DE112019000995T5

DE112019000995T5 - Hybrid-Power-Boost-Laden mit Spitzenleistungsschutz

Info

Publication number: DE112019000995T5
Application number: DE112019000995.8T
Authority: DE
Inventors: Teal Hand; Alexander B. Uan-Zo-Li
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2020-11-12
Also published as: WO2019190691A1; US10790682B2; CN111566591A; US20190305568A1

Abstract

In einigen Beispielen umfasst ein Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System einen Energiespeicher, eine Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit zum Laden einer Batterie und einen Schalter zum Koppeln einer Systemlast mit dem Energiespeicher und zum Entkoppeln der Systemlast von dem Energiespeicher.

Description

Zugehörige Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Nicht-Vorläufigen US-Patentanmeldung der Seriennr. 15/942,395 von Alexander B. Uan-zo-li u.a. mit der Bezeichnung „HYBRID POWWER BOOST CHARGING WITH PEAK POWER PROTECTION“, eingereicht am 30. März 2018, welche zu der US-Patenanmeldung der Seriennr. 15/477,046 gehört, eingereicht am 1. April 2017, mit der Bezeichnung „POWER MANAGEMENT AND PROTECTION“. Diese Anmeldung gehört außerdem zu der US-Patenanmeldung der Seriennr. 15/466,498 , eingereicht am 22. März 2017, mit der Bezeichnung „MECHANISM TO EXTEND THE PEAK POWER CAPABILITY OF A MOBILE PLATFORM“.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Hybrid-Power-Boost(HPB)-Laden mit Spitzenleistungsschutz.
Hintergrund
Die Mobilcomputerindustrie bewegt sich immer weiter in Richtung kleinerer Formfaktoren, während gleichzeitig das SoC (System on Chip) mehr Leistung verbraucht, was zu einem hohen Kühlungsaufwand führt. Die Spitzenleistungsanforderungen für das SoC nehmen nahezu exponentiell zu, zusammen mit der ansteigenden Spitzenleistung des Rests des Systems.
Viele Computersysteme (zum Beispiel tragbare mobile Systeme oder Client-Systeme) müssen eine Systemspannung oberhalb einer bestimmten Höhe (zum Beispiel oberhalb einer Höhe Vmin) halten. In einigen mobilen Systemen kann beispielsweise eine minimale Systemspannung Vmin einer Leistungsverwaltungs-IC (Power Management Integrated Circuit, PMIC) 2,5 Volt (2,5 V) betragen. In einigen Client-Systemen kann eine minimale Spannung eines Systemspannungsreglers (Voltage Regulator, VR) oder eine PMIC-Spannung Vmin beispielsweise 5,6 V betragen. Jedes Computersystem weist einen gewissen Widerstand zwischen Systembatteriezellen und System-VR auf. Dieser Widerstand und dieser Spannungsabfall können die Spitzenleistung der Plattform begrenzen, insbesondere in Situationen, wenn die Batterie nicht vollständig geladen ist.
Figurenliste
Die folgende detaillierte Beschreibung ist besser zu verstehen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, welche spezielle Beispiele für zahlreiche Merkmale des offenbarten Gegenstands enthalten.

1 veranschaulicht ein beispielhaftes Computersystem;
2 veranschaulicht ein Ladesystem;
3 veranschaulicht ein Ladesystem;
4 veranschaulicht ein Ladesystem;
5 veranschaulicht ein Ladesystem;
6 veranschaulicht eine Steuerung;
7 veranschaulicht einen Verfahrensablauf;
8 veranschaulicht ein Computersystem;
9 veranschaulicht einen oder mehrere Prozessoren und ein oder mehrere Medien.

In einigen Fällen werden überall in der Offenbarung und den Figuren dieselben Zahlen verwendet, um auf gleiche Komponenten und Merkmale zu verweisen. In einigen Fällen beziehen sich die Zahlen in der 100er-Serie auf Merkmale, die ursprünglich in 1 zu finden sind; Zahlen in der 200er-Serien beziehen sich auf Merkmale, die ursprünglich in 2 zu finden sind; usw.
Beschreibung der Ausführungsformen
Einige Ausführungsformen betreffen ein Hybrid-Power-Boost(HPB)-Laden mit Spitzenleistungsschutz (oder Maximalleistungsschutz) .
Einige Ausführungsformen betreffen die Leistungsverwaltung. Einige Ausführungsformen betreffen die Leistungserzeugung. Einige Ausführungsformen betreffen den Leistungsschutz. Einige Ausführungsformen betreffen den Spannungsschutz. Einige Ausführungsformen betreffen den Aktivschutz (Voltage Active Protection, VAP) einer minimalen Betriebsspannung (V_min). Einige Ausführungsformen betreffen ein HPB-Laden mit VAP (beispielsweise ein mobiles System mit HPB-Laden und VAP) .
Wie oben beschrieben, müssen viele Computersysteme (zum Beispiel tragbare mobile Systeme oder Client-Systeme) eine Systemspannung oberhalb einer bestimmten Höhe (zum Beispiel oberhalb einer Höhe Vmin) halten. Ein Versagen, eine Systemspannung oberhalb von V_min zu halten, kann zu einem Herunterfahren des Systems führen. In einigen mobilen Systemen kann beispielsweise eine minimale Systemspannung Vmin einer Leistungsverwaltungs-IC (PMIC) 2,5 Volt (2,5 V) betragen. In einigen Client-Systemen kann eine minimale Spannung eines Systemspannungsreglers (VR) oder eine PMIC-Spannung Vmin beispielsweise 5, 6 V betragen. Jedes Computersystem weist einen gewissen Widerstand zwischen Systembatteriezellen und System-VR auf. Dieser Widerstand und dieser Spannungsabfall können die Spitzenleistung der Plattform begrenzen, insbesondere in Situationen, wenn die Batterie nicht vollständig geladen ist. Der Widerstand führt zu hohen Systemspannungsabfällen während hohen Leistungs- oder Stromentnahmen. Der resultierende Spannungsabfall unter eine Minimalspannung (V_min) kann zunehmen, wenn sich die Spannung der Batterie aufgrund eines Ladungszustands verringert. Da ein Risiko eines Herunterfahrens typischerweise nicht akzeptabel ist, müssen die Batterien oder Adapter vergrößert werden, um einen zu erwartenden Strom des schlimmsten Falls aufzunehmen, und durch den resultierenden Spannungsabfall des Systems wird eine Situation erzeugt, wobei die Spitzenleistung begrenzt werden muss, um kleinere Batterien oder Adapter zu ermöglichen.
Da sich die Industrie in Richtung einer Universal-Serial-Bus(USB)-Typ-C-Leistungsverteilung (Power Delivery, PD) bewegt, wird die Leistung-gg.-Wärme-Beschränkung noch komplexer. Beispielsweise umfasst die USB-C-PD-Spezifikation mit Thunderbolt-Unterstützung Leistungs-Sourcing-Anforderungen, umfassend, dass mindestens ein Verbinder für kleine Designs erforderlich ist, um in der Lage zu sein, einer angebrachten Vorrichtung eine Leistung von 15 Watt bereitzustellen. Eine einfache Maus, die mit dem Typ-C-Thunderbolt-Anschluss verbunden ist, könnte als eine Passivlast erkannt werden, die viel Leistung benötigt. Dies könnte aufgrund der Leistung-gg.-Wärme-Beschränkung und der Überschreitung der minimalen Systemspannung (V_{sys_min}) die Spitzenleistungsgrenze des SoC nach unten zwingen, um die Systemfunktionalität aufrechtzuerhalten.
Viele Systeme werden nun mit 2S-Batterien benutzt (das heißt, mit Batterien, die mit zwei Zellen in Serie aufgebaut sind, mit einer Möglichkeit, dass zwei weitere Batterien parallelgeschaltet hinzugefügt werden). Diese Konfiguration ist aufgrund der geringeren Größe des Spannungsreglers (VR) und des niedrigeren Leistungsverlusts beliebt, der mit einer höheren Schaltfrequenz erreicht werden kann. Konfigurationen mit höherer Spannung (zum Beispiel 3S- oder 4S-Konfigurationen) sind typischerweise größeren Systemen vorbehalten. 1S- und 2S-Systeme bewahren eine niedrigere Systemspannung als 3S- oder 4S-Systeme, wodurch das Zeit- und Energie-Delta für die Plattform begrenzt wird, um die Spitzenleistung aufrechtzuerhalten, bevor sie unter einen Betriebsspannungsbereich (V_{sys_min}) fällt. Systeme, wie insbesondere 1S- und 2S-Systeme, können bei Realisierungen mit höheren Spitzenleistungsanforderungen komplex werden. Beispielsweise können bei einigen Realisierungen Spannungsbegrenzungen mit einem 1S-System bei etwa 2,5 V liegen und mit einem 2S-System bei etwa 5,4 V liegen. Diese Begrenzungen können durch eine 5V-Regler-Minimalspannung (5,4 V für ein 2S-System) und eine PMIC-Minimalspannung (zum Beispiel 2,5 V für ein 1S-System und 5,4 V für ein 2S-System) betrieben werden.
Zusätzlich zu den obigen Problemen kann bei der Möglichkeit, dass ein Leistungssprung während eines SoC-Turbomodus von einem Leistungsstoß vom Rest der Plattform begleitet wird, die Gesamtsystemspannung (V_{sys_min}) auf unterhalb der minimalen zulässigen Systemspannung fallen und beispielsweise das System zu einem Grauscheibenfehler zwingen. Um diese Möglichkeit zu vermeiden, können Systeme beispielsweise so aufgebaut sein, dass die Spitzenfrequenz im Multi-Thread-Betrieb begrenzt wird, was unter einigen Umständen die Systemleistung beeinträchtigen kann. Außerdem kann, wenn eine Vorrichtung, wie z.B. eine mobile Computervorrichtung, mit einem USB-C-Thunderbolt-Anschluss verbunden ist, die Spitzenleistung der Zentralprozessoreinheit (CPU) noch weiter beschränkt sein.
1 veranschaulicht ein Beispiel eines Computersystems 100, welches einen beispielhaften Widerstand zwischen einer oder mehreren Batteriezellen 102 und einer Systemspannungsregulierung (VR), zum Beispiel einem System-on-Chip(SoC)-Spannungsregler 104, einem Modem-Spannungsregler 106, einem Speicher-Spannungsregler 108 oder einem oder mehreren anderen Systemspannungsreglern 110 aufweist. Der Widerstand zwischen Batteriezelle(n) und Systemspannungsregler(n) kann zum Beispiel Batteriezellen-, Batterieverbinder- und Mess-Widerstand(Widerstände), Durchlass-Feldeffekttransistor(en) oder Leistungsverteilungsleitungen auf der Hauptplatine umfassen. Solche beispielhaften Widerstände werden zum Beispiel durch R_con 112 (Batterieverbinderwiderstand), R_c 114 (Widerstand einer Batteriezelle oder Widerstand einer externen Leistungsversorgung, z.B. einer Brick-, Lade- oder Leistungsversorgungseinheit), R_b 116 (Batteriefassungswiderstand), R_con 118 (Verbinderwiderstand) oder Rmb 120 (Hauptplatinenwiderstand, wie z.B. Feldeffekttransistoren, Antriebsstrang usw.) veranschaulicht. Eine Höhe solcher Widerstände kann von Faktoren abhängen, welche zum Beispiel die Batteriekonfiguration (beispielsweise eine Anzahl von Batteriezellen in Serie gg. eine Anzahl von parallel geschalteten Batterien), die Qualität und das Design von Komponenten, den Verschleiß, die Temperatur oder den Belastungssprung umfassen. Bei einigen mobilen Systemen oder Client-Systemen kann eine Höhe des Systemwiderstands beispielsweise in einem Bereich von 100 mOhm bis 200 mOhm liegen. Bei einigen mobilen Systemen oder Client-Systemen kann eine Höhe des Systemwiderstands beispielsweise in einem Bereich von 50 mOhm bis 185 mOhm liegen. Bei einigen mobilen Systemen oder Client-Systemen kann eine Höhe des Systemwiderstands beispielsweise in einem Bereich von 110 mOhm bis 180 mOhm liegen.
1 kann als eine konzeptionelle Figur betrachtet werden, welche das Konzept veranschaulicht, dass in einem Computersystem zwischen der Batterie durch die Platine bis zu dem Systemspannungsreglern ein bestimmtes Maß an Widerstand vorliegt und es einen Spannungsabfall über diesen Widerstand gibt. In heutigen Computersystemen gibt es eine Begrenzung, wieviel Strom oder Gesamtsystemleistung verbraucht werden kann, und ein Problem, dass die minimale Spannung des Systems nicht unterschritten werden sollte. Ein Widerstand zwischen einer oder mehreren Batteriezellen und einem oder mehreren Spannungsreglern in einem Computersystem kann zu einem Spannungsabfall (I*R) führen, welcher die Plattform-Spitzenleistung begrenzen kann (insbesondere, wenn die Batterie nicht vollständig geladen ist).
