TWI769152B - 多充電器組態及其操作的方法以及相關的電力輸送系統和電子系統 - Google Patents

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Abstract

揭示一種電子系統、一種多充電器組態和一種操作多輸入多充電器組態的方法。舉例來說，揭示一種多充電器組態，其包含經組態以接收第一輸入電壓的第一電池充電器電路，和經組態以接收第二輸入電壓的第二電池充電器電路。第一開關電晶體耦合到所述第一電池充電器電路的輸出、系統電壓輸出端子和經組態以連接到電池堆疊或至少一個電池單元的電池端子。第二開關電晶體耦合到所述第二電池充電器電路的輸出和所述電池端子。因此，所述多個充電器可以在一系統中用以對電池堆疊或至少一個電池單元進行充電或放電且藉此為電池供電系統、產品或裝置輸送電力。

Description

多充電器組態及其操作的方法以及相關的電力輸送系統和電子系統
本發明大體上涉及為電池供電系統、產品或裝置供電，且特定來說涉及在一系統中的多輸入多充電器組態，用以對電池堆疊或單元進行充電或放電並藉此為電池供電系統、產品或裝置輸送電力。
相關申請案的交叉參考
本申請案涉及且主張2016年3月22日申請的標題為“在一系統中的兩充電器組態(TWO CHARGERS CONFIGURATION IN ONE SYSTEM)”的美國臨時專利申請案第62/311,786號和2016年7月14日申請的標題為“在一系統中的兩充電器組態(TWO CHARGERS CONFIGURATION IN ONE SYSTEM)”的美國臨時專利申請案第62/362,424號的權利，所述兩申請案以引用的方式併入本文中。本申請案據此主張美國臨時專利申請案第62/311,786號和第62/362,424號的權利。
具有電池充電器的傳統移動式或其它電池供電產品或裝置的製造商已認識到對於所涉及產品或裝置系統需要使用多個輸入源。然而，必須利用複雜且昂貴的電力選擇電路以將系統輸入源中的每一者連接 到不同電池充電器，從而使得可以在不會明顯降低電池充電速度的情況下一起利用多個充電器來對所涉及電池進行充電。
一個實施例涉及一種用於單一系統的多輸入多充電器組態。所述多輸入多充電器組態包含經組態以接收第一輸入電壓的第一電池充電器電路，和經組態以接收第二輸入電壓的第二電池充電器電路。第一開關電晶體耦合到第一電池充電器電路的輸出、系統電壓輸出端子和經組態以連接到電池堆疊或單元的電池端子。第二開關電晶體耦合到第二電池充電器電路的輸出和電池端子。因此，所述多個充電器可以用以在系統中對電池堆疊或單元進行充電或放電。
100a-d:多充電器組態
102a-d:第一電池充電器
104a-c:第一輸入端子
104d:第一輸出端子
106a-d:第一電晶體開關
108a-d:電池堆疊或單元
110a-d:第二電晶體開關
112a-d:第二電池充電器
114a-c:第二輸入端子
114d:第二輸出端子
116a-d:輸出端子
118a-d:電池端子
119b:電流路徑
120b:電流路徑
122c:電流路徑
124c:電流路徑
126d:電流路徑
128d:電流路徑
Vin1:第一輸入電壓
Vin2:第二輸入電壓
Vout1:第一輸出電壓
Vout2:第二輸出電壓
CTRL1:控制信號
CTRL2:控制信號
200:多充電器組態
202:第一電池充電器
204:第二電池充電器
206:第一開關電晶體
208:第二開關電晶體
210:第三開關電晶體
212:第四開關電晶體
214:第一電感器
216:降壓-升壓式轉換器
217:電池端子
218:輸出端子
219:電池堆疊或單元
220:第八開關電晶體
222:第九開關電晶體
224:第六開關電晶體
226:第七開關電晶體
228:第二電感器
230:降壓-升壓式轉換器
USB-C-1:第一USB-C連接器
USB-C-2:第二USB-C連接器
Upper Gate 1:第一輸出
Lower Gate 1:第二輸出
Upper Gate 2:第三輸出
Lower Gate 2:第四輸出
Upper Gate 3:第三輸出
Lower Gate 3:第四輸出
Upper Gate 4:第一輸出
Lower Gate 4:第二輸出
BGATE 1:第五輸出
BGATE 2:第五輸出
BFET 1:開關電晶體
BFET 2:開關電晶體
300:多充電器組態
302:第一電池充電器
304:第二電池充電器
306:第一開關電晶體
308:第二開關電晶體
310:第三開關電晶體
312:第四開關電晶體
314:第一電感器
316:降壓-升壓式轉換器
317:電池端子
318:輸出端子
319:電池堆疊或單元
324:第六開關電晶體
326:第七開關電晶體
328:第二電感器
332:降壓式轉換器
C01:第一電容器
C02:第二電容器
USB-C-1:USB-C輸入連接器
DC Jack:非USB-C輸入連接器
BGATE 1:輸出
BGATE 2:輸出
Upper Gate 3:輸出
Lower Gate 3:輸出
BFET 1:開關電晶體
BFET 2:開關電晶體
400:多充電器組態
402:第一電池充電器
404:第二電池充電器
406:開關電晶體
408:開關電晶體
410:第一電感器
412:降壓式轉換器
414:輸出端子
416:電池端子
418:電池堆疊或單元
420:開關電晶體
422:開關電晶體
424:第二電感器
426:降壓式轉換器
DC Jack 1:第一非USB-C輸入連接器
DC Jack 2:第二非USB-C輸入連接器
500:多充電器組態
502:第一電池充電器
504:第二電池充電器
506:開關電晶體
508:開關電晶體
510:第一電感器
512:升壓式轉換器
514:輸出端子
516:電池端子
518:電池堆疊或單元
520:開關電晶體
522:開關電晶體
524:開關電晶體
526:開關電晶體
528:第二電感器
530:降壓-升壓式轉換器
DC Jack 1:非USB-C輸入連接器
USB-C-2:USB-C輸入連接器
600:方法
602~622:步驟
700:電子系統
702:電力系統
704:數位處理器
706:周邊設備子系統
708:記憶體
710:I/O
712:多輸入多充電器組態
716:管線
在理解圖式僅描繪示範性實施例且因此不應視為範圍限制之後，將通過使用附圖額外特定且詳細地描述示範性實施例。
圖1A到1D為可以用以實施本發明的一個示範性實施例的多充電器組態的相關示意性電路圖。
圖2為可以用以實施本發明的第二示範性實施例的多充電器組態的示意性電路圖。
圖3為可以用以實施本發明的第三示範性實施例的多充電器組態的示意性電路圖。
圖4為可以用以實施本發明的第四示範性實施例的多充電器組態的示意性電路圖。
圖5為可以用以實施本發明的第五示範性實施例的多充電器組態的示意性電路圖。
圖6為根據本發明的一個示範性實施例的可以用以實施多輸入多充電器組態的示範性方法的流程圖。
圖7為根據本發明的一個示範性實施例的可以用以實施多輸入多充電器組態的電子系統的示意性方塊圖。
在以下詳細描述中，參考形成所述描述的部分且其中借助於特定說明性實施例進行展示的附圖。然而，應理解，可以利用其它實施例且可以進行邏輯、機械和電氣改變。此外，不應將所繪製諸圖和本說明書中所呈現的方法理解為限制可以執行個別動作的次序。因此，不應將以下詳細描述理解為限制性意義。在可能的情況下，貫穿圖式使用相同或類似元件符號以指代相同或類似結構性元件或部分。
