen Kombinationen ausgeführt werden.
Wie in der 4 gezeigt, umfasst der logische Fluss 400 ein Bock 402, welcher feststellt, ob eine Ladebedingung auftritt. Zum Beispiel, mit Bezug auf die 2 und 3, kann dies be dingen, dass das Steuermodul 204 (oder 204') feststellt, ob eine Einheit an dem Schnittstellenmodul 102 angeschlossen ist, das für Ladeenergie sorgt. Ein Beispiel für eine solche Einheit ist ein Netzadapter. Die Ausführungsformen jedoch sind nicht auf derartige Einheiten beschränkt.
Wenn eine Ladebedingung vorliegt, geht dann der Ablauf zu einem Block 404. Bei diesem Block wird eine Wandlerschaltung (z. B. die bidirektionale Spannungswandlerschaltung 202) in einem Lademodus betrieben.
In einem Block 406 wird festgestellt, ob eine Lieferbedingung vorhanden ist. Wieder mit Bezug auf die 2 und 3 kann dies bedingen, festzustellen, ob eine Einheit, die Energie für ihren Betrieb benötigt, an dem Schnittstellenmodul 102 angeschlossen ist. Ein Beispiel einer solchen Einheit ist ein Jump Drive. Die Ausführungsformen jedoch sind nicht auf diese Einheiten beschränkt. Wenn eine Lieferbedingung vorliegt, geht der Ablauf weiter zu einem Block 408. Bei diesem Block wird die Wandlerschaltung in einem Liefermodus betrieben.
5 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Systems 500. Dieses System kann zur Verwendung mit einer oder mehreren Ausführungsformen geeignet sein, so wie der Vorrichtung 100, den Implementierungen 200 und 300, dem logischen Fluss 400 und so weiter. Demgemäß kann das System 500 Energieverwaltungstechniken, so wie die, die hierin beschrieben sind, ausführen.
Wie in der 5 gezeigt, kann das System 500 eine Einheit 502, eine angeschlossene Einheit 503, ein Kommunikationsnetzwerk 504 und eine entfernt befindliche Einheit 506 umfassen. Die Ausführungsformen sind jedoch auf diese Elemente nicht beschränkt. Die Einheit 502 kann eine mobile Kommunikationseinheit sein, so wie ein Smart Phone, ein PDA oder ein MID. Jedoch kann die Einheit 502 ein anderer Typ einer Einheit sein, so wie ein Laptop- Computer, ein Desktop-Computer und so weiter. Die Ausführungsformen jedoch sind auf diese Beispiele nicht beschränkt.
1 zeigt, dass die Einheit 502 die Elemente der 1 umfassen kann. Jedoch kann die Einheit 502 als Alternative Elemente weiterer Ausführungsformen umfassen. Außerdem kann die Einheit 502 einen Prozessor 507, einen Speicher 508, eine Benutzerschnittstelle 510 und eine Kommunikationsschnittstelle 512 umfassen. Diese Elemente können in Hardware, Software, Firmware oder irgendeiner Kombination aus diesen implementiert werden.
Der Prozessor 507 kann einen oder mehrere Mikroprozessoren, Mikrocontroller umfassen. Der Prozessor 507 kann Befehle ausführen, um verschiedene Arbeitsschritte durchzuführen. Solche Arbeitsschritte können Benutzeranwendungen, Kommunikationsverarbeitung, Energieverwaltungsschritte usw. umfassen.
Der Speicher 508 kann Information in der Form von Daten speichern. Zum Beispiel kann der Speicher 508 Anwendungsdokumente, E-Mails, Tondateien und/oder Bilder in entweder codiertem oder nicht codiertem Format enthalten. Als Alternative oder zusätzlich kann der Speicher 508 Steuerlogik, Befehle und/oder Softwarekomponenten speichern. Dies kann Befehle umfassen, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden können, so wie dem Prozessor 507. Derartige Befehle können die Funktionalität eines oder mehrerer Elemente zur Verfügung stellen.