2 veranschaulicht ein System 200 gemäß einigen Ausführungsformen. In einigen Ausführungsformen ist das System 200 ein Leistungsversorgungssystem (zum Beispiel ein mobiles Leistungsversorgungssystem). Das System 200 umfasst einen Eingangsanschluss 202 (zum Beispiel einen USB-Typ-C-Verbinder-, USB-C-PD- und/oder USB-C-Thunderbolt-Anschluss), eine Ladeeinheit 204 (zum Beispiel eine Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit oder HPB-Ladeeinheit oder einen Hybrid-Boost-Wandler oder HPB-Wandler), eine Batterie 206, einen Energiespeicher 208 (zum Beispiel einen Kondensator), eine Systemlast 210, einen Schalter 212 (für welchen zum Beispiel zwei Leistungs-Feldeffekttransistoren oder Leistungs-FETs oder Durchlass-FETs, Q1 und Q2, verwendet werden), und einen Schalter 214 (für welchen zum Beispiel ein Leistungs-Feldeffekttransistor oder Leistungs-FET oder Durchlass-FET verwendet wird). In einigen Ausführungsformen kann die Ladeeinheit 204 zwei Leistungs-Feldeffekttransistoren oder Leistungs-FETs oder Durchlass-FETs, Q3 und Q4, und einen Induktor umfassen. Obwohl die FETs Q3 und Q4 innerhalb der Ladeeinheit 204 und der FET 214 anders dargestellt sind als die FETs Q1 und Q2 des Schalters 212, sei angemerkt, dass in einigen Ausführungsformen alle FETs, die in 2 dargestellt sind, die gleichen sind. Das heißt, in einigen Ausführungsformen können alle FETs in 2 so dargestellt werden, wie die FETs Q1 und Q2 dargestellt sind, und in einigen Ausführungsformen können alle FETs in 2 so dargestellt werden, wie die FETs Q3, Q4 und der FET 214 dargestellt sind.
In einigen Ausführungsformen ist das System 200 ein Hybrid-Power-Boost(HPB)-Ladesystem und die Ladeeinheit 204 ist eine HPB-Ladeeinheit. Die Ladeeinheit 204 kann die Systemlast 210 mit Leistung versorgen und kann die Batterie 206 laden, wenn am Eingangsanschluss 202 ein Adapter angeschlossen ist. Wie in 2 dargestellt, kann eine für Hybrid Power Boost (HPB) konfigurierte Batterieladeeinheit, wie z.B. die Ladeeinheit 204, die Systemleistungsschiene und die Batterie trennen. Im System 200 ist die Systemleistungsschiene direkt mit dem Leistungseingang verbunden (mit zwei Schaltern zum Schutz).
In einigen Ausführungsformen ist die Systemlast 210 ein mobiles Computersystem, wie z.B. u.a. ein Smartphone, ein Tablet, ein Laptop-Computer usw. Die Systemlast 210 kann einen Prozessor, einen Speicher, eine oder mehrere Kommunikationsvorrichtungen usw. sowie andere Komponenten einer Computervorrichtung umfassen, welche den Rest der Plattform bilden und von der wiederaufladbaren Batterie 206 mit Leistung versorgt werden und auch von einer externen Leistungsquelle (in 2 nicht dargestellt) mit Leistung versorgt werden können. In einigen Ausführungsformen kann die Batterie 206 die Systemlast 210 mit Leistung versorgen, wenn keine externe Leistungsquelle verfügbar ist. In einigen Ausführungsformen ist die Batterie 206 ein Lithium-Ionen-Batterie-Pack. In einigen Ausführungsformen können andere wiederaufladbare oder nichtwiederaufladbare Batterien verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 208 die Spannung ergänzen, die der Systemlast 210 von der Batterie 206 bereitgestellt wird. Beispielsweise kann der Energiespeicher 208 eine oder mehrere Komponenten zur Eingangsentkopplung der Ladeeinheit 204 in Form eines oder mehrerer (zum Beispiel in Serie) miteinander gekoppelter Kondensatoren umfassen. Beispielsweise kann der Energiespeicher 208 durch einen oder mehrere einzelne Kondensatoren realisiert werden, die parallel oder in Serie miteinander gekoppelt sind.
In Abhängigkeit von der Batteriekonfiguration kann der Widerstand von den Zellen bis zu dem Spannungsregler(VR)-Eingang variieren (in einigen Ausführungsformen zum Beispiel von 110 mOhm bis 185 mOhm). Der Widerstand kann sich auch ändern, basierend auf der Temperatur, dem Batterieverschleiß und einer Variation zwischen Komponenten. Eine Änderung von 110 mOhm auf 185 mOhm kann zu einem bedeutenden Unterschied in der Spitzenleistung führen, die das System unterstützen kann. In vielen Systemen werden 2S1P- (2 Serie 1 Parallel) und 2S2P-Batteriekonfigurationen (2 Serie 2 Parallel) verwendet, einigen Systemherstellern widerstrebt es jedoch, eine 2S2P-Batteriekonfiguration zu verwenden, aufgrund der höheren Systemkomplexität und der weniger effizienten Nutzung des Batterieraums sowie der höheren Kosten.
3 veranschaulicht ein System 300 gemäß einigen Ausführungsformen. In einigen Ausführungsformen ist das System 300 ein Leistungsversorgungssystem (zum Beispiel ein mobiles Leistungsversorgungssystem). Das System 300 umfasst einen Eingangsanschluss 302 (zum Beispiel einen USB-Typ-C-Verbinder-, USB-C-PD- und/oder USB-C-Thunderbolt-Anschluss), eine Ladeeinheit 304 (zum Beispiel eine Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit oder HPB-Ladeeinheit oder einen Hybrid-Boost-Wandler oder HPB-Wandler), eine Batterie 306, einen Energiespeicher 308 (zum Beispiel einen Kondensator), eine Systemlast 310, einen Schalter 312 (für welchen zum Beispiel ein oder mehrere Leistungs-Feldeffekttransistoren oder Leistungs-FETs oder Durchlass-FETs verwendet werden), einen Schalter 314 (für welchen zum Beispiel ein Leistungs-Feldeffekttransistor oder Leistungs-FET oder Durchlass-FET verwendet wird), einen Schalter 316 (für welchen zum Beispiel ein Leistungs-Feldeffekttransistor oder Leistungs-FET oder Durchlass-FET verwendet wird) und eine Steuerung 320. In einigen Ausführungsformen kann die Ladeeinheit 304 zwei Leistungs-Feldeffekttransistoren oder Leistungs-FETs (oder Durchlass-FETs) und einen Induktor umfassen.
In einigen Ausführungsformen ist das System 300 ein Hybrid-Power-Boost(HPB)-Ladesystem und die Ladeeinheit 304 ist eine HPB-Ladeeinheit. Die Ladeeinheit 304 kann die Systemlast 310 mit Leistung versorgen und kann die Batterie 306 laden, wenn am Eingangsanschluss 302 ein Adapter angeschlossen ist. Wie in 3 dargestellt, kann eine für Hybrid Power Boost (HPB) konfigurierte Batterieladeeinheit, wie z.B. die Ladeeinheit 304, die Systemleistungsschiene und die Batterie trennen. In einigen Ausführungsformen ist die Systemleistungsschiene über die Schalter 312 und 316 mit dem Leistungseingang verbunden.
In einigen Ausführungsformen ist die Systemlast 310 ein mobiles Computersystem, wie z.B. u.a. ein Smartphone, ein Tablet, ein Laptop-Computer usw. Die Systemlast 310 kann einen Prozessor, einen Speicher, eine oder mehrere Kommunikationsvorrichtungen usw. sowie andere Komponenten einer Computervorrichtung umfassen, welche den Rest der Plattform bilden und von der wiederaufladbaren Batterie 306 mit Leistung versorgt werden und auch von einer externen Leistungsquelle (in 3 nicht dargestellt) mit Leistung versorgt werden können. In einigen Ausführungsformen kann die Batterie 306 die Systemlast 310 mit Leistung versorgen, wenn keine externe Leistungsquelle verfügbar ist. In einigen Ausführungsformen ist die Batterie 306 ein Lithium-Ionen-Batterie-Pack. In einigen Ausführungsformen können andere wiederaufladbare oder nichtwiederaufladbare Batterien verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 308 die Spannung ergänzen, die der Systemlast 310 von der Batterie 306 bereitgestellt wird. Beispielsweise kann der Energiespeicher 308 eine oder mehrere Komponenten zur Eingangsentkopplung der Ladeeinheit 304 in Form eines oder mehrerer (zum Beispiel in Serie) miteinander gekoppelter Kondensatoren umfassen. Beispielsweise kann der Energiespeicher 308 durch einen oder mehrere einzelne Kondensatoren realisiert werden, die parallel oder in Serie miteinander gekoppelt sind.
In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 308 die Systemlast 310 mit zusätzlicher Energie versorgen, um die Spannung, die der Systemlast 310 bereitgestellt wird, über dem minimalen Spannungsniveau zu halten. Dies kann geschehen, wenn die von der Batterie 306 bereitgestellte Spannung unter ein vorgegebenes Spannungsniveau fällt. Das vorgegebene Spannungsniveau kann ein Schwellenspannungsniveau sein, welches oberhalb des minimalen Spannungsniveaus des Systems eingestellt ist. Wenn in einem solchen Fall die Spannung unter das Schwellenspannungsniveau fällt, kann der Energiespeicher 308 von der Ladeeinheit 304 genutzt werden, um die Leistung zur Ergänzung der Leistung zu erzeugen, die der Systemlast 310 von der Batterie 306 bereitgestellt wird.
In einigen Ausführungsformen überwacht eine Überwachungs-Hardware (nicht dargestellt) die Spannung und/oder Leistung, die der Systemlast 310 bereitgestellt wird, um zu bestimmen, ob die Spannung unter das vorgegebene Niveau fällt (oder beispielsweise die Leistung die Batteriekapazität überschreitet). In einigen Ausführungsformen überwacht die Spannungsüberwachungs-Hardware die Spannung, mit der die Systemlast 310 und der Energiespeicher 308 von der Batterie 306 versorgt werden. In einigen Ausführungsformen ergänzt die Spannungsüberwachungs-Hardware die Energieversorgung der Systemlast 310, wenn die Spannung, mit der die Systemlast 310 versorgt wird, überwacht von der Spannungsüberwachungs-Hardware, unter ein erstes Schwellenspannungsniveau fällt, welches oberhalb eines minimalen Spannungsniveaus liegt, das zu der Systemlast 310 gehört. In einigen Ausführungsformen kann die Spannungsüberwachung durch separate Hardware realisiert werden, die mit der Ladeeinheit 304, dem Energiespeicher 308 und/oder der Systemlast 310 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen kann die Spannungsüberwachung durch eine Ladeeinheitssteuerung realisiert werden, welche auch ein Signal abgeben kann, wenn die Spannung unter ein vorgegebenes Niveau fällt. In einigen Ausführungsformen kann die Spannungsüberwachung unter Verwendung der Steuerung 320 realisiert werden.
In einigen Ausführungsformen kann statt der Spannung die Stromstärke oder die Leistung überwacht werden (zum Beispiel, um zu bestimmen, ob die der Systemlast 310 bereitgestellte Spannung unter das vorgegebene Niveau gefallen ist oder fallen kann).
In einigen Ausführungsformen kann die Ladeeinheit 304 die Batterie 306 laden und kann bei Gelegenheit den Energiespeicher 308 laden, wenn kein Wechselstromadapter verfügbar ist (zum Beispiel am Eingangsanschluss 302). In einigen Ausführungsformen kann die Ladeeinheit 304 die Batterie 306 und den Energiespeicher 308 laden, wenn die Spannung, die der Systemlast 310 von der Batterie 306 zugeführt wird, über einem zweiten Schwellenniveau liegt, das höher ist als ein anderes (zum Beispiel das erste) Schwellenniveau, das verwendet wird, um die Verwendung des Energiespeichers 308 zur Ergänzung der Leistung an die Systemlast 310 auszulösen. In solchen Ausführungsformen könnte es sein, dass die Ladeeinheit 304 den Energiespeicher 308 nicht lädt, wenn die Spannung, die der Systemlast 310 von der Batterie 306 zugeführt wird, unter dem zweiten Schwellenniveau, aber über dem ersten Schwellenniveau liegt. In einigen Ausführungsformen überwacht die Spannungsüberwachungs-Hardware die Spannung, der Systemlast 310 von der Batterie 306 zugeführt wird, um zu bestimmen, wann die Ladeeinheit 304 den Energiespeicher 308 lädt.
In einigen Ausführungsformen hält die Ladeeinheit 304 eine notwendige Energiemenge in dem Energiespeicher 308, sofern nicht das SoC (oder die CPU) in einen Niedrigleistungsmodus geht und es keine Möglichkeit gibt, dass die Systemlast 310 plötzlich auf ein Niveau steigt, das ausreichend ist, um die Systemspannung unter die minimalen Systemanforderungen fallen zu lassen.
In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 312 benutzt werden, um den Eingangsanschluss 302 von dem System (zum Beispiel von der Ladeeinheit 304 und dem Energiespeicher 308) zu entkoppeln, wenn keine Vorrichtung mit dem Eingangsanschluss 302 verbunden ist.
In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 308 zur Batterie 306 entladen werden, wenn ein Leistungsadapter mit dem Eingangsanschluss 302 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 308 in Reaktion darauf entladen werden, dass ein Leistungsadapter mit dem Eingangsanschluss 302 verbunden wird, aber bevor der Adapter der Systemlast 310 durch den Eingangsanschluss 302 Leistung bereitstellt.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung 320 mit Komponenten des Leistungsversorgungssystems gekoppelt und steuert diese, um zu bestimmen, wann die Energiequelle 308 die Leistung zu ergänzen hat, die der Systemlast 310 von der Batterie 306 bereitgestellt wird, den Energiespeicher 308 zu laden und zu entladen sowie Komponenten des Systems 300 zu speziellen Zeiten zu koppeln und zu entkoppeln. Beispielsweise kann die Steuerung 320 in einigen Ausführungsformen einen oder mehrere (oder alle) der Schalter 312, 314 und/oder 316 steuern.