具有電池充電器的移動或其它電池供電產品或裝置(例如，筆記型電腦、膝上型電腦、個人電腦、平板電腦、智慧手機、數碼相機、電池組和其類似者)的許多製造商已認識到對於所涉及產品或裝置系統需要使用多個輸入源。舉例來說，如果可以將每一輸入源連接到不同電池充電器且可以一起利用多個充電器以對電池進行充電，則所述能力將使得不再需要複雜的輸入電力選擇電路，並且還明顯增加電池充電速度。如下文所描述，本發明通過針對所涉及每一單一系統的多輸入多電池充電器組態提供此能力。
圖1A為可以用以實施本發明的一個示範性實施例的多充電 器組態100a的示意性電路圖。圖1B到1D為描繪示範性多充電器組態100b到100d的相關電路圖，所述多充電器組態可以用以與圖1A中所描繪的示範性多充電器組態100a一起執行多個電池充電、放電和/或供電功能。因而，參考圖1A中所描繪的實施例，多充電器組態100a包含第一電池充電器102a。值得注意的是，經調適用於對電池供電產品或裝置的電池、電池單元或堆疊進行充電的任何合適的DC-DC電力轉換器或電力供應器可以用以實施第一電池充電器102a。舉例來說，可以利用形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的任何合適的降壓或步降電力轉換器、升壓或步升電力轉換器或降壓-升壓步升/步降電力轉換器實施第一電池充電器102a。
第一電池充電器102a經組態以在第一輸入端子104a處接收第一輸入電壓Vin 1。第一電池充電器102a的輸出耦合到第一電晶體開關106a的汲極端子，且還耦合到多充電器組態100a的輸出端子VSYS 116a。舉例來說，可以利用金屬-氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)、電力MOSFET或能夠回應於其控制端子處施加的控制信號而接通和斷開的其它合適的半導體電晶體裝置實施第一電晶體開關106a。對於此示範性實施例，第一電晶體開關106a為可以回應於施加到第一電晶體開關106a的閘極端子的控制信號CTRL1而接通(例如，傳導)或斷開(例如，不傳導)的FET。因此，當控制信號CTRL1被施加到其閘極時，第一電晶體開關106a接通且傳導電流以對電池堆疊或單元108a進行充電或放電。對於此示範性實施例，輸出端子VSYS 116a用以將供應電壓輸送到所涉及電池供電產品或裝置。因此，對於此示範性實施例，回應於施加控制信號CTRL1，可以將供應電壓從第一電池充電器102a或耦合到電池堆疊或單元108a的電池端 子VBAT 118a輸送到輸出端子VSYS 116a。
多充電器組態100a還包含第二電池充電器112a。經調適用於對電池供電產品或裝置的電池、電池單元或堆疊進行充電的任何合適的DC-DC電力轉換器或電力供應器可以用以實施第二電池充電器112a。舉例來說，可以利用形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的任何合適的降壓或步降電力轉換器、升壓或步升電力轉換器或降壓-升壓步升/步降電力轉換器實施第二電池充電器112a。
第二電池充電器112a經組態以在第二輸入端子114a處接收第二輸入電壓Vin 2。第二電池充電器112a的輸出耦合到第二電晶體開關110a的汲極端子。第一電晶體開關106a和第二電晶體開關110a的源極連接到電池端子VBAT 118a，電池端子VBAT 118a連接到電池堆疊或單元108a的第一側，且電池堆疊或單元108a的第二側連接到接地電路。舉例來說，可以利用MOSFET、電力MOSFET或能夠回應於控制端子(例如，閘極)處施加的控制信號而接通和斷開的其它合適的基於半導體或電晶體的裝置實施第二電晶體開關110a。對於此示範性實施例，第二電晶體開關110a為可以回應於施加到第二電晶體開關110a的控制或閘極端子的第二控制信號CTRL2而接通(例如，傳導)或斷開(例如，不傳導)的FET。因此，當第二控制信號CTRL2被施加到其控制端子或閘極時，第二電晶體開關110a接通且從第二電池充電器112a傳導電流以對電池堆疊或單元108a進行充電(或放電)。對於此示範性實施例，回應於將兩個控制信號CTRL1和CTRL2(例如)同時施加到第一電晶體開關106a和第二電晶體開關110a的各別控制端子或閘極，也可以將供應電壓從第二電池充電器112a輸送到輸出端子 VSYS 116a。
圖1B為多充電器組態100b的示意性電路圖，其可以用以描繪圖1A中所描繪的實施例的第一示範性功能或操作方面。應注意，圖1A和1B中利用相同或類似元件符號以指代相同或類似結構性元件或部分。因而，參考圖1B中所展示的多充電器組態100b，應注意，在第一控制信號CTRL1被施加到第一電晶體開關106b的控制端子或閘極的情況下，來自第一電池充電器102b的電壓輸出可以耦合到輸出端子VSYS 116b(例如，由第一標有箭頭的線119b指示的電流路徑)和/或耦合到電池堆疊或單元108b(例如，由第二標有箭頭的線120b指示的電流路徑)。因此，對於圖1A中所展示的實施例的第一示範性功能或操作方面，第一電池充電器102b可以用以在輸出端子VSYS 116b處輸送經調節供應電壓和/或輸送穩定電壓和電流以對電池堆疊或單元108b進行充電。
圖1C為多充電器組態100c的示意性電路圖，其可以用以描繪圖1A中所描繪的實施例的第二示範性功能或操作方面。應注意，圖1A和1C中利用相同或類似元件符號以指代相同或類似結構性元件或部分。因而，參考圖1C中所描繪的多充電器組態100c，應注意，在第二控制信號CTRL2被施加到第二電晶體開關110c的控制端子或閘極的情況下，來自第二電池充電器112c的電壓和電流輸出可以耦合到電池堆疊或單元108c(例如，由第三標有箭頭的線122c指示的電流路徑)。另外，在第一控制信號CTRL1被同時施加到第一電晶體開關106c的控制端子或閘極的情況下，來自第二電池充電器112c的電壓和電流輸出也可以耦合到輸出端子VSYS 116c(例如，由第四標有箭頭的線124c指示的電流路徑)。因此，對於圖1A 中所展示的實施例的第二示範性功能或操作方面，第二電池充電器112c可以用以輸送經調節電壓和電流以對電池堆疊或單元108c進行充電和/或在輸出端子VSYS 116c處輸送經調節供應電壓。
圖1D為多充電器組態100d的示意性電路圖，其可以用以描繪圖1A中所描繪的實施例的第三示範性功能或操作方面。應注意，圖1A和1D中利用相同或類似元件符號以指代相同或類似結構性元件或部分。因而，參考圖1D中所描繪的多充電器組態100d，應注意，在第一控制信號CTRL1被施加到第一電晶體開關106d的控制端子或閘極的情況下，由電池堆疊或單元108d產生的電壓VBAT 118d可以耦合到輸出端子VSYS 116d(例如，由第五標有箭頭的線126d指示的電流路徑)。因此，電池堆疊或單元108d的電壓和電流可以用以在輸出端子VSYS 116d處輸送供應電壓(例如，未經調節)。另外，如果第一電池充電器102d重組態為形成(例如)功能顛倒的DC-DC電壓調節器或轉換器，則電壓VBAT 118d也可以耦合到現在為第一電池充電器102d的輸入端子VIN1處以在現在為輸出端子104d處產生經調節(或未經調節)電壓VOUT1。類似地，如果第二電池充電器112d重組態為形成(例如)功能也顛倒的DC-DC電壓調節器或轉換器，則在第二控制信號CTRL2被施加到第二電晶體開關110d的控制端子或閘極的情況下，電壓VBAT 118d可以耦合到現在為經重組態第二電池充電器112d的輸入VIN2處(例如，由第六標有箭頭的線128d指示的電流路徑)。因而，經重組態第二電池充電器112d可以在現在為輸出端子114d處產生經調節(或未經調節)電壓VOUT2。此時，應注意，如由圖1A到1D和對應文本所展示，多充電器組態100a的功能性是雙向的。而且，應注意，根據本申請案 的教示，多充電器組態100a提供用於一系統中的電力輸送的多輸入多充電器組態。
