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非对称双电池系统的平衡充放电控制

阅读：562发布：2020-05-11

专利汇可以提供非对称双电池系统的平衡充放电控制专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在一些示例中，系统包括具有充电器和第一电池的主侧和具有第二电池的辅侧。主侧上的充电器可以同时为第一电池和第二电池充电。铰链电阻位于主侧和辅侧之间。主侧在第一电池的电流路径中包括反馈控制有源器件，该反馈控制有源器件用于补偿第二电池的电流路径中的铰链电阻、连接器电阻或电池阻抗。，下面是非对称双电池系统的平衡充放电控制专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种系统，包括：
主侧，所述主侧包括充电器和第一电池，所述第一电池用于向所述主侧提供电力；
辅侧，所述辅侧包括第二电池，所述第二电池用于向所述辅侧提供电力；和位于所述主侧与所述辅侧之间的铰链电阻；
其中，所述充电器用于为所述第一电池和所述第二电池充电；并且
其中，所述主侧在所述第一电池的电流路径中包括反馈控制有源器件，用于补偿所述第二电池的电流路径中的铰链电阻、连接器电阻或电池阻抗中的一个或多个。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述主侧包括所述系统的主板。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一电池用于向所述系统的第一显示器供电，并且所述第二电池用于向所述系统的第二显示器供电。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，所述反馈控制有源器件包括：
第一感测电阻器，用于感测通过所述第一电池的电池电流路径的电流；和第二感测电阻器，用于感测通过所述第二电池的电池电流路径的电流。
5.根据权利要求4所述的系统，所述反馈控制有源器件包括放大器和晶体管，所述放大器用于调节所述晶体管的电阻，使得在所述第一电池和所述第二电池充电期间所述第一感测电阻器两端的电压降和所述第二感测电阻器两端的电压降相等。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述晶体管是场效应晶体管。
7.根据权利要求5所述的系统，所述反馈控制有源器件包括第二放大器，所述第二放大器在所述第一电池和所述第二电池放电期间取代所述第一放大器。
8.根据权利要求7所述的系统，所述第二放大器在所述第一电池和所述第二电池放电期间将所述晶体管完全导通。
9.根据权利要求5所述的系统，所述反馈控制有源器件包括跨所述晶体管的旁路电阻器。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，基于最大充电共享电流限制来调节所述旁路电阻器。
11.根据权利要求4所述的系统，所述反馈控制有源器件包括彼此串联耦合的第一电阻器和第二电阻器，串联耦合的所述第一电阻器和所述第二电阻器的串联连接与所述第一感测电阻器并联耦合，
其中，可以调节彼此串联耦合的所述第一电阻器和所述第二电阻器的电阻，以调节所述第一电池和所述第二电池的充电电流。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，所述反馈控制有源器件用于平衡所述第一电池和所述第二电池的充电和放电。
13.一种系统，包括：
主侧，所述主侧包括充电器和第一电池，所述第一电池用于向所述主侧提供电力；
辅侧，所述辅侧包括第二电池，所述第二电池用于向所述辅侧提供电力；以及位于所述主侧与所述辅侧之间的铰链电阻；
其中，所述充电器用于为所述第一电池和所述第二电池充电；并且
其中，所述辅侧在所述第二电池的电流路径中包括反馈控制升压转换器，用于补偿所述第一电池与所述第二电池之间的电压降。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述主侧包括所述系统的主板。
15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述第一电池用于向所述系统的第一显示器供电，并且所述第二电池用于向所述系统的第二显示器供电。
16.根据权利要求13-15中任一项所述的系统，所述反馈控制升压转换器在所述第二电池的电流路径中包括串联电压，以补偿所述第一电池与所述第二电池之间的电压降。
17.根据权利要求13-15中任一项所述的系统，所述反馈控制升压转换器包括放大器，用于差分地感测所述第一电池的电压并将其与所述第二电池的电压进行比较。
18.根据权利要求17所述的系统，所述放大器使用放大的电压差来控制所述升压转换器。
19.根据权利要求18所述的系统，所述升压转换器用于调节占空比以补偿所述第一电池与所述第二电池之间的电压降。
20.根据权利要求13-15中任一项所述的系统，其中，如果所述第一电池的容量与所述第二电池的容量相同，则所述反馈控制升压转换器将以相等的电压和相等的电流使所述第一电池和所述第二电池放电。
21.根据权利要求13-15中任一项所述的系统，其中，如果所述第一电池的容量与所述第二电池的容量不同，则所述反馈控制升压转换器调节所述第一电池的放电电流和所述第二电池的放电电流，使其与它们各自的电池容量成正比。
22.根据权利要求13至15中任一项所述的系统，所述反馈控制升压转换器包括电流感测放大器，用于感测所述第一电池的电流并响应于所感测的所述第一电池的电流来控制所述升压转换器。
23.根据权利要求13-15中任一项所述的系统，所述反馈控制升压转换器包括电流感测放大器，用于感测所述第一电池的电流和感测所述第二电池的电流，并响应于所感测的所述第一电池的电流和所述第二电池的电流来控制所述升压转换器。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述反馈控制升压转换器将维持所述第一电池的放电电流和所述第二电池的放电电流相等。
25.根据权利要求13-15中任一项所述的系统，其中，所述反馈控制升压转换器将放电电流自动分配给所述第一电池和所述第二电池，而与电池容量无关。

说明书全文

非对称双电池系统的平衡充放电控制

技术领域

[0001] 本公开总体上涉及不对称双电池系统的平衡充放电控制。

背景技术

[0002] 双显示器融合移动设备越来越多地用于移动计算中。使用具有双显示器的设备可能在设备的两侧都需要电池，以实现为两个显示器供电所需的电池寿命。附图说明

[0003] 通过参考附图可以更好地理解下面详细描述，其包含所公开主题的众多特征的特定示例。

[0004] 图1示出了根据一些实施例的系统；

[0005] 图2示出了示出电池电压和电池容量的曲线图；

[0006] 图3示出了根据一些实施例的示出电池电压和电池容量的曲线图；

[0007] 图4示出了根据一些实施例的电池充电终止电压调节；

[0008] 图5示出了根据一些实施例的系统；

[0009] 图6示出了根据一些实施例的系统；

[0010] 图7示出了根据一些实施例的系统；

[0011] 图8示出了根据一些实施例的系统；

[0012] 图9示出了根据一些实施例的系统；

[0013] 图10示出了根据一些实施例的系统；

[0014] 图11示出了根据一些实施例的系统。

[0015] 在一些情况下，在整个公开和附图中使用相同的数字来指代相似的组件和特征。在一些情况下，100系列中的数字是指最初在图1中找到的特征；200系列中的数字指最初在图2中找到的特征；等等。