In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 314 einen oder mehrere Durchlass-FETs (oder Leistungs-FETs) umfassen und kann verwendet werden, um die Batterie 306 von der Systemlast 310 zu entkoppeln. In einigen Ausführungsformen kann zum Beispiel der Schalter 314 benutzt werden, wenn eine externe Leistungsquelle (zum Beispiel ein Leistungsadapter und/oder eine USB-Typ-C-Power-Delivery-Leistungsversorgung) mit dem Eingangsanschluss 302 gekoppelt ist, um die Systemlast 310 mit Leistung zu versorgen.
In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 308 (oder ein Teil des Energiespeichers 308) mit einem Schalter von dem System getrennt werden, um den Leckstrom daraus auf ein Mindestmaß zu beschränken oder um die Notwendigkeit zu vermeiden, ihn vollständig zu entladen, wenn eine Vorrichtung am Eingangsanschluss 302 angeschlossen ist und der Schalter 312 eingeschaltet wird.
In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 316 den Energiespeicher 308 von der Systemlast 310 abriegeln (zum Beispiel, wenn sich das System im Batteriemodus befindet). In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 316 benutzt werden, um die Eingangsentkopplung von der Systemschiene zu trennen.
In einigen Ausführungsformen kann in einem Hybrid-Power-Boost-Ladesystem ein V_min-Aktivschutz (zum Beispiel VAP, Spitzenleistungsschutz usw.) realisiert werden. In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 316 benutzt werden, um das System 300 von der Eingangsentkopplung zu trennen (zum Beispiel, wenn das System 300 und/oder die Ladeeinheit 304 als ein umgekehrter Aufwärtswandler benutzt werden). Die Verwendung des Schalters 316 und/oder die Steuerung des Schalters 316 unter Verwendung einer Steuerung, wie z.B. der Steuerung 320, ermöglicht die Anwendung eines V_min-Aktivschutzes (zum Beispiel VAP, Spitzenleistungsschutz usw.) in einem Hybrid-Power-Boost-System (Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheitssystem oder Hybrid-Boost-Wandlersystem).
In einigen Ausführungsformen ist, wenn ein Adapter mit dem Eingangsanschluss 302 verbunden ist, der Schalter 312 eingeschaltet, und die Spannung des Energiespeichers 308 ist dieselbe wie die Eingangsspannung am Eingangsanschluss 302. Die Systemlast 310 kann direkt mit der Eingangsspannung verbunden sein, der Schalter 314 kann ausgeschaltet sein und die Batterie 306 kann unter Verwendung der Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit 304 mit einer separaten Spannung geladen werden. Wenn kein Adapter mit dem Eingangsanschluss 302 gekoppelt ist, kann der Schalter 312 ausgeschaltet werden und der Schalter 314 kann eingeschaltet werden, so dass die Systemlast 310 direkt mit der Batterie 306 verbunden ist. In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 316 ausgeschaltet werden und der Energiespeicher 308 kann aufgeladen werden, um einen Energiespeicher zu erzeugen, welcher die Fähigkeit aufweisen kann, Systemleistungsspitzen zu glätten. Das heißt, der Energiespeicher 308 könnte als eine Form einer Batterie verwendet werden und das System kann während eines Spitzenleistungsszenarios ergänzt werden. Das heißt, die Batterie 306 kann durch den Energiespeicher 308 ergänzt werden, wenn sich die Batterie einem Niedrigspannungsszenario nähert, welches zu einem Systemausfall führen könnte. Beispielsweise könnte der Energiespeicher 308 auf bis zu 20 V aufgeladen werden und die Ladeeinheit 304 kann die Spannung von 20 V auf die Spannung der Batterie absenken, um die Batterie 306 zu ergänzen. Auf diese Weise kann eine Eingangsentkopplung (zum Beispiel eine Eingangsentkopplung unter Verwendung des Schalters 316 und/oder des Schalters 312) zur Energiespeicherung unter Verwendung der Energiespeichervorrichtung 308 angewendet werden.
4 veranschaulicht ein System 400 gemäß einigen Ausführungsformen. In einigen Ausführungsformen kann das System 400 dasselbe oder ein ähnliches sein wie das System 300. In einigen Ausführungsformen ist das System 400 ein Leistungsversorgungssystem (zum Beispiel ein mobiles Leistungsversorgungssystem). Das System 400 umfasst einen Eingangsanschluss 402 (zum Beispiel einen USB-Typ-C-Verbinder-, USB-C-PD- und/oder USB-C-Thunderbolt-Anschluss), eine Ladeeinheit 404 (zum Beispiel eine Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit oder HPB-Ladeeinheit oder einen Hybrid-Boost-Wandler oder HPB-Wandler), eine Batterie 406, einen Energiespeicher 408 (zum Beispiel einen Kondensator), eine Systemlast 410, einen Schalter 412 (für welchen zum Beispiel Feldeffekttransistoren, wie z.B. Leistungs-FETs oder Durchlass-FETs, Q1 und Q2, verwendet werden), einen Schalter 414 (für welchen zum Beispiel ein Feldeffekttransistor, wie z.B. ein Leistungs-FET oder ein Durchlass-FET, verwendet wird) und einen Schalter 416 (für welchen zum Beispiel ein Feldeffekttransistor, wie z.B. ein Leistungs-FET oder ein Durchlass-FET, Q5, verwendet wird). In einigen Ausführungsformen kann die Ladeeinheit 404 zwei Leistungs-Feldeffekttransistoren oder Leistungs-FETs (oder Durchlass-FETs) Q3 und Q4 und einen Induktor umfassen. Obwohl die FETs Q3 und Q4 innerhalb der Ladeeinheit 404 und der FET 414 anders dargestellt sind als die FETs Q1 und Q2 des Schalters 212 und der FET Q5 416, sei angemerkt, dass in einigen Ausführungsformen alle FETs, die in 4 dargestellt sind, die gleichen sind. Das heißt, in einigen Ausführungsformen können alle FETs in 4 so dargestellt werden, wie die FETs Q1, Q2 und Q5 dargestellt sind, und in einigen Ausführungsformen können alle FETs in 4 so dargestellt werden, wie die FETs Q3, Q4 und der FET 414 dargestellt sind.
In einigen Ausführungsformen ist das System 400 ein Hybrid-Power-Boost(HPB)-Ladesystem und die Ladeeinheit 404 ist eine HPB-Ladeeinheit. Die Ladeeinheit 404 kann die Systemlast 410 mit Leistung versorgen und kann die Batterie 406 laden, wenn am Eingangsanschluss 402 ein Adapter angeschlossen ist. Wie in 4 dargestellt, kann eine für Hybrid Power Boost (HPB) konfigurierte Batterieladeeinheit, wie z.B. die Ladeeinheit 404, die Systemleistungsschiene und die Batterie trennen. In einigen Ausführungsformen ist die Systemleistungsschiene über die Schalter 412 und 416 mit dem Leistungseingang verbunden.
In einigen Ausführungsformen ist die Systemlast 410 ein mobiles Computersystem, wie zum Beispiel u.a. ein Smartphone, ein Tablet, ein Laptop-Computer usw. Die Systemlast 410 kann einen Prozessor, einen Speicher, eine oder mehrere Kommunikationsvorrichtungen usw. sowie andere Komponenten einer Computervorrichtung umfassen, welche den Rest der Plattform bilden und von der wiederaufladbaren Batterie 406 mit Leistung versorgt werden und auch von einer externen Leistungsquelle (in 4 nicht dargestellt) mit Leistung versorgt werden können. In einigen Ausführungsformen kann die Batterie 406 die Systemlast 410 mit Leistung versorgen, wenn keine externe Leistungsquelle verfügbar ist. In einigen Ausführungsformen ist die Batterie 406 ein Lithium-Ionen-Batterie-Pack. In einigen Ausführungsformen können andere wiederaufladbare oder nichtwiederaufladbare Batterien verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 408 die Spannung ergänzen, die der Systemlast 410 von der Batterie 406 bereitgestellt wird. Beispielsweise kann der Energiespeicher 408 eine oder mehrere Komponenten zur Eingangsentkopplung der Ladeeinheit 404 in Form eines oder mehrerer (zum Beispiel in Serie) miteinander gekoppelter Kondensatoren umfassen. Beispielsweise kann der Energiespeicher 408 durch einen oder mehrere einzelne Kondensatoren realisiert werden, die parallel oder in Serie miteinander gekoppelt sind.
In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 408 die Systemlast 410 mit zusätzlicher Energie versorgen, um die Spannung, die der Systemlast 410 bereitgestellt wird, über dem minimalen Spannungsniveau zu halten. Dies kann geschehen, wenn die von der Batterie 406 bereitgestellte Spannung unter ein vorgegebenes Spannungsniveau fällt. Das vorgegebene Spannungsniveau kann ein Schwellenspannungsniveau sein, welches oberhalb des minimalen Spannungsniveaus des Systems eingestellt ist. Wenn in einem solchen Fall die Spannung unter das Schwellenspannungsniveau fällt, kann der Energiespeicher 408 von der Ladeeinheit 404 genutzt werden, um die Leistung zur Ergänzung der Leistung zu erzeugen, die der Systemlast 410 von der Batterie 406 bereitgestellt wird.
In einigen Ausführungsformen überwacht eine Überwachungs-Hardware (nicht dargestellt) die Spannung und/oder Leistung, die der Systemlast 410 bereitgestellt wird, um zu bestimmen, ob die Spannung unter das vorgegebene Niveau fällt (oder beispielsweise die Leistung die Batteriekapazität überschreitet). In einigen Ausführungsformen überwacht die Spannungsüberwachungs-Hardware die Spannung, mit der die Systemlast 410 und der Energiespeicher 408 von der Batterie 406 versorgt werden. In einigen Ausführungsformen ergänzt die Spannungsüberwachungs-Hardware die Energieversorgung der Systemlast 410, wenn die Spannung, mit der die Systemlast 410 versorgt wird, überwacht von der Spannungsüberwachungs-Hardware, unter ein erstes Schwellenspannungsniveau fällt, welches oberhalb eines minimalen Spannungsniveaus liegt, das zu der Systemlast 410 gehört. In einigen Ausführungsformen kann die Spannungsüberwachung durch separate Hardware realisiert werden, die mit der Ladeeinheit 404, dem Energiespeicher 408 und/oder der Systemlast 410 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen kann die Spannungsüberwachung durch eine Ladeeinheitssteuerung realisiert werden, welche auch ein Signal abgeben kann, wenn die Spannung unter ein vorgegebenes Niveau fällt. In einigen Ausführungsformen kann die Spannungsüberwachung unter Verwendung der Steuerung (in 4 nicht dargestellt, kann aber in einigen Ausführungsformen eine Steuerung wie die Steuerung 320 der 3 sein) realisiert werden.
In einigen Ausführungsformen kann statt der Spannung die Stromstärke oder die Leistung überwacht werden (zum Beispiel, um zu bestimmen, ob die der Systemlast 410 bereitgestellte Spannung unter das vorgegebene Niveau gefallen ist oder fallen kann).
In einigen Ausführungsformen kann die Ladeeinheit 404 die Batterie 406 laden und kann bei Gelegenheit den Energiespeicher 408 laden, wenn kein Wechselstromadapter verfügbar ist (zum Beispiel am Eingangsanschluss 402). In einigen Ausführungsformen kann die Ladeeinheit 404 die Batterie 406 und den Energiespeicher 408 laden, wenn die Spannung, die der Systemlast 410 von der Batterie 406 zugeführt wird, über einem zweiten Schwellenniveau liegt, das höher ist als ein anderes (zum Beispiel das erste) Schwellenniveau, das verwendet wird, um die Verwendung des Energiespeichers 408 zur Ergänzung der Leistung an die Systemlast 410 auszulösen. In solchen Ausführungsformen könnte es sein, dass die Ladeeinheit 404 den Energiespeicher 408 nicht lädt, wenn die Spannung, die der Systemlast 410 von der Batterie 406 zugeführt wird, unter dem zweiten Schwellenniveau, aber über dem ersten Schwellenniveau liegt. In einigen Ausführungsformen überwacht die Spannungsüberwachungs-Hardware die Spannung, der Systemlast 410 von der Batterie 406 zugeführt wird, um zu bestimmen, wann die Ladeeinheit 404 den Energiespeicher 408 lädt.
In einigen Ausführungsformen hält die Ladeeinheit 404 eine notwendige Energiemenge in dem Energiespeicher 408, sofern nicht das SoC (oder die CPU) in einen Niedrigleistungsmodus geht und es keine Möglichkeit gibt, dass die Systemlast 410 plötzlich auf ein Niveau steigt, das ausreichend ist, um die Systemspannung unter die minimalen Systemanforderungen fallen zu lassen.
In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 412 benutzt werden, um den Eingangsanschluss 402 von dem System (zum Beispiel von der Ladeeinheit 404 und dem Energiespeicher 408) zu entkoppeln, wenn keine Vorrichtung mit dem Eingangsanschluss 402 verbunden ist.
In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 408 zur Batterie 406 entladen werden, wenn ein Leistungsadapter mit dem Eingangsanschluss 402 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 408 in Reaktion darauf entladen werden, dass ein Leistungsadapter mit dem Eingangsanschluss 402 verbunden wird, aber bevor der Adapter der Systemlast 410 durch den Eingangsanschluss 402 Leistung bereitstellt.