更確切地說，參考圖1A中所描繪的示範性實施例，電池電壓VBAT 118a可以用以在端子VSYS 116a處為系統提供電力。而且，參考示範性實施例，(例如)如果利用反向充電操作，則電池電壓VBAT 118a可以用以經由各別電池充電器102a和/或112a為第一輸入電壓Vin1和/或第二輸入電壓Vin2供應電力。因此，根據本申請案的教示，圖1A中所展示的多個(例如，兩個)充電器組態可以用以從多個(例如，兩個)輸入源接收輸入電壓並對電池、電池堆疊、電池包或一或多個單元充電以支援用於電池供電產品或裝置中的系統電壓。此外，在希望進行反向充電操作的情況下，圖1A中所展示的電池堆疊或單元108a可以用以產生輸入電壓Vin 1和/或Vin 2(例如，圖1D中的VOUT 1和/或VOUT 2)。
圖2為可以用以實施本發明的第二示範性實施例的多充電器組態200的示意性電路圖。在所展示示範性實施例中，圖2中的多充電器組態200包含經組態以經由第一USB-C連接器USB-C-1接收第一輸入電壓VIN 1的第一電池充電器202，和經組態以經由第二USB-C連接器USB-C-2接收第二輸入電壓VIN 2的第二電池充電器204。USB-C連接器是以比先前USB連接器高得多的等級提供資料傳送且還支援雙向電力流的標準介面。舉例來說，在預設5V輸入電壓的情況下，USB-C埠能夠與插入裝置協商以在相互同意的電流位準下將埠電壓升高到12v、20V或另一相互同意的電壓。USB-C埠可以輸送的最大電力在5A下為20V或100W的功率。因而，此電力量大到足以對任何移動或其它電池供電產品或裝置進行充電。
返回到圖2，輸入電壓VIN 1耦合到第一開關電晶體206的汲極端子。降壓-升壓式轉換器216的第一輸出UPPER GATE 1耦合到第一開關電晶體206的控制或閘極端子，且降壓-升壓式轉換器216的第二輸出LOWER GATE 1耦合到第二開關電晶體208的控制或閘極端子。第一開關電晶體206的源極端子耦合到第二開關電晶體208的汲極端子，且第二開關電晶體208的源極耦合到接地電路。第一開關電晶體206的源極端子與第二開關電晶體208的汲極端子之間的節點耦合到第一電感器214的第一端。第一電感器214的第二端耦合到連接於第三開關電晶體210的源極端子與第四開關電晶體212的汲極端子之間的節點。第四開關電晶體212的源極耦合到接地電路。降壓-升壓式轉換器216的第三輸出UPPER GATE 2耦合到第三開關電晶體210的控制或閘極端子，且降壓-升壓式轉換器216的第四輸出LOWER GATE 2耦合到第四開關電晶體212的控制或閘極端子。第三開關電晶體210的汲極端子耦合到輸出電容器Co1和輸出端子VSYS 218。降壓-升壓式轉換器216的第五輸出BGATE 1耦合到第五開關電晶體BFET 1的控制或閘極端子。第五輸出BGATE 1可以輸出第一控制信號CTRL1以在降壓-升壓式轉換器216的控制下控制第五開關電晶體BFET 1的接通/斷開切換。舉例來說，在此實施例中，如果輸出第一控制信號CTRL1，則第五開關電晶體BFET 1接通或傳導。如果未輸出第一控制信號CTRL1，則第五開關電晶體BFET 1斷開或不傳導。第五開關電晶體BFET 1的源極端子經由電池端子VBAT 217耦合到電池堆疊或單元219。
在降壓操作模式中，回應於輸出電壓VSYS與輸入電壓VIN 1的比率，降壓-升壓式轉換器216輸出合適的上部閘極信號UPPER GATE 1 和下部閘極信號LOWER GATE 1，以控制第一開關電晶體206和第二開關電晶體208的切換事件且藉此產生通過第一電感器214的電感器電流。在升壓操作模式中，回應於輸出電壓VSYS 218與輸入電壓VIN 1的比率，降壓-升壓式轉換器216輸出合適的上部閘極信號UPPER GATE 2和下部閘極信號LOWER GATE 2，以控制第三開關電晶體210和第四開關電晶體212的切換事件且藉此在輸出端子VSYS 218處產生系統電壓。在升壓操作模式期間，降壓-升壓式轉換器216控制切換事件以將第一開關電晶體206保持為接通且將第二開關電晶體208保持為斷開。舉例來說，可以利用形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的任何合適的DC-DC轉換器或調節器實施降壓-升壓式轉換器216。在一個示範性實施例中，由英特希爾美國公司製造的ISL9238降壓-升壓式轉換器可以用以實施降壓-升壓式轉換器216。
值得注意的是，在圖2中所展示的示範性實施例中，耦合到降壓-升壓式轉換器216的四個開關電晶體(例如，FET)206、208、210、212經組態以形成正向降壓支路和正向升壓支路。因此，通過操作適當的支路，所展示降壓-升壓拓撲結構可以正向降壓模式或正向升壓模式操作以對電池堆疊或單元219進行充電。圖2中所展示的降壓-升壓充電器拓撲結構也可以反向降壓模式操作來將電力輸送出USB-C-1端子以用於對例如平板電腦、智慧手機和其類似者的外部可擕式電子裝置進行充電。換句話說，圖2中所展示的降壓-升壓電池充電器組態可以為移動或電池供電系統提供利用(例如)所展示可逆USB-C連接器而利用雙向電力輸送的能力。
返回到圖2中所展示的示範性實施例，多充電器組態200還包含經調適用於經由第二USB-C連接器USB-C-2接收第二輸入電壓VIN 2 的第二電池充電器204。第二輸入電壓VIN 2耦合到第六開關電晶體224的汲極端子。第二降壓-升壓式轉換器230的第一輸出UPPER GATE 4耦合到第六開關電晶體224的控制或閘極端子，且第二降壓-升壓式轉換器230的第二輸出LOWER GATE 4耦合到第七開關電晶體226的控制或閘極端子。第六開關電晶體224的源極端子耦合到第七開關電晶體226的汲極端子，且第七開關電晶體226的源極耦合到接地電路。第六開關電晶體224的源極端子與第七開關電晶體226的汲極端子之間的節點耦合到第二電感器228的第一端。第二電感器228的第二端耦合到連接於第八開關電晶體220的源極端子與第九開關電晶體222的汲極端子之間的節點。第九開關電晶體222的源極耦合到接地電路。第二降壓-升壓式轉換器230的第三輸出UPPER GATE 3耦合到第八開關電晶體220的控制或閘極端子，且第二降壓-升壓式轉換器230的第四輸出LOWER GATE 3耦合到第九開關電晶體222的控制或閘極端子。第八開關電晶體220的汲極端子耦合到第十開關電晶體BFET 2的汲極端子和第二電容器Co2。第二降壓-升壓式轉換器230的第五輸出BGATE 2耦合到第十開關電晶體BFET 2的控制或閘極端子。第五輸出BGATE 2可以輸出第二控制信號CTRL2以在第二降壓-升壓式轉換器230的控制下控制第十開關電晶體BFET 2的接通/斷開切換。第十開關電晶體BFET 2的源極端子經由電池端子VBAT 217耦合到電池堆疊或單元219。
