JP6636439B2

JP6636439B2 - 電子デバイスの表面温度を制御するための回路および方法

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Publication number: JP6636439B2
Application number: JP2016551303A
Authority: JP
Inventors: スポルック、クリスチャン・ジー．; ガーシア、ジオバンニ; ハワウィニ、シャディ; スットン、トッド・アール．
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2020-01-29
Anticipated expiration: 2035-02-12
Also published as: KR20160122765A; JP2017506869A; BR112016018334B1; KR101897633B1; WO2015123394A1; US20150229155A1; US9641014B2; CN105960619A; CN105960619B; EP3105834A1; BR112016018334A2; EP3105834B1

Description

関連出願

[0001] 本願は、２０１４年２月１２日に出願された米国特許非仮出願第１４／１７９４０３号の優先権を主張し、その内容は、すべての目的でその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

[0002] 本開示は、電子回路および方法に関し、具体的には、電子デバイスの表面温度（skin temperature）を制御するための回路および方法に関する。

[0003] ハンドヘルドモバイルデバイス内の集積回路は、益々増加する電力量を消費している。モバイルデバイスがパワフルになるにつれて、バッテリ容量は、一貫したランタイム量（a consistent amount of run time）を与えるために増加しなければならない。これらのデバイスを通る電力は熱を発生させ、大電流でデバイスを充電することはこの熱をさらに増加させる。いくつかのケースでは、モバイルデバイスによって生じる熱量は、デバイスの表面に素肌で触り得るユーザにとって不快なもの、さらには危険なものになり得る。多くのデバイス製造業者は、これらのデバイスのケース（または、表面）の温度（case (or skin) temperature）を制限する熱規格（thermal specifications）を設定している。しかしながら、性能を犠牲にすることなくこれらの熱規格を満たすことは、高まる課題である。

[0004] 例えば、セルラスマートフォンの表面温度を熱規格内に保つ高速バッテリ充電解法を消費者に提供することが望まれることがある。したがって、充電性能を最大化するために電話の表面温度を正確に制御することが課題である。

[0005] 本開示は、モバイルデバイスの表面温度を制御するための回路および方法を含む。一実施形態では、熱センサ（a thermal sensor）は、ハンドヘルド電子デバイスのケース上に構成される。熱センサは、電流リミット回路（a current limit circuit）を有するバッテリチャージャ（a battery charger）に結合される。感知されたケースの温度が閾値よりも上に上昇すると、電流リミット（a current limit）は、バッテリチャージャ内の電流を低減させるために下げられる。

[0006] 以下の詳細な説明および添付の図面は、本開示の性質および利点のより良い理解を与える。

[0007] 図１は、一実施形態に係る、電子デバイスを例示する。 [0008] 図２は、一実施形態に係る、ケース温度を制御するための回路を例示する。 [0009] 図３は、一実施形態に係る、バッテリチャージャにおける電流リミットを調整するための例となる回路を例示する。 [0010] 図４は、別の実施形態に係る、バッテリチャージャにおける電流リミットを調整するための例となる回路を例示する。 [0011] 図５Ａは、一実施形態に係る、アルゴリズムを例示するプロットである。 [0012] 図５Ｂは、一実施形態に係る、ケース温度を制御するプロセスを例示する。 [0013] 図６は、一実施形態に係る、モバイルデバイスにおける集積回路の例となる構成を例示する。 [0014] 図７は、別の実施形態に係る、ケース温度を制御するための回路を例示する。 [0015] 図８は、別の実施形態に係る、ケース温度を制御するための例となる温度センサ回路（temperature sensor circuit）およびバッテリチャージャ回路を例示する。

発明の詳細な説明

[0016] 本開示は、電子デバイスにおける温度を制御することに関する。以下の説明では、説明の目的上、本開示の完全な理解を与えるために、多数の例および特定の詳細が示される。しかしながら、特許請求の範囲で明記されている本開示が、これらの例における特徴のうちのいくつかまたはすべてを、単独で、または、以下で説明される他の特徴と組み合わせて含み得ること、および、本明細書で説明されるこれらの特徴および概念の変更例または等価物をさらに含み得ることは当業者には明らかになるであろう。

[0017] 図１は、一実施形態に係る、電子デバイスを例示する。電子デバイス１００は、例えば、モバイル電話、スマートフォン、タブレットコンピュータのようなモバイルデバイス、または、ユーザがデバイスのケースの外面と物理的に接触している他の形式のデバイスであり得る。本発明の特徴および利点には、ハンドヘルドモバイルデバイスのような電子デバイスの表面温度を、ケーシング（casing）のその温度が、人の手との接触にとって不快なまたは危険な温度に対応し得る閾値を超えないように、制御することが含まれる。