In einigen Ausführungsformen ist eine Steuerung (zum Beispiel eine Steuerung wie die Steuerung 320 der 3) mit Komponenten des Leistungsversorgungssystems gekoppelt und steuert diese, um zu bestimmen, wann die Energiequelle 408 die Leistung zu ergänzen hat, die der Systemlast 410 von der Batterie 406 bereitgestellt wird, den Energiespeicher 408 zu laden und zu entladen sowie Komponenten des Systems 400 zu speziellen Zeiten zu koppeln und zu entkoppeln. Beispielsweise kann die Steuerung in einigen Ausführungsformen einen oder mehrere (oder alle) der Schalter 412, 414 und/oder 416 steuern.
In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 414 einen oder mehrere Durchlass-FETs (oder Leistungs-FETs) umfassen und kann verwendet werden, um die Batterie 406 von der Systemlast 410 zu entkoppeln. In einigen Ausführungsformen kann zum Beispiel der Schalter 414 benutzt werden, wenn eine externe Leistungsquelle (zum Beispiel ein Leistungsadapter und/oder eine USB-Typ-C-Power-Delivery-Leistungsversorgung) mit dem Eingangsanschluss 402 gekoppelt ist, um die Systemlast 410 mit Leistung zu versorgen.
In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 408 (oder ein Teil des Energiespeichers 408) mit einem Schalter von dem System getrennt werden, um den Leckstrom daraus auf ein Mindestmaß zu beschränken oder um eine Notwendigkeit zu vermeiden, ihn vollständig zu entladen, wenn eine Vorrichtung am Eingangsanschluss 402 angeschlossen ist und der Schalter 412 eingeschaltet wird.
In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 416 den Energiespeicher 408 von der Systemlast 410 abriegeln (zum Beispiel, wenn sich das System im Batteriemodus befindet). In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 416 benutzt werden, um die Eingangsentkopplung von der Systemschiene zu trennen.
In einigen Ausführungsformen kann in einem Hybrid-Power-Boost-Ladesystem ein V_min-Aktivschutz (zum Beispiel VAP, Spitzenleistungsschutz usw.) realisiert werden. In einigen Ausführungsformen kann der FET Q5 416 benutzt werden, um das System 400 von der Eingangsentkopplung zu trennen (zum Beispiel, wenn das System 400 und/oder die Ladeeinheit 404 als ein umgekehrter Aufwärtswandler benutzt werden). Die Verwendung des FET Q5 416 und/oder die Steuerung des Schalters 416 unter Verwendung einer Steuerung, wie z.B. der Steuerung 320, ermöglicht die Anwendung eines V_min-Aktivschutzes (zum Beispiel VAP, Spitzenleistungsschutz usw.) in einem Hybrid-Power-Boost-System (Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheitssystem oder Hybrid-Boost-Wandlersystem).
In einigen Ausführungsformen ist, wenn ein Adapter mit dem Eingangsanschluss 402 verbunden ist, die FETs Q1 und Q2 des Schalters 412 eingeschaltet, und die Spannung des Energiespeichers 408 ist dieselbe wie die Eingangsspannung am Eingangsanschluss 402. Die Systemlast 410 kann direkt mit der Eingangsspannung verbunden sein, der FET 414 kann ausgeschaltet sein und die Batterie 406 kann unter Verwendung der Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit 404 mit einer separaten Spannung geladen werden. Wenn kein Adapter mit dem Eingangsanschluss 402 gekoppelt ist, können die FETs Q1 und Q2 ausgeschaltet werden und der FET 414 kann eingeschaltet werden, so dass die Systemlast 410 direkt mit der Batterie 406 verbunden ist. In einigen Ausführungsformen kann der FET Q5 416 ausgeschaltet werden und der Energiespeicher 408 kann aufgeladen werden, um einen Energiespeicher zu erzeugen, welcher die Fähigkeit aufweisen kann, Systemleistungsspitzen zu glätten. Das heißt, der Energiespeicher 408 könnte als eine Form einer Batterie verwendet werden und das System kann während eines Spitzenleistungsszenarios ergänzt werden. Das heißt, die Batterie 406 kann durch den Energiespeicher 408 ergänzt werden, wenn sich die Batterie einem Niedrigspannungsszenario nähert, welches zu einem Systemausfall führen könnte. Beispielsweise könnte der Energiespeicher 408 auf bis zu 20 V aufgeladen werden und die Ladeeinheit 404 kann die Spannung von 20 V auf die Spannung der Batterie absenken, um die Batterie 406 zu ergänzen. Auf diese Weise kann eine Eingangsentkopplung (zum Beispiel eine Eingangsentkopplung unter Verwendung des FET Q5 416 und/oder des Schalters 412) zur Energiespeicherung unter Verwendung der Energiespeichervorrichtung 408 angewendet werden.
5 veranschaulicht ein System 500 gemäß einigen Ausführungsformen. In einigen Ausführungsformen kann das System 500 dasselbe oder ein ähnliches sein wie das System 300. In einigen Ausführungsformen kann das System 500 ein ähnliches sein wie das System 400. In einigen Ausführungsformen ist das System 500 ein Leistungsversorgungssystem (zum Beispiel ein mobiles Leistungsversorgungssystem). Das System 500 umfasst einen Eingangsanschluss 502 (zum Beispiel einen USB-Typ-C-Verbinder-, USB-C-PD- und/oder USB-C-Thunderbolt-Anschluss), eine Ladeeinheit 504 (zum Beispiel eine Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit oder HPB-Ladeeinheit oder einen Hybrid-Boost-Wandler oder HPB-Wandler), eine Batterie 506, einen Energiespeicher 508 (zum Beispiel einen Kondensator), eine Systemlast 510, einen Schalter 512 (für welchen zum Beispiel ein Durchlass-Feldeffekttransistor oder Leistungs-FET, Q2, verwendet wird), einen Schalter 514 (für welchen zum Beispiel ein Feldeffekttransistor, wie z.B. ein Durchlass-FET oder Leistungs-FET, verwendet wird) und einen Schalter 516 (für welchen zum Beispiel ein Feldeffekttransistor, wie z.B. ein Durchlass-FET oder Leistungs-FET, Q5, verwendet wird). In einigen Ausführungsformen kann die Ladeeinheit 404 zwei Leistungs-Feldeffekttransistoren Q3 und Q4 (z.B. Durchlass-FETs oder Leistungs-FETs) und einen Induktor umfassen. Obwohl die FETs Q3 und Q4 innerhalb der Ladeeinheit 504 und der FET 514 anders dargestellt sind als der FET Q2 des Schalters 512 und der FET Q1 516, sei angemerkt, dass in einigen Ausführungsformen alle FETs, die in 5 dargestellt sind, die gleichen sind. Das heißt, in einigen Ausführungsformen können alle FETs in 5 so dargestellt werden, wie die FETs Q1 und Q2 dargestellt sind, und in einigen Ausführungsformen können alle FETs in 5 so dargestellt werden, wie die FETs Q3, Q4 und der FET 514 dargestellt sind.
In einigen Ausführungsformen ist das System 500 ein Hybrid-Power-Boost(HPB)-Ladesystem und die Ladeeinheit 504 ist eine HPB-Ladeeinheit. Die Ladeeinheit 504 kann die Systemlast 510 mit Leistung versorgen und kann die Batterie 506 laden, wenn am Eingangsanschluss 502 ein Adapter angeschlossen ist. Wie in 5 dargestellt, kann eine für Hybrid Power Boost (HPB) konfigurierte Batterieladeeinheit, wie z.B. die Ladeeinheit 504, die Systemleistungsschiene und die Batterie trennen. In einigen Ausführungsformen ist die Systemleistungsschiene über die Schalter 512 und 516 mit dem Leistungseingang verbunden.
In einigen Ausführungsformen ist die Systemlast 510 ein mobiles Computersystem, wie zum Beispiel u.a. ein Smartphone, ein Tablet, ein Laptop-Computer usw. Die Systemlast 510 kann einen Prozessor, einen Speicher, eine oder mehrere Kommunikationsvorrichtungen usw. sowie andere Komponenten einer Computervorrichtung umfassen, welche den Rest der Plattform bilden und von der wiederaufladbaren Batterie 506 mit Leistung versorgt werden und auch von einer externen Leistungsquelle (in 5 nicht dargestellt) mit Leistung versorgt werden können. In einigen Ausführungsformen kann die Batterie 506 die Systemlast 510 mit Leistung versorgen, wenn keine externe Leistungsquelle verfügbar ist. In einigen Ausführungsformen ist die Batterie 506 ein Lithium-Ionen-Batterie-Pack. In einigen Ausführungsformen können andere wiederaufladbare oder nichtwiederaufladbare Batterien verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 508 die Spannung ergänzen, die der Systemlast 510 von der Batterie 506 bereitgestellt wird. Beispielsweise kann der Energiespeicher 508 eine oder mehrere Komponenten zur Eingangsentkopplung der Ladeeinheit 504 in Form eines oder mehrerer (zum Beispiel in Serie) miteinander gekoppelter Kondensatoren umfassen. Beispielsweise kann der Energiespeicher 508 durch einen oder mehrere einzelne Kondensatoren realisiert werden, die parallel oder in Serie miteinander gekoppelt sind.
In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 508 die Systemlast 510 mit zusätzlicher Energie versorgen, um die Spannung, die der Systemlast 510 bereitgestellt wird, über dem minimalen Spannungsniveau zu halten. Dies kann geschehen, wenn die von der Batterie 506 bereitgestellte Spannung unter ein vorgegebenes Spannungsniveau fällt. Das vorgegebene Spannungsniveau kann ein Schwellenspannungsniveau sein, welches oberhalb des minimalen Spannungsniveaus des Systems eingestellt ist. Wenn in einem solchen Fall die Spannung unter das Schwellenspannungsniveau fällt, kann der Energiespeicher 508 von der Ladeeinheit 504 genutzt werden, um die Leistung zur Ergänzung der Leistung zu erzeugen, die der Systemlast 510 von der Batterie 506 bereitgestellt wird.
In einigen Ausführungsformen überwacht eine Überwachungs-Hardware (nicht dargestellt) die Spannung und/oder Leistung, die der Systemlast 510 bereitgestellt wird, um zu bestimmen, ob die Spannung unter das vorgegebene Niveau fällt (oder beispielsweise die Leistung die Batteriekapazität überschreitet). In einigen Ausführungsformen überwacht die Spannungsüberwachungs-Hardware die Spannung, mit der die Systemlast 510 und der Energiespeicher 508 von der Batterie 506 versorgt werden. In einigen Ausführungsformen ergänzt die Spannungsüberwachungs-Hardware die Energieversorgung der Systemlast 510, wenn die Spannung, mit der die Systemlast 510 versorgt wird, überwacht von der Spannungsüberwachungs-Hardware, unter ein erstes Schwellenspannungsniveau fällt, welches oberhalb eines minimalen Spannungsniveaus liegt, das zu der Systemlast 510 gehört. In einigen Ausführungsformen kann die Spannungsüberwachung durch separate Hardware realisiert werden, die mit der Ladeeinheit 504, dem Energiespeicher 508 und/oder der Systemlast 510 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen kann die Spannungsüberwachung durch eine Ladeeinheitssteuerung realisiert werden, welche auch ein Signal abgeben kann, wenn die Spannung unter ein vorgegebenes Niveau fällt. In einigen Ausführungsformen kann die Spannungsüberwachung unter Verwendung der Steuerung (in 5 nicht dargestellt, kann aber in einigen Ausführungsformen eine Steuerung wie die Steuerung 320 der 3 sein) realisiert werden.
In einigen Ausführungsformen kann statt der Spannung die Stromstärke oder die Leistung überwacht werden (zum Beispiel, um zu bestimmen, ob die der Systemlast 510 bereitgestellte Spannung unter das vorgegebene Niveau gefallen ist oder fallen kann).
In einigen Ausführungsformen kann die Ladeeinheit 504 die Batterie 506 laden und kann bei Gelegenheit den Energiespeicher 508 laden, wenn kein Wechselstromadapter verfügbar ist (zum Beispiel am Eingangsanschluss 502). In einigen Ausführungsformen kann die Ladeeinheit 504 die Batterie 506 und den Energiespeicher 508 laden, wenn die Spannung, die der Systemlast 510 von der Batterie 506 zugeführt wird, über einem zweiten Schwellenniveau liegt, das höher ist als ein anderes (zum Beispiel das erste) Schwellenniveau, das verwendet wird, um die Verwendung des Energiespeichers 508 zur Ergänzung der Leistung an die Systemlast 510 auszulösen. In solchen Ausführungsformen könnte es sein, dass die Ladeeinheit 504 den Energiespeicher 508 nicht lädt, wenn die Spannung, die der Systemlast 510 von der Batterie 506 zugeführt wird, unter dem zweiten Schwellenniveau, aber über dem ersten Schwellenniveau liegt. In einigen Ausführungsformen überwacht die Spannungsüberwachungs-Hardware die Spannung, der Systemlast 510 von der Batterie 506 zugeführt wird, um zu bestimmen, wann die Ladeeinheit 504 den Energiespeicher 508 lädt.
In einigen Ausführungsformen hält die Ladeeinheit 504 eine notwendige Energiemenge in dem Energiespeicher 508, sofern nicht das SoC (oder die CPU) in einen Niedrigleistungsmodus geht und es keine Möglichkeit gibt, dass die Systemlast 510 plötzlich auf ein Niveau steigt, das ausreichend ist, um die Systemspannung unter die minimalen Systemanforderungen fallen zu lassen.