Es ist wert anzumerken, dass ein Teil oder der gesamte Speicher 508 in anderen Elementen des Systems 5 enthalten sein kann. Zum Beispiel kann ein Teil oder der gesamte Speicher 508 auf derselben integrierten Schaltung oder dem Chip zusammen mit Elementen der Vorrichtung 100 umfasst sein. Als Alternative kann ein Teil oder der gesamte Speicher 508 auf einer integrierten Schaltung oder einem anderen Medium (z. B. einem Festplattenlaufwerk) angeordnet sein. Die Ausführungsformen sind auf diese Beispiele nicht beschränkt.
Der Speicher 508 kann implementiert werden, indem irgendein von einer Maschine lesbares oder von einem Computer lesbares Medium verwendet wird, das in der Lage ist, Daten zu speichern, einschließlich sowohl flüchtigen als auch nicht flüchtigen Speicher. Zum Beispiel kann der Speicher 508 einen Nur-Lese-Speicher (ROM – Read Only Memory), Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM – Random Access Memory), dynamischen RAM (DRAM – Dynamic RAM), DRAM mit doppelter Datengeschwindigkeit (DDRAM – Double Data Rate RAM), synchronen DRAM (SDRAM – Synchronous DRAM), statischen RAM (SRAM – Static RAM), programmierbaren ROM (PROM – Programmable ROM), löschbaren programmierbaren ROM (EPROM – Erasable Programmable ROM), elektrisch löschbaren programmierbaren ROM (EEPROM – Electrically Erasable Programmable ROM), Flash-Speicher, Polymerspeicher, so wie ferroelektrischen Polymerspeicher, ovonischen Speicher, Phasenwechsel- oder ferroelektrischen Speicher, Silizium-Oxid-Nitrid-Oxid-Silizium(SONOS)-Speicher, magnetische oder optische Karten oder irgendeinen anderen Typ Medium, der zum Speichern von Information geeignet ist, umfassen. Die Ausführungsformen sind in diesem Zusammenhang nicht beschränkt.
Die Benutzerschnittstelle 510 vereinfacht die Interaktion des Benutzers mit der Einheit 502. Diese Interaktion kann die Eingabe von Information von einem Benutzer und/oder die Ausgabe von Information an einen Benutzer umfassen. Demgemäß kann die Benutzerschnittstelle 510 ein oder mehrere Geräte umfassen, so wie eine Tastatur (z. B. eine volle QWERTY-Tastatur), ein Tastenfeld, einen Berührungsbildschirm, ein Mikrofon und/oder einen Lautsprecher.
Die Kommunikationsschnittstelle 512 sorgt für den Austausch von Information mit der Einheit 506. Dieser Austausch von Information kann über eine oder mehrere drahtlose oder verdrahtete Verbindungen geschehen. Zu Zwecken der Veranschaulichung zeigt die 5 eine Kommunikationsschnittstelle 512, die Drahtlos-Konnektivität zur Einheit 506 durch ein drahtlos arbeitendes Netzwerk 504 zur Verfügung stellt. Das drahtlos arbeitende Netzwerk 504 kann ein irdisches Zellennetzwerk, ein Satellitennetzwerk, ein drahtlos arbeitendes lokales Netzwerk (z. B. ein WiFi-Netzwerk), ein drahtlos arbeitendes Mittelbereichsnetzwerk (z. B. ein WiMAX-Netzwerk) ebenso wie andere Arten von Netzwerk sein. Demgemäß kann die Kommunikationsschnittstelle 512 verschiedene Komponenten umfassen, so wie einen Transceiver und Steuerlogik, um Arbeitsschritte entsprechend einem oder mehreren Kommunikationsprotokolle auszuführen.
Kommunikationsvorgänge zwischen der Einheit 502 und der Einheit 506 können Telefonie und Nachrichtenaustausch umfassen. Zusätzlich können derartige Kommunikationsvorgänge den Austausch von Information, so wie E-Mail, Kalendereinträge, Kontaktinformation, Anwendungsdateien, Inhalt (z. B. Audio, Bild und/oder Video) und so weiter umfassen.
5 zeigt, dass die Einheit 502 an eine angeschlossene Einheit 503 gekoppelt ist. Diese Kopplung geschieht durch das Schnittstellenmodul 102. Energie kann dann zwischen der angeschlossenen Einheit 502 und dem Energiespeichermodul 104 entsprechend den hierin beschriebenen Techniken fließen.
