用于測(cè)量充電電流的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種裝置可以包括布置為以多個(gè)電流水平從充電源汲取電流的第一電路以及布置為使用所述第一電路確定所述充電源的充電電流容量的第二電路。
【專利說明】用于測(cè)量充電電流的方法和裝置
【背景技術(shù)】
[0001]隨著USB現(xiàn)在用作用于諸如筆記本電腦、平板電腦、PDA和手機(jī)的便攜式設(shè)備的公共連接器，專用充電器不再是用于為許多便攜式設(shè)備充電的唯一或主要源。例如，世界各地的汽車制造商正在越來越多地將USB集成到車輛控制臺(tái)，以便對(duì)于駕駛員可能希望在汽車中進(jìn)行充電的任何USB兼容的設(shè)備用作數(shù)據(jù)連接和通用充電接口二者。此外，通用墻壁充電器廣泛地可用于向具有USB端口的任何設(shè)備供應(yīng)電荷。在一些情況下，可以優(yōu)化USB端口僅用于充電，這被稱為專用充電端口或DCP。DCP通過僅實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行充電要求的那些部件來降低基于USB的充電的成本。
[0002]對(duì)于不同的充電源，典型的輸出電流范圍可以高達(dá)大約幾個(gè)安培(A)。充電時(shí)間取決于充電電流，以使得設(shè)備能夠汲取的電流越多，其就能夠越快地進(jìn)行充電。與局限于500mA或更低的充電器相比較，通過提供高達(dá)1.5A的充電電流，DCP端口能夠顯著地降低設(shè)備充電時(shí)間。
[0003]然而，使用未知的充電源對(duì)設(shè)備進(jìn)行充電考慮的一個(gè)問題是，對(duì)于諸如不同的USB充電器的不同的充電源，輸出電流可能不同。當(dāng)由未知的充電源對(duì)設(shè)備進(jìn)行充電時(shí)，該便攜式設(shè)備不會(huì)具有關(guān)于能夠從充電源遞送的電流的量的信息。取而代之的是，會(huì)設(shè)置該便攜式設(shè)備以盲目地假定能夠從USB充電源遞送電流的特定值。即使在便攜式設(shè)備識(shí)別出充電器的類型的情況下，它也會(huì)嘗試以與該充電器供應(yīng)的水平完全不同的水平來汲取電流。在一些情況下，便攜式設(shè)備可以能夠確定USB充電源是DCP或輔助充電器適配器(ACA)，據(jù)此可以假定可用電流的范圍在符合現(xiàn)今標(biāo)準(zhǔn)的500mA到1.5A之間。在這樣的情況下，取決于該設(shè)備如何積極地布置為對(duì)電池進(jìn)行充電，便攜式設(shè)備可以假定能夠供應(yīng)的電流的最小量或最大量。例如，在假定能夠從充電源遞送電流的最大量的情況下，可以設(shè)置便攜式設(shè)備以汲取大的電流，并且一旦汲取了大的電流，就可以接著監(jiān)視充電過程。在一些情況下，在不了解充電器的實(shí)際充電電流能力的情況下，即使當(dāng)充電源只能夠提供500mA充電電流時(shí)，該便攜式設(shè)備也可能開始盲目地汲取1.5A電流來對(duì)其電池進(jìn)行充電。這會(huì)導(dǎo)致充電源的電壓的崩潰，要求便攜式設(shè)備中的電路關(guān)閉或者要求充電器關(guān)掉，這會(huì)潛在地?fù)p害便攜設(shè)備中的電池或充電源內(nèi)的跳閘電路。
[0004]另一方面，如果盲目地設(shè)置該便攜式設(shè)備以汲取500mA，那么如果充電源能夠提供更高的電流，則會(huì)不必要地延長(zhǎng)充電時(shí)間。此外，對(duì)于系統(tǒng)可用的功率會(huì)不必要地受限于低電流設(shè)置。
[0005]出于這些和其它考慮而需要當(dāng)前改進(jìn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1闡釋了充電布置的一個(gè)實(shí)施例。
[0007]圖2闡釋了用于檢測(cè)充電電流容量的檢測(cè)器的一個(gè)實(shí)施例。
[0008]圖3闡釋了可以由功率管理設(shè)備執(zhí)行的處理的一個(gè)實(shí)施例。
[0009]圖4闡釋了充電器電流估計(jì)設(shè)備的實(shí)施例。[0010]圖5說明了設(shè)備平臺(tái)的一個(gè)實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0011]各種實(shí)施例通常涉及用于對(duì)包括移動(dòng)計(jì)算或移動(dòng)通信設(shè)備的設(shè)備、或者布置為執(zhí)行計(jì)算和通信二者的設(shè)備進(jìn)行充電的方法和裝置。
[0012]各種實(shí)施例可以包括一個(gè)或多個(gè)元素。元素可以包括布置為執(zhí)行某些操作的任何結(jié)構(gòu)。一些元素可以根據(jù)給定的一組設(shè)計(jì)參數(shù)或性能約束的需要而被實(shí)現(xiàn)為硬件、軟件、或它們的任何組合。盡管可以在某種拓?fù)渲型ㄟ^示例的方式使用有限數(shù)量的元素來描述實(shí)施例，但是該實(shí)施例可以根據(jù)給定的實(shí)現(xiàn)的需要而在替代的拓?fù)渲邪ǜ嗷蚋俚脑?。值得注意的是，“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的任何引用都意味著結(jié)合該實(shí)施例描述的特定功能、結(jié)構(gòu)或特性包括在至少一個(gè)實(shí)施例中。在說明書各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”不必全部指代相同的實(shí)施例。