在降壓操作模式中，回應於輸出電壓VBAT與輸入電壓VIN 2的比率，第二降壓-升壓式轉換器230輸出合適的上部閘極信號UPPER GATE 4和下部閘極信號LOWER GATE 4，以控制第六開關電晶體224和第七開關電晶體226的切換事件且藉此產生通過第二電感器228的電感器電 流。在升壓操作模式中，回應於輸出電壓VBAT與輸入電壓VIN 2的比率，降壓-升壓式轉換器230輸出合適的上部閘極信號UPPER GATE 3和下部閘極信號LOWER GATE 3，以控制第八開關電晶體220和第九開關電晶體222的切換事件且藉此在電池端子VBAT 217處產生電池電壓。在升壓操作模式期間，第二降壓-升壓式轉換器230控制切換事件以將第六開關電晶體224保持為接通且將第七開關電晶體226保持為斷開。可以利用形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的任何合適的DC-DC轉換器或調節器實施第二降壓-升壓式轉換器230。舉例來說，在一個示範性實施例中，由英特希爾美國公司製造的ISL9238降壓-升壓式轉換器可以用以實施第二降壓-升壓式轉換器230。
對於圖2中所展示的示範性實施例，利用合適的降壓-升壓式轉換器216、230(例如，ISL9238)連同所展示外部元件以形成第一電池充電器202和第二電池充電器204。兩個電池充電器202、204經組態以類似於圖1A中所描繪的第一電池充電器102a和第二電池充電器112a起作用。然而，儘管圖2中展示兩個降壓-升壓式轉換器，但在其它實施例中，可以替代地利用一或多個降壓式轉換器和/或升壓式轉換器或任何其它合適的DC/DC轉換器以執行相同或類似功能。而且，舉例來說，儘管圖2中所展示的示範性實施例描繪兩個降壓-升壓式轉換器(例如，每一降壓-升壓式轉換器形成於單一積體電路、晶圓、晶片或裸片上)，但在其它實施例中，兩個降壓-升壓式轉換器216、230可以形成於單一積體電路、晶圓、晶片或裸片上。應注意，對於所展示示範性實施例，由所涉及系統協調控制信號CTRL1和CTRL2的施加。舉例來說，在此實施例中，連接到輸出端子VSYS 218的系統可以經由根據I2C通信協定操作的一或多個通信鏈路將(例如，充電電流)命令信號傳輸到降壓-升壓式轉換器216、230中的每一者。命令信號可以用以協調降壓-升壓式轉換器對控制信號CTRL1和CTRL2的施加。儘管在此示範性實施例中I2C通信協定用以傳達命令信號，但可以利用任何合適的通信鏈路或協議。
在一個示範性操作情境中，參考圖2，第一電池充電器202和第二電池充電器204兩者均以恒定電流(CC)充電模式操作。因此，電池開關電晶體(BFET 1和BFET 2)兩者均接通(傳導)以對電池堆疊或單元219進行充電，且系統電壓VSYS 218大約等於電池電壓VBAT 217。因而，電池充電器202、204兩者均處於充電回路控制路徑中以調節其各別充電電流，且這些充電電流可以一起並行流動以對電池堆疊或單元219進行充電而不會產生問題。因而，如果輸出端子VSYS 218處的負載變得足夠重，則第一電池充電器202和第二電池充電器204兩者的輸入電流限制回路將適當地起作用。然而，在考慮電池堆疊或單元219具有滿量充電(full charge)的第二操作情境時，第一電池充電器202和第二電池充電器204兩者均處於恒定電壓(CV)模式，但電池開關電晶體BFET 1和BFET 2兩者仍接通(傳導)，且輸出端子VSYS 218處的系統電壓大約等於端子VBAT 217處的電池電壓，此情境仍為適當結果。接下來，考慮第一電池充電器202和第二電池充電器204兩者均處於CV模式，且電池開關電晶體BFET 1、BFET 2兩者均斷開(不傳導)的第三操作情境。因此，僅第一電池充電器202可以供應VSYS負載，此情境因此類似於單一電池充電器組態起作用且還提供適當結果。
現在考慮第四操作情境，仍參考圖2，在所述情境中電池充電器202或204中的一者處於CC模式且對應電池開關電晶體BFET 1或BFET 2接通，但另一電池充電器處於CV模式且對應電池開關電晶體或BFET斷開。舉例來說，假定第一電池充電器202處於CC模式且BFET 1接通，並且第二電池充電器204處於CV模式且BFET 2斷開，則僅第一電池充電器202和電池堆疊或單元219可以供應VSYS負載，此情境因此類似於單一充電器起作用。然而，如果第一電池充電器202處於CV模式且BFET1斷開，並且第二電池充電器204處於CC模式且BFET2接通，則僅第一電池充電器202可以供應VSYS負載直至到達輸入電流限制為止。如果負載電流超出由第一電池充電器202的輸入電流限制設定的限制，則VSYS 218處的輸出電壓將下降為低於端子VBAT 217處的電池電壓的位準，且第二電池充電器204將經由BFET1的體二極體將部分電流供應到輸出端子VSYS 218。同樣，此情境提供合適的結果。
在第五操作情境中，僅存在第一USB-C-1連接器處的輸入電壓。因此，第二電池充電器204處於僅電池模式，因此第二電池開關電晶體BFET2將接通。因此，整個多充電器組態200將似乎僅存在單一充電器(例如，第一電池充電器202)般起作用。在此狀況下，舉例來說，可以USB一鍵拷貝(OTG)操作模式利用另一充電器(例如，第二電池充電器204)以實現合適結果。
在第六操作情境中，僅存在第二USB-C-2連接器處的輸入電壓(VIN2)。因此，如果第二電池充電器204並不處於CC模式且第二電池電晶體開關BFET2斷開，則僅電池堆疊或單元219可以經由BFET1供應 VSYS負載。然而，如果第二電池充電器204處於CC模式且第二電池電晶體開關BFET2接通，則第二電池充電器204可以通過第一電池電晶體開關BFET1供應VSYS負載(例如，第一電池充電器202處於僅電池模式且BFET1將接通)。同樣，在此狀況下，舉例來說，可以OTG模式利用第一電池充電器202以實現合適結果。
圖3為可以用以實施本發明的第三示範性實施例的多充電器組態300的示意性電路圖。在所展示示範性實施例中，圖3中的多充電器組態300包含經組態以經由USB-C連接器USB-C-1接收第一輸入電壓VIN 1的第一電池充電器302，和經組態以經由非USB-C連接器(例如，DC插孔)接收第二輸入電壓VIN 2的第二電池充電器304。輸入電壓VIN 1耦合到第一開關電晶體306的汲極端子。降壓-升壓式轉換器316的第一輸出UPPER GATE 1耦合到第一開關電晶體306的控制或閘極端子，且降壓-升壓式轉換器316的第二輸出LOWER GATE 1耦合到第二開關電晶體308的控制或閘極端子。第一開關電晶體306的源極端子耦合到第二開關電晶體308的汲極端子，且第二開關電晶體308的源極耦合到接地電路。第一開關電晶體306的源極端子與第二開關電晶體308的汲極端子之間的節點耦合到第一電感器314的第一端。第一電感器314的第二端耦合到連接於第三開關電晶體310的源極端子與第四開關電晶體312的汲極端子之間的節點。第四開關電晶體312的源極耦合到接地電路。降壓-升壓式轉換器316的第三輸出UPPER GATE 2耦合到第三開關電晶體310的控制或閘極端子，且降壓-升壓式轉換器316的第四輸出LOWER GATE 2耦合到第四開關電晶體312的控制或閘極端子。第三開關電晶體310的汲極端子耦合到輸出電容器Co1和輸出端子 VSYS 318。降壓-升壓式轉換器316的第五輸出BGATE 1耦合到第五開關電晶體BFET 1的控制或閘極端子，且可以輸出第一控制信號CTRL1以在降壓-升壓式轉換器316的控制下控制第五開關電晶體BFET 1的接通/斷開切換。第五開關電晶體BFET 1的源極端子經由電池端子VBAT 317耦合到電池堆疊或單元319。