In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 512 benutzt werden, um den Eingangsanschluss 502 von dem System (zum Beispiel von der Ladeeinheit 504 und dem Energiespeicher 508) zu entkoppeln, wenn keine Vorrichtung mit dem Eingangsanschluss 502 verbunden ist.
In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 508 zur Batterie 506 entladen werden, wenn ein Leistungsadapter mit dem Eingangsanschluss 502 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 508 in Reaktion darauf entladen werden, dass ein Leistungsadapter mit dem Eingangsanschluss 502 verbunden wird, aber bevor der Adapter der Systemlast 510 durch den Eingangsanschluss 502 Leistung bereitstellt.
In einigen Ausführungsformen ist eine Steuerung (zum Beispiel eine Steuerung wie die Steuerung 320 der 3) mit Komponenten des Leistungsversorgungssystems gekoppelt und steuert diese, um zu bestimmen, wann die Energiequelle 508 die Leistung zu ergänzen hat, die der Systemlast 510 von der Batterie 506 bereitgestellt wird, den Energiespeicher 508 zu laden und zu entladen sowie Komponenten des Systems 500 zu speziellen Zeiten zu koppeln und zu entkoppeln. Beispielsweise kann die Steuerung in einigen Ausführungsformen einen oder mehrere (oder alle) der Schalter 512, 514 und/oder 516 steuern.
In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 514 einen oder mehrere Durchlass-FETs (oder Leistungs-FETs) umfassen und kann verwendet werden, um die Batterie 506 von der Systemlast 510 zu entkoppeln. In einigen Ausführungsformen kann zum Beispiel der Schalter 514 benutzt werden, wenn eine externe Leistungsquelle (zum Beispiel ein Leistungsadapter und/oder eine USB-Typ-C-Power-Delivery-Leistungsversorgung) mit dem Eingangsanschluss 502 gekoppelt ist, um die Systemlast 510 mit Leistung zu versorgen.
In einigen Ausführungsformen kann der Energiespeicher 508 (oder ein Teil des Energiespeichers 508) mit einem Schalter von dem System getrennt werden, um den Leckstrom daraus auf ein Mindestmaß zu beschränken oder um eine Notwendigkeit zu vermeiden, ihn vollständig zu entladen, wenn eine Vorrichtung am Eingangsanschluss 502 angeschlossen ist und der Schalter 512 eingeschaltet wird.
In einigen Ausführungsformen kann in einem Hybrid-Power-Boost-Ladesystem ein V_min-Aktivschutz (zum Beispiel VAP, Spitzenleistungsschutz usw.) realisiert werden. In einigen Ausführungsformen kann der FET Q1 516 benutzt werden, um das System 500 von der Eingangsentkopplung zu trennen (zum Beispiel, wenn das System 500 und/oder die Ladeeinheit 504 als ein umgekehrter Aufwärtswandler benutzt werden). Die Verwendung des FET Q1 516 und/oder die Steuerung des Schalters 516 unter Verwendung einer Steuerung, wie z.B. der Steuerung 320, ermöglicht die Anwendung eines V_min-Aktivschutzes (zum Beispiel VAP, Spitzenleistungsschutz usw.) in einem Hybrid-Power-Boost-System (Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheitssystem oder Hybrid-Boost-Wandlersystem).
In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 516 den Energiespeicher 508 von der Systemlast 510 abriegeln (zum Beispiel, wenn sich das System im Batteriemodus befindet). In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 516 benutzt werden, um die Eingangsentkopplung von der Systemschiene zu trennen. In einigen Ausführungsformen ist das System 500 kosten- und flächensparend im Vergleich zum System 400, da es einen FET (zum Beispiel Leistungs-FET oder Durchlass-FET) weniger benötigt. In einigen Ausführungsformen umfasst der Schalter 512 einen FET Q2 und der Schalter 516 umfasst einen FET Q1. Der FET Q1 kann den Energiespeicher 508 von der Systemlast 510 abriegeln, wenn im Batteriemodus.
In einigen Ausführungsformen ist, wenn ein Adapter mit dem Eingangsanschluss 502 verbunden ist, der FET Q2 des Schalters 512 eingeschaltet, und die Spannung des Energiespeichers 508 ist dieselbe wie die Eingangsspannung am Eingangsanschluss 502. Die Systemlast 510 kann direkt mit der Eingangsspannung verbunden sein, der FET 514 kann ausgeschaltet sein und die Batterie 506 kann unter Verwendung der Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit 504 mit einer separaten Spannung geladen werden. Wenn kein Adapter mit dem Eingangsanschluss 502 gekoppelt ist, kann der FETs Q2 ausgeschaltet werden und der FET 514 kann eingeschaltet werden, so dass die Systemlast 510 direkt mit der Batterie 506 verbunden ist. In einigen Ausführungsformen kann der FET Q1 516 ausgeschaltet werden und der Energiespeicher 508 kann aufgeladen werden, um einen Energiespeicher zu erzeugen, welcher die Fähigkeit aufweisen kann, Systemleistungsspitzen zu glätten. Das heißt, der Energiespeicher 508 könnte als eine Form einer Batterie verwendet werden und das System kann während eines Spitzenleistungsszenarios ergänzt werden. Das heißt, die Batterie 506 kann durch den Energiespeicher 508 ergänzt werden, wenn sich die Batterie einem Niedrigspannungsszenario nähert, welches zu einem Systemausfall führen könnte. Beispielsweise könnte der Energiespeicher 508 auf bis zu 20 V aufgeladen werden und die Ladeeinheit 504 kann die Spannung von 20 V auf die Spannung der Batterie absenken, um die Batterie 506 zu ergänzen. Auf diese Weise kann eine Eingangsentkopplung (zum Beispiel eine Eingangsentkopplung unter Verwendung des FET Q1 516 und/oder des Schalters 512) zur Energiespeicherung unter Verwendung der Energiespeichervorrichtung 508 angewendet werden.
In einigen Ausführungsformen (z.B. im System 300, im System 400 und im System 500) ist die Eingangsentkopplung von der Systemschiene getrennt. Dies kann ermöglichen, dass durch die Eingangsentkopplung Energie für eine mögliche Spitzenleistungssituation gespeichert wird, welche bewirkt, dass die Spannung des Systems unter die Minimalspannungs-Bemessungshöhe der VRs oder der PMIC fällt, und kann eine sehr hohe Spitzenleistung ermöglichen.
In einigen Ausführungsformen kann eine für Hybrid Power Boost (HPB) konfigurierte Batterieladeeinheit mit Spitzenleistungsschutz realisiert werden (zum Beispiel mit V_min-Aktivschutz oder VAP). In HPB-Batterieladeeinheits-Konfigurationen (wie zum Beispiel im System 200, im System 300, im System 400 und/oder im System 500) können die Systemleistungsschiene und die Batterie getrennt sein. Die Systemleistungsschiene kann direkt mit dem Leistungseingang verbunden sein (zum Beispiel mit zwei Schaltern zum Schutz). In einigen Ausführungsformen (zum Beispiel im System 300, im System 400 und/oder im System 500) ist die Eingangsentkopplung von der Systemschiene getrennt.
In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere der Ladeeinheiten, die hierin veranschaulicht und/oder beschrieben werden (zum Beispiel die Ladeeinheit 304, die Ladeeinheit 404 und/oder die Ladeeinheit 504), einen Modus wie einen Schutzbereitschaftsmodus umfassen. In diesem Modus lädt die Ladeeinheit (in einigen Ausführungsformen mit Eingabe von der Steuerung 320) den Eingangskondensator (lädt zum Beispiel den Energiespeicher 308, den Energiespeicher 408 und/oder den Energiespeicher 508), wenn sich das System in einem High-Modus (zum Beispiel einem Modus S0) befindet. In einigen Ausführungsformen kann zum Beispiel der Eingangskondensator (Energiespeicher) auf 20 V geladen werden, wenn sich das System in dem High-Modus befindet. Dies kann dazu beitragen, in der Zukunft die Batterieleistung an die Systemlast zu ergänzen. In einigen Ausführungsformen halten außerdem die Ladeeinheit und/oder die Steuerung den Energiespeicher in einem geladenen Zustand und gleichen einen möglichen Leckstrom in dem Energiespeicher aus.
In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere der Ladeeinheiten, die hierin veranschaulicht und/oder beschrieben werden (zum Beispiel die Ladeeinheit 304, die Ladeeinheit 404 und/oder die Ladeeinheit 504), einen Modus wie einen Schutzmodus umfassen. In diesem Modus erfassen die Ladeeinheit und/oder die Steuerung und/oder die Überwachungs-Hardware einen Systemspannungsabfall auf eine Schwellenspannung und ergänzen die Batterie, um zu verhindern, dass die Spannung unter das zulässige Minimalniveau fällt. In einigen Ausführungsformen beginnt die Ladeeinheit den Betrieb und die Ladeeinheit und/oder die Steuerung übertragen die Energie, die im Energiespeicher gespeichert ist, zu der Systemlast. In einigen Ausführungsformen ist der Schutzmodus der Ladeeinheit deaktiviert, wenn sich die CPU in einem Niedrigleistungsmodus befindet (zum Beispiel in einem Modus S0i3 oder einem der Modi S3 bis S5).
In einigen Ausführungsformen kann, wenn ein Adapter oder eine Senke mit einem Eingangsanschluss, wie zum Beispiel einem USB-C-Anschluss, verbunden ist, der Energiespeicher (zum Beispiel der Kondensator) zur Batterie entladen werden oder kann durch FETs (zum Beispiel durch die FETs Q1 und/oder Q2 in 4 und/oder 5) langsam zum Eingangsanschluss (zum Beispiel zum USB-Typ-C-Anschluss) entladen werden.
In einigen Ausführungsformen können die Ladeeinheiten 204, 304, 404 und 504 Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheiten (oder Hybrid-Power-Boost-Wandler) sein. Beispielsweise kann ein Schalter wie der Schalter 314 (zum Beispiel ein Feldeffekttransistor wie der FET 214, 414, 514) zwischen der Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit (und/oder einem Induktor der Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit) und der Systemlast enthalten sein. Auf diese Weise kann die Systemlast (oder die Systemschiene) eine andere Spannung aufweisen als die Batterie und die Batterie muss nicht immer mit der Systemlast verbunden sein. In einigen Ausführungsformen kann das Laden unter Verwendung des Schalters 214, 314, 414, 514 (und/oder Steuern dieses Schalters unter Verwendung einer Steuerung wie der Steuerung 320 und/oder unter Verwendung der Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit) beginnen, indem das System geladen wird, bevor die Batterie geladen wird. In einigen Ausführungsformen kann das Laden unter Verwendung des Schalters 214, 314, 414, 514 (und/oder Steuern dieses Schalters unter Verwendung einer Steuerung wie der Steuerung 320 und/oder unter Verwendung der Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit) beginnen, indem die Batterie geladen wird, bevor das System geladen wird.
In einigen Ausführungsformen kann der V_min-Aktivschutz (zum Beispiel VAP, Spitzenleistungsschutz usw.) in einem Hybrid-Power-Boost-Ladesystem realisiert werden. In einigen Ausführungsformen kann der Schalter 316, der Schalter 416 (FET Q5 416) oder der Schalter 516 (FET Q1 516) verwendet werden, um das System von der Eingangsentkopplung zu trennen (zum Beispiel, wenn das System und/oder die Ladeeinheit als ein umgekehrter Aufwärtswandler verwendet werden). Die Verwendung (und/oder Steuerung) des Schalters 316, 416 und/oder 516 ermöglicht die Anwendung des V_min-Aktivschutzes (zum Beispiel VAP, Spitzenleistungsschutz usw.) in einem Hybrid-Power-Boost-System (Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheitssystem oder Hybrid-Power-Boost-Wandlersystem).
6 veranschaulicht eine Steuerung 600 gemäß einigen Ausführungsformen. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung 600 die gleiche oder eine ähnliche wie die Steuerung 320. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung 600 eine Batteriesteuerung. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung 600 eines oder mehreres aus einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem digitalen Signalprozessor (DSP), einem feldprogrammierbaren Gate-Array (FPGA), einem Prozessor usw., einschließlich einiger oder aller der funktionalen Blöcke in 6. In einigen Ausführungsformen ist die gesamte oder ein Teil der Steuerung 600 in Software realisiert, welche auf einem Speicher (zum Beispiel dem Speicher 420) gespeichert ist und zum Beispiel von einem Prozessor oder einem Mikrocontroller (zum Beispiel dem Mikrocontroller/Prozessor 610) ausgeführt wird. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 600 zum Beispiel eine Steuer-IC sein. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 6909 Teil einer Leistungsverwaltungs-IC (PMIC) sein. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 600 Teil einer Kraftstoffanzeige sein. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 600 Teil eines Batterieverwaltungssystems sein.