Zahlreiche bestimmte Einzelheiten sind hierin aufgeführt, um für ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen zu sorgen. Es wird jedoch von den Fachleuten verstanden werden, dass die Ausführungsformen ohne diese bestimmten Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden können. In anderen Fällen sind gut bekannte Arbeitsschritte, Komponenten und Schaltungen nicht in Einzelheiten beschrieben worden, um die Ausführungsformen dadurch nicht zu verschleiern. Es kann verstanden werden, dass die bestimmten strukturellen und funktionalen Einzelheiten, die hierin offenbart sind, repräsentativ sein können und den Umfang der Ausführungsformen nicht notwendigerweise beschränken.
Verschiedene Ausführungsformen können implementiert werden, indem Hardwareelemente, Softwareelemente oder eine Kombination aus beiden verwendet wird. Beispiele für Hard wareelemente können Prozessoren, Mikroprozessoren, Schaltungen, Schaltungselemente (z. B. Transistoren, Widerstände, Kondensatoren, Induktoren und so weiter), integrierte Schaltungen, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC – Application Specific Integrated Circuits), programmierbare logische Einheiten (PLD – Programmable Logic Devices), Digitalsignalprozessoren (DSP – Digital Signal Processors), vor Ort modifizierbare Logikbausteine (FPGA – Field Programmable Gate Array), logische Gatter, Register, Halbleitereinheiten, Chips, Mikrochips, Chipsätze und so weiter umfassen. Beispiele für Software können Softwarekomponenten, Programme, Anwendungen, Computerprogramme, Anwendungsprogramme, Systemprogramme, Maschinenprogramme, Betriebssystemsoftware, Middleware, Firmware, Softwaremodule, Routinen, Unterroutinen, Funktionen, Verfahren, Prozeduren, Softwareschnittstellen, Anwendungsprogrammschnittstellen (API – Application Program Interfaces), Befehlssätze, Verarbeitungscode, Computercode, Codesegmente, Computercodesegmente, Wörter, Werte, Symbole oder irgendwelche Kombinationen aus diesen umfassen. Das Festlegen, ob eine Ausführungsform unter Verwendung von Hardwareelementen und/oder Softwareelementen implementiert wird, kann sich gemäß einer Anzahl von Faktoren ändern, so wie der gewünschten Verarbeitungsgeschwindigkeit, Energiepegel, Wärmetoleranzen, Verarbeitungszyklusplanung, Eingangsdatengeschwindigkeiten, Ausgangsdatengeschwindigkeiten, Speicherressourcen, Datenbusgeschwindigkeiten und andere Gestaltungs- oder Leistungseinschränkungen.
Einige Ausführungsformen können beschrieben werden, indem der Ausdruck „gekoppelt” und „verbunden” zusammen mit ihren Ableitungen verwendet wird. Diese Ausdrücke sind nicht als Synonyme füreinander gedacht. Zum Beispiel können einige Ausführungsformen beschrieben werden, wobei die Ausdrücke „verbunden” und/oder „gekoppelt” verwendet werden, um anzugeben, dass zwei oder mehr Elemente in direktem physikalischen oder elektrischen Kontakt miteinander sind. Der Ausdruck „gekoppelt” jedoch kann außerdem bedeuten, dass zwei oder mehr Elemente nicht in direktem Kontakt miteinander sind, jedoch weiterhin zusammenarbeiten oder miteinander wechselwirken.