[0013]圖1闡釋了方便對(duì)于便攜式系統(tǒng)10進(jìn)行充電的充電布置的一個(gè)實(shí)施例。該便攜式系統(tǒng)10可以包括通常被稱為充電器芯片的用于管理充電電流的一個(gè)或多個(gè)集成電路芯片。在一些實(shí)施例中，“充電器芯片”可以是涉及充電功能的一個(gè)或多個(gè)專用集成電路芯片。在一些實(shí)施例中，“充電器芯片”可以包括功率管理集成電路(PMIC)，該功率管理集成電路包括其它設(shè)備和功能。在下面的討論中和附圖中，僅僅出于說明的目的，包含電流充電器功能的芯片通常被稱作PMIC。然而，這樣的名稱意在涵蓋可以不必包括額外的功能或設(shè)備的專用充電器芯片。
[0014]如圖1中闡釋的，PMIC 100可以經(jīng)過端口 104耦接到充電電流源(也被稱為“充電源”)102。該充電電流源可以是任何已知的充電器，例如包括DCP類型充電器的USB充電器。應(yīng)當(dāng)注意到，充電電流源一般可以是具有調(diào)節(jié)的電壓和限制的電流源能力的功率源。
[0015]在各種實(shí)施例中，充電端口 104可以是USB端口并且可以與附件充電器適配器(ACA)或DCP充電器兼容。PMIC 100還可以包括耦接到功率輸入線路108以便從充電電流源102接收充電電流的電池充電器106。
[0016]電池充電器106可以向系統(tǒng)10的各種部件分配功率。當(dāng)充電功率可用并且電池110沒有完全充電時(shí)，電池充電器106可以經(jīng)過節(jié)點(diǎn)112向電池110提供功率。電池充電器106也可以布置為經(jīng)過節(jié)點(diǎn)116向平臺(tái)部件114a-n提供功率。
[0017]PMIC 100還可以包括充電器電流估計(jì)設(shè)備(下文中也被簡(jiǎn)稱為“設(shè)備”)120。當(dāng)外部充電電流源耦接到系統(tǒng)10時(shí)，該充電器電流估計(jì)設(shè)備可以布置為確定該外部充電電流源的充電電流容量。如本文使用的，術(shù)語“充電電流容量”是指充電電流源能夠遞送的輸出電流。設(shè)備120可以包括可以相互操作的幾個(gè)部件，以便實(shí)時(shí)地確定外部充電設(shè)備的充電電流容量，并且向PMIC 100提供信號(hào)以調(diào)整從所述外部充電設(shè)備汲取的充電電流。在各種實(shí)施例中，一旦PMIC 100檢測(cè)到充電源的存在，設(shè)備120就可以快速地確定提供充電電流的該充電源的充電電流能力(容量)，從而允許PMIC 100調(diào)整供應(yīng)到諸如電池110的系統(tǒng)10部件的充電電流的水平。按照這種方式，可以防止充電源的電壓下降，從而避免對(duì)電池的潛在危害或?qū)ο到y(tǒng)10中的電路的其它負(fù)面影響。
[0018]設(shè)備120可以包括功率源122，充電電流能力(容量)檢測(cè)器(或“電流容量檢測(cè)器，”或簡(jiǎn)單地為“檢測(cè)器”)124，以及硬件狀態(tài)機(jī)126。功率源122可以是諸如具有已知設(shè)計(jì)的低壓差(LDO)調(diào)節(jié)器的電壓調(diào)節(jié)器。功率源122可以布置為向檢測(cè)器124和硬件狀態(tài)機(jī)126 二者提供功率。在操作中，功率源122可以從外部充電源104接收輸入電壓并且可以在受控的電壓處輸出功率，以操作檢測(cè)器124和硬件狀態(tài)機(jī)126的部件。[0019]如圖1中說明的，檢測(cè)器124還可以經(jīng)過輸入線路108耦接到從充電電流源102發(fā)送的電流信號(hào)，這可以包括幾種不同的路徑。在各種實(shí)施例中，當(dāng)充電電流通過檢測(cè)器124傳輸時(shí)，檢測(cè)器124可以布置為通過監(jiān)視線路108上的電壓來探測(cè)充電電流源102 (也被稱為“電流源”)的充電電流能力。如下面詳細(xì)描述的，在一些實(shí)施例中，檢測(cè)器124可以布置為吸收從電流充電源102接收的電流的各種量。通過吸收電流的不同量，檢測(cè)器104可以精確而快速地估計(jì)電流源102的充電電流容量，這對(duì)于系統(tǒng)10可能是先驗(yàn)未知的。當(dāng)由檢測(cè)器124吸收的電流的量超過電流源102的充電電流容量時(shí)，線路108上的電壓會(huì)下降。因此，通過監(jiān)視線路108電壓，檢測(cè)器124可以確定超過充電電流源容量的電流水平。
[0020]在各種實(shí)施例中，硬件狀態(tài)機(jī)126可以布置為控制檢測(cè)器124對(duì)電流源102的探測(cè)。在一些實(shí)施例中，如下面詳細(xì)描述的，硬件狀態(tài)機(jī)126可以執(zhí)行諸如二值搜索(binarysearch)算法的搜索算法，這可以控制電流檢測(cè)器124中電流的吸收，估計(jì)電流吸收的結(jié)果，并且以由檢測(cè)器124的二值搜索算法的執(zhí)行結(jié)果為基礎(chǔ)來存儲(chǔ)充電電流容量值。
[0021]一旦對(duì)于給定的充電電流源確定了充電電流容量的值，就可以調(diào)整由電池充電器106供應(yīng)到電池110的電流。在一些實(shí)施例中，硬件狀態(tài)機(jī)126可以布置為向電池充電器106發(fā)送信號(hào)以調(diào)整電流，這在一些實(shí)施例中可以通過調(diào)整電池充電器106內(nèi)的輸入電流限制晶體管(圖中未示出)來完成。在將充電電流源102耦接到端口 104的同時(shí)，電池充電器106可以然后繼續(xù)在充電模式期間以接近源102的電流容量的水平向電池110提供電流。按照這種方式，電池110可以在最佳充電速率下進(jìn)行充電，而不必?fù)?dān)心由于試圖以高于電流源102的充電電流容量的水平汲取電流產(chǎn)生的有害影響。