Die Steuerung 600 ist über eine Schnittstelle 680 mit der Batterie 606 verbunden. Die Schnittstelle 680 kann eine physische Schnittstelle zum Einspeisen von Leistung und Masse umfassen. In einigen Ausführungsformen umfasst die Schnittstelle 680 eine Datenschnittstelle.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Steuerung einen Prozessor oder Mikrocontroller 610, einen Speicher 620 und eine Batterieleistungs-Ergänzungslogik 630. In einigen Ausführungsformen bestimmt die Batterieleistungs-Ergänzungslogik 630, ob die Leistung, die von der Batterie des Leistungsversorgungssystems bereitgestellt wird, von dem Energiespeicher zu ergänzen ist oder nicht. In einigen Ausführungsformen umfasst die Batterieleistungs-Ergänzungslogik 630 ein Spannungsergänzungsmodul 630A, welches bestimmen kann, ob die von der Batterie bereitgestellte Leistung zu ergänzen ist, zum Beispiel basierend auf der Spannung, die der Systemlast aktuell bereitgestellt wird. Dies kann auf einer Spannungsüberwachungs-Hardware basieren, welche dem Spannungsergänzungsmodul 430A Spannungsmessungen bereitstellt. In einigen Ausführungsformen kann dann, wenn die Spannung unter einen Schwellenwert oder ein anderes vorgegebenes Niveau fällt, aber noch über dem Spannungsminimum des Systems liegt, das Spannungsergänzungsmodul 430A auslösen und steuern, dass das Leistungsversorgungssystem die Leistung, die von der Batterie bereitgestellt wird, durch Leistung aus dem Energiespeicher ergänzt. Diese Steuerung kann Ein-/Ausschalten von Schaltern in dem Leistungsverteilungssystem (zum Beispiel Schaltern 670, welche beispielsweise einen oder mehrere beliebige der Schalter des Systems 200, 300, 400 und/oder 500 umfassen können) umfassen, um zu ermöglichen, dass Leistung zu der Systemlast oder zum Energiespeicher fließt, und/oder um andere Komponenten in dem System zu schützen, die Systemlast von der Batterie zu entkoppeln usw.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Batterieleistungs-Ergänzungslogik 630 ein Energiespeicher-Lade- und Entlademodul 630B, welches Komponenten in einem Hybrid-Power-Boost-Ladesystem steuern kann, wie zum Beispiel im System 200, 300, 400 und/oder 500, um zu bewirken, dass der Energiespeicher bei Gelegenheit geladen wird und zu anderen Zeiten entladen und/oder deaktiviert wird.
Die Steuerung 600 kann außerdem eine Modus-Auswahleinheit 640 umfassen, welche bestimmt, wann in einen bestimmten Modus einzutreten ist, wie z.B. in den Schutzmodus oder in den Schutzbereitschaftsmodus, wie hierin beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann die Modus-Auswahleinheit 640 einen Eintritt in den Schutzmodus auslösen, wenn die Systemspannung unter einen vorgegebenen Schwellenwert fällt. In einigen Ausführungsformen kann die Modus-Auswahleinheit 640 einen Eintritt in den Schutzbereitschaftsmodus auslösen, um zu bewirken, dass die Steuerung 600 der Batterieladeeinheit signalisiert, den Energiespeicher zu laden, um das Leistungsversorgungssystem für einen möglichen zukünftigen Eintritt in den Schutzmodus vorzubereiten.
Obwohl in 6 nicht dargestellt, kann die Steuerung 600 Analog-digital-Wandler (ADCs), Filter und einen digitalen Verstärker umfassen. Einer oder mehrere der ADCs, der Filter und des digitalen Verstärkers können beispielsweise eine ASIC, ein DSP, ein FPGA, ein Prozessor usw. sein. Diese Elemente können verwendet werden, um eine analoge Messung (zum Beispiel Batteriestrom und Spannung) in einen digitalen Wert zur Verwendung in dem Batterielade-Steuerverfahren umzuwandeln. Der digitale Verstärker kann ein Differenzverstärker sein, welcher ein analoges Signal erzeugt, das auf dem Spannungsabfall über die Batterie basiert (zum Beispiel der Differenz in den Spannungswerten zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss der Batterie), welches dann unter Verwendung des ADC und des Filters in einen gefilterten digitalen Wert umgewandelt wird.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Steuerung 600 eine Batterieladeeinheit 650 zum Laden der Batterie unter Verwendung eines Stroms aus einer Leistungsversorgung.
In einigen Ausführungsformen kann ein kritisches Spannungsniveau der Systemspannungen, wenn der Schutz aktiviert ist, von der systemeingebetteten Steuerung, der Kraftstoffanzeige oder dem SoC eingestellt werden. Die Einstellung kann basierend auf dem Ladezustand der Batterie, Leistungsspitzenprojektionen des SoC oder des Rests der Plattform, einer Systemimpedanz oder Änderungen der Systemeingangsentkopplung, einer minimalen Systemspannung usw. erfolgen.
In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 600 eine Schaltersteuerung oder eine beliebige andere hierin beschriebene Steuerung realisieren. Beispielsweise kann die Steuerung 600 (und/oder die Steuerung 320) in einigen Ausführungsformen den Ablauf 700 der 7 realisieren.
7 veranschaulicht einen Ablauf 700 gemäß einigen Ausführungsformen. In einigen Ausführungsformen ist der Ablauf 700 ein Ablauf für ein Hybrid-Power-Ladesystem mit Spitzenleistungsschutz. Bei 702 wird eine Entscheidung getroffen, ob eine Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss des Systems verbunden ist. Wenn eine Vorrichtung verbunden ist, wird bei 704 eine Systemlast mit dem Eingang verbunden (zum Beispiel unter Verwendung von Schaltern und/oder FETs und/oder Steuerung davon, wie hierin veranschaulicht und beschrieben) . Dann wird bei 706 die Batterie mit einer Spannung geladen, die von der Eingangsspannung getrennt ist, und der Ablauf wird bei 702 fortgesetzt. Wenn bei 702 keine Vorrichtung mit dem Eingangsanschluss verbunden ist, wird die Systemlast bei 708 mit einer Batterie verbunden (zum Beispiel unter Verwendung von Schaltern und/oder FETs und/oder Steuerung davon, wie hierin veranschaulicht und beschrieben). Anschließend wird bei 710 ein Energiespeicher geladen. Bei 712 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob ein Niedrigspannungsszenario auftritt (oder kurz davor ist, aufzutreten). Wenn bei 712 kein Niedrigspannungsszenario vorliegt, wird der Ablauf bei 702 fortgesetzt. Wenn bei 712 ein Niedrigspannungsszenario vorliegt, wird die Batterie bei 714 mit der geladenen Energiequelle (dem Energiespeicher) ergänzt, bis das Niedrigspannungsszenario nicht mehr vorliegt. Der Ablauf 700 zeigt eine Ausführungsform und viele andere Ausführungsformen umfassen einen ähnlichen und/oder anderen Ablauf.
8 ist ein Blockschaubild eines Beispiels für eine Computervorrichtung 700, welche zum Beispiel Hybrid Power Boost, Spitzenleistungsschutz und/oder beliebige andere Techniken umfassen kann, die hierin beschrieben und/oder veranschaulicht werden, gemäß einigen Ausführungsformen. In einigen Ausführungsformen können ein beliebiger Teil der Schaltungen oder Systeme, die in einer oder mehreren der Figuren veranschaulicht werden, und eine beliebige der hierin beschriebenen Ausführungsformen in der Computervorrichtung 800 enthalten sein oder von dieser realisiert werden. Die Computervorrichtung 800 kann zum Beispiel unter anderem eine Computervorrichtung, eine tragbare Vorrichtung, eine am Körper tragbare Vorrichtung, eine Internet-der-Dinge(Internet-of-Things, IoT)-Vorrichtung, ein Mobiltelefon, eine mobile Vorrichtung, ein Handgerät, ein Laptop-Computer, ein Desktop-Computer oder ein Tablet-Computer sein. Die Computervorrichtung 800 kann einen Prozessor 802, der dafür geeignet ist, gespeicherte Befehle auszuführen, sowie eine Speichervorrichtung 804 (oder Speicherungsvorrichtung 804) umfassen, welche Befehle speichert, die von dem Prozessor 802 ausführbar sind. Bei dem Prozessor 802 kann es sich um einen Einkernprozessor, einen Mehkernprozessor, einen Rechen-Cluster oder eine beliebige Anzahl anderer Konfigurationen handeln. Beispielsweise kann der Prozessor 802 ein Intel®-Prozessor sein, z.B. ein Intel®-Celeron-, -Pentium-, -Core-, -Core-i3-, -Core-i5- oder -Core-i7-Prozessor sein. In einigen Ausführungsformen kann der Prozessor 802 ein Prozessor auf Intel-x86®-Basis sein. In einigen Ausführungsformen kann der Prozessor 802 ein Prozessor auf ARM-Basis sein. Die Speichervorrichtung 804 kann eine Speichervorrichtung (memory device) oder eine Speicherungsvorrichtung (storage device) sein und kann flüchtigen Speicher, nichtflüchtigen Speicher, Direktzugriffsspeicher, Nur-Lese-Speicher, Flash-Speicher oder beliebige andere geeignete Speicher- oder Speicherungssysteme umfassen. Die Befehle, die von dem Prozessor 702 ausgeführt werden, können auch verwendet werden, um Hybrid-Power-Boost-Laden und/oder -Wandlung, Spitzenleistungsverwaltung, Spitzenleistungsschutz usw. zu realisieren, wie in der vorliegenden Beschreibung beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann der Prozessor 802 die gleichen oder ähnliche Merkmale oder Funktionalitäten umfassen wie zum Beispiel verschiedene Steuerungen in der vorliegenden Offenbarung (zum Beispiel die Steuerung 320 oder die Steuerung 600).
Der Prozessor 802 kann auch über die Systemverbindung 806 (z.B. PCI®, PCI-Express®, NuBus usw.) mit einer Anzeigeschnittstelle 808 verbunden sein, die dafür geeignet ist, die Computervorrichtung 800 mit einer Anzeigevorrichtung 810 zu verbinden. Die Anzeigevorrichtung 810 kann eine Anzeigesteuerung 830 umfassen. Die Anzeigevorrichtung 810 kann außerdem einen Anzeigebildschirm umfassen, der eine eingebaute Komponente der Computervorrichtung 800 ist. Die Anzeigevorrichtung kann außerdem unter anderem einen Computermonitor, ein Fernsehgerät oder einen Projektor umfassen, der/das extern mit der Computervorrichtung 800 verbunden ist. In einigen Ausführungsformen umfasst die Computervorrichtung 800 keine Anzeigeschnittstelle und keine Anzeigevorrichtung.
In einigen Ausführungsformen kann die Anzeigeschnittstelle 808 eine beliebige geeignete Graphikverarbeitungseinheit, einen Sender, einen Anschluss, eine physische Verbindung und dergleichen umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Anzeigeschnittstelle 808 ein beliebiges geeignetes Protokoll zum Senden von Daten an die Anzeigevorrichtung 810 realisieren. Beispielsweise kann die Anzeigeschnittstelle 808 Daten unter Verwendung eines High-Definition Multimedia Interface(HDMI)-Protokolls, eines DisplayPort-Protokolls oder irgendeines anderen Protokolls oder einer Kommunikationsverbindung und dergleichen senden.
Außerdem kann eine Netzwerk-Schnittstellen-Steuerung (hierin auch als eine NIC bezeichnet) 812 dafür geeignet sein, die Computervorrichtung 800 über die Systemverbindung 806 mit einem (nicht dargestellten) Netzwerk zu verbinden. Bei dem (nicht dargestellten) Netzwerk kann es sich unter anderem um ein zelluläres Netzwerk, ein Funknetzwerk, ein Fernbereichsnetzwerk (Wide Area Network, WAN), ein lokales Netzwerk (Local Area Network, LAN) oder das Internet handeln.
Der Prozessor 802 kann über die Systemverbindung 806 mit einer Eingabe/Ausgabe(I/O)-Vorrichtungs-Schnittstelle 814 verbunden sein, die dafür geeignet ist, die Computer-Host-Vorrichtung 800 mit einer oder mehreren I/O-Vorrichtungen 816 zu verbinden. Die I/O-Vorrichtungen 816 können zum Beispiel eine Tastatur oder eine Zeigevorrichtung umfassen, wobei die Zeigevorrichtung unter anderem ein Touchpad oder einen Touchscreen umfassen kann. Die I/0-Vorrichtungen 816 können eingebaute Komponenten der Computervorrichtung 800 sein oder können Vorrichtungen sein, die extern mit der Computervorrichtung 800 verbunden werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Prozessor 802 außerdem über die Systemverbindung 806 mit einer Speichervorrichtung 818 verbunden sein, welche ein Festplattenlaufwerk, ein Halbleiterlaufwerk (Solid-State Drive, SSD), ein magnetisches Laufwerk, ein optisches Laufwerk, ein USB-Flash-Laufwerk, eine Matrix von Laufwerken oder einen beliebigen anderen Speichertyp umfassen kann, einschließlich Kombinationen davon. In einigen Ausführungsformen kann die Speichervorrichtung 818 beliebige geeignete Anwendungen umfassen, die von dem Prozessor 802 genutzt werden können, um beliebige der hierin beschriebenen Techniken zu realisieren. In einigen Ausführungsformen kann die Speichervorrichtung 818 ein Basic-Input/Output-System (BIOS) umfassen.