具体实施方式

[0016] 双显示器融合移动设备越来越多地用于移动计算中。使用具有双显示器的设备可能在设备的两侧都需要电池，以实现为两个显示器供电所需的电池寿命。对于紧凑型设备，1S2P电池配置可以提供空间优化的能源管理解决方案。例如，2S配置、双充电器方法等会更复杂并占用更多空间。机械和电气连接两侧的铰链的设计会受到极大的空间限制。另外，由于线规的限制，并联连接电池的电线会提供相当大的电阻。为了控制成本和电气复杂性，大多数印刷电路板(PCB)电子设备可以放在一侧，而所需的电子器件则放在另一侧(例如，第二显示器、触摸屏、声卡等)。这导致不对称的电路板、电池尺寸和负载。

[0017] 在一些实施例中，可以优化一侧(例如，主侧或主板侧)的充电器解决方案，因为诸如电源管理集成电路(PMIC)和通用串行总线(USB)端口(诸如USB Type-C端口)之类的元件可以位于一侧(例如，主板侧)。然而，当充电器在一侧时，为了使电线穿过到可折叠系统中的另一侧，可能会在设备的可折叠部分中穿过非常细的电线，例如，由于可折叠部分和铰链电阻而产生铰链电阻和/或阻抗。由于铰链电阻和/或阻抗，到具有充电器的一侧的电池的电池充电电流和到不具有充电器的另一侧的电池的电池充电电流与预期是不同的。例如，具有充电器一侧的电池可以比不具有充电器的另一侧的电池的充电电流更大。例如，这是由于铰链电阻两端的电压降引起的，并且应该流向远端电池的电流不会流至该电池。一些多余的电流甚至可能流入具有充电器一侧的电池(例如，主侧或主板侧的电池)。这种情况会导致充电不平衡。例如，具有充电器的一侧的电池将充满电，而另一侧的电池仍在充电。然后，在等待另一个电池充电的同时，具有充电器一侧的电池可能会在每次充电操作期间充电过多，这对于正在被过度充电的电池不利。这在充电侧的电池较小的情况下尤其麻烦，例如在充电器位于主板侧的情况下尤其麻烦，例如因为由于系统主板侧的空间限制，主板侧的电池通常较小。

[0018] 在电池放电期间，由于具有充电器一侧(例如，主侧、主板侧或主板侧)的负载可能比辅侧大得多，并且还由于例如铰链电阻，所以具有充电器一侧的电池比另一侧的电池放电快得多。当另一侧的电池仍在充电时，具有充电器一侧的电池可能会放电。例如，在具有相同容量的电池的情况下，辅侧上可能仍然存在10-15％的容量，而主充电器侧上的容量可能接近0％。电池阻抗不平衡可能会随着铰链电阻两端的大的电压降而发生，这可能导致系统关闭。同样，由于例如铰链电阻两端的电压降，主充电器侧的电流可能会增加，并且可能具有大部分电流。另一侧的电池可能无法支持很大一部分放电电流。因此，在一些实施例中，可以实现放电平衡。

[0019] 图1示出了包括主侧102(例如，主板侧)和辅侧104的系统100。在一些实施例中，系统100可以被包括在双显示器设备中(例如，用于移动计算)。使用具有双显示器的设备可能在设备的两侧都需要电池，以实现为两个显示器供电所需的电池寿命。在一些实施例中，例如，主侧102可以是系统100的包括第一显示器的一侧，而辅侧104可以是系统100的包括第二显示器的一侧(例如，系统100可以是显示器位于设备的两个不同侧上的双显示器设备)。

[0020] 主侧102包括主板负载122、充电器124、电池126(电池1)和电感器128。充电器124包括晶体管132(例如，场效应晶体管或FET)。辅侧104包括辅侧负载142、电池146(电池2)和可选的场效应晶体管(FET)148。FET 148可以用于减小VSYS2电压降。

[0021] 在一些实施例中，主侧102上的电池126和辅侧104上的电池146可以是并联耦合的1S电池，其由位于主侧102上的单个充电器124充电。系统100还可以包括铰链电阻HR1 162(例如100mOhm)、铰链电阻HR2 164(例如100mOhm)和铰链电阻HR3 166(例如100mOhm)。在一些实施例中，系统100是具有主侧102和辅侧104的可折叠设备，其中两个侧可以相对于彼此折叠(例如，靠近铰链电阻)。

[0022] 在一些实施例中，从系统100的充电器124驱动的充电电流可能不会平均分配，直到具有较高电流的电池(电池1 126或电池2 146)由于更快的充电而增加其电压。这可能是由于电池146的VBAT路径VBAT2(电池电压路径)和GND路径GND2(接地电压路径)中出现了额外的电压降。在系统100中，电池1 126(例如，位于主板侧的)可能更小，并最终在充电开始时消耗大部分充电电流。在正常放电期间，由于来自电池2 146的铰链电阻下降，所以电池1 126可能处于低电荷状态。在一些实施例中，电池1 126中的保护设备可能会发生过充电电流跳闸的风险。在一些实施例中，随着电池1 126较早达到恒定电压(CV)，电池2 146在较晚的时间达到CV，快速充电时间会大大增加。在一些实施例中，由于暴露于较高的充电电流和低得多的终止电流(例如，电池1 126较早达到CV)，所以电池1 126的磨损比电池2 146更快。在一些实施例中，由于限制最大总充电电流以确保电池126和146不会由于高电流而锁定，所以快速充电时间也增加。在一些实施例中，如果在充电期间充电器124的输入VIN被拔出(未插入)，则电池126和146将处于不同的充电电平，并且这可以使得在电池126和146之间循环电流。这也可以限制电池组一起驱动负载的峰值电流。