[0018] 電子デバイス１００は、電力管理回路、データプロセッサ、通信回路、およびインターフェース・エレクトロニクスといった熱発生電子構成要素を含み得る。この例では、１つまたは複数の回路基板（ＰＣＢ）１０１は、バッテリ１０２を充電するためのバッテリチャージャ１１０、電力管理集積回路（ＰＭＩＣ：power management integrated circuit）１１１、アプリケーションプロセッサ１１２、無線周波数通信回路１１３（例えば、ＲＦ送信機および／または受信機）、およびディスプレイ１０３を駆動するためのディスプレイ回路１１４を含み得る。これらのデバイスのうちの１つまたは複数は、デバイスの様々な動作モード中に多くの熱を発生させ得る。この熱は、デバイスのケーシングを通じて放射状に広がり（radiate out）、このケースの温度を、ユーザによる接触に有害なまたは望ましくない点まで上昇させ得る。ケースの外面の温度は、表面温度と呼ばれることが多い。

[0019] 本発明の実施形態は、表面温度を制御するためにケースの温度を感知するように構成された１つまたは複数の熱センサ回路（thermal sensor circuits）（「テンプセンサ（Temp Sensors）」）１５０を含む。熱センサ回路は、例えば、熱センサ、温度センサ回路、またはテンプセンサとも呼ばれ得る。一実施形態では、熱センサ１５０は、ケースの内面上に構成され、代替の等価的な実施形態では、熱センサは、表面温度を感知するように他の方法で構成され得る。この例では、熱センサ１５０は、バッテリチャージャ内の電流を制御するために、バッテリチャージャ回路１１０に結合される。例えば、バッテリチャージャ１１０は、以下により詳細に説明されるように、外部ソースから電力を受け取り、電力を、バッテリ１０２に、または、例えば、ＰＭＩＣ１１１、プロセッサ１１２、ＲＦ回路１１３、およびディスプレイ回路１１４といった下流構成要素（downstream components）に供給し得る。本開示の実施形態は、熱センサ１５０を使用して表面温度を感知し、電流リミットを設定するために、バッテリチャージャ１１０に、信号、例えば電圧を結合し得、それは、バッテリチャージャにおける最大電流を制御する。電流リミットを下げることは、例えば、バッテリ１５０にまたはＰＭＩＣ１１１および下流構成要素に流れる最大電流を低減させ、バッテリチャージャ１５０における電力損失（power dissipation）を低減させて、表面温度を下げ得る。

[0020] 図２は、一実施形態に係る、ケース温度を制御するための回路を例示する。この例は、例となるモバイル電子デバイスにおける電力分配（power distribution）を例示する。バッテリチャージャ２１０は、バッテリ２１５を充電するために外部電力源から電力を受け取り、および／または、ＰＭＩＣ２１１および下流構成要素に電力を供給し得る。この例では、バッテリチャージャ２１０は、電力（例えば、電圧および電流）をＰＭＩＣ２１１に供給する。いくつかの実施形態では、バッテリチャージャ２１０は、ＰＭＩＣ２１１の一部として含まれ得る。ＰＭＩＣ２１１は、１つまたは複数のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサまたはグラフィックスプロセッサ）、ＲＦ回路、またはディスプレイ回路に電力を供給するために複数のスイッチングレギュレータ（switching regulators）を含み得る。ディスプレイ回路２１４は、例えば、ブースト電圧変換器スイッチング電源（boost voltage converter switching power supplies）、レギュレータ、および／または電子デバイスディスプレイを駆動させるための駆動回路を含み得る。

[0021] この例では、熱センサ２５０は、電子デバイスのケース（または表面）２００の内面２０２上に配列される。熱センサ２５０は、動作中に熱を発生させる電子構成要素の近くに配置され得る。例えば、様々な実施形態は、動作中に大量の熱を生じさせ得るバッテリチャージャ、ＰＭＩＣ、プロセッサ、ＲＦ回路、またはディスプレイ回路（または、以下で説明されるようなそれらの組み合わせ）のロケーションの近くに熱センサを置き得る。例えば、回路基板は、バッテリチャージャ回路１２０を、電子デバイスのケースの内側の特定のロケーションに置き得る。したがって、バッテリチャージャ回路２１０によって生じる熱は、ケースの内表面（inner surface）に向かって放射状に広がり得、これは、例えば、バッテリチャージャ集積回路に近いデバイス上の特定のロケーションにホットスポットを作り出す。バッテリチャージャＩＣと内表面との間で、熱は、例えば、ＰＣＢ、熱スプレッダ（a heat spreader）、電磁気干渉シールド（an electro-magnetic interference shield）、バッテリ、ディスプレイ、または他の材料または構成要素のような、ケースの内側の１つまたは複数の他の材料を通じて放射し得る（radiate）。本開示の実施形態は、バッテリチャージャ集積回路の近くの温度を感知し、電流リミットを変更することによってバッテリチャージャにおける電力損失を低減させ得る。例えば、ケース温度が閾値を超えて上昇すると、電流リミットは、電力損失を低減させて、バッテリチャージャの近くの表面温度を低下させるために、下げられ得、その結果、ホットスポットが解消される（eliminate）。バッテリチャージャＩＣは、システム全体に電力を供給するために使用されることがあり、そのため、例えば、バッテリチャージャ内に熱制御を実装することが有益であり得る。