[0022]圖2闡釋了檢測(cè)器124的一個(gè)實(shí)施例，其中一系列電流源132可以操作為吸收通過線路108供應(yīng)的電流。電流源132也可以被稱作“電流吸收器(current sink)”，由于它們可以用于吸收由充電源供應(yīng)的電流。在各種實(shí)施例中，檢測(cè)器124可以布置為探測(cè)基于USB的充電器的電流充電能力，包括可以經(jīng)過專用端口供應(yīng)充電電流的DCP充電器。出于說明目的，下面的示例可以集中于其中充電源通常操作在500mA到1500mA之間的USBDCP充電器系統(tǒng)。然而，其中USB充電器是非標(biāo)準(zhǔn)充電器的其它實(shí)施例也是可能的，其中，取決于配置，較高的電流是可能的。
[0023]如說明的，可以將電流信號(hào)作為Vbus輸入從USB充電器供應(yīng)到檢測(cè)器124。該Vbus電壓可以由具有耦接到線路108以接收該Vbus輸入信號(hào)的輸入端的比較器134進(jìn)行監(jiān)視。電壓比較器134具有由基準(zhǔn)電壓Vkef供應(yīng)的額外的輸入，在一些實(shí)施例中，該基準(zhǔn)電壓Vkef可以是從2.0V到4.5V范圍的值。比較器134可以布置為以來自Vbus輸入到Vkef的輸入為基礎(chǔ)而輸出信號(hào)。具體地說，當(dāng)比較器134檢測(cè)到Vbus電壓低于Vkef時(shí)，該比較器可以輸出VBUS—U?信號(hào)。還參照?qǐng)D1，來自比較強(qiáng)134的輸出可以由硬件狀態(tài)機(jī)124進(jìn)行監(jiān)視，該硬件狀態(tài)機(jī)124可以然后以比較器134的輸出為基礎(chǔ)來執(zhí)行適當(dāng)?shù)牟僮鳌?br> [0024]在各種實(shí)施例中，可以根據(jù)要被探測(cè)的期望充電電流容量范圍來布置每一個(gè)電流吸收器130的電流權(quán)重。根據(jù)一些實(shí)施例，電流吸收器130可以具有相同或不同的電流權(quán)重。在一些實(shí)施例中，多于一個(gè)電流吸收器可以具有相同的電流權(quán)重，而一個(gè)或多個(gè)其它的電流吸收器具有不同的電流權(quán)重。在不同的實(shí)施例中，可以根據(jù)用于確定充電源的充電電流能力的期望精確度來選擇電流權(quán)重的組合和電流吸收器的數(shù)量。在各種實(shí)施例中，可以將電流吸收器130設(shè)計(jì)為具有適合于諸如DCP充電器的USB充電源的電流權(quán)重。在一個(gè)實(shí)施例中，如說明的,檢測(cè)器124可以包括5個(gè)電流吸收器130a-e。
[0025]電流吸收器可以布置為吸收要由DCP充電器供應(yīng)的方便地跨越可能的電流值范圍的電流的不同量。在一些實(shí)施例中，根據(jù)對(duì)于DCP充電器指定充電電流在500mA和1500mA之間的標(biāo)準(zhǔn)，電流吸收器可以布置為吸收高達(dá)至少大約1500mA的電流。在一個(gè)示例中，吸收器130a-e可以布置為吸收800mA、400mA、200mA、IOOmA和50mA的各自電流。
[0026]在操作中，當(dāng)PMIC100檢測(cè)到Vbus輸入信號(hào)時(shí)，可以并行布置的電流吸收器130a_e中的一個(gè)或多個(gè)可以根據(jù)由硬件狀態(tài)機(jī)126確定的序列而被啟用(電耦接到Vbus輸入信號(hào))。例如，可以使用控制線路134向晶體管132a-e的一個(gè)或多個(gè)柵極130發(fā)送控制信號(hào)。所述控制信號(hào)從而可以打開控制一個(gè)或多個(gè)各自的電流吸收器130a_e的一個(gè)或多個(gè)晶體管柵極，從而將該一個(gè)或多個(gè)電流吸收器耦接到存在于輸入線路108上的充電電流。如果DCP充電源具有IOOOmA的容量，則一旦啟用足夠的電流吸收器130以吸收超過IOOOmA的電流，由比較器134檢測(cè)到的Vbus輸入信號(hào)將進(jìn)行足夠的下降以產(chǎn)生Vbusot信號(hào)的輸出。這向PMIC指示與由被啟用的電流吸收器吸收的總電流(也被稱為“吸收電流”)相對(duì)應(yīng)的充電電流值大于USB充電源的充電電流容量。這可以觸發(fā)估計(jì)設(shè)備120的進(jìn)一步動(dòng)作，可以包括向檢測(cè)器124發(fā)送信號(hào)以降低總吸收電流或者停止該檢測(cè)處理并且記錄吸收電流的當(dāng)iu值等等。。
[0027]在各種實(shí)施例中，PMIC 100可以通過執(zhí)行搜索處理來確定USB充電器的充電電流容量，在該搜索處理中，根據(jù)在硬件狀態(tài)機(jī)126中體現(xiàn)的算法來啟用/禁用電流吸收器130。硬件狀態(tài)機(jī)可以布置為執(zhí)行固定的搜索處理或者是可編程的。
[0028]圖3闡釋了可以由諸如PMIC的設(shè)備執(zhí)行的處理300的一個(gè)實(shí)施例。在各種實(shí)施例中，處理300可以用于設(shè)置耦接到具有未知充電電流能力的充電電流源的電池充電器的輸出電流電平。在一些實(shí)施例中，可以由硬件狀態(tài)機(jī)來執(zhí)行方框310-322。
[0029]在方框302處，如果檢測(cè)到Vbus信號(hào)的插入(指示充電源電流)，則該處理移動(dòng)到方框304。如果沒有檢測(cè)到插入，則在檢測(cè)到插入之前不采取進(jìn)一步動(dòng)作。