[0023] 图2示出了电荷不平衡的系统200。系统200在图2的左侧包括第一电池组202，在图2的右侧包括第二电池组204。第一电池组202包括电池1(BAT1)222和电阻器224(例如，具有
75mOhm的电阻)。第二电池组204包括电池2(BAT2)242和电阻器244(例如，具有75mOhm的电阻)。系统200还包括铰链电阻器262(例如，具有50mOhm的电阻)。

[0024] 系统200包括例如50mOhm的总铰链电阻(VBAT路径和GND路径)。在一些实施例中，图2左侧的电池1(BAT1)222具有例如1500mAH的容量，并且图2右侧的电池2(BAT2)242具有2500mAH的容量。系统200中的每个电池组202和204包括例如75mOhm的内部电阻。注意，电池组202和204可以具有相似的电阻，其中大部分电阻是由于保护电路引起的。在系统200的示例中，充电器正在驱动4Amp的总充电电流(例如1C充电)。系统200中的电池电压可以相等并且远低于CV充电电平。

[0025] 在一些实施例中，系统200是具有主侧和辅侧的可折叠设备，其中两个侧可以相对于彼此折叠(例如，靠近铰链电阻262)。在一些实施例中，在没有电荷平衡的情况下，由于铰链电阻262而产生影响。例如，在充电开始时，由于铰链电阻下降，BAT1 222电流可以是2.5A，BAT2 242电流可以是1.5A。BAT2 242的电流可能接近1.7C(即充电电流的1.7倍)，这可能会使BAT1 222的最大充电电流保护跳闸。此初始充电电流会大大缩短BAT1 222的寿命。如果仍然继续正常充电，则经过一段时间的充电后，由于自平衡，充电电流可以与电池容量成比例(例如，IBAT1＝1.5A和IBAT2＝2.5A)。当充电器输出端的电压处于CV(恒定电压充电)电平(例如4.2V)时，可能会发生以下情况，例如：VBAT1＝4.2V和VBAT2＝3.89V。当VBAT1达到CV电压时，VBAT2电压可能仍与CV电压相差很远。即，当电池2 242在CV模式下达到终止电流时，电池2 242的充电电流可能远低于其指定的终止电流电平。这也会影响BAT1
222的寿命。

[0026] 在一些实施例中，例如，为了解决上述挑战中的一些或全部，可以将充电电流均等地分配给两个电池，而与铰链电阻、接触电阻和电池阻抗无关。在一些实施例中，可以以与电池容量相同的比率来分配充电电流。

[0027] 在一些实施例中，独立的电池充电器可以用于每个电池，并且每个电池具有独立的充电控制。然而，对于每个电池使用独立的充电器，成本和空间要求可能会更高。另外，如果一个充电器向另一充电器提供输入电力，则要在不浪费电力的情况下管理电池放电可能很困难。

[0028] 在一些实施例中，可以实施每个电池充电电流的电流限制以防止电池遇到过量的充电电流。可以以将电流编程为固定电平的方式来实现对每个电池充电电流的电流限制。这样可以防止激活电池过充电保护，但是可能无法平衡每个电池的充电电流。然而，随着第一电池比第二电池更早达到恒定电压(CV)，第二电池稍晚达到恒定电压，快速充电时间可能会大大增加。另外，由于暴露于较高的充电电流和低得多的终止电流，电池中的一个可能会更快磨损。

[0029] 在一些实施例中，在电池以2S配置接线的情况下，可以使用2S方法。这样可以确保两个电池都具有相同的充电/放电电流。但是，由于两侧的电池容量不同，电荷平衡是一个重大挑战。使用2S方法可能无法获得成本/空间/效率优化的电力解决方案。

[0030] 充电电流分配不当的主要原因可能是例如从充电器到电池中的一个(例如，电池2)的VBAT路径和GND路径中的铰链电阻、连接器电阻和/或电池阻抗。在一些实施例中，可以在电池中的一个的电流路径中(例如，在电池1电流路径中)添加反馈控制有源器件，从而在电池电流路径(例如，电池1电流路径)中引入电阻，补偿另一电池路径(例如，电池2电流路径)中的铰链电阻、连接器电阻和/或电池阻抗。

[0031] 在一些实施例中，可以使用单个传统1S充电器。在一些实施例中，由于反馈控制，充电电流可以自动分配，而与电池充电器的总电流无关。当电流在CV模式(恒定电压模式)下减小时，此分配也可以是积极的。在一些实施例中，可以使用非常少的额外电路空间来实现精确的基于容量的充电电流分配。在一些实施例中，可以在组装期间通过限制电流来防止从辅电池(例如，电池2)到主电池(例如，电池1)的大电流流动。

[0032] 图3示出了根据一些实施例的系统300。在一些实施例中，系统300包括充电电流分配电路。在一些实施例中，图3中的虚线内的电路是充电电流分配电路。

[0033] 在一些实施例中，图3示出了系统300，系统300包括主侧302(例如，主板侧)和辅侧304。在一些实施例中，系统300可以被包括在双显示器设备中(例如，用于移动计算)。使用具有双显示器的设备可能在设备的两侧都需要电池，以实现为两个显示器供电所需的电池寿命。在一些实施例中，例如，主侧302可以是系统300的包括第一显示器的一侧，并且辅侧
304可以是系统300的包括第二显示器的一侧(例如，系统300可以是显示器位于设备的两个不同侧上的双显示器设备)。

[0034] 主侧302包括主板负载322、充电器324、电池326(电池1)和电感器328。充电器324包括晶体管332(例如，场效应晶体管或FET)。辅侧304包括辅侧负载342、电池346(电池2)和可选的场效应晶体管(FET)348。FET 348可以用于减小VSYS2电压降。