[0022] 図３は、一実施形態に係る、バッテリチャージャにおける電流リミットを調整するための例となる回路を例示する。この例では、熱センサ３５０は、可変温度依存型抵抗（a variable temperature dependent resistance）を有するサーミスタ（a thermistor）３５１を備える。サーミスタの１つの端子は、接地に結合され、サーミスタの第２の端子は、抵抗器３５２を通じて基準電圧（例えば、Ｖ＿ｂｉａｓ）に結合されて、分圧器（a voltage divider）を形成する。したがって、サーミスタにおける温度が変化するに伴い、サーミスタの抵抗の変化（changing resistance）は、分圧器上の電圧を変更する。熱センサ３５０からの電圧は、バッテリチャージャ集積回路３１０の入力（例えば、パッケージピン）に結合される。バッテリチャージャ３１０は、熱センサ３５０の第２の端子に結合された第１の入力と、基準電圧に結合された第２の入力とを有するコンパレータ回路（a comparator circuit）３２０を含む。この例では、基準電圧は、基準電圧Ｖ＿ｂｉａｓと接地との間に構成された抵抗器３１１および抵抗器３１２を備える第２の抵抗分割器（a second resistor divider）によって生成される。抵抗器３１１、３１２、および３５２ならびにサーミスタ３５１の抵抗は、熱センサ３５０によって感知されるケース（例えば、電話ケース）の温度が閾値を満たすとき、熱センサからの電圧がコンパレータ３２０の他の入力において基準電圧よりも上に増加するように構成され、これにより、コンパレータに、状態を変更させる。この例では、コンパレータ３２０の出力は、コンパレータ出力信号を受け取り、（例えば、バッテリチャージャへの最大入力電流を低減させるために）バッテリチャージャ３１０の入力電流リミットを変更する入力電流制御回路３３０に結合される。ここでは入力電流リミットが示されているが、他の実施形態が、例えば、出力電流リミットを調整し得ることは理解されるべきである。

[0023] 一実施形態では、コンパレータ３２０の入力において供給される基準電圧はプログラマブルであり得る。例えば、一例では、抵抗器３１１または抵抗器３１２（または、両方）は、分周比（divider ratio）を調整し、基準電圧を変更するようにプログラマブルであり得る。したがって、コンパレータ３２０が電流リミットに変化を生じさせる閾値は修正され得る。これにより、熱センサが電流リミットの変化をトリガする温度は、プログラマブルであり得る。

[0024] 図４は、別の実施形態に係る、バッテリチャージャにおける電流リミットを調整するための例となる回路を例示する。この例では、熱センサ４５０内のサーミスタ４５１および抵抗器４５２は、バッテリチャージャＩＣ４１０上のアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）４１１の入力に結合される。ＡＤＣ４１１の別の入力は、基準電圧に結合される。ＡＤＣ４１１は、熱センサ４５０から電圧を受け取り、この電圧を、この電圧のデジタル表現（a digital representation）（例えば、デジタルビット）へと変換する。ＡＤＣ４１１の出力は、デジタルコンパレータ４１２に結合され得る。デジタルコンパレータ４１２は、ＡＤＣ４１１からの熱センサ電圧のデジタル表現と、閾値のデジタル表現とを受け取る。図３の回路と同様に、熱センサ電圧が特定の閾値を満たすと、デジタル化された電圧は、デジタル閾値よりも上に増加し、デジタルコンパレータ４１２は、入力電流リミットを変更するために、入力電流制御回路４３０への出力信号を生成する。したがって、ケース上の温度が閾値まで上昇すると、バッテリチャージャにおける最大入力電流は、ケースの温度を低下させるために低減される。

[0025] 図３および４における上記回路は、熱センサとバッテリチャージャとの間で電圧を結合するように例示されているが、他の実施形態では、熱センサからバッテリチャージャに温度情報を通信するために電流を使用し得ることは理解されるべきである。追加的に、図３および４は、例となる入力電流の制限を例示しているが、他の実施形態は、出力電流を制限し得ることは理解されるべきである。熱センサをバッテリチャージャに結合する１つの例となる実施形態の１つの利点は、温度を制御するためにソフトウェアを必要としない可能性があることである。例えば、バッテリが充電されている間にモバイルデバイスがオフにされると、バッテリチャージャ内の電流は、デバイスケース上に望ましくないホットスポットを引き起こし得、これは、ユーザがこのデバイスを持ち上げようとした場合に怪我をさせ得る。しかしながら、熱センサが、ケース温度を測定し、この温度が高すぎるときにバッテリチャージャ内の電流を低減させるように構成されている場合、熱制御は、オペレーティングシステムまたは他のソフトウェアアプリケーションといったシステムソフトウェアの必要なしに有益に実装され得る。