[0030]在方框304處，隔離Vbus信號(hào)。按照這種方式，可以將Vbus信號(hào)限制在諸如用于操作檢測(cè)器和硬件狀態(tài)機(jī)的充電電流能力檢測(cè)器和功率源的PMIC的部件內(nèi)。因而，諸如電池110的電池與來自施加Vbus信號(hào)的充電源的接收電荷隔離。
[0031]在方框306處，啟用Vbus比較器。如上所述，一旦啟用了 Vbus比較器，充電電流能力檢測(cè)器就可以監(jiān)視承載供應(yīng)到該檢測(cè)器的Vbus信號(hào)的線路上的電壓。
[0032]在方框308處，設(shè)置充電電流的初始值。如先前詳細(xì)討論的，這一初始值可以與要由被啟用的電流吸收器吸收的充電電流的任何方便值(Icc)相對(duì)應(yīng)?？梢栽O(shè)置該初始電流值的水平以優(yōu)化搜索處理，以便確定要在PMIC的電池充電器中設(shè)置的充電電流電平。在一些實(shí)施例中，該初始電流值可以固化在硬件中，以使得在硬件狀態(tài)機(jī)中存儲(chǔ)相同的初始值。因而，使用USB DCP充電器的該示例，由于PMIC可以識(shí)別處附接的設(shè)備的充電電流能力在500mA到1500mA的范圍中，因此可以在該范圍內(nèi)設(shè)置該初始電流值。按照這種方式，到正確的充電電流電平的會(huì)聚會(huì)比如果將初始值設(shè)置在預(yù)期范圍之外更快。[0033]在方框310處，確定是否接收到Vbus 信號(hào)。如果檢測(cè)到Vbus 信號(hào)，這表明吸收電流的量足夠在Vbus輸入線路上產(chǎn)生電壓下降，從而發(fā)出可能已經(jīng)超出充電器的充電電流容量的信號(hào)。這一確定觸發(fā)處理移動(dòng)到方框312。
[0034]在方框312處，降低充電電流(I。。)設(shè)置。在各種實(shí)施例中，充電電流水平的降低導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)先前被啟用的電流吸收器的禁用。如先前討論的，在一些實(shí)施例中，通過發(fā)送控制信號(hào)以關(guān)閉耦接到要被禁用并且耦接到Vbus輸入線路的電流吸收器的晶體管柵極來實(shí)現(xiàn)禁用。
[0035]如果在方框310處沒有檢測(cè)到Vbus 信號(hào)，則這表明吸收電流的量不足以在Vbus輸入線路上產(chǎn)生電壓下降，從而發(fā)出還沒有超出充電器的充電電流容量的信號(hào)。然后該處理移動(dòng)到方框314。
[0036]在方框314處，增加充電電流設(shè)置。在各種實(shí)施例中，充電電流水平的增加導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)先前被禁用的電流吸收器的啟用。在一些實(shí)施例中，通過發(fā)送控制信號(hào)以打開耦接到要被啟用并且耦接到Vbus輸入線路的電流吸收器的晶體管柵極。
[0037]在執(zhí)行I。。的增加(314)或者降低(312)之后，處理移動(dòng)到延遲方框(316)，并且然后移動(dòng)到方框318。延遲時(shí)間可以布置為提供足夠的時(shí)間以便充電源在過載后進(jìn)行恢復(fù)。
[0038]在方框318處，確定先前的調(diào)整(方框312或314)是否是對(duì)于Icc值做出的調(diào)整的最終迭代。如果I。。值的先前調(diào)整不是最終迭代，則該處理返回到方框310，在方框310之后，進(jìn)行對(duì)該I。。值的進(jìn)一步調(diào)整。
[0039]為了進(jìn)一步使在方框310-318中概述的二值搜索處理的操作清晰，考慮在圖2中闡釋的充電器電流能力檢測(cè)器的前述實(shí)施例會(huì)是有用的。在其中USB DCP充電器耦接到PMIC的實(shí)施例中，根據(jù)當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)期的充電電流容量可以在500mA和1500mA的范圍之間。在一組具有800mA、400mA、200mA、100mA、和50mA值的五個(gè)電流吸收器的幫助下，可以探測(cè)具有500MA-1500mA充電電流這一整個(gè)范圍。
[0040]在一個(gè)示例中，由充電器供應(yīng)的充電電流的實(shí)際值可以是1460mA并且通過PMIC的初始Icc設(shè)置可以是800mA。這一初始值可以通過啟用檢測(cè)器的800mA吸收器來建立。在初始序列中，在方框310處，由于1460mA電流源不會(huì)受耦接到800mA電流吸收器的輸入線路上的電壓下降支配，因此處理300確定沒有檢測(cè)到Vbus 信號(hào)。
[0041]然后，該處理移動(dòng)到方框314，其中可以啟用額外的電流源以增加込設(shè)置，這與來自所有被啟用的電流吸收器的總吸收電流相對(duì)應(yīng)。在一個(gè)示例中，可以在方框314處添加400mA吸收器，導(dǎo)致1200mA的總I。。設(shè)置。在方框318處，系統(tǒng)可以確定將I。。設(shè)置增加400mA的先前實(shí)例不是最終迭代。
[0042]在隨后的迭代中，在方框310處，由于1460mA電流源不會(huì)受耦接到總共為1200mA吸收電流的電流吸收器的輸入線路上的電壓下降支配，因此處理300再次確定沒有檢測(cè)到VBUS—μ信號(hào)。在方框314處，可以再次增加該Irc設(shè)置，這次通過啟用可以是200mA電流吸收器的額外的電流吸收器，從而建立1400mA的總吸收電流。在這一迭代之后，總吸收電流略小于該1640mA充電器的實(shí)際充電電流容量。