[0035] 在一些实施例中，主侧302上的电池326和辅侧304上的电池346可以是并联耦合的1S电池，其由位于主侧302上的单个充电器324充电。系统300还可以包括铰链电阻HR1 362(例如100mOhm)、铰链电阻HR2 364(例如100mOhm)和铰链电阻HR3 366(例如100mOhm)。在一些实施例中，系统300是具有主侧302和辅侧304的可折叠设备，其中两个侧可以相对于彼此折叠(例如，靠近铰链电阻)。

[0036] 由于铰链电阻、连接器电阻和/或电池阻抗，可能发生不适当的充电电流分配。例如，由于在从充电器到电池的VBAT路径和GND路径(例如，在从图3所示的充电器324到图3所示的电池2 346的VBAT路径和GND路径)中的铰链电阻、连接器电阻和/或电池阻抗，可能发生不适当的充电电流分配。

[0037] 在一些实施例中，电池1 326的电流路径中可以包括反馈控制有源器件。电池1 326电流路径中包括的反馈控制有源器件可以补偿电池2 346路径中的铰链电阻、连接器电阻和/或电池阻抗。例如，在一些实施例中，系统300包括反馈控制有源器件(例如，在一些实施例中，图3中所示的主侧302上的被包括在虚线中的电路372可以是反馈控制有源器件)。
在一些实施例中，诸如反馈控制有源器件的电路372可以被包括在电池1 326的电流路径中，并且可以在电池1 326的电流路径中引入电阻，该电阻可以补偿电池2 346电流路径中的铰链电阻、连接器电阻和/或电池阻抗。在一些实施例中，电阻器RS1 374和/或RS2 376被包括在反馈控制有源器件372中。在一些实施例中，电阻器RS1 374可以具有例如10mOhm的电阻。在一些实施例中，电阻器RS2 376可以具有例如10mOhm的电阻。在一些实施例中，电阻器RS1 374和/或电阻器RS2 376感测通过每个电池电流路径的电流。在一些实施例中，误差放大器378(例如，Error Amp1)和场效应晶体管380(FET1)可以被包括在反馈控制有源器件电路372中。在一些实施例中，误差放大器(诸如，Error Amp1 378)可以调整FET1 380的电阻，以确保感测电阻RS1 374和RS2 376下降相等的电压。这样可以确保流到电池1 326和电池2 346的电流(或基于RS1 374和RS2 376电阻值的分配电流)相等。在一些实施例中，图3的虚线中包括的电路372示出了一些电路元件。注意，附加组件可以被包括在系统300中(例如，由图3中的虚线所示的电路372内)，以帮助在无电池模式提供例如反馈补偿、轨对轨感测、误差放大器功率等。

[0038] 在一些实施例中，在组装过程中，辅侧304可以在仅电池326在主侧302上的一定量的测试之后被组装。在一些实施例中，主电池326的充电电平可以低于辅电池346的充电电平。在一些实施例中，反馈控制有源器件(例如，图3的虚线中的电路372)可以通过限制电流防止在组装时大电流从辅侧304上的电池2 346流到主侧302上的电池1 326。在一些实施例中，图3的晶体管FET1 380可以在组装期间完全截止，并且电阻器Rmax 382可以限制辅侧电池2 346的电流。在一些实施例中，电阻器Rmax 382的电阻为0.2Ohm(欧姆)。在一些实施例中，取决于系统设计，可以基于期望的最大充电共享电流限制来调节电阻器Rmax 382的电阻。

[0039] 在一些实施例中，误差放大器2(Error Amp2)384可以在放电条件期间取代(override)并使晶体管FET1 380完全导通。仅当通过感测电阻器RS1 374和感测电阻器RS2 376的电流为正时，才需要在电池充电期间进行电荷平衡。在一些实施例中，二极管D1 386可以指示，误差放大器2(Error Amp2)384能够取代误差放大器1(Error Amp1)378仅针对导通晶体管FET1 380而不针对截止。在一些实施例中，可以以不同的方式来实现该逻辑。

[0040] 在一些实施例中，系统300包括两个电流感测电阻器374和376、具有旁路电阻器382的FET 380以及两个运算放大器378和384。在一些实施例中，电池1 326和电池2 346具有相同的尺寸。在这种情况下，电池326和346的充电电流相同是有利的。因此，在一些实施例中，电阻器RS1 374上的电压降和RS2 376上的电压降是相同的。因此，在一些实施例中，当RS1 374和RS2 376两端的电压降相同时，误差放大器1(Error Amp1)378的输入电压为零。误差放大器1(Error Amp1)378可以以线性态控制晶体管FET1 380。然而，它可以增加一个小的阻抗(辅助)，以确保从电池326和346二者到充电器324输出的阻抗相等。

[0041] 电池电压的操作辅助由FET1 380通过由误差放大器1(Error Amp1)378控制的闭环控制产生。通过这种方式，通过FET1 380的阻抗可以用于匹配VBAT2处的阻抗。在一些实施例中，Amp1 378的输入保持为零，RS1 374两端的电压降保持与RS2 376两端的电压降相同。这有助于保持流到电池1 326和电池2 346的电流相似，即使在充电期间每个电池的电流不同。

[0042] 在一些实施例中，放大器Amp2 384可以取代放大器Amp1 378，例如，当移除充电并且电流以与充电期间的电流相反的方向流动时。例如，在电池1 326放电期间，电流可以流过充电器324的晶体管332并流到VSYS节点以例如将电力提供给主板负载322。在放电期间，电阻RS2 376两端的电压相对于充电期间电阻RS2 376两端的电压是反向的，并且误差放大器2(Error Amp2)384的输出为零。在这种情况下，D1 386将FET1 380拉至低电平以使其完全导通。以这种方式，在电池放电期间，FET1 380完全导通，并且放大器384取代放大器378，以确保在放电期间没有额外的阻抗(除了RS1 374和RS2 376中的)。在不同的实施例中可以采用不同的布置，但是在一些实施例中，在VBAT1处增加了一个晶体管(诸如FET1 380)以匹配VBAT2的电力。