In einigen Ausführungsformen wird eine Leistungsvorrichtung 822 bereitgestellt. Beispielsweise kann die Leistungsvorrichtung 822 in einigen Ausführungsformen für Laden, Leistung, Leistungsversorgung, Leistungsverteilung, Leistungsverwaltung, Spitzenleistungsverwaltung, Unterspannungsschutz, Leistungssteuerung, Spannungsregulierung, Leistungserzeugung, Spannungserzeugung, Leistungsschutz oder Spannungsschutz usw. sorgen. Die Leistung 822 kann beliebige der hierin beschriebenen Hybrid-Power-Boost-Ladesysteme umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Leistung 822 ein Teil des Systems 800 sein und in einigen Ausführungsformen kann sich die Leistung 822 extern des Rests des Systems 800 befinden. In einigen Ausführungsformenkann die Leistung 822 für Laden, Leistung, Leistungsversorgung, Leistungsverteilung, Leistungsverwaltung, Spitzenleistungsverwaltung, Unterspannungsschutz, Leistungssteuerung, Spannungsregulierung, Leistungserzeugung, Spannungserzeugung, Leistungsschutz oder Spannungsschutz oder beliebige andere Techniken sorgen wie jene hierin beschriebenen. Beispielsweise kann die Leistung 822 für Hybrid Power Boost und/oder Spitzenleistungsverwaltung usw. sorgen, wie in Bezug auf beliebige der Zeichnungen hierin beschrieben oder in diesen veranschaulicht.
8 veranschaulicht außerdem Systemkomponenten 824. In einigen Ausführungsformen können die Systemkomponenten 824 beliebige aus Anzeigevorrichtungs-, Kamera-, Audio-, Speicherungs-, Modem- oder Speicherkomponenten oder beliebigen weiteren Systemkomponenten umfassen. In einigen Ausführungsformen können die Systemkomponenten 824 beliebige Systemkomponenten umfassen, für welche gemäß einigen Ausführungsformen Leistung, Spannung, Leistungsverwaltung usw. realisiert werden können, wie hierin beschrieben.
Es versteht sich, dass das Blockschaubild der 8 nicht anzeigen soll, dass die Computervorrichtung 800 in allen Ausführungsformen alle der Komponenten umfassen soll, die in 8 dargestellt sind. Stattdessen kann die Computervorrichtung 800 weniger oder zusätzliche Komponenten umfassen, die in 8 nicht dargestellt sind (z.B. zusätzliche Speicherkomponenten, eingebettete Steuerungen, zusätzliche Module, zusätzliche Netzwerk-Schnittstellen usw.). Ferner können beliebige der Funktionalitäten der Leistungsvorrichtung 822 teilweise oder vollständig in Hardware oder in einem Prozessor wie dem Prozessor 802 realisiert sein. Beispielsweise kann die Funktionalität unter anderem mit einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung realisiert sein, eine Logik sein, die in einer eingebetteten Steuerung realisiert ist, in oder Logik realisiert sein, die in dem Prozessor 802 realisiert ist. In einigen Ausführungsformen können die Funktionalitäten der Leistungsvorrichtung 822 mit Logik realisiert sein, wobei die Logik gemäß der hierin vorgesehenen Bedeutung eine beliebige geeignete Hardware (unter anderem z.B. einen Prozessor), Software (unter anderem z.B. eine Anwendung), Firmware oder eine beliebige geeignete Kombination aus Hardware, Software oder Firmware umfassen kann. In einigen Ausführungsformen kann die Leistungsvorrichtung 822 mit einer integrierten Schaltung realisiert werden.
9 ist ein Blockschaubild eines Beispiels für einen oder mehrere Prozessoren 902 und ein oder mehrere greifbare nicht-flüchtige computerlesbare Medien 900 für Hybrid Power Boost und Spitzenleistungsverwaltung usw. Auf das eine oder die mehreren greifbaren nicht-flüchtigen computerlesbaren Medien 900 kann der Prozessor 902 bzw. können die Prozessoren 902 über eine Computerverbindung 904 zugreifen. Ferner kann das eine oder können die mehreren greifbaren nicht-flüchtigen computerlesbaren Medien 900 Code umfassen, um den Prozessor bzw. die Prozessoren 902 dazu zu bringen, Operationen durchzuführen, wie hierin beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann der Prozessor 902 bzw. können die Prozessoren 902 einige oder alle der gleichen oder ähnlichen Funktionen ausüben, die von anderen hierin beschriebenen Elementen ausgeübt werden, wobei Befehle (Code) verwendet werden, die auf den Medien 900 enthalten sind (zum Beispiel einige oder alle der Funktionen, die in einer der 1 bis 8 veranschaulicht sind oder in Bezug auf diese beschrieben werden. In einigen Ausführungsformen kann einer oder können mehrere des Prozessors 902 bzw. der Prozessoren 902 die gleichen oder ähnliche Merkmale oder Funktionalitäten umfassen wie zum Beispiel verschiedene Steuerungen in der vorliegenden Offenbarung (zum Beispiel die Steuerung 320, die Steuerung 600 usw.).
Verschiedene Komponenten, die in der vorliegenden Beschreibung erörtert werden, können unter Verwendung von Software-Komponenten realisiert werden. Diese Software-Komponenten können auf dem einen oder den mehreren greifbaren nicht-flüchtigen computerlesbaren Medien 900 gespeichert sein, wie in 9 angezeigt. Beispielsweise können Hybrid Power Boost, Leistungsverwaltung, Spitzenleistungsverwaltung, Unterspannungsschutz, Leistungserzeugung, Spannungserzeugung, Leistungsschutz oder Spannungsschutz usw. dafür geeignet sein, den Prozessor bzw. die Prozessoren 902 dazu zu bringen, eine oder mehrere beliebiger der Operationen durchzuführen, die in der vorliegenden Beschreibung und/oder in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. Beispielsweise umfasst das eine oder umfassen die mehreren Medien 900 Spitzenleistungsschutz 906 (zum Beispiel Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz).
Es versteht sich, dass eine beliebige geeignete Anzahl an Software-Komponenten in dem einen oder den mehreren greifbaren nicht-flüchtigen computerlesbaren Medien 900 enthalten sein kann. Ferner kann in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung eine beliebige Anzahl an zusätzlichen Software-Komponenten, die in 9 dargestellt oder nicht dargestellt sind, in dem einen oder den mehreren greifbaren nicht-flüchtigen computerlesbaren Medien 900 enthalten sein.
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf ein System und eine Plattform. Beispielsweise bezieht sich die vorliegende Beschreibung an einigen Stellen auf eine Plattformleistung und an einigen Stellen auf eine Systemleistung. Es sei angemerkt, dass, wo das System enthalten ist, es auch vorgesehen ist, dass auf dieselbe Weise die Plattform enthalten sein könnte. Es sei außerdem angemerkt, dass, wo die Plattform enthalten ist, es auch vorgesehen ist, dass auf dieselbe Weise das System enthalten sein könnte. Wenn zum Beispiel die Systemleistung (oder die Systemspannung) erwähnt wird, kann diese Bezugnahme auch für die Plattformleistung (oder Plattformspannung) gelten. In ähnlicher Weise kann, wenn die Plattformleistung (oder Plattformspannung) erwähnt wird, diese Bezugnahme auch für die Systemleistung (oder die Systemspannung) gelten.
Eine Bezugnahme in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform“ oder „einige Ausführungsformen“ des offenbarten Gegenstands bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, das/die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform des offenbarten Gegenstands enthalten ist. Somit kann der Ausdruck „in einer Ausführungsform“ oder „in einigen Ausführungsformen“ an verschiedenen Stellen in der Beschreibung erscheinen, der Ausdruck muss sich jedoch nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform oder dieselben Ausführungsformen beziehen.
BEISPIEL 1 In einigen Beispielen umfasst ein Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-system einen Energiespeicher, eine Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit zum Laden einer Batterie und einen Schalter zum Koppeln einer Systemlast mit dem Energiespeicher und zum Entkoppeln der Systemlast von dem Energiespeicher.
Beispiel 2 umfasst den Gegenstand des Beispiels 1. Im Beispiel 2 soll ein zweiter Schalter die Batterie mit der Systemlast koppeln und die Batterie von der Systemlast entkoppeln.
Beispiel 3 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 2. Im Beispiel 3 soll eine Steuerung den Schalter steuern.
Beispiel 4 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 3. Wenn im Beispiel 4 eine Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss des Systems gekoppelt ist, ist der Schalter eingeschaltet, um die Systemlast mit einer Eingangsspannung zu verbinden.
Beispiel 5 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 4. Im Beispiel 5 werden die Batterie und die Systemlast unter Verwendung des zweiten Schalters entkoppelt, wenn eine Vorrichtung mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist.
Beispiel 6 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 5. Im Beispiel 6 kann die Batterie durch die Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit geladen werden, wenn die Batterie und die Systemlast unter Verwendung des zweiten Schalters entkoppelt werden.
Beispiel 7 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 6. Im Beispiel 7 kann die Batterie durch die Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit mit einer Spannung geladen werden, die eine andere ist als eine Spannung, die der Systemlast bereitgestellt wird, wenn die Batterie und die Systemlast unter Verwendung des zweiten Schalters entkoppelt werden.
Beispiel 8 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 7. Im Beispiel 8 wird ein Eingangsanschluss entkoppelt und der zweite Schalter koppelt die Systemlast mit der Batterie, wenn keine Vorrichtung mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist.
Beispiel 9 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 8. Im Beispiel 9 ist der Schalter ausgeschaltet und der Energiespeicher wird geladen, wenn keine Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss des Systems gekoppelt ist.
Beispiel 10 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 9. Im Beispiel 10 ist der zweite Schalter eingeschaltet und die Batterie und die Energiequelle stellen der Systemlast Leistung bereit, wenn ein Niedrigspannungsszenario vorliegt.
Beispiel 11 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 10. Im Beispiel 11 umfasst der Schalter einen Feldeffekttransistor.
Beispiel 12 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 1 bis 11. Im Beispiel 12 umfasst der zweite Schalter einen Feldeffekttransistor.
Beispiel 13 umfasst ein oder mehrere greifbare nicht-flüchtige maschinenlesbare Medien, welche mehrere Befehle umfassen, die in Reaktion darauf, dass sie auf mindestens einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der mindestens eine Prozessor eine Batterie mit Hybrid Power Boost lädt und eine Systemlast mit einem Energiespeicher koppelt und die Systemlast von dem Energiespeicher entkoppelt.
Beispiel 14 umfasst den Gegenstand des Beispiels 13. Im Beispiel 14 umfassen die Medien mehrere Befehle, welche in Reaktion darauf, dass sie auf mindestens einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der mindestens eine Prozessor die Batterie mit der Systemlast koppelt und die Batterie von der Systemlast entkoppelt.
Beispiel 15 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 13 bis 14. Im Beispiel 15 umfassen die Medien mehrere Befehle, welche in Reaktion darauf, dass sie auf mindestens einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der mindestens eine Prozessor die Systemlast mit einer Eingangsspannung koppelt, wenn eine Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss des Systems gekoppelt ist.
Beispiel 16 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 13 bis 15. Im Beispiel 16 umfassen die Medien mehrere Befehle, welche in Reaktion darauf, dass sie auf mindestens einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der mindestens eine Prozessor die Batterie und die Systemlast entkoppelt, wenn eine Vorrichtung mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist.
Beispiel 17 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 13 bis 16. Im Beispiel 17 umfassen die Medien mehrere Befehle, welche in Reaktion darauf, dass sie auf mindestens einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der mindestens eine Prozessor die Batterie mit Hybrid Power Boost lädt, wenn die Batterie und die Systemlast entkoppelt sind.
Beispiel 18 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 13 bis 17. Im Beispiel 18 umfassen die Medien mehrere Befehle, welche in Reaktion darauf, dass sie auf mindestens einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der mindestens eine Prozessor den Eingangsanschluss entkoppelt und die Systemlast mit der Batterie koppelt, wenn keine Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss gekoppelt ist.
Beispiel 19 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 13 bis 18. Im Beispiel 19 umfassen die Medien mehrere Befehle, welche in Reaktion darauf, dass sie auf mindestens einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der mindestens eine Prozessor den Energiespeicher lädt, wenn keine Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss des Systems gekoppelt ist.
Beispiel 20 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 13 bis 19. Im Beispiel 20 umfassen die Medien mehrere Befehle, welche in Reaktion darauf, dass sie auf mindestens einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der mindestens eine Prozessor der Systemlast unter Verwendung der Batterie und der Energiequelle Leistung bereitstellt, wenn ein Niedrigspannungsszenario vorliegt.
Beispiel 21 umfasst ein Hybrid-Power-Boost-Spitzenschutzverfahren, umfassend Laden einer Batterie mit Hybrid Power Boost, Koppeln einer Systemlast mit einem Energiespeicher und Entkoppeln der Systemlast von dem Energiespeicher.
Beispiel 22 umfasst den Gegenstand des Beispiels 21. Im Beispiel 22 umfasst das Verfahren Koppeln der Batterie mit der Systemlast und Entkoppeln der Batterie von der Systemlast.
Beispiel 23 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 21 bis 22. Im Beispiel 23 umfasst das Verfahren Koppeln der Systemlast mit einer Eingangsspannung, wenn eine Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss des Systems gekoppelt ist.
Beispiel 24 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 21 bis 23. Im Beispiel 24 umfasst das Verfahren Entkoppeln der Batterie und der Systemlast, wenn eine Vorrichtung mit dem Eingabeanschluss gekoppelt ist.
Beispiel 25 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 21 bis 24. Im Beispiel 25 umfasst das Verfahren Laden der Batterie mit Hybrid Power Boost, wenn die Batterie und die Systemlast entkoppelt sind.
Beispiel 26 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 21 bis 25. Im Beispiel 26 umfasst das Verfahren Entkoppeln des Eingangsanschlusses und Koppeln der Systemlast mit der Batterie, wenn keine Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss gekoppelt ist.