[0043]如果該處理繼續(xù)另一迭代，則在方框310處，由于1460mA電流源不會(huì)受當(dāng)輸入線路現(xiàn)在耦接到總共為1400mA吸收電流的電流吸收器時(shí)的電壓下降支配，因此處理300再次確定沒有檢測(cè)到Vbus 信號(hào)。在這一情況下，處理移動(dòng)到方框314，其中可以進(jìn)一步增加該Icc設(shè)置，這次通過啟用IOOmA電流吸收器，建立1500mA的總吸收電流。在這一迭代之后，總吸收電流略超出1480mA充電器的實(shí)際充電電流容量。
[0044]在進(jìn)一步的迭代中，在方框310處，由于1460mA電流源會(huì)受當(dāng)輸入線路耦接到總共為1500mA吸收電流的電流吸收器時(shí)的電壓下降支配，因此處理300確定檢測(cè)到Vbus 信號(hào)。在這一情況下，該處理移動(dòng)到方框314，其中可以降低I。。設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，該I。。設(shè)置的降低可以通過簡(jiǎn)單地禁用IOOmA電流吸收器以恢復(fù)1400mA的先前Irc設(shè)置來完成。
[0045]如果處理進(jìn)行進(jìn)一步的迭代，則在方框310處，由于1460mA電流源不會(huì)受當(dāng)輸入線路耦接到總共僅為1400mA吸收電流的電流吸收器時(shí)的電壓下降支配，因此處理300再次確定沒有檢測(cè)到Vbus 信號(hào)。在這一情況下，該處理再次移動(dòng)到方框312，其中可以增加該Icc設(shè)置。該設(shè)置的增加可以通過啟用剩余的(50mA)電流吸收器產(chǎn)生1450mA的總值來完成。
[0046]在這一點(diǎn)上，在四次迭代之后，在方框318處，在一些實(shí)施例中，由于已經(jīng)將每一個(gè)電流吸收器耦接到Vbus輸入線路以便測(cè)試是否檢測(cè)到電壓下降(Vbus 信號(hào))，因此系統(tǒng)可以確定不會(huì)再執(zhí)行迭代。由于1500mA的Irc設(shè)置產(chǎn)生Vbusjow信號(hào)而1400mA的Icc設(shè)置不會(huì)產(chǎn)生Vbus low信號(hào)，因此，系統(tǒng)認(rèn)識(shí)到該電流值(1450mA)必須在充電電流源的真實(shí)容量的50mA之內(nèi)。如果認(rèn)為汲取比充電電流源容量超出或低于不多于50mA的電流是可接受的，則該處理可以在四次迭代后停止。
[0047]在其它實(shí)施例中，可以執(zhí)行額外的迭代。在當(dāng)前示例中，在四次迭代之后，該系統(tǒng)僅意識(shí)到1500mA的I。。設(shè)置過高并且1400mA的Irc設(shè)置不會(huì)引起電壓下降。然而，最后的設(shè)置(1450mA)是否超處充電電流源的容量是未知的。如果認(rèn)為該Icc設(shè)置不超出該充電電流源的容量是期望的，則可以執(zhí)行額外的迭代。按照當(dāng)前示例，如果執(zhí)行進(jìn)一步的迭代以測(cè)試該1450mA設(shè)置，則在310處，系統(tǒng)可能檢測(cè)到?jīng)]有產(chǎn)生Vbus 信號(hào)并且從而認(rèn)識(shí)到真實(shí)的電流容量一定超出1450mA并且小于1500mA。因此，代替增加該Irc設(shè)置，系統(tǒng)可以終止該搜索。
[0048]如果在方框318處確定執(zhí)行了最終迭代，則該處理移動(dòng)到方框320。在方框320處，設(shè)置“ALGORITHM DONE”位以指示已經(jīng)進(jìn)行了 Irc設(shè)置的最終確定。
[0049]在方框320處，然后將迭代方框310-318的結(jié)果作為IAV—設(shè)置存儲(chǔ)在寄存器中。
[0050]在方框322處，禁用Vbus比較器，并且在方框324處，可以將系統(tǒng)重新連接到電流充電源。
[0051]為了使充電器當(dāng)耦接到充電電流源時(shí)正常工作，硬件狀態(tài)機(jī)可以使用該存儲(chǔ)的 值以便設(shè)置要應(yīng)用于PMIC的電池充電器的電流極限值。在上面的示例中，當(dāng)將系統(tǒng)
從1460mA電流充電源重新連接到Vbus信號(hào)時(shí)，電池充電器會(huì)將電流限制到1450mA。因而，由于PMIC不應(yīng)該汲取超過電流充電源的能力的電流，因此應(yīng)該預(yù)期沒有電壓下降。而且，由于電池充電器輸出的充電電流(1450mA)與來自外部充電電流源的最大可用電流非常接近，因此能夠按照有效的方式執(zhí)行電池充電。
[0052]在一些實(shí)施例中，可以將由處理300確定的IAVAIU_值作為一系列的比特存儲(chǔ)在寄存器中，其中每一個(gè)比特與上面關(guān)于圖2描述的一組電流吸收器的電流值相對(duì)應(yīng)。因而，五接收器布置可以用于產(chǎn)生存儲(chǔ)在寄存器中的五比特值。在上面的示例中，如果使用I表示電流吸收器啟用，則對(duì)于1450mA的五比特值為11101，與800mA吸收器_啟用、400mA吸收器_啟用、200mA吸收器_啟用、IOOmA吸收器_禁用、以及50mA吸收器_啟用相對(duì)應(yīng)。因而，為了確定該五比特值，可以在硬件狀態(tài)機(jī)二值搜索處理的各種實(shí)施例中執(zhí)行總數(shù)為四或更多次的迭代。
[0053]在一些實(shí)施例中，電流吸收器的數(shù)量和電流值可以大于或者小于前述示例。例如，可以將六吸收器布置耦接到布置為執(zhí)行五迭代二值搜索處理的硬件狀態(tài)機(jī)，以便設(shè)置