[0043] 图4示出了根据一些实施例的流程400。在一些实施例中，流程400实现充电电流平衡。在一些实施例中，流程400在402处开始。在404处，确定输入源是否准备好。如果在404处输入源未准备好，则在406处禁用充电，并且流程返回404。如果在404处输入源准备好，则在408处确定电阻RS1 374处的充电电流是否为正。如果在408处充电电流不为正，则在410禁用电荷平衡(例如FET1 378保持完全导通)，并且流程返回408。如果在408处充电电流为正，则在412启用有源充电电流平衡，并且流程返回404。

[0044] 在一些实施例中，例如，仅当通过RS1 374的充电电流为正时，才启用电荷平衡400。这可以由误差放大器2(Error Amp2)384感测。可以将误差放大器2(Error Amp2)384配置为取代误差放大器1(Error Amp1)376，或者可以通过使用误差放大器2(Error Amp2)384的输出控制误差放大器1(Error Amp1)376的启用输入来实现相同的功能。除了图3和/或图
4所示的实施方式以外，还可以实施根据一些实施方式的其他实施方式。

[0045] 在一些实施例中，一旦平衡了每个电池的充电电流，就可以增加充电器电平(例如，充电CV电平)以补偿从充电器输出到电池端子的总电压降。例如，一旦电荷状态超过80％，就可以再次调整CV电压以满足电池要求，以减少充电时间。

[0046] 图5示出了根据一些实施例的充电电流分配电路500。在一些实施例中，充电电流分配电路500可以被包括在系统300中(例如，代替在图3中的虚线内示出的电路372的一些或全部)。

[0047] 在一些实施例中，充电电流分配电路500是比率度量充电电流分配电路。在一些实施例中，充电电流分配电路500可以基于电池容量精确地平衡充电电流，而无需选择不同的电流感测电阻器值。在10mOhm的感测电阻范围内，可能难以获得高分辨率。

[0048] 电路500包括电阻器R1 502、电阻器R2 504、电阻器RS1 574、电阻器RS2 576、误差放大器578(例如，ErrorAmp1)、场效应晶体管580(FET1)、电阻器Rmax 582、误差放大器2(ErrorAmp2)584和二极管D1 586。在一些实施例中，电阻器RS1 574、电阻器RS2 576、误差放大器578(例如，Error Amp1)、场效应晶体管580(FET1)、电阻器Rmax 582、误差放大器2(Error Amp2 584)和二极管D1 586可以与电阻器RS1 574、电阻器RS2 576、误差放大器578(例如，Error Amp1)、场效应晶体管580(FET1)、电阻器Rmax 582、误差放大器2(Error Amp2)584和二极管D1 586相同或类似。在一些实施例中，可以分别与电阻器RS1 374、电阻器RS2 376、误差放大器378(例如，Error Amp1)、场效应晶体管380(FET1)、电阻器Rmax 382、误差放大器2(Error Amp2)384和二极管D1 386相同或类似。在一些实施例中，电路500可以用在其中电池2(BAT2)具有比电池1(BAT1)更大的容量的系统中。但是，请注意，如果电池1(BAT1)的容量大于电池2(BAT2)的容量，则可以调换电路。在一些实施例中，电路500的电阻器R1 502和电阻器R2 504可以在感测电阻器RS1 574两端分压。在一些实施例中，感测电阻器RS1 574的电阻可以是例如10mOhm。误差放大器578可以调节电流以确保电阻器R1
502两端的电压等于R2 504两端的电压。在一些实施例中，电阻器R1 502和电阻器R2 504的电阻比可以被调节以获得所需的结果。

[0049] 在一些实施例中，可以调整系统300中的虚线内的充电电流分配电路和/或充电电流分配电路500。即，根据一些实施例，可以以不同的方式实现测量到每个电池的充电电流，然后调节电池1路径中的有源设备的阻抗。

[0050] 在一些实施例中，由于在同一侧进行电流感测，所以系统300可以是简单的解决方案。然而，根据一些实施例，来自感测辅侧的电阻器的电量计的电流感测信息可以被带到主侧。例如，这可以节省额外的RS1电阻器以及在充电和放电期间RS1两端的额外电压降。在一些实施例中，RS2可以用于具有正电源电流感测电量计的主侧上的电量计(电量计1)的电流感测，以避免电池1路径中的额外电压降。

[0051] 注意，从较高容量的辅侧电池到主侧处理器板的铰链电阻可以显著减小可由系统提取的最大电流(例如，最大功率限制电流、最大PL4电流和/或最大功率限制4电流)，尤其是当电池电量低时。

[0052] 在一些实施例中，在电路372中的电阻器RS1 574两端添加了电阻器R1 502和电阻器R2 504，如图5所示。在一些实施例中，代替感测电阻器RS1 574的右手侧，放大器578感测电阻器R1 502和电阻器R2 504的中间点。当电池1 326和电池2 346的大小不同时(例如，如果电池1 326小于电池2 346，或者如果电池2 346小于电池1 326)，则可以使用此实施方式。例如，如果电池1 326小于电池2 346，则电池2 346的电流需要更高。例如，如果电池1 326的容量是一个单位，而电池2 346的容量是两个单位，则可能需要向电池2 346发送的电流是发送到电池1 326的电流的两倍(例如，将2A发送到电池2 346和将1A发送到电池1
326)。在这种情况下，如果R1 502的电阻和R2 504的电阻相等，则控制回路可以确保电池2
346可以获得的电流是提供给电池1 326的电流的两倍。可以根据容量调节R1 502和R2 504的电阻，以确保提供给电池326和电池346中的每一个的电流相等。在电池1 326和电池2
346的容量相等的实施例中，电阻器R1 502可以断开并且R2 504的电阻可以为零，以确保向每个电池应用相同的电流。