在降壓操作模式中，回應於輸出電壓VSYS與輸入電壓VIN 1的比率，降壓-升壓式轉換器316輸出合適的上部閘極信號UPPER GATE 1和下部閘極信號LOWER GATE 1，以控制第一開關電晶體306和第二開關電晶體308的切換事件且藉此產生通過第一電感器314的電感器電流。在升壓操作模式中，回應於輸出電壓VSYS與輸入電壓VIN 1的比率，降壓-升壓式轉換器316輸出合適的上部閘極信號UPPER GATE 2和下部閘極信號LOWER GATE 2，以控制第三開關電晶體310和第四開關電晶體312的切換事件且藉此在輸出端子VSYS 318處產生系統電壓。在升壓操作模式期間，降壓-升壓式轉換器316控制切換事件以將第一開關電晶體306保持為接通且將第二開關電晶體308保持為斷開。可以利用形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的任何合適的降壓-升壓式轉換器實施降壓-升壓式轉換器316。舉例來說，在一個示範性實施例中，由英特希爾美國公司製造的ISL9238降壓-升壓式轉換器可以用以實施降壓-升壓式轉換器316。
在所展示示範性實施例中，圖3中的多充電器組態300還包含經調適用於經由第二非USB-C連接器(或在此實例中為DC插孔)接收第二輸入電壓VIN 2的第二電池充電器304。第二輸入電壓VIN 2耦合到第六開關電晶體324的汲極端子。降壓式轉換器332的第一輸出UPPER GATE 3耦合到第六開關電晶體324的控制或閘極端子，且降壓式轉換器332的第二輸出LOWER GATE 3耦合到第七開關電晶體326的控制或閘極端子。第六開關電晶體324的源極端子耦合到第七開關電晶體326的汲極端子，且第七開關電晶體326的源極耦合到接地電路。第六開關電晶體324的源極端子與第七開關電晶體326的汲極端子之間的節點耦合到第二電感器328的第一端。第二電感器328的第二端耦合到連接到第八開關電晶體BFET 2的汲極端子和電容器C02的節點。電容器Co2的第二側耦合到接地電路。降壓式轉換器332的第三輸出BGATE 2耦合到第八開關電晶體BFET 2的控制或閘極端子，且可以輸出第二控制信號CTRL2以在降壓式轉換器332的控制下控制第八開關電晶體BFET 2的接通/斷開切換。第八開關電晶體BFET 2的源極端子經由電池端子VBAT 317耦合到電池堆疊或單元319。
在操作中，回應於輸出電壓VBAT與輸入電壓VIN 2的比率，降壓式轉換器332輸出合適的上部閘極信號UPPER GATE 3和下部閘極信號LOWER GATE 3，以控制第六開關電晶體324和第七開關電晶體326的切換事件且藉此產生通過第二電感器328的電感器電流。因此，當降壓式轉換器332將第二控制信號CTRL2施加到第八開關電晶體BFET 2的控制或閘極端子時，第八開關電晶體BFET 2接通(傳導)且第八開關電晶體BFET 2的汲極處產生的電壓經由電池端子VBAT 317耦合到電池堆疊或單元319。可以利用形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的任何合適的降壓式轉換器實施降壓式轉換器332。舉例來說，在一個示範性實施例中，由英特希爾美國公司製造的ISL95520降壓式轉換器可以用以實施降壓式轉換器332。應注意，對於所展示示範性實施例，由所涉及系統協調控制信號CTRL1 和CTRL2的施加。舉例來說，在此實施例中，連接到輸出端子VSYS 318的系統經由根據I2C通信協定操作的一或多個通信鏈路將(例如，充電電流)命令信號傳輸到降壓-升壓式轉換器316和降壓式轉換器332中的每一者。命令信號用以協調轉換器對控制信號CTRL1和CTRL2的施加。儘管在此示範性實施例中I2C通信協定用以傳達命令信號，但可以利用任何合適的通信鏈路或協議。
圖4為可以用以實施本發明的第四示範性實施例的多充電器組態400的示意性電路圖。在所展示示範性實施例中，圖4中的多充電器組態400包含經組態以經由第一非USB-C連接器或第一DC插孔1接收第一輸入電壓VIN 1的第一電池充電器402。圖4中的多充電器組態400還包含經組態以經由第二非USB-C連接器或DC插孔2接收第二輸入電壓VIN 2的第二電池充電器404。第一輸入電壓VIN 1耦合到第一開關電晶體406的汲極端子。第一降壓式轉換器412的第一輸出UPPER GATE 1耦合到第一開關電晶體406的控制或閘極端子，且第一降壓式轉換器412的第二輸出LOWER GATE 1耦合到第二開關電晶體408的控制或閘極端子。第一開關電晶體406的源極端子耦合到第二開關電晶體408的汲極端子，且第二開關電晶體408的源極耦合到接地電路。第一開關電晶體406的源極端子與第二開關電晶體408的汲極端子之間的節點耦合到第一電感器410的第一端。第一電感器410的第二端耦合到連接到第三開關電晶體BFET 1的汲極端子、電容器C01和輸出端子VSYS 414的節點。電容器C01的第二側耦合到接地電路。第一降壓式轉換器412的第三輸出BGATE 1耦合到第三開關電晶體BFET 1的控制或閘極端子，且可以輸出第一控制信號CTRL1以在第一降壓 式轉換器412的控制下控制第三開關電晶體BFET 1的接通/斷開切換。第三開關電晶體BFET 1的源極端子經由電池端子VBAT 316耦合到電池堆疊或單元418。
在操作中，回應於輸出電壓VSYS與輸入電壓VIN 1的比率，第一降壓式轉換器412輸出合適的上部閘極信號UPPER GATE 1和下部閘極信號LOWER GATE 1，以控制第一開關電晶體406和第二開關電晶體408的切換事件且藉此產生通過第一電感器410的電感器電流。因此，當第一降壓式轉換器412將第一控制信號CTRL1施加到第三開關電晶體BFET 1的控制或閘極端子時，第三開關電晶體BFET 1接通(傳導)且第三開關電晶體BFET 1的汲極和輸出端子VSYS 414處產生的電壓經由電池端子VBAT 416耦合到電池堆疊或單元418。可以利用形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的任何合適的降壓式轉換器實施第一降壓式轉換器412。舉例來說，在一個示範性實施例中，由英特希爾美國公司製造的ISL95520降壓式轉換器可以用以實施第一降壓式轉換器412。
第二輸入電壓VIN 2耦合到第四開關電晶體420的汲極端子。第二降壓式轉換器426的第一輸出UPPER GATE 2耦合到第四開關電晶體420的控制或閘極端子，且第二降壓式轉換器426的第二輸出LOWER GATE 2耦合到第五開關電晶體422的控制或閘極端子。第四開關電晶體420的源極端子耦合到第五開關電晶體422的汲極端子，且第五開關電晶體422的源極耦合到接地電路。第四開關電晶體420的源極端子與第五開關電晶體422的汲極端子之間的節點耦合到第二電感器424的第一端。第二電感器424的第二端耦合到連接到第六開關電晶體BFET 2的汲極端子和電容器 C02的節點。電容器C02的第二側耦合到接地電路。第二降壓式轉換器426的第三輸出BGATE 2耦合到第六開關電晶體BFET 2的控制或閘極端子，且可以輸出第二控制信號CTRL2以在第二降壓式轉換器426的控制下控制第六開關電晶體BFET 2的接通/斷開切換。第六開關電晶體BFET 2的源極端子經由電池端子VBAT 416耦合到電池堆疊或單元418。