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[0054]在其它實(shí)施例中，可以采用單個(gè)可變電流源來吸收多個(gè)不同的電流水平?？勺冸娏髟纯梢圆贾脼檫B續(xù)改變吸收電流的量。在系統(tǒng)10的實(shí)施例中，代替使用硬件狀態(tài)機(jī)126，模擬電路可以布置為控制可變電流源并且確定與Iavai^e相對(duì)應(yīng)的吸收電流的值。
[0055]圖4闡釋了充電器電流估計(jì)設(shè)備400的實(shí)施例，其中由反饋放大器布置控制可變電流源以便估計(jì)充電器電流能力。在這一布置中，提供可變電流吸收器408以便從Vbus輸入信號(hào)線路108吸收電流。反饋放大器402具有作為輸入的Vbus輸入信號(hào)和基準(zhǔn)Vkef信號(hào)，并且布置為輸出信號(hào)VeATE以控制晶體管404和406的操作。晶體管404和406耦接到各自的電流吸收器408和鏡像電流源410，該鏡像電流源410可以耦接到基準(zhǔn)電阻。
[0056]反饋放大器402可以布置為輸出使其輸入Vbus輸入和Vkef相等的電壓VeATE。在一些實(shí)施例中，可以將基準(zhǔn)電壓設(shè)置為最小可用電壓，例如4.2V。當(dāng)將設(shè)備400耦接到充電電流源時(shí)，電壓Vbus輸入被饋送到放大器402，該放大器402輸出驅(qū)動(dòng)晶體管柵極404和406的電壓VeATE。Vbus輸入電壓可以初始高于VKEF，這會(huì)觸發(fā)VeATE增加，以便允許來自充電源的電流經(jīng)過晶體管404到達(dá)電流吸收器408。一旦VeATE達(dá)到驅(qū)動(dòng)晶體管404以將足夠的電流汲取到電流吸收器408的水平，就可能會(huì)超出充電源的電流容量。在這一點(diǎn)上，電壓Vbus輸入會(huì)下降到與Vkef相匹配的水平。然后，放大器402維持VeATE的當(dāng)前水平，這會(huì)在鏡像電流源410中生成相當(dāng)?shù)奈针娏?。通過使用基準(zhǔn)電阻Rkef，能夠?qū)⒁痣妷合陆档拇砦针娏鞯乃降男盘?hào)輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器414。當(dāng)電池充電器耦接到感興趣的充電電流源時(shí)，可以將吸收電流的這一值存儲(chǔ)并且用作電池充電器106的電流極限。
[0057]圖5是可以是設(shè)備平臺(tái)114的實(shí)施例的系統(tǒng)實(shí)施例的圖。具體地說，圖5是表示可以包括各種元素的平臺(tái)500的圖。例如，圖5示出了該平臺(tái)(系統(tǒng))500可以包括處理器502、芯片集504、輸入/輸出(I/O)設(shè)備506、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)(例如動(dòng)態(tài)RAM(DRAM))508、閃存509、以及只讀存儲(chǔ)器(ROM)510、顯示電子部件520、顯示器背光522、以及各種其它平臺(tái)部件514。系統(tǒng)500還可以包括無線通信芯片516和圖形設(shè)備518。然而，實(shí)施例并不局限于這些元素。
[0058]如圖5所示，I/O設(shè)備506、RAM 508和ROM 510通過芯片集504的方式耦接到處理器502。芯片集504可以通過總線512耦接到處理器502。因此，總線512可以包括多條線路。
[0059]處理器502可以是包括一個(gè)或多個(gè)處理器核心的中央處理單元，并且可以包括具有任何數(shù)量的處理器核心的任何數(shù)量的處理器。處理器502可以包括例如以CPU、多處理單元、精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(RISC)、具有管線的處理器、復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)(CISC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)等等為例的任何類型的處理單元。
[0060]本文闡述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)這些實(shí)施例的全面理解。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下來實(shí)踐這些實(shí)施例。在其它實(shí)例中，沒有詳細(xì)地描述公知的操作、部件和電路，以免混淆這些實(shí)施例。能夠意識(shí)到，本文公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)可以是代表性的，但是不必限制這些實(shí)施例的范圍。
[0061]各種實(shí)施例可以使用硬件元素、軟件元素或二者的組合來實(shí)現(xiàn)。硬件元素的示例可以包括處理器、微處理器、電路、電路元件(例如晶體管、電阻器、電容器、電感器，等等)、集成電路、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件(PLD)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、邏輯門、寄存器、半導(dǎo)體器件、芯片、微芯片、芯片集等等。軟件的示例可以包括軟件部件、程序、應(yīng)用、計(jì)算機(jī)程序、應(yīng)用程序、系統(tǒng)程序、機(jī)器程序、操作系統(tǒng)軟件、中間件、固件、軟件模塊、例程、子例程、函數(shù)、方法、過程、軟件接口、應(yīng)用程序接口(API)、指令集、計(jì)算代碼、計(jì)算機(jī)代碼、代碼段、計(jì)算機(jī)代碼段、字、值、符號(hào)或它們的任意組合。確定是否使用硬件元素和/或軟件元素來實(shí)現(xiàn)實(shí)施例可以根據(jù)任何數(shù)量的因素而變化，例如，期望的計(jì)算速率、功率水平、耐熱性、處理周期預(yù)算、輸入數(shù)據(jù)速率、輸出數(shù)據(jù)速率、存儲(chǔ)器資源、數(shù)據(jù)總線速度以及其它的設(shè)計(jì)或性能限制。