[0053] 图6示出了具有第一(主侧)电池组602和第二(辅侧)电池组604的系统600。系统700可以包括例如50mOhm的总铰链电阻662。在一些实施例中，系统600是具有主侧和辅侧的可折叠设备，其中两个侧可以相对于彼此折叠(例如，靠近铰链电阻662)。第一电池组602包括第一电池1(BAT1)622和电阻器624。第二电池组604包括第二电池2(BAT2)642和电阻器
644。主侧电池622(例如，电池1或BAT1)和辅侧电池642(例如，电池2或BAT2)可以并联连接。
系统600可以包括例如50mOhm的总铰链电阻622。在一些实施例中，图6左侧的电池1(BAT1)
622具有例如1500mAH的容量，而图6右侧的电池2(BAT2)642具有2500mAH的容量。在一些实施例中，电池622和电池642都可以是锂离子(Li离子)可充电型电池。系统600中的每个电池组602和604可以各自包括例如内部电阻624和644(例如，每个内部电阻为75mOhm)。在系统
600的示例中，如果系统试图以有限的最小系统电压(例如，限制为3V)汲取最大可能的电力，则有可能汲取到电流(例如，有可能汲取到12.8Amp的电流)。例如，在示例12.8Amp中，
8Amp可以由主侧电池622贡献，而4.8Amp可以由辅侧电池642贡献。

[0054] 主侧电池电流可能超过3C限制(例如，容量或充电电流C限制的3倍，例如4.5Amp)，并且如果电流持续太长的时间周期(例如，电流持续10ms)，则可能导致跳闸。同时，系统无法完全使用辅侧电池(例如3C＝7.5Amp)。注意，3C被用作示例限制。在一些实施例中，例如，取决于电池，其他示例限制可以是2C或4C，或在2C至4C的范围内。

[0055] 在没有放电平衡的情况下，系统将必须限制总电流，使得主侧电池电流例如小于4.5Amp(例如小于3C)。系统总电流可能限制为7.2Amp(总容量的1.8C)。在一些实施例中，在具有放电平衡和适当的电流共享(例如，适当的3C电流共享或其他限制电流共享)的情况下，turbo性能可以提高例如66％(例如，增加至12A而不是7.2A)。这可以以与电池的电荷状态无关的方式来实现。

[0056] 当电池阻抗在充电即将结束时而增加时，由于最小的系统电压和/或由于增加了铰链电阻，所以turbo可能会被进一步限制。

[0057] 还可能出现有效容量问题。例如，从每个电池汲取的瞬时放电电流可能取决于负载简档、电池阻抗、铰链电阻和/或负载所连接到的侧等。如果主负载较大，则主显示器侧电池可能变空而辅助显示器侧电池可能仍剩余电量。

[0058] 图7示出了具有第一(主侧)电池组702和第二(辅侧)电池组704的系统700。第一电池组702包括第一电池1(BAT1)722和电阻器724。第二电池组704包括第二电池2(BAT2)742和电阻器744。主侧电池(例如，电池1或BAT1)722和辅侧电池(例如，电池2或BAT2)742可以并联连接。系统700可以包括例如50mOhm的总铰链电阻762。在一些实施例中，系统700是具有主侧和辅侧的可折叠设备，其中两个侧可以相对于彼此折叠(例如，靠近铰链电阻762)。在一些实施例中，图7左侧的电池1(BAT1)722具有例如1500mAH的容量，而图7右侧的电池2(BAT2)742具有2500mAH的容量。在一些实施例中，电池722和742都可以是锂离子(Li离子)可充电型电池。系统700中的每个电池组702和704可各自包括例如内部电阻724和744(例如，两者均具有75mOhm的内部电阻)。在系统700的示例中，系统负载在主侧可以是总共2A。
放电一段时间后，电池电流可能与电池的各自容量成正比。在这些条件下，电池电压差可能约为100mV。当主电池722已经没电时，辅侧704上的100mV较高电压可以转化为余留在辅电池742上的大约10％的剩余电荷。

[0059] 当主侧电池完全没电并且辅侧电池仍有剩余电量时，系统遇到的电池阻抗会急剧增加。这样可以限制可能的峰值负载电流，而不会引起最小系统电压跳闸。负载遇到的有效电池阻抗可能主要归因于辅电池阻抗加上铰链电阻。为了避免意外跳闸，系统可能要等到这一点才放电，从而浪费电池容量。取决于铰链电阻、主侧负载电力和其他因素，浪费的电荷可能在5-10％的范围内。

[0060] 如果主显示器侧负载具有周期性的大电流(对于计算设备通常如此)，则大部分负载可以由主显示器侧电池供电，随后可以由辅显示器侧电池补充。浪涌电流过后，辅侧电池可以为主侧电池充电。这样会增加主侧电池的充电放电周期，从而使其更快地退化。因此，根据一些实施例，无论铰链电阻、接触电阻和电池阻抗如何，均对主侧电池和辅侧电池进行均等的放电电流分配。在一些实施例中，放电电流以与电池容量的比率相同的比率分配。

[0061] 双充电器方法可以与驱动第一充电器输入电压(VIN)的第二充电器一起使用，例如通过反向升压模式形成辅侧电池(例如电池2)。双充电器方法可以与电池电压路径(VBAT路径)结合使用。在双充电器方法中，由于升压到5V VBUS，然后从5V降压到主电池电压，第二电池的放电可能非常低效。当可用时，可以首先将辅电池完全放电，而无需添加特殊的充电管理控件。结合了VBAT(或VBATA)的双充电器可以解决充电电流平衡问题，但可能无法解决放电电流平衡问题。也就是说，可能会出现与从较高容量的辅侧电池到主侧处理器板的铰链电阻有关的性能问题，这可能会大大减少能够从系统汲取的最大(max)PL4电流，尤其是在电池电量较低时。此外，由于从每个电池汲取的瞬时放电电流取决于负载简档、电池阻抗、铰链电阻以及负载所连接到的一侧，所以可能会出现有效容量问题，如果主负载较大，则主显示器侧电池可能变空而辅显示器侧电池上仍有剩余电量。此外，可能会出现电池寿命问题。如果主显示器侧负载具有周期性的大电流，则大部分电力将来自主侧电池，然后由辅侧电池补充，并且主侧电池的充电放电周期可能会增加，从而导致其退化更快。

[0062] 由于从充电器到辅侧电池(例如，电池2)的VBAT路径和GND路径中的铰链电阻、连接器电阻和/或电池阻抗，可能会发生放电电流不平衡。根据一些实施例，反馈控制升压转换器可以被包括在辅侧电池路径(电池2路径)中，以在该路径中增加串联电压以补偿主侧电池(电池1)和辅侧电池(电池2)之间的电压降。这可能包括接地路径压降。在一些实施例中，在放电期间，电池电压以相同电平被间接调节和/或跟踪。当电池电压相互跟踪时，放电电流可能与电池容量成正比。如果将反馈控制回路设计为能够快速响应，则可以在所有实际负载条件下(例如，直流电或脉动)适当分配足够的电池电流。