[0026] 図５Ａは、一実施形態に係る、アルゴリズムを例示するプロットである。一実施形態では、デバイスは、デバイスが所定の最大温度外で（outside a pre-defined maximum temperature）動作しないことを保証する温度リミットを設定しているだろう。この例では、システムは、感知されたケースの温度に基づいて電流リミットを上下に調整することによって、一定のケース（または表面）温度を維持しようと試みる。例えば、プロット５０１および５０２に例示されているように、最初は、電流リミットが高く設定され得、ケース温度は、時間期間ｔ１にわたって上昇し始める。ケースの温度が、Ｔｃ（最大温度Ｔｍａｘおよび最低温度Ｔｍｉｎによって定義されるウィンドウ内の中心温度）よりも上に上昇すると、電流リミットは下げられる。この例では、温度は、ｔ２の間に新たな電流リミット値まで上昇し続ける。したがって、電流リミットは再度下げられる。温度は、この温度がＴｍｉｎよりも下になるまでｔ３の間に低下し始める。一実施形態では、第１の低減の後、追加の低減が、タイマ満了（例えば、２秒）の後に生じる。温度がＴｍｉｎよりも下になった後、電流リミットは上げられ得、これは、温度を再度上昇させる。このように、アルゴリズムは、温度が、例えば、Ｔｍａｘよりも上に上昇しないことを確実にし得る。

[0027] 図５Ｂは、一実施形態に係る、ケース温度を制御するプロセスを例示する。５１０において、ケース上に構成された熱センサ回路は、温度を感知し得る。５１１において、ケースの温度が第１の温度（例えば、Ｔｃ）よりも大きいかどうかを決定するために、５１１において、温度に対応する電子信号が回路によって処理される。ケース温度が高すぎる場合、５１３において、電流リミットが下げられ、プロセスは、５１０に戻る。ケース温度が第１の温度よりも低い場合、回路は、５１２において、ケース温度が第２の温度（例えば、Ｔｍｉｎ）よりも低いかどうかを決定し得る。ケース温度が第２の温度よりも低い場合、５１４において、電流リミットが上げられ得、プロセスは、５１０に戻る。それ以外の場合、プロセスは、５１０に戻り、ケース温度をモニタリングし続ける。上記アルゴリズムは、ソフトウェア、デジタルハードウェア（例えば、上述された基準（references）、デジタル閾値、または抵抗器を再構成する）、またはアナログハードウェア（例えば、ウィンドウコンパレータを使用する）で実装され得る。

[0028] 図６は、一実施形態に係る、モバイルデバイスにおける集積回路の例となる構成を例示する。この例は、アプリケーションプロセッサＩＣ６１０、バッテリチャージャＩＣ６１１、およびＲＦＩＣ６１２が、ハンドヘルドデバイスのケースの内側でどのように構成され得るのかを例示する。デバイスは、ガラスディスプレイ（a glass display）６０１およびケース６３０を備える外表面（outer surface）を含み得る。この例では、バッテリ６０２は、ディスプレイ６０１の内表面上に構成される。プロセッサ６１０、バッテリチャージャ６１１、およびＲＦＩＣ６１２は、バッテリ６０２の上面上に置かれ得る回路基板６０３上に配列され得る。例えば、電磁気干渉（ＥＭＩ：Electro-magnetic interference）シールディング６１３Ａ−Ｃが、各ＩＣの上に置かれ得、１つまたは複数の熱スプレッダ６２０が、ＥＭＩ層とケース６３０の内部表面（interior surface）との間に置かれ得る。この例では、バッテリは、ディスプレイの外層に伝わる熱量を低減させるヒート・シンク（a heat sink）として機能し得る。しかしながら、ホットスポットが、ＩＣに近いロケーションでケース６３０上に発生し得る。この例では、ケースの温度を感知し、各ロケーションを最大温度よりも下に維持するために、１つまたは複数の熱センサ６５０Ａ−Ｃが、ケース６３０の内部表面と、熱スプレッダ６２０の上面との間に配列される。上記構成が、本開示の様々な実施形態にしたがってケース温度を感知および制御することの利点を例示する単なる１つの例となる構成であることは理解されるべきである。

[0029] 図７は、別の実施形態に係る、ケース温度を制御するための回路を例示する。図６に例示されているように、電子デバイス内の複数のＩＣは、異なる動作モード中、熱を発生させ、ケースの外表面にホットスポットを生じさせる。例えば、バッテリ充電中には、バッテリチャージャがホットスポットを生じさせ得、強力な（instense）データ処理中には、プロセッサがホットスポットを生じさせ得、広域のワイヤレス送信および受信中には、ＲＦ回路がホットスポットを生じさせ得、ディスプレイインターフェースのアクティブ使用中には、ディスプレイ回路がホットスポットを生じさせ得る。したがって、一実施形態では、例えば、複数の熱センサ７５０−７５４が、異なるロケーション（例えば、熱を生成する異なるＩＣの近く）でケース７０１の温度を感知するために配列され、およびシステム電力を低減させためにモニタリングされ得る。この例では、最高温度を有する熱センサを選択するためにマルチプレクサ（ＭＵＸ）が使用され得る。例えば、一実施形態では、バッテリチャージャ７１０は、ＭＵＸ７６０の選択入力を変更することによって各熱センサからの電圧を反復的に感知し得る。特定の熱センサからの特定の電圧が閾値よりも上に増加すると、バッテリチャージャ７１０は、この温度を制御するための入力として特定の熱センサを維持し得る。一実施形態では、例えば、特定の熱センサ電圧が閾値を上回るとき、バッテリチャージャは、熱センサからの電圧を、拡張された時間期間の間モニタリングするが、他のもののうちの１つが閾値よりも上に増加していないことを確認するために、他の熱センサを通して周期的に反復し得る。バッテリチャージャ７１０が、ＰＭＩＣ７１１、プロセッサ７１２、ＲＦＩＣ７１３、およびディスプレイ回路７１４に電力を供給するため、例えば、バッテリチャージャ７１０からの熱寄与を低減させることは、ケースにおける熱全体（aggregate heat）を低減させ、温度を下げるだろう。