[0062]一些實(shí)施例可以使用表述“耦接”和“連接”以及它們的派生詞進(jìn)行說明。這些術(shù)語并不意在是彼此的同義詞。例如，可以使用術(shù)語“連接”和/或“耦接”來描述一些實(shí)施例以指示兩個(gè)或更多個(gè)元件彼此直接物理或電接觸。然而，術(shù)語“耦接”也可以表示兩個(gè)或更多個(gè)元件彼此不直接接觸，但是仍然協(xié)作或彼此相互作用。
[0063]一些實(shí)施例可以例如使用計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或物品來實(shí)現(xiàn)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或物品可以存儲(chǔ)指令或指令集，如果由計(jì)算機(jī)執(zhí)行，該指令或指令集會(huì)使計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)該實(shí)施例的方法和/或操作。這樣的計(jì)算機(jī)可以例如包括任何適當(dāng)?shù)奶幚砥脚_(tái)、計(jì)算平臺(tái)、計(jì)算設(shè)備、處理設(shè)備、計(jì)算系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、處理器等等，并且可以使用硬件和/或軟件的任意組合來實(shí)現(xiàn)。所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或物品可以例如包括任何合適類型的存儲(chǔ)器單元、存儲(chǔ)器設(shè)備、存儲(chǔ)器物品、存儲(chǔ)器介質(zhì)、存儲(chǔ)設(shè)備、存儲(chǔ)物品、存儲(chǔ)介質(zhì)和/或存儲(chǔ)單元，例如，存儲(chǔ)器、可移動(dòng)或不可移動(dòng)介質(zhì)、可擦除或不可擦除介質(zhì)、可寫或可重寫介質(zhì)、數(shù)字或模擬介質(zhì)、硬盤、軟盤、壓縮盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、可記錄光盤(CD-R)、壓縮盤可重寫(CD-RW)、光盤、磁介質(zhì)、磁光介質(zhì)、可移動(dòng)存儲(chǔ)卡或盤、各種類型的數(shù)字多用途盤(DVD)、磁帶、盒式磁帶等等。指令可以包括使用任何適當(dāng)?shù)母呒?jí)、低級(jí)、面向?qū)ο蟆⒖梢?、編譯和/或解釋的編程語言實(shí)現(xiàn)的任何合適類型的代碼，例如源代碼、編譯代碼、解釋代碼、可執(zhí)行代碼、靜態(tài)代碼、動(dòng)態(tài)代碼、加密代碼等等。
[0064]除非以其它方式明確地聲明，否則可以意識(shí)到，諸如“處理”、“計(jì)算”、“估算”、“確定”等等的術(shù)語指代計(jì)算機(jī)或計(jì)算系統(tǒng)或者類似的電子計(jì)算設(shè)備中的動(dòng)作和/或處理，該計(jì)算機(jī)或計(jì)算系統(tǒng)或者類似的電子計(jì)算設(shè)備操控被表示為計(jì)算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲(chǔ)器中的物理量(例如，電子)的數(shù)據(jù)和/或?qū)⒃摂?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為被類似地表示為計(jì)算系統(tǒng)的存儲(chǔ)器、寄存器或其它這樣的信息存儲(chǔ)、傳輸或顯示設(shè)備中的物理量的其它數(shù)據(jù)。這些實(shí)施例并不局限于這一上下文。
[0065]盡管以對(duì)于結(jié)構(gòu)特征和/或方法動(dòng)作特定的語言描述了所述主題，但是應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利要求中定義的主題并不一定局限于上面描述的具體特征或動(dòng)作。更確切地說，公開所述具體特征和動(dòng)作作為實(shí)現(xiàn)該權(quán)利要求的示例形式。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 布置為以多個(gè)電流水平從充電源汲取電流的第一電路；以及 布置為使用所述第一電路確定所述充電源的充電電流容量的第二電路。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述第一電路包括: 耦接到布置為耦接到所述充電源的輸入線路的一個(gè)或多個(gè)電流吸收器；以及 具有耦接到所述輸入線路的第一輸入和布置為接收基準(zhǔn)電壓的第二輸入的電壓比較器。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，所述電壓比較器布置為當(dāng)由所述一個(gè)或多個(gè)電流吸收器汲取的電流超出所述充電電流容量時(shí)檢測(cè)所述輸入線路中的電壓下降。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述第一電路經(jīng)過USB連接耦接到所述充電源。