[0063] 在一些实施例中，可以使用单个1S充电器。在一些实施例中，放电电流可以与电池容量无关地自动分配。在一些实施例中，由于增加了升压转换器，所以可以获得更好的VBATA峰值电流来支持PL4SOC负载。在一些实施例中，当辅侧负载连接在升压转换器的输出侧时，辅电池电流(电池2电流)可以增加到最大电平，并且电池电压可以被最小化。这可以允许PL4发挥作用，直到电池快没电为止。在一些实施例中，电压跟踪可以启用与电池容量成正比的放电电流。

[0064] 图8示出了根据一些实施例的系统800。在一些实施例中，图8示出了系统800，系统800包括主侧802(例如，主板侧)和辅侧804。在一些实施例中，系统800可以被包括在双显示器设备中(例如，在移动计算中)。使用具有双显示器的设备可能在设备的两侧都需要电池，以实现为两个显示器供电所需的电池寿命。在一些实施例中，例如，主侧802可以是系统800的包括第一显示器的一侧，而辅侧804可以是系统800的包括第二显示器的一侧(例如，系统
800可以是显示器位于设备的两个不同侧上的双显示器设备)。

[0065] 主侧802包括主板负载822、充电器824、电池826(电池1)和电感器828。充电器824包括晶体管832(例如，场效应晶体管或FET)。辅侧804包括辅侧负载842和电池846(电池2)。

[0066] 在一些实施例中，主侧802上的电池826和辅侧804上的电池846可以是并联耦合的1S电池，其由位于主侧802上的单个充电器824充电。系统800还可以包括铰链电阻HR1 862(例如100mOhm)、铰链电阻HR2 864(例如100mOhm)和铰链电阻HR3 866(例如100mOhm)。在一些实施例中，系统800是具有主侧802和辅侧804的可折叠设备，其中两个侧可以相对于彼此折叠(例如，靠近铰链电阻)。

[0067] 在一些实施例中，系统800包括电池放电平衡电路。在一些实施例中，图8中的虚线内的电路872是放电平衡电路。在一些实施例中，使用误差放大器1(Error amp1)874来差分地感测主侧上的电池1电压并将其与辅侧上的电池2电压进行比较。所比较的误差可以包括电池正侧和接地侧(GND侧)上的电压降。使用该放大的电压差来控制升压转换器876(例如，图8所示的升压级加旁路)。在一些实施例中，升压转换器876可以有效地调节其占空比，以确保输出端的电压被升高以补偿电池1 826与电池2 846之间的正路径和GND路径中的电压降。控制回路用于控制电池2两端的电压总阻抗。因此，回路响应可以很快。

[0068] 在一些实施例中，如果电池(电池1和电池2)具有相等的容量，则放电可以以相同的电压开始并且两个电池具有相等的内部阻抗。由于控制回路调节直到VBAT1和VBAT2变为相等，因此升压转换器和控制回路可以进行调节，直到两个电池阻抗下降相等的电压为止。这样可以控制电池电流相等。

[0069] 在一些实施例中，如果电池(电池1和电池2)具有不同的容量，则电池以相同的电压开始并且两个电池具有相等的内部阻抗。放电电流可以以相同的电平开始。然后，容量较低的电池可能会在一段时间消耗地更快，而控制回路和/或升压转换器可以将电池电流调整为与电池容量成正比。根据以下公式1，低容量电池可能必须放电至较低电平：

[0070] ΔV＝BATTimp×ΔI (公式1)

[0071] 其中ΔV是低容量电池需要放电的额外电压；

[0072] ΔI是电流差，以使放电电流与电池容量成正比；并且

[0073] 其中BATTimp是电池的总阻抗，不包括铰链电阻。

[0074] 在一些实施例中，电池阻抗和容量的组合在不同ΔV值下都可以收敛到与电池容量成正比的放电电流。例如，如果电池阻抗不与电池容量成正比，则在1S2P或1SNP配置中可能无法避免ΔV。但是，在某些情况下，ΔV的实际值可能很小，并且可以足够小而可以忽略。

[0075] 在一些实施例中，当铰链电阻压降在主侧是正的，并且电流从主侧流向辅侧时，电池放电可以通过在使用反馈回路的有源区域中操作FET(例如，辅侧上的FET，诸如图8中的FET2 878)来平衡，该反馈回路使用例如图8的误差放大器2(Error Amp2)880比较VBAT1和VBAT2。在一些实施例中，误差放大器2(Error Amp2)另外从放电平衡逻辑882接收输入。当辅侧负载电力占主导地位时，如果FET2 878完全导通，则电池2 846可以放电更快。当FET2 878完全截止，则电池1 826可以放电更快。通过控制流经FET2 878的电流，可以在放电期间将VBAT1和VBAT2保持在相同的电压电平。在一些实施例中，SOC PL2/PL4逻辑884可以用于例如通过根据需要进行感测来减小VBAT1。

[0076] 如本文所述，在图8中，可以包括小的升压控制级。升压控制可以补偿由于铰链电阻引起的电压降。放大器874差分地感测电池1 826的电压，并且通过控制升压来确保电池2 846的电压是相同的。通过使用升压，将电池有效地放置在铰链电阻的另一侧(也就是说，从系统角度来看，电池2 846将出现在电池1 826侧)。升压级将补偿由于铰链电阻引起的任何电压降。这样可以确保每个电池以相同的速率(或以相同的电流)放电，而不管负载差异如何，甚至在浪涌电流期间，并且可以将每个电池维持在相同的电压电平。

[0077] 图9示出了根据一些实施例的升压转换器电路900。在一些实施例中，升压转换器电路900可以被包括在系统800中(例如，代替在图8中的虚线内示出的电路872一些或全部)。电路900包括误差放大器(Error Amp1)974、升压控制器976、晶体管Q1 978(例如，FET)、晶体管Q2 980(例如，FET)、晶体管Q3 982(例如，FET)、电感器984、电容器986和电容器988。