[0030] 図８は、別の実施形態に係る、ケース温度を制御するための例となる温度センサ回路およびバッテリチャージャ回路を例示する。この例は、上述したように、バッテリチャージャ８１０、コントローラ８０５、および他のシステムエレクトロニクスを包含しているケース８０１を含むハンドヘルドモバイルデバイス８００を示している。ケース８０１は、例えば、ＵＳＢケーブルのようなケーブルを受け取るためのソケット８０４を含み得る。この例では、ソケット８０４によって受け取られたＵＳＢケーブルは、電源電圧ＶＢＵＳ、接地（ＧＮＤ）、および２つのデータ線（Ｄ＋およびＤ−）を含む。ＵＳＢポートに接続されているケーブルは、電力およびデータをデバイス８００に供給し得うるが、ＵＳＢ電力アダプタ（例えば、壁面のアダプタ（a wall adapter））に接続されているケーブルは、電力および接地を供給し得る。この例では、ＶＢＵＳ、ＧＮＤ、Ｄ＋、およびＤ−は、シリアルデータバス（ＳＤＡおよびＳＣＬ）を通して情報をバッテリチャージャ８０１または他のシステムエレクトロニクスに通信し得るコントローラ８０５に結合されている。他の実施形態では、バッテリチャージャは、内部で、ＵＳＢ検出を行い得る。例えば、アプリケーションプロセッサは、Ｄ＋およびＤ−に接続され得、Ｖｂｕｓは、ＰＭＩＣおよびバッテリチャージャにのみ接続され得る。

[0031] ＶＢＵＳは、例えば、リチウムイオンバッテリ８０３を充電するために、または、下流構成要素に電力を供給するために、またはその両方のために、ＶＢＵＳからの電圧および電流を使用するバッテリチャージャ８１０によって受け取られる。熱センサ８０５は、ケース８０１の温度を感知し、バッテリチャージャ８１０において電流を制限するように構成される。この例では、バッテリチャージャ８１０は、スイッチングコントローラ８１１、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）８１２、およびＦＥＴ８１３含み、これらは、インダクタ８１４およびキャパシタ８１５に結合されており、スイッチングレギュレータを形成する。電流は、インダクタ８１４を通して、ＤＣＩＮピンへと流れ、スイッチングノードＳＷへと流れる。バッテリ充電モードでは、電流は、電流感知抵抗器８１６を通してＣＳＩＮへと流れ、そしてＣＳＯＵＴに、そしてバッテリ８０３へと流れる。抵抗器８１６の両側のＣＳＩＮとＣＳＯＵＴとの間の電圧差は、出力電流に関連し、電流制御モードにおいて、ＦＥＴ８１２および８１３を駆動するＰＷＭ信号を制御するために使用され得る。ＣＳＯＵＴ上の電圧は、バッテリ電圧であり、例えば、電圧制御モードにおいて、ＰＷＭ信号およびＦＥＴを制御するために使用され得る。一実施形態では、例えば、電力制御スイッチ８１７は、バッテリ８０３からシステム構成要素に電力を供給するために、アクティブ化され得る。

[0032] 熱センサ８５０によって生成された電圧は、バッテリチャージャ８１０の熱入力（Thermal_In）に結合される。熱センサ８５０からの電圧は、入力回路、比較回路、およびオプションのＭＵＸ回路８２０によって受け取られる。回路８２０は、調整可能な基準８２２、電流検出器８２３、および比較回路８２４を備える電流リミット回路８２１への増減信号（increase/decrease signal）を生成し得る。電流検出器８２３は、例えば、スイッチングレギュレータの入力電流または出力電流のいずれかを感知し得る。非アクティブ化のとき、感知された電流（sensed current）は、基準８２２を下回り得る。感知された電流が、基準８２２よりも上に増加すると、比較回路の出力は、状態を変更し、感知された電流における任意の追加の増加を防ぐようにＰＷＭ信号およびＦＥＴを制御し、それによって、感知された電流の最大値を設定する。異なる実装形態では、例えば、調整可能な基準８２２および電流検出器８２３の出力は、電圧または電流であり得る。

[0033] いくつかの実装形態では、ハードウェアまたはソフトウェアアルゴリズムは、基準８２２の調整を制御し得る。一実施形態では、例えば、アルゴリズム８９０は、回路８２０から増減信号（incr/decr signal）を受け取り、基準８２２を調整するデジタル制御ユニット８３０によって実装され得る。他の実施形態では、アルゴリズムリム８９０は、８０２で例示されているようにプロセッサまたはＰＭＩＣによって実装され得、制御信号は、コントローラ８０５を介して、プロセッサ／ＰＭＩＣとバッテリチャージャ８１０との間で通信され得る。