Einige Ausführungsformen können implementiert werden, indem zum Beispiel ein von einer Maschine lesbares Medium oder ein Gegenstand verwendet werden, die einen Befehl oder einen Satz von Befehlen speichern können, der, wenn er von einer Maschine ausgeführt wird, bewirken kann, dass die Maschine ein Verfahren und/oder Arbeitsschritte gemäß den Ausführungsformen ausführt. Eine derartige Maschine kann zum Beispiel irgendeine geeignete Verarbeitungsplattform, Rechenplattform, Recheneinheit, Verarbeitungseinheit, Rechensystem, Verarbeitungssystem, Computer, Prozessor oder dergleichen umfassen und kann implementiert werden, indem irgendeine geeignete Kombination aus Hardware und/oder Software verwendet wird. Das maschinenlesbare Medium oder der Gegenstand kann zum Beispiel irgendeinen geeigneten Typ einer Speichereinheit, Speichervorrichtung, Speichergegenstand, Speichermedium, Ablageeinheit, Ablagegegenstand, Ablagemedium und/oder Ablageeinheit umfassen, zum Beispiel Speicher, entfernbare oder nicht entfernbare Medien, löschbare oder nicht löschbare Medien, beschreibbare oder wiederbeschreibbare Medien, digitale oder analoge Medien, Festplatte, Floppy-Disk, Compact Disk-Nur-Lese-Speicher (CE-ROM – Compact Disk Read Only Memory), beschreibbare Compact Disk (CD-R – Compact Disk Recordable), wiederbeschreibbare Compact Disk (CD-RW – Compact Disk Rewritable), optische Platte, magnetische Medien, magnetooptische Medien, entfernbare Speicherkarten oder -platten, verschiedene Typen einer digitalen Mehrzweckplatte (DVD – Digital Versatile Disk), ein Band, eine Kassette oder dergleichen. Die Befehle können irgendeinen geeigneten Typ Code umfassen, so wie Quellencode, kompilierten Code, interpretierten Code, ausführbaren Code, statischen Code, dynamischen Code, verschlüsselten Code und dergleichen, der implementiert wird, indem irgendeine geeignete hohe, niedrige, objektorientierte, visuelle, kompilierte und/oder interpretierte Programmiersprache verwendet wird.
Solange nichts anderes gesagt ist, kann verstanden werden, dass Ausdrücke so wie „Verarbeiten”, „Rechnen”, „Berechnen”, „Bestimmen” oder dergleichen sich auf die Tätigkeit und/oder Prozesse eines Computers oder Verarbeitungssystems oder eines ähnlichen elektronischen Verarbeitungssystems beziehen, das Daten, die als physikalische Größen (z. B. elekt ronisch) innerhalb der Register des Verarbeitungssystems und/oder Speicher dargestellt sind, manipuliert und/oder in andere Daten umwandelt, die in ähnlicher Weise als physikalische Größen innerhalb der Speicher, Register oder anderer derartiger Informationsablage-, Übertragungs- oder Anzeigeeinheiten dargestellt sind. Die Ausführungsformen sind in diesem Zusammenhang nicht beschränkt.
Obwohl der Gegenstand in einer Sprache beschrieben worden ist, die für strukturelle Merkmale und/oder methodologische Tätigkeiten spezifisch ist, soll verstanden werden, dass der Gegenstand, der in den angehängten Ansprüchen definiert ist, nicht notwendigerweise auf die bestimmten Merkmale oder Tätigkeiten, die oben beschrieben sind, beschränkt ist. Statt dessen sind die spezifischen Merkmale und Tätigkeiten, die oben beschrieben sind, als beispielhafte Formen zum Implementieren der Ansprüche offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG
Energieverwaltungstechniken werden offenbart. Zum Beispiel kann eine Vorrichtung eine bidirektionale Spannungswandlerschaltung und ein Steuermodul umfassen, das ausgewählt die bidirektionale Spannungswandlerschaltung in einem Lademodus und einem Liefermodus betreibt. Der Lademodus wandelt eine Spannung, die von einer Schnittstelle zur Verfügung gestellt wird (z. B. einer USB-Schnittstelle) in eine Ladespannung um, die von einem Energiespeichermodul (z. B. einer wiederaufladbaren Batterie) benutzt wird. Umgekehrt wandelt der Liefermodus eine Spannung, die von dem Energiespeichermodul zur Verfügung gestellt wird, in eine Spannung um, die von der Schnittstelle benutzt wird.