在操作中，參考圖4，回應於輸出電壓VBAT與輸入電壓VIN 2的比率，第二降壓式轉換器426輸出合適的上部閘極信號UPPER GATE 2和下部閘極信號LOWER GATE 2，以控制第四開關電晶體420和第五開關電晶體422的切換事件且藉此產生通過第二電感器424的電感器電流。因此，當第二降壓式轉換器426將第二控制信號CTRL2施加到第六開關電晶體BFET 2的控制或閘極端子時，第六開關電晶體BFET 2接通(傳導)且第六開關電晶體BFET 2的汲極處產生的電壓經由電池端子VBAT 416耦合到電池堆疊或單元418。可以利用形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的任何合適的降壓式轉換器實施第二降壓式轉換器426。舉例來說，在一個示範性實施例中，由英特希爾美國公司製造的ISL95520降壓式轉換器可以用以實施第二降壓式轉換器426。應注意，對於所展示示範性實施例，由所涉及系統協調控制信號CTRL1和CTRL2的施加。舉例來說，在此實施例中，連接到輸出端子VSYS 414的系統經由根據I2C通信協定操作的一或多個通信鏈路將(例如，充電電流)命令信號傳輸到降壓式轉換器412、426中的每一者。命令信號用以協調轉換器對控制信號CTRL1和CTRL2的施加。儘管在此示範性實施例中I2C通信協定用以傳達命令信號，但可以利用任何合適的通信鏈路或協議。
圖5為可以用以實施本發明的第五示範性實施例的多充電器組態500的示意性電路圖。在所展示示範性實施例中，圖5中的多充電器組態500包含經組態以經由第一非USB-C連接器或DC插孔1接收第一輸入電壓VIN 1的第一電池充電器502。圖5中的多充電器組態500還包含經組態以經由第二(例如，USB-C)連接器USB-C-2接收第二輸入電壓VIN 2的第二電池充電器504。第一輸入電壓VIN 1耦合到第一開關電晶體506的汲極端子。升壓式轉換器512的第一輸出UPPER GATE 1耦合到第一開關電晶體506的控制或閘極端子，且升壓式轉換器512的第二輸出LOWER GATE 1耦合到第二開關電晶體508的控制或閘極端子。第一開關電晶體506的源極端子耦合到第二開關電晶體508的汲極端子，且第二開關電晶體508的源極耦合到接地電路。第一開關電晶體506的源極端子與第二開關電晶體508的汲極端子之間的節點耦合到第一電感器510的第一端。第一開關電晶體506的汲極端子耦合到第三開關電晶體BFET 1的汲極端子、電容器C01和輸出端子VSYS 514。電容器C01的第二側耦合到接地電路。第一電感器510的第二端耦合到連接到第三開關電晶體BFET 1的源極端子、經由電池端子516連接到電池堆疊或單元518和連接到第四開關電晶體BFET 2的源極端子的節點。升壓式轉換器512的第三輸出BGATE 1耦合到第三開關電晶體BFET 1的控制或閘極端子，且可以輸出第一控制信號CTRL1以在升壓式轉換器512的控制下控制第三開關電晶體BFET 1的接通/斷開切換。
在操作中，回應於輸出電壓VSYS與輸入電壓VIN 1的比率，升壓式轉換器512輸出合適的上部閘極信號UPPER GATE 1和下部閘極信號LOWER GATE 1，以控制第一開關電晶體506和第二開關電晶體508 的切換事件且藉此產生通過第一電感器510的電感器電流。因此，當升壓式轉換器512將第一控制信號CTRL1施加到第三開關電晶體BFET 1的控制或閘極端子時，第三開關電晶體BFET 1接通(傳導)且第三開關電晶體BFET 1的汲極和輸出端子VSYS 514處產生的電壓經由電池端子VBAT 516耦合到電池堆疊或單元518。可以利用形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的任何合適的升壓式轉換器實施升壓式轉換器512。舉例來說，在一個示範性實施例中，由英特希爾美國公司製造的ISL95521A升壓式轉換器可以用以實施升壓式轉換器512。
第二輸入電壓VIN 2耦合到第四開關電晶體524的汲極端子。降壓-升壓式轉換器530的第一輸出UPPER GATE 2耦合到第五開關電晶體520的控制或閘極端子，且降壓-升壓式轉換器530的第二輸出LOWER GATE 2耦合到第六開關電晶體522的控制或閘極端子。第五開關電晶體520的源極端子耦合到第六開關電晶體522的汲極端子，且第六開關電晶體522的源極端子耦合到接地電路。第五開關電晶體520的源極端子與第六開關電晶體522的汲極端子之間的節點耦合到第二電感器528的第一端。第二電感器528的第二端耦合到連接到第四開關電晶體524的源極端子和第七開關電晶體526的汲極端子的節點。第七開關電晶體526的源極耦合到接地電路。降壓-升壓式轉換器530的第三輸出UPPER GATE 3耦合到第四開關電晶體524的控制或閘極端子，且降壓-升壓式轉換器530的第四輸出LOWER GATE 3耦合到第七開關電晶體526的控制或閘極端子。第五開關電晶體520的汲極端子耦合到第八開關電晶體BFET 2的汲極端子和電容器C02。電容器C02的第二側耦合到接地電路。降壓-升壓式轉換器530的第五輸出 BGATE 2耦合到第八開關電晶體BFET 2的控制或閘極端子，且可以輸出第二控制信號CTRL2以在降壓-升壓式轉換器530的控制下控制第八開關電晶體BFET 2的接通/斷開切換。第八開關電晶體BFET 2的源極端子經由電池端子VBAT 516耦合到電池堆疊或單元518。
在操作中，參考圖5，回應於輸出電壓VBAT與輸入電壓VIN 2的比率，降壓-升壓式轉換器530輸出合適的上部閘極信號UPPER GATE 2和下部閘極信號LOWER GATE 2，以控制第五開關電晶體520和第六開關電晶體522的切換事件且藉此產生通過第二電感器528的電感器電流。因此，當降壓-升壓式轉換器530將第二控制信號CTRL2施加到第八開關電晶體BFET 2的控制或閘極端子時，第八開關電晶體BFET 2接通(傳導)且第八開關電晶體BFET 2的汲極處產生的電壓經由電池端子VBAT 516耦合到電池堆疊或單元518。可以利用形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的任何合適的降壓-升壓式轉換器實施降壓-升壓式轉換器530。舉例來說，在一個示範性實施例中，由英特希爾美國公司製造的ISL9238降壓-升壓式轉換器可以用以實施降壓-升壓式轉換器530。應注意，對於所展示示範性實施例，由所涉及系統協調控制信號CTRL1和CTRL2的施加。舉例來說，在此實施例中，連接到輸出端子VSYS 514的系統經由根據I2C通信協定操作的一或多個通信鏈路將(例如，充電電流)命令信號傳輸到升壓式轉換器512和降壓-升壓式轉換器530中的每一者。命令信號用以協調轉換器對控制信號CTRL1和CTRL2的施加。儘管在此示範性實施例中I2C通信協定用以傳達命令信號，但可以利用任何合適的通信鏈路或協議。
圖6描繪根據本發明的一個示範性實施例的可以用以實施 用於為系統進行供電的多輸入多充電器組態的示範性方法600的流程圖。參考圖6中所描繪的流程圖和圖1A到1D中所描繪的示範性多輸入多充電器組態，示範性方法600通過在第一電池充電器102的輸入處接收第一輸入電壓VIN 1而開始(602)。作為回應，第一電池充電器102在輸出端子處產生第一輸出電壓(604)。另外，在第二電池充電器112的輸入處接收第二輸入電壓VIN 2(606)。作為回應，第二電池充電器112在輸出端子處產生第二輸出電壓(608)。所述方法接著確定第一控制信號CTRL1是否施加到了(例如，位準對應於第一電晶體開關的接通狀態)第一電晶體開關106的控制端子(610)。如果第一控制信號CTRL 1未施加到(例如，電壓並不對應於第一電晶體開關的接通狀態)第一電晶體開關106的控制端子，則第一輸出電壓僅耦合到輸出電壓端子VSYS(612)。所述方法接著確定第二控制信號CTRL 2是否施加到了(例如，位準對應於第二電晶體開關的接通狀態)第二電晶體開關110的控制端子(614)。如果第二控制信號CTRL 2施加到了第二電晶體開關110的控制端子，則第二電池充電器112的輸出電壓耦合到電池端子VBAT 118以對電池堆疊或單元108進行充電(616)。流程接著終止(停止)。類似地，如果(在614處)第二控制信號CTRL 2未施加到(例如，位準並不對應於第二電晶體開關的接通狀態)第二電晶體開關110的控制端子，則流程終止(停止)。返回到確定第一控制信號CTRL1是否施加到了第一電晶體開關106的控制端子(在610處)的流程，如果施加了第一控制信號CTRL 1，則所述方法進一步確定第二控制信號CTRL 2是否也施加到了第二電晶體開關110的控制端子(618)。如果第二控制信號CTRL2也施加到了第二電晶體開關110的控制端子，則第二電池充電器112 的輸出電壓耦合到電池端子VBAT 118和輸出電壓端子VSYS兩者(622)。流程接著終止(停止)。