[0034] 上記説明は、特定の実施形態の態様がどのように実現され得るかについての例とともに、本開示の様々な実施形態を例示する。上記例は、唯一の実施形態であるとみなされるべきではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される特定の実施形態の柔軟性および利点を例示するために提示されている。上記開示と以下の特許請求の範囲に基づいて、他の配列、実施形態、実装形態、および等価物が、特許請求の範囲で定義される本開示の範囲から逸脱することなく、用いられ得る。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
装置であって、
内面と外面とを有するケースと、
前記ケースの内側に構成されたバッテリチャージャ回路と、前記バッテリチャージャ回路は、前記バッテリチャージャ回路における最大電流を設定する電流リミット回路を備える、
前記ケースの前記内面上に構成されており、前記バッテリチャージング回路の外側にある熱センサ回路と
を備え、
前記熱センサ回路は、前記内面上の温度を感知し、前記内面上の前記温度が閾値を満たすとき、前記バッテリチャージャ回路内の前記電流リミット回路を調整する、
装置。
［Ｃ２］
前記熱センサ回路は、サーミスタを備え、前記装置は、基準電圧と前記サーミスタの端子との間に構成された抵抗器をさらに備える、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ３］
前記温度センサ回路の端子上の第１の電圧は、前記内面上の前記温度に基づいて変化し、前記第１の電圧は、前記電流リミット回路を調整するために、前記バッテリチャージャ回路の端子に結合される、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ４］
前記バッテリチャージャ回路は、
前記第１の電圧を受け取る第１の端子と、基準電圧に結合された第２の端子とを有するコンパレータ
をさらに備え、前記コンパレータは、前記第１の電圧が前記基準電圧を満たすとき、前記バッテリチャージング回路における前記最大電流を低減させる、Ｃ３に記載の装置。
［Ｃ５］
前記基準電圧は、プログラマブルである、Ｃ４に記載の装置。
［Ｃ６］
前記コンパレータは、ヒステリシスを備える、Ｃ４に記載の装置。
［Ｃ７］
前記基準電圧は、抵抗分割器によって生成される、Ｃ４に記載の装置。
［Ｃ８］
前記バッテリチャージャ回路は、
前記第１の電圧を受け取る第１の端子と、基準電圧に結合された第２の端子とを有するアナログ／デジタル変換器と、前記アナログ／デジタル変換器は、前記第１の電圧のデジタル表現を生成する、
前記第１の電圧の前記デジタル表現と、前記閾値のデジタル表現とを受け取るデジタルコンパレータと
をさらに備え、
前記アナログ／デジタル変換器は、前記第１の電圧の前記デジタル表現が、前記閾値の前記デジタル表現を満たすとき、前記バッテリチャージャ回路における前記最大電流を低減させる、
Ｃ３に記載の装置。
［Ｃ９］
前記閾値の前記デジタル表現は、プログラマブルである、Ｃ８に記載の装置。
［Ｃ１０］
前記熱センサ回路は、前記バッテリチャージャ回路、プロセッサ、ＲＦ回路、およびディスプレイ回路のうちの１つの近くに配置される、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１１］
前記熱センサ回路は、複数の熱センサ回路であり、前記装置は、
前記電流リミット回路を調整するための、最高温度を有する前記複数の熱センサ回路のうちの１つを選択するために前記複数の熱センサ回路に結合された複数の入力を有するマルチプレクサ
をさらに備え、
前記複数の熱センサ回路は、少なくとも前記バッテリチャージャ、プロセッサ、およびＲＦ回路の近くで構成される、Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１２］
バッテリチャージャは、スイッチングレギュレータを備え、前記電流リミット回路は、
前記熱センサ回路に結合された入力と、比較回路に結合された出力とを有する調整可能な基準と、
前記スイッチングレギュレータにおける電流を検出するための入力と、前記比較回路に結合された出力とを有する電流検出器と
を備え、
前記電流検出器の前記出力における電圧が、前記調整可能な基準の前記出力における電圧を満たすとき、前記比較回路は、前記スイッチングレギュレータの最大のデューティサイクルを設定する、
Ｃ１に記載の装置。
［Ｃ１３］
方法であって、
モバイルデバイスのケース上に構成された熱センサ回路を使用して前記ケースの内面上の温度を感知することと、前記ケースは、外面をさらに備える、
前記内面上の前記温度が閾値を満たすとき、バッテリチャージャ回路内の電流リミット回路を調整することと、ここにおいて、前記バッテリチャージャ回路は、前記ケースの内部に構成され、前記電流リミット回路は、前記バッテリチャージャ回路における最大電流を設定する、
を備える方法。
［Ｃ１４］
前記温度センサ回路の端子上の第１の電圧は、前記ケース上の前記温度に基づいて変化し、前記第１の電圧は、前記電流リミット回路を調整するために、前記バッテリチャージャ回路の端子に結合される、Ｃ１３に記載の方法。
［Ｃ１５］
前記バッテリチャージャ回路が、前記第１の電圧と基準電圧を比較することと、それにしたがって、前記第１の電圧が前記基準電圧を満たすとき、前記バッテリチャージング回路における前記最大電流を低減させることとをさらに備える、Ｃ１４に記載の方法。
［Ｃ１６］
前記バッテリチャージャが、前記第１の電圧を前記第１の電圧のデジタル表現に変換することと、
前記第１の電圧の前記デジタル表現と、前記閾値のデジタル表現とをデジタルに比較することと、
前記第１の電圧の前記デジタル表現が、前記閾値の前記デジタル表現を満たすとき、前記バッテリチャージャ回路における前記最大電流を低減させることと
を備える、Ｃ１４に記載の方法。
［Ｃ１７］
前記閾値の前記デジタル表現は、プログラマブルである、Ｃ１６に記載の方法。
［Ｃ１８］
前記熱センサ回路は、前記バッテリチャージャ回路、プロセッサ、ＲＦ回路、およびディスプレイ回路のうちの１つの近くに配置される、Ｃ１３に記載の方法。
［Ｃ１９］
前記熱センサ回路は、複数の熱センサ回路であり、前記方法は、
前記電流リミット回路を調整するための、最高温度を有する複数の熱センサ回路のうちの１つを決定するために前記複数の熱センサ回路のうちの１つを反復的に選択すること
をさらに備え、
前記複数の熱センサ回路は、少なくとも前記バッテリチャージャ、プロセッサ、およびＲＦ回路の近くで構成される、Ｃ１３に記載の方法。
［Ｃ２０］
バッテリチャージャ回路は、スイッチングレギュレータを備え、前記方法は、前記感知された温度に基づいて設定された基準を、前記電流レギュレータにおける検出された電流と比較することと、それにしたがって、前記検出された電流が前記基準よりも上に増加したとき、前記スイッチングレギュレータの最大デューティサイクルを設定することとをさらに備える、Ｃ１３に記載の方法。