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述第二電路包括布置為執(zhí)行下列操作的硬件狀態(tài)機(jī): 應(yīng)用將所述電流吸收器中的一個(gè)或多個(gè)耦接到所述充電源的搜索例程； 以所述搜索例程為基礎(chǔ)來確定所述充電源的所述充電電流容量；并且存儲(chǔ)確定的充電電流容量。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，包括布置為執(zhí)行下列操作的電路: 檢測(cè)來自耦接到所述充電源的USB連接器的Vbus信號(hào)的存在；并且將所述Vbus信號(hào)耦接到所述第一電路。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，包括耦接到所述第二電路的電池充電器，所述電池充電器包括用于根據(jù)所述充電源的確定的充電電流容量來調(diào)整所述電池充電器內(nèi)的所述充電電流的電流限制晶體管。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，包括布置為從所述充電源接收功率并且向所述第一和第二電路供應(yīng)功率的低壓差調(diào)節(jié)器。
9.一種方法，包括: 汲取從充電源接收的電流信號(hào)的多個(gè)電流水平；并且 確定所述電流信號(hào)的電壓在其處下降的電流水平。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，所述確定所述電流水平包括執(zhí)行對(duì)到布置為耦接到所述充電源的多個(gè)電流吸收器中的一個(gè)或多個(gè)電流吸收器的所述電流信號(hào)進(jìn)行打開或關(guān)閉的二值搜索例程。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，包括控制晶體管以打開或關(guān)閉所述一個(gè)或多個(gè)電流吸收器。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，包括: 將輸入線路連接到布置為汲取各自的一個(gè)或多個(gè)吸收電流的一個(gè)或多個(gè)電流源； 當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)電流源連接到所述輸入線路時(shí)，檢測(cè)所述輸入線路上的所述電流信號(hào)的電壓下降；并且 當(dāng)檢測(cè)到所述電壓下降時(shí)，以由所述一個(gè)或多個(gè)電流源汲取的總吸收電流的值為基礎(chǔ)來確定所述充電源的充電電流容量值。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，包括以所述電流信號(hào)的電壓在其處下降的電流水平為基礎(chǔ)來存儲(chǔ)電流容量值。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，包括將耦接到所述系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)器的電流輸出限制到與所述電流信號(hào)的所述電壓在其處下降的所述電流水平相對(duì)應(yīng)的值。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，包括: 執(zhí)行包括下列步驟的二值搜索: 當(dāng)從所述充電源汲取吸收電流的水平時(shí)，監(jiān)視所述電流信號(hào)的電壓； 如果沒有觀察到電壓下降，則增加所述吸收電流的水平；并且如果觀察到電壓下降，則降低所述吸收電流的水平。
16.如權(quán)利要求15所述的方法,包括: 將一個(gè)或多個(gè)電流吸收器耦接到所述充電源以調(diào)整所述吸收電流的水平；并且將電流容量值存儲(chǔ)為比特序列，其中，每一個(gè)比特與單獨(dú)的電流吸收器相對(duì)應(yīng)，并且當(dāng)所述電流信號(hào)的所述電壓下降時(shí)，指示所述電流吸收器與所述充電源耦接或分離。
17.—種系統(tǒng),包括: 包括一組平臺(tái)部件的便攜式設(shè)備； 布置為向所述一組平臺(tái)部件提供功率的電池； 布置為以多個(gè)電流水平從充電源汲取電流的第一電路；以及 布置為使用所述第一電路確定所述充電源的充電電流容量的第二電路。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)經(jīng)過USB連接耦接到所述充電源。
19.如權(quán)利要求17所述的系`統(tǒng)，所述第一電路包括: 布置為耦接到所述充電源的輸入線路； 耦接到所述輸入線路的一個(gè)或多個(gè)電流吸收器；以及 具有連接到所述輸入線路的第一輸入和布置為接收基準(zhǔn)電壓的第二輸入的電壓比較器。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，所述電壓比較器布置為當(dāng)由所述多個(gè)電流吸收器中的一個(gè)或多個(gè)吸收器汲取的電流超出所述充電電流容量時(shí)檢測(cè)所述輸入線路中的電壓下降。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK103502828SQ201180070580
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月1日
【發(fā)明者】R·D·維爾豪爾, P·S·杜爾利, D·S·克魯斯 申請(qǐng)人:英特爾公司