圖7為根據本發明的一個示範性實施例的可以用以實施多輸入多充電器組態的可擕式或移動電子系統700的示意性方塊圖。舉例來說，在一些實施例中，本文中所描述的多輸入多充電器組態中的一或多者可以被視為一或多個電力輸送系統。因而，在所展示示範性實施例中，電子系統700包含電力系統702、數位處理器單元704和周邊設備子系統706。舉例來說，數位處理器單元704可以為微處理器或微控制器和其類似者。周邊設備子系統706包含用於存儲由數位處理器單元704處理的資料的記憶體單元708，和用於將資料傳輸到記憶體單元708和數位處理器單元704並從所述記憶體單元和數位處理器單元接收資料的輸入/輸出(I/O)單元710。在圖7中所描繪的示範性實施例中，電力系統702包含可以輸送電壓以為系統700進行供電和/或對也可以將電力輸送到系統700的電池堆疊或單元進行充電的多輸入多充電器組態712。電力系統702經由管線716提供經調節(或未經調節)電壓(例如，圖1A到1D和2到5中描繪的VSYS)以為數位處理器單元704和周邊設備子系統706中的電子元件供電。在所展示示範性實施例中，可以(例如)利用圖1A到1D和2到5中所描繪的多充電器組態實施多輸入多充電器組態712。在一些實施例中，電子系統700的組件可以實施於一或多個積體電路、晶圓、晶片或裸片上。
實例實施例
實例1包含一種多充電器組態，其包括：經組態以接收第一輸入電壓的第一電池充電器電路；經組態以接收第二輸入電壓的第二電池 充電器電路；耦合到第一電池充電器電路的輸出、系統電壓輸出端子和經組態以連接到電池堆疊或至少一個電池單元的電池端子的第一開關電晶體；和耦合到第二電池充電器電路的輸出和電池端子的第二開關電晶體。
實例2包含實例1的多充電器組態，其中第一電池充電器電路經組態以在第一USB-C連接器上接收第一輸入電壓，且第二電池充電器電路經組態以在第二USB-C連接器上接收第二輸入電壓。
實例3包含實例1到2中的任一者的多充電器組態，其中第一電池充電器電路或第二電池充電器電路中的至少一者經組態以在非USB-C連接器上接收第一輸入電壓或第二輸入電壓中的一者。
實例4包含實例1到3中的任一者的多充電器組態，其中第一電池充電器電路包含經組態以控制第一開關電晶體的切換的第一降壓-升壓式轉換器電路，且第二電池充電器電路包含經組態以控制第二開關電晶體的切換的第二降壓-升壓式轉換器電路。
實例5包含實例1到4中的任一者的多充電器組態，其中第一電池充電器電路包含經組態以控制第一開關電晶體的切換的降壓-升壓式轉換器電路，且第二電池充電器電路包含經組態以控制第二開關電晶體的切換的降壓式轉換器電路。
實例6包含實例1到5中的任一者的多充電器組態，其中第一電池充電器電路包含經組態以控制第一開關電晶體的切換的第一降壓式轉換器電路，且第二電池充電器電路包含經組態以控制第二開關電晶體的切換的第二降壓式轉換器電路。
實例7包含實例4到6中的任一者的多充電器組態，其中第 一降壓-升壓式轉換器電路和第二降壓-升壓式轉換器電路形成於單一積體電路、晶圓、晶片或裸片上。
實例8包含一種電力輸送系統，其包括：第一電池充電器電路和第二電池充電器電路，其中第一電池充電器電路經組態以響應於第一輸入電壓而產生第一輸出電壓，且第二電池充電器電路經組態以響應於第二輸入電壓而產生第二輸出電壓；經組態以連接到至少一個電池單元的電池端子，其中電池端子經由第一開關耦合到第一電池充電器電路且經由第二開關耦合到第二電池充電器電路；在第一電池充電器電路中且耦合到第一開關的第一DC-DC轉換器，其中第一開關經組態以響應於來自第一DC-DC轉換器的第一信號而將第一輸出電壓耦合到電池端子；和在第二電池充電器電路中且耦合到第二開關的第二DC-DC轉換器，其中第二開關經組態以響應於來自第二DC-DC轉換器的第二信號而將第二輸出電壓耦合到電池端子。
實例9包含實例8的電力輸送系統，其進一步包括耦合到第一電感器的一側和第一DC-DC轉換器的第一多個開關電晶體，和耦合到第一電感器的第二側和第一DC-DC轉換器的第二多個開關電晶體。
實例10包含實例9的電力輸送系統，其進一步包括耦合到第二電感器的一側和第二DC-DC轉換器的第三多個開關電晶體，和耦合到第二電感器的第二側和第二DC-DC轉換器的第四多個開關電晶體。
實例11包含實例8到10中的任一者的電力輸送系統，其中第一DC-DC轉換器和第二DC-DC轉換器為降壓-升壓式轉換器。
實例12包含實例8到11中的任一者的電力輸送系統，其中 第一DC-DC轉換器包括降壓-升壓式轉換器、降壓式轉換器或升壓式轉換器中的至少一者。
實例13包含一種操作多輸入多充電器組態的方法，其包括：在第一充電器的輸入處接收第一輸入電壓；產生與第一輸入電壓相關聯的第一輸出電壓；在第二充電器的輸入處接收第二輸入電壓；產生與第二輸入電壓相關聯的第二輸出電壓；確定第一控制信號是否施加到了耦合到第一充電器的第一開關，且如果是，則確定第二控制信號是否施加到了耦合到第二充電器的第二開關；和如果第二控制信號施加到了第二開關，則將第二輸出電壓耦合到多輸入多充電器組態的輸出電壓端子和電池端子。
實例14包含實例13的方法，如果第一控制信號未施加到第一開關，則將第一輸出電壓耦合到多輸入多充電器組態的輸出電壓端子。
實例15包含實例14的方法，如果第一控制信號未施加到第一開關且第二控制信號施加到了第二開關，則將第二輸出電壓耦合到多輸入多充電器組態的電池端子。
實例16包含實例15的方法，如果第一控制信號施加到了第一開關且第二控制信號未施加到第二開關，則將第一輸出電壓耦合到電池端子。
實例17包含一種電子系統，其包括：數位處理器；耦合到數位處理器的周邊設備子系統；和耦合到數位處理器和周邊設備子系統的電路元件且經組態以產生輸出電壓來為數位處理器和周邊設備子系統的電路元件進行供電的電力系統，其中電力系統包含：經組態以接收第一輸入 電壓的第一充電器；經組態以接收第二輸入電壓的第二充電器；耦合到第一充電器的輸出，系統電壓輸出端子和經組態以連接到電池、電池堆疊或電池單元中的至少一者的電池端子的第一開關電晶體；和耦合到第二充電器的輸出和電池端子的第二開關電晶體。
實例18包含實例17的電子系統，其中第一充電器包含形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的降壓-升壓式轉換器或降壓式轉換器中的至少一者。
實例19包含實例17到18中的任一者的電子系統，其中第二電池充電器電路包含形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的降壓-升壓式轉換器、降壓式轉換器或升壓式轉換器中的至少一者。
實例20包含實例17到19中的任一者的電子系統，其中第一電池充電器電路包含第一降壓-升壓式轉換器，第二電池充電器電路包含第二降壓-升壓式轉換器，且第一降壓-升壓式轉換器和第二降壓-升壓式轉換器形成於單一積體電路或晶片上。