Claims

装置であって、
内側と、前記内側を取り囲む内面と、前記内面に対向する外面とを有するケースと、
前記ケースの前記内側にあるバッテリチャージャ回路と、ここにおいて、前記バッテリチャージャ回路は、バッテリを充電するように構成され、前記バッテリチャージャ回路は、前記バッテリチャージャ回路内のスイッチング信号を制御することによって前記バッテリチャージャ回路における最大電流を変更するように構成された電流リミット回路を備える、
前記ケースの前記内側にあり、前記ケースの前記内面と直接接触している熱センサ回路と、ここにおいて、前記熱センサ回路は、前記バッテリおよび前記バッテリチャージャ回路と接触していない、
を備え、
前記熱センサ回路は、前記ケースの前記内面上の温度を感知し、前記ケースの前記内面上の前記温度が閾値を満たすとき、前記バッテリチャージャ回路内の前記電流リミット回路を調整するように構成され、ここにおいて、前記電流リミット回路を調整することは、前記ケースの前記内面上の前記温度が、最大温度および最低温度によって定義されるウィンドウ内の前記温度の閾値よりも上に上昇すると、前記最大電流を低減させ、前記ケースの前記内面上の前記温度が前記最低温度よりも低い場合、前記最大電流を上げることを備える、
装置。
前記熱センサ回路は、サーミスタを備え、前記装置は、第１の基準電圧と前記サーミスタの端子との間に構成された抵抗器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
前記熱センサ回路の端子上の第１の電圧は、前記内面上の前記温度に基づいて変化し、前記第１の電圧は、前記電流リミット回路を調整するために、前記バッテリチャージャ回路の端子に結合される、請求項１に記載の装置。
前記バッテリチャージャ回路は、
前記第１の電圧を受け取る第１の端子と、第２の基準電圧に結合された第２の端子とを有するコンパレータ
をさらに備え、前記コンパレータは、前記第１の電圧が前記第２の基準電圧を満たすとき、前記バッテリチャージャ回路における前記最大電流を低減させる、請求項３に記載の装置。
前記第２の基準電圧は、プログラマブルである、請求項４に記載の装置。
前記コンパレータは、ヒステリシスを備える、請求項４に記載の装置。
前記第２の基準電圧は、抵抗分割器によって生成される、請求項４に記載の装置。
前記バッテリチャージャ回路は、
前記第１の電圧を受け取る第１の端子と、第２の基準電圧に結合された第２の端子とを有するアナログ／デジタル変換器と、前記アナログ／デジタル変換器は、前記第１の電圧のデジタル表現を生成する、
前記第１の電圧の前記デジタル表現と、前記閾値のデジタル表現とを受け取るデジタルコンパレータと
をさらに備え、
前記デジタルコンパレータは、前記第１の電圧の前記デジタル表現が、前記閾値の前記デジタル表現を満たすとき、前記バッテリチャージャ回路における前記最大電流を低減させる、
請求項３に記載の装置。
前記閾値の前記デジタル表現は、プログラマブルである、請求項８に記載の装置。
前記熱センサ回路は、前記バッテリチャージャ回路、プロセッサ、ＲＦ回路、およびディスプレイ回路のうちの１つの近くに配置される、請求項１に記載の装置。
前記熱センサ回路は、複数の熱センサ回路であり、前記装置は、モバイルデバイスであり、前記モバイルデバイスは、
前記モバイルデバイスの前記ケースの内側に構成されたバッテリと、
前記バッテリチャージャ回路を通じて電力を受け取るプロセッサと、
前記バッテリチャージャ回路を通じて電力を受け取るＲＦ回路と、
前記電流リミット回路を調整するための、最高温度を有する前記複数の熱センサ回路のうちの１つを選択するために前記複数の熱センサ回路に結合された複数の入力を有するマルチプレクサと
をさらに備え、
前記複数の熱センサ回路は、前記バッテリチャージャ回路、前記プロセッサ、および前記ＲＦ回路によって前記ケースの前記内面において生じたホットスポットの温度を制御するために、少なくとも前記バッテリチャージャ回路、前記プロセッサ、および前記ＲＦ回路のロケーションの近くで構成される、
請求項１に記載の装置。
前記バッテリチャージャ回路は、スイッチングレギュレータを備え、前記電流リミット回路は、
前記熱センサ回路に結合された入力と、比較回路に結合された出力とを有する調整可能な基準と、