Claims

Vorrichtung, die aufweist: eine bidirektionale Spannungswandlerschaltung; und ein Steuermodul, um die bidirektionale Spannungswandlerschaltung ausgewählt in einem Lademodus und einem Liefermodus zu betreiben, wobei im Lademodus eine Spannung, die von einer Schnittstelle zur Verfügung gestellt wird, in eine Ladespannung umgewandelt wird, die von einem Energiespeichermodul verwendet wird, und in dem Liefermodus eine Spannung, die von dem Energiespeichermodul zur Verfügung gestellt wird, in eine Spannung umgewandelt wird, die von der Schnittstelle verwendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Steuermodul die bidirektionale Spannungswandlerschaltung in dem Lademodus betreibt, wenn eine Einheit, die Ladeenergie zur Verfügung stellt, an die Schnittstelle angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Steuermodul die bidirektionale Spannungswandlerschaltung in dem Liefermodus betreibt, wenn eine Einheit, die Betriebsenergie benötigt, an die Schnittstelle angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die bidirektionale Spannungswandlerschaltung ein erstes Schaltelement, das zwischen einen ersten Knoten und einen zweiten Knoten gekoppelt ist; ein zweites Schaltelement, das zwischen den zweiten Knoten und einen dritten Knoten gekoppelt ist; und eine Induktivität, die zwischen den zweiten Knoten und einen vierten Knoten gekoppelt ist, umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das erste Schaltelement ein P-Kanal Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) ist und das zweite Schaltelement ein N-Kanal MOSFET ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Steuermodul das erste Schaltelement periodisch in den Lademodus schaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Steuermodul das zweite Schaltelement periodisch in den Liefermodus schaltet.
Verfahren, das aufweist: Auswählen eines Betriebsmodus aus einem Ladungsmodus und einem Liefermodus; Betreiben einer bidirektionalen Spannungswandlerschaltung in einem Lademodus, wenn eine Ladebedingung auftritt, wobei der Lademodus eine Spannung, die von einer Schnittstelle zur Verfügung gestellt wird, in eine Ladespannung, die von einem Energiespeichermodul verwendet wird, umwandelt; und Betreiben der bidirektionalen Spannungswandlerschaltung in einem Liefermodus, wenn eine Lieferbedingung auftritt, wobei der Liefermodus eine Spannung, die von dem Energiespeichermodul zur Verfügung gestellt wird, in eine Spannung, die von der Schnittstelle verwendet wird, umwandelt.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Ladebedingung eine Ladeenergie zur Verfügung stellende Einheit aufweist, die an die Schnittstelle angeschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Lieferbedingung eine Betriebsenergie benötigende Einheit aufweist, die an die Schnittstelle angeschlossen ist.
System, das aufweist: ein Energiespeichermodul; eine Schnittstelle; eine bidirektionale Spannungswandlerschaltung; und ein Steuermodul, um die bidirektionale Spannungswandlerschaltung ausgewählt in einem Lademodus und einem Liefermodus zu betreiben, wobei im Lademodus eine Spannung, die von der Schnittstelle zur Verfügung gestellt wird, in eine Ladespannung, die von dem Energiespeichermodul verwendet wird, umgewandelt wird und in dem Liefermodus eine Spannung, die von dem Energiespeichermodul zur Verfügung gestellt wird, in eine Spannung, die von der Schnittstelle verwendet wird, umgewandelt wird.
System nach Anspruch 11, bei dem das Energiespeichermodul eine wieder aufladbare Batterie aufweist.
System nach Anspruch 12, bei dem die wieder aufladbare Batterie eine Lizium-Ion(Li-Ion)-Batterie ist.
System nach Anspruch 11, bei dem die Schnittstelle eine universelle serielle Bus(USB)-Schnittstelle ist.
System nach Anspruch 11, bei dem das Steuermodul die bidirektionale Spannungswandlerschaltung in dem Lademodus betreibt, wenn eine Einheit, die Ladeenergie zur Verfügung stellt, an die Schnittstelle angeschlossen ist.
System nach Anspruch 11, bei dem das Steuermodul die bidirektionale Spannungswandlerschaltung in dem Liefermodus betreibt, wenn eine Einheit, die Betriebsenergie benötigt, an die Schnittstelle angeschlossen ist.
System nach Anspruch 11, bei dem die bidirektionale Spannungswandlerschaltung ein erstes Schaltelement, das zwischen einem ersten Knoten und einem zweiten Knoten gekoppelt ist; ein zweites Schaltelement, das zwischen dem zweiten Knoten und einem dritten Knoten gekoppelt ist; und eine Induktivität, die zwischen den zweiten Knoten und einen vierten Knoten gekoppelt ist, umfasst.
System nach Anspruch 17, bei dem das erste Schaltelement in N-Kanal Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) ist und das zweite Schaltelement ein P-Kanal MOSFET ist.
System nach Anspruch 17, bei dem das Steuermodul das erste Schaltelement periodisch in den Lademodus schaltet.
System nach Anspruch 17, bei dem das Steuermodul das zweite Schaltelement periodisch in den Liefermodus schaltet.