儘管本文中已說明且描述具體實施例，但一般技術者將瞭解，演算出達成相同目的的任何佈置可以取代所展示具體實施例。因此，顯然希望本申請案僅由申請專利範圍和其等效物限制。
100a:多充電器組態
102a:第一電池充電器
104a:第一輸入端子
106a:第一電晶體開關
108a:電池堆疊或單元
110a:第二電晶體開關
112a:第二電池充電器
114a:第二輸入端子
116a:輸出端子
118a:電池端子
Vin1:第一輸入電壓
Vin2:第二輸入電壓
CTRL1:控制信號
CTRL2:控制信號

Claims (20)

  1. 一種多充電器組態，其包括：第一電池充電器電路，其經組態以接收第一輸入電壓；第二電池充電器電路，其經組態以接收第二輸入電壓；第一開關電晶體，其經組態以回應於來自所述第一電池充電器電路的第一控制信號而耦合到所述第一電池充電器電路的輸出、系統電壓輸出端子和經組態以連接到電池堆疊或至少一個電池單元的電池端子；以及第二開關電晶體，其經組態以回應於來自所述第二電池充電器電路的第二控制信號而耦合到所述第二電池充電器電路的輸出和所述電池端子。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的多充電器組態，其中所述第一電池充電器電路經組態以在第一USB-C連接器上接收所述第一輸入電壓，且所述第二電池充電器電路經組態以在第二USB-C連接器上接收所述第二輸入電壓。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的多充電器組態，其中所述第一電池充電器電路或所述第二電池充電器電路中的至少一者經組態以在非USB-C連接器上接收所述第一輸入電壓或所述第二輸入電壓中的一者。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的多充電器組態，其中所述第一電池充電器電路包含經組態以控制所述第一開關電晶體的切換的第一降壓-升壓式轉換器電路，且所述第二電池充電器電路包含經組態以控制所述第二開關電晶體的切換的第二降壓-升壓式轉換器電路。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的多充電器組態，其中所述第一電池充電器電路包含經組態以控制所述第一開關電晶體的切換的降壓-升壓式轉 換器電路，且所述第二電池充電器電路包含經組態以控制所述第二開關電晶體的切換的降壓式轉換器電路。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的多充電器組態，其中所述第一電池充電器電路包含經組態以控制所述第一開關電晶體的切換的第一降壓式轉換器電路，且所述第二電池充電器電路包含經組態以控制所述第二開關電晶體的切換的第二降壓式轉換器電路。
  7. 根據申請專利範圍第4項所述的多充電器組態，其中所述第一降壓-升壓式轉換器電路和所述第二降壓-升壓式轉換器電路形成於單一積體電路、晶圓、晶片或裸片上。
  8. 一種電力輸送系統，其包括：第一電池充電器電路和第二電池充電器電路，其中所述第一電池充電器電路經組態以響應於第一輸入電壓而產生第一輸出電壓，且所述第二電池充電器電路經組態以響應於第二輸入電壓而產生第二輸出電壓；電池端子，其經組態以連接到至少一個電池單元，其中所述電池端子經由第一開關耦合到所述第一電池充電器電路且經由第二開關耦合到所述第二電池充電器電路；第一DC-DC轉換器，其在所述第一電池充電器電路中且耦合到所述第一開關，其中所述第一開關經組態以響應於來自所述第一DC-DC轉換器的第一信號而將所述第一輸出電壓耦合到所述電池端子；以及第二DC-DC轉換器，其在所述第二電池充電器電路中且耦合到所述第二開關，其中所述第二開關經組態以響應於來自所述第二DC-DC轉換器的第二信號而將所述第二輸出電壓耦合到所述電池端子。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的電力輸送系統，其進一步包括耦合到第一電感器的一側和所述第一DC-DC轉換器的第一複數個開關電晶體，和耦合到所述第一電感器的第二側和所述第一DC-DC轉換器的第二複數個開關電晶體。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述的電力輸送系統，其進一步包括耦合到第二電感器的一側和所述第二DC-DC轉換器的第三複數個開關電晶體，和耦合到所述第二電感器的第二側和所述第二DC-DC轉換器的第四複數個開關電晶體。
  11. 根據申請專利範圍第8項所述的電力輸送系統，其中所述第一DC-DC轉換器和所述第二DC-DC轉換器為降壓-升壓式轉換器。
  12. 根據申請專利範圍第8項所述的電力輸送系統，其中所述第一DC-DC轉換器包括降壓-升壓式轉換器、降壓式轉換器或升壓式轉換器中的至少一者。
  13. 一種操作多輸入多充電器組態的方法，其包括：在第一充電器的輸入處接收第一輸入電壓；產生與所述第一輸入電壓相關聯的第一輸出電壓；在第二充電器的輸入處接收第二輸入電壓；產生與所述第二輸入電壓相關聯的第二輸出電壓；確定來自所述第一充電器的第一控制信號是否施加到了耦合到所述第一充電器的第一開關，且如果是，則確定來自所述第二充電器的第二控制信號是否施加到了耦合到所述第二充電器的第二開關；以及如果所述第二控制信號施加到了所述第二開關，則將所述第二輸出電 壓耦合到所述多輸入多充電器組態的輸出電壓端子和電池端子。
  14. 根據申請專利範圍第13項所述的方法，如果所述第一控制信號未施加到所述第一開關，則將所述第一輸出電壓耦合到所述多輸入多充電器組態的所述輸出電壓端子。
  15. 根據申請專利範圍第14項所述的方法，如果所述第一控制信號未施加到所述第一開關且所述第二控制信號施加到了所述第二開關，則將所述第二輸出電壓耦合到所述多輸入多充電器組態的所述電池端子。
  16. 根據申請專利範圍第15項所述的方法，如果所述第一控制信號施加到了所述第一開關且所述第二控制信號未施加到所述第二開關，則將所述第一輸出電壓耦合到所述電池端子。
  17. 一種電子系統，其包括：數位處理器；周邊設備子系統，其耦合到所述數位處理器；以及電力系統，其耦合到所述數位處理器和所述周邊設備子系統的電路元件，且經組態以產生輸出電壓以為所述數位處理器和所述周邊設備子系統的所述電路元件進行供電，其中所述電力系統包含：第一充電器，其經組態以接收第一輸入電壓；第二充電器，其經組態以接收第二輸入電壓；第一開關電晶體，其經組態以回應於來自所述第一充電器的第一控制信號而耦合到所述第一充電器的輸出、系統電壓輸出端子和經組態以連接到電池、電池堆疊或電池單元中的至少一者的電池端子；以及第二開關電晶體，其經組態以回應於來自所述第二充電器的第二控制 信號而耦合到所述第二充電器的輸出和所述電池端子。
  18. 根據申請專利範圍第17項所述的電子系統，其中所述第一充電器包含形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的降壓-升壓式轉換器或降壓式轉換器中的至少一者。
  19. 根據申請專利範圍第17項所述的電子系統，其中所述第二充電器包含形成於積體電路、晶圓、晶片或裸片上的降壓-升壓式轉換器、降壓式轉換器或升壓式轉換器中的至少一者。
  20. 根據申請專利範圍第17項所述的電子系統，其中所述第一充電器包含第一降壓-升壓式轉換器，所述第二充電器包含第二降壓-升壓式轉換器，且所述第一降壓-升壓式轉換器和所述第二降壓-升壓式轉換器形成於單一積體電路或晶片上。
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