前記スイッチングレギュレータにおける電流を検出するための入力と、前記比較回路に結合された出力とを有する電流検出器と
を備え、
前記電流検出器の前記出力における電圧が、前記調整可能な基準の前記出力における電圧を満たすとき、前記比較回路は、前記スイッチングレギュレータの最大電流を設定する、
請求項１に記載の装置。
方法であって、
熱センサ回路を使用してモバイルデバイスのケースの内面上の温度を感知することと、ここにおいて、前記ケースは、内側と、前記内側を取り囲む前記内面と、前記内面に対向する外面とを有し、前記熱センサ回路は、前記ケースの前記内側にあり、前記ケースの前記内面と直接接触している、
前記ケースの前記内面上の前記温度が閾値を満たすとき、バッテリチャージャ回路内の電流リミット回路を調整することと、ここにおいて、前記バッテリチャージャ回路は、前記ケースの前記内側にあり、バッテリを充電するように構成され、前記バッテリチャージャ回路は、前記バッテリチャージャ回路内のスイッチング信号を制御することによって前記バッテリチャージャ回路における最大電流を変更するように構成された前記電流リミット回路を備え、前記電流リミット回路を調整することは、前記ケースの前記内面上の前記温度が、最大温度および最低温度によって定義されるウィンドウ内の前記温度の前記閾値よりも上に上昇すると、前記最大電流を低減させ、前記ケースの前記内面上の前記温度が前記最低温度よりも低い場合、前記最大電流を上げることを備え、前記熱センサ回路は、前記バッテリおよび前記バッテリチャージャ回路と接触していない、
を備える方法。
前記熱センサ回路の端子上の第１の電圧は、前記ケース上の前記温度に基づいて変化し、前記第１の電圧は、前記電流リミット回路を調整するために、前記バッテリチャージャ回路の端子に結合される、請求項１３に記載の方法。
前記バッテリチャージャ回路が、前記第１の電圧と基準電圧を比較することと、それにしたがって、前記第１の電圧が前記基準電圧を満たすとき、前記バッテリチャージャ回路における前記最大電流を低減させることとをさらに備える、請求項１４に記載の方法。
前記バッテリチャージャ回路が、前記第１の電圧を前記第１の電圧のデジタル表現に変換することと、
前記第１の電圧の前記デジタル表現と、前記閾値のデジタル表現とをデジタルに比較することと、
前記第１の電圧の前記デジタル表現が、前記閾値の前記デジタル表現を満たすとき、前記バッテリチャージャ回路における前記最大電流を低減させることと
をさらに備える、請求項１４に記載の方法。
前記閾値の前記デジタル表現は、プログラマブルである、請求項１６に記載の方法。
前記熱センサ回路は、前記バッテリチャージャ回路、プロセッサ、ＲＦ回路、およびディスプレイ回路のうちの１つの近くに配置される、請求項１３に記載の方法。
前記熱センサ回路は、複数の熱センサ回路であり、前記方法は、
前記電流リミット回路を調整するための、最高温度を有する複数の熱センサ回路のうちの１つを決定するために前記複数の熱センサ回路のうちの１つを反復的に選択すること
をさらに備え、
前記複数の熱センサ回路は、少なくとも前記バッテリチャージャ回路、プロセッサ、およびＲＦ回路の近くで構成される、請求項１３に記載の方法。
前記バッテリチャージャ回路は、スイッチングレギュレータを備え、前記方法は、前記感知された温度に基づいて設定された基準を、前記スイッチングレギュレータにおける検出された電流と比較することと、それにしたがって、前記検出された電流が前記基準よりも上に増加したとき、前記スイッチングレギュレータの最大電流を設定することとをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
前記熱センサ回路は、前記ケースの温度を制御するために、前記ケースの前記内面と、前記バッテリチャージャ回路、プロセッサ、ＲＦ回路、電力管理集積回路、およびディスプレイ回路のうちの少なくとも１つと、の間に構成される、請求項１に記載の装置。
第１の熱センサ回路は、前記バッテリチャージャ回路と、第１の内面ロケーションとの間に構成され、第２の熱センサ回路は、前記プロセッサと、第２の内面ロケーションとの間に構成され、第３の熱センサ回路は、前記ＲＦ回路と、第３の内面ロケーションとの間に構成される、請求項１１に記載の装置。