Beispiel 27 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 21 bis 26. Im Beispiel 27 umfasst das Verfahren Laden des Energiespeichers, wenn keine Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss des Systems gekoppelt ist.
Beispiel 28 umfasst den Gegenstand eines der Beispiele 21 bis 27. Im Beispiel 28 umfasst das Verfahren Versorgen der Systemlast mit Leistung unter Verwendung der Batterie und der Energiequelle, wenn ein Niedrigspannungsszenario vorliegt.
Beispiel 29 umfasst eine Vorrichtung, welche ein Mittel zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der anderen Beispiele umfasst.
Beispiel 30 umfasst einen maschinenlesbaren Speicher, welcher maschinenlesbare Befehle umfasst, die, wenn sie ausgeführt werden, ein Verfahren oder eine Vorrichtung nach einem der anderen Beispiele realisieren.
Obwohl beispielhafte Ausführungsformen und Beispiele des offenbarten Gegenstands in den Zeichnungen unter Bezugnahme auf Schaltpläne, Ablaufpläne, Blockschaubilder usw. beschrieben werden, erkennt der Fachmann schnell, dass alternativ viele andere Wege zum Realisieren des offenbarten Gegenstands eingeschlagen werden können. Beispielsweise kann die Anordnungen der Elemente in den Schaubildern oder die Reihenfolge der Ausführung der Blöcke in den Schaubildern geändert werden oder einige der Schaltungselemente in den Schaltplänen und der Blöcke in den Blockschaubildern/Ablaufplänen können geändert, weggelassen oder kombiniert werden. Beliebige Elemente, die dargestellt oder beschrieben sind, können geändert, weggelassen oder kombiniert werden.
In der vorstehenden Beschreibung sind verschiedene Erscheinungsformen des offenbarten Gegenstands beschrieben worden. Zu Erläuterungszwecken sind spezielle Zahlen, Systeme und Konfigurationen ausgeführt worden, um für ein gründliches Verständnis des Gegenstands zu sorgen. Dem Fachmann ist bei Nutzung der vorliegenden Offenbarung jedoch ersichtlich, dass der Gegenstand ohne die speziellen Einzelheiten ausgeübt werden kann. In anderen Fällen sind wohlbekannte Merkmale, Komponenten oder Module weggelassen, vereinfacht, kombiniert oder aufgeteilt worden, um den offenbarten Gegenstand nicht unverständlich werden zu lassen.
Verschiedene Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands können in Hardware, Firmware, Software oder einer Kombination davon realisiert werden und können unter Bezugnahme auf oder in Verbindung mit Programmcode beschrieben werden, wie z.B. Befehle(n), Funktionen, Verfahren, Datenstrukturen, Logik, Anwendungsprogramme(n), Design-Repräsentationen oder -Formate(n) zur Simulation, Emulation und Herstellung eines Designs, welcher, wenn eine Maschine auf ihn zugreift, bewirkt, dass die Maschine Aufgaben erfüllt, abstrakte Datentypen oder einfache Hardware-Kontexte definiert oder ein Ergebnis erzeugt.
Programmcode kann Hardware repräsentieren, wobei eine Hardware-Beschreibungssprache oder eine andere Funktionsbeschreibungssprache verwendet wird, welche im Wesentlichen ein Modell bereitstellt, wie entworfene Hardware funktionieren soll. Bei dem Programmcode kann es sich um Assembler- oder Maschinensprache oder Hardware-Definitionssprachen oder Daten handeln, die kompiliert oder interpretiert werden können. Ferner ist es auf dem Fachgebiet üblich, von Software in einer Form oder einer anderen als Vornahme einer Handlung oder Bewirken eines Ergebnisses zu sprechen. Solche Ausdrücke sind lediglich eine Kurzform dafür, um die Ausführung von Programmcode durch ein Verarbeitungssystem zu bezeichnen, welches bewirkt, dass ein Prozessor eine Handlung vornimmt oder ein Ergebnis erzeugt.
Programmcode kann zum Beispiel in einer oder mehreren flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speichervorrichtungen gespeichert sein, wie z.B. in Speicherungsvorrichtungen oder auf einem zugehörigen maschinenlesbaren oder maschinenzugänglichen Medium, z.B. Halbleiterspeicher, Festplattenlaufwerke, Disketten, optischer Speicher, Bänder, Flash-Speicher, Speicher-Sticks, Digital Video Disks, Digital Versatile Discs (DVDs) usw., sowie exotischere Medien, wie z.B. ein maschinenzugänglicher einen biologischen Zustand konservierender Speicher. Ein maschinenlesbares Medium kann einen beliebigen greifbaren Mechanismus zum Speichern, Senden oder Empfangen von Informationen in einer Form umfassen, die von einer Maschine lesbar ist, z.B. Antennen, optischen Fasern, Kommunikationsschnittstellen usw. Programmcode kann in der Form von Paketen, seriellen Daten, parallelen Daten usw. gesendet werden und kann in einem komprimierten oder verschlüsselten Format verwendet werden.
Programmcode kann in Programmen realisiert werden, die auf programmierbaren Maschinen ablaufen, wie z.B. mobilen oder stationären Computern, persönlichen digitalen Assistenten, Set-Top-Boxen, Mobiltelefonen und Pagern und anderen elektronischen Vorrichtungen, welche jeweils einen Prozessor, einen von dem Prozessor lesbaren flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speicher, mindestens eine Eingabevorrichtung oder eine oder mehrere Ausgabevorrichtungen umfassen. Programmcode kann auf die Daten angewendet werden, die unter Verwendung der Eingabevorrichtung eingegeben werden, um die beschriebenen Ausführungsformen auszuführen und um Ausgabeinformationen zu erzeugen. Die Ausgabeinformationen können auf eine oder mehrere Ausgabevorrichtungen angewendet werden. Der Fachmann kann erkennen, dass Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands mit verschiedenen Computersystemkonfigurationen ausgeübt werden können, umfassend Multiprozessor- oder Mehrkernprozessor-Systeme, Minicomputer, Großcomputer sowie allgegenwärtige oder Miniatur-Computer oder -Prozessoren, die in nahezu jede Vorrichtung eingebettet sein können. Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands können außerdem in verteilten Computerumgebungen ausgeübt werden, wo Aufgaben von entfernten Verarbeitungsvorrichtungen erfüllt werden können, die über ein Kommunikationsnetzwerk verbunden sind.
Obwohl Operationen als ein Verfahren mit aufeinanderfolgenden Schritten beschrieben sein können, können einige der Operationen tatsächlich parallel, gleichzeitig oder in einer verteilten Umgebung und mit Programmcode durchgeführt werden, der zum Zugriff durch Einzel- oder Multiprozessormaschinen lokal oder entfernt gespeichert ist. Außerdem kann in einigen Ausführungsformen die Reihenfolge von Operationen umgeordnet werden, ohne von der Idee des offenbarten Gegenstands abzuweichen. Programmcode kann von oder in Verbindung mit eingebetteten Steuerungen verwendet werden.
Obwohl der offenbarte Gegenstand unter Bezugnahme auf veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben worden ist, soll die vorliegende Beschreibung nicht in beschränkendem Sinn ausgelegt werden. Verschiedene Modifikationen der veranschaulichenden Ausführungsformen sowie andere Ausführungsformen des Gegenstands, welche dem Fachmann auf dem Fachgebiet ersichtlich sind, zu dem der offenbarte Gegenstand gehört, sind als innerhalb des Umfangs des offenbarten Gegenstands liegend anzusehen. Beispielsweise versteht es sich, dass in jeder veranschaulichten Ausführungsform und jeder beschriebenen Ausführungsform die Schaubilder der Figuren und die Beschreibung hierin nicht anzeigen sollen, dass die veranschaulichten oder beschriebenen Vorrichtungen alle der Komponenten umfassen sollen, die in einer bestimmten Figur dargestellt sind oder in Bezug auf eine bestimmte Figur beschrieben werden. Außerdem kann jedes Element mit Logik realisiert werden, wobei die Logik gemäß der hierin verwendeten Bezeichnung zum Beispiel eine beliebige geeignete Hardware (z.B. unter anderem einen Prozessor), Software (z.B. unter anderem eine Anwendung), Firmware oder eine beliebige geeignete Kombination aus Hardware, Software und Firmware umfassen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 15/942395 [0001]
US 15/477046 [0001]
US 15/466498 [0001]

Claims

Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System, umfassend: einen Energiespeicher; eine Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit zum Laden einer Batterie; und einen Schalter zum Koppeln einer Systemlast mit dem Energiespeicher und zum Entkoppeln der Systemlast von dem Energiespeicher.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach Anspruch 1, umfassend: einen zweiten Schalter zum Koppeln der Batterie mit der Systemlast und zum Entkoppeln der Batterie von der Systemlast.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach Anspruch 1, welches eine Steuerung zum Steuern des Schalters umfasst.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schalter eingeschaltet ist, um die Systemlast mit einer Eingangsspannung zu verbinden, wenn eine Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss des Systems gekoppelt ist.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach Anspruch 4, wobei die Batterie und die Systemlast unter Verwendung des zweiten Schalters entkoppelt werden, wenn eine Vorrichtung mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach Anspruch 5, wobei die Batterie durch die Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit geladen werden kann, wenn die Batterie und die Systemlast unter Verwendung des zweiten Schalters entkoppelt werden.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach Anspruch 6, wobei die Batterie durch die Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit mit einer Spannung geladen werden kann, die eine andere ist als eine Spannung, die der Systemlast bereitgestellt wird, wenn die Batterie und die Systemlast unter Verwendung des zweiten Schalters entkoppelt werden.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach Anspruch 2, wobei ein Eingangsanschluss entkoppelt wird und der zweite Schalter die Systemlast mit der Batterie koppelt, wenn keine Vorrichtung mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schalter ausgeschaltet und der Energiespeicher geladen wird, wenn keine Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss des Systems gekoppelt ist.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach Anspruch 2, wobei der zweite Schalter eingeschaltet ist und die Batterie und die Energiequelle der Systemlast Leistung bereitstellen, wenn ein Niedrigspannungsszenario vorliegt.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schalter einen Feldeffekttransistor umfasst.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach Anspruch 2, wobei der zweite Schalter einen Feldeffekttransistor umfasst.
Ein oder mehrere greifbare nicht-flüchtige maschinenlesbare Medien, welche mehrere Befehle umfassen, die in Reaktion darauf, dass sie auf mindestens einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der mindestens eine Prozessor: eine Batterie mit Hybrid Power Boost lädt; und eine Systemlast mit einem Energiespeicher koppelt und die Systemlast von dem Energiespeicher entkoppelt.
Ein oder mehrere greifbare nicht-flüchtige maschinenlesbare Medien nach Anspruch 13, umfassend mehrere Befehle, welche in Reaktion darauf, dass sie auf mindestens einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der mindestens eine Prozessor: die Batterie mit der Systemlast koppelt und die Batterie von der Systemlast entkoppelt.
Ein oder mehrere greifbare nicht-flüchtige maschinenlesbare Medien nach einem der Ansprüche 13 bis 14, umfassend mehrere Befehle, welche in Reaktion darauf, dass sie auf mindestens einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der mindestens eine Prozessor: einen Schalter derart steuert, dass die Systemlast mit dem Energiespeicher gekoppelt wird und die Systemlast von dem Energiespeicher entkoppelt wird.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenschutzverfahren, umfassend: Laden einer Batterie mit Hybrid Power Boost; Koppeln einer Systemlast mit einem Energiespeicher; und Entkoppeln der Systemlast von dem Energiespeicher.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenschutzverfahren nach Anspruch 16, umfassend: Koppeln der Batterie mit der Systemlast; und Entkoppeln der Batterie von der Systemlast.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenschutzverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 17, umfassend: Steuern eines Schalters derart, dass die Systemlast so gekoppelt wird, dass die Batterie geladen wird und die Systemlast von der Energiequelle entkoppelt wird.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System, umfassend: ein Mittel zum Speichern von Energie; ein Mittel zum Laden einer Batterie mit Hybrid Power Boost; und ein Mittel zum Koppeln einer Systemlast mit dem Mittel zum Speichern von Energie und zum Entkoppeln der Systemlast von dem Mittel zum Speichern von Energie.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach Anspruch 19, umfassend: ein Mittel zum Koppeln der Batterie mit der Systemlast und zum Entkoppeln der Batterie von der Systemlast.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach Anspruch 19, umfassend ein Mittel zum Steuern des Mittels zum Koppeln und Entkoppeln.
Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-System nach einem der Ansprüche 19 bis 21, umfassend ein Mittel zum Koppeln der Systemlast mit einer Eingangsspannung, wenn eine Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss des Systems gekoppelt ist.
System, umfassend: eine Computervorrichtung, welche eine Systemlast aufweist; eine Hybrid-Power-Boost-Spitzenleistungsschutz-Schaltung, umfassend: einen Energiespeicher; eine Hybrid-Power-Boost-Ladeeinheit zum Laden einer Batterie; und einen Schalter zum Koppeln der Systemlast mit dem Energiespeicher und zum Entkoppeln der Systemlast von dem Energiespeicher.
System nach Anspruch 23, umfassend: einen zweiten Schalter zum Koppeln der Batterie mit der Systemlast und zum Entkoppeln der Batterie von der Systemlast.
System nach einem der Ansprüche 23 bis 24, wobei der Schalter eingeschaltet ist, um die Systemlast mit einer Eingangsspannung zu verbinden, wenn eine Vorrichtung mit einem Eingangsanschluss des Systems gekoppelt ist.