[0078] 在一些实施例中，图9中示出的升压转换器电路900是同步型升压转换器(例如，常规同步型升压转换器)。在一些实施例中，晶体管Q1 978和Q2 980(例如，场效应晶体管Q1和Q2或FET Q1和Q2)可以形成升压转换器部分。在一些实施例中，晶体管Q3 982(例如，场效应晶体管Q3或FET Q3)可以是旁路晶体管(或旁路FET)。在正常操作期间，晶体管Q1 978和Q3 982可以基于由外部电压控制回路控制的内部回路所需的电感器电流电平进行切换。在一些实施例中，晶体管Q3 982是旁路晶体管，其可以在低负载电流电平期间(例如，当铰链电阻下降到非常低并且可以忽略时)以及在不需要升压功能的充电期间时被启用。以这种方式，可以减少充电和待机期间的损失。当放电电流很小时，系统处于待机状态，不需要有源放电平衡，等。Q3可以用于使升压控制器(升压转换器)休眠，并且可以避免在待机模式下浪费能量。

[0079] 在正常操作模式下，升压转换器效率可以非常高。例如，当系统总负载为并且辅侧贡献0.5A并补偿200mOhm的总铰链电阻两端的100mV压降时，使用正常尺寸的组件在1MHZ下工作时，升压转换器效率可以达到95％以上。如果针对较小负载将频率1MHz降低(例如，使用脉冲跳跃降低至500kHz)，则效率可以进一步提高。这些效率估计/示例可以不包括由于电压降引起的铰链电阻损失。

[0080] 在一些实施例中，升压转换器的输入电压可以以如下方式控制：不必补偿升压转换器的典型右半边零。因此，回路带宽不限于右手平面(RHP)零的1/3，从而使回路控制可以快速跟踪脉动负载电流。

[0081] 在一些实施例中，主侧上的总负载电流可以高于辅侧上的总负载电流，并且通过铰链电阻的电流可以从辅侧流向主侧。因此，升压转换器可以仅补偿一个方向上的铰链电阻电压降。

[0082] 在一些实施例中，当铰链电阻压降在主侧为正的并且电流从主侧流向辅侧时，电池放电可以通过在使用反馈回路的有源区域中操作FET(例如，辅侧上的FET，诸如图8中的FET2 878)来平衡，该反馈回路使用例如图8的误差放大器2(Error Amp2)880比较VBAT1和VBAT2。当辅侧负载电力占主导时，如果FET2 878完全导通，则电池2可以放电更快。如果FET2 878完全截止，则电池1可以放电更快。通过控制流经FET2 878的电流，可以在放电期间将VBAT1和VBAT2保持在相同的电压电平。

[0083] 图10示出了根据一些实施例的系统1000。在一些实施例中，系统1000包括电池放电平衡电路。

[0084] 在一些实施例中，图10示出了系统1000，系统1000包括主侧1002(例如，主板侧)和辅侧1004。在一些实施例中，系统1000可以被包括在双显示器设备中(例如，用于移动计算)。使用具有双显示器的设备可能在设备的两侧都需要电池，以实现为两个显示器供电所需的电池寿命。在一些实施例中，例如，主侧1002可以是系统1000的包括第一显示器的一侧，而辅侧1004可以是系统1000的包括第二显示器的一侧(例如，系统1000可以是显示器位于设备的两个不同侧上的双显示器设备)。

[0085] 主侧1002包括主板负载1022、充电器1024、电池1026(电池1)和电感器1028。充电器1024包括晶体管1032(例如，场效应晶体管或FET)。辅侧1004包括辅侧负载1042和电池1046(电池2)。

[0086] 在一些实施例中，主侧1002上的电池1026和辅侧1004上的电池1046可以是并联耦合的1S电池，其由位于主侧1002上的单个充电器1024充电。系统1000还可以包括铰链电阻HR1 1062(例如100mOhm)、铰链电阻HR2 1064(例如100mOhm)和铰链电阻HR3 1066(例如100mOhm)。在一些实施例中，系统1000是具有主侧和辅侧的可折叠设备，其中两个侧可以相对于彼此折叠(例如，靠近铰链电阻)。

[0087] 在一些实施例中，系统1000包括电池放电平衡电路，该电池放电平衡电路包括电量计1034、感测电阻器1036(例如10mOhm)、提供输出电流(“电流输出”)的电流传感器1038、误差放大器1(Error Amp1)1704、升压转换器1076(例如，升压级加旁路)、晶体管(例如，场效应晶体管FET2)1078、晶体管1078的使能信号1080(例如，(在电池放电期间提供的使能信号)、电阻器R_gain 1082、感测电阻器1092(例如10mOhm)和电量计1094中的一个或多个(或全部)

[0088] 在一些实施例中，系统1000可以使用包括具有旁路的升压级1076的升压转换器配置来提供控制。在一些实施例中，可以直接控制电池2 1046的电感器电流以匹配所测量的电池1 1026的电流。在一些实施例中，可以使用单独的电流感测放大器1074来感测来自电量计1034的感测电阻器1036的电池1 1026的电流，或者电量计本身可以提供输出电流。

[0089] 在一些实施例中，输出电流关于辅侧1004上的GND2被转换成电压，这可以去除共模噪声。可以使用电阻器R_gain 1082与电池容量成比例地调节增益。在一些实施例中，可以在从控制回路移除一个极点的同时控制平均电感器电流。这可以显着提高控制回路的速度，但是精确测量电感器电流可能很困难。

[0090] 在一些实施例中，在系统1000中，感测电池1电流并且调节升压，使得电池2电流是相同的。在电池具有相同容量的实施例中，可以控制系统1000中的电池1的IBAT1电流、电池2的IBAT2电流以及升压电感器I_INDUCTOR的电流全部是相等的。然而，在电池不具有相同容量的情况下，可以通过相应地改变其放电电流来调节电阻器1082R_gain以提供电池的不对称放电。

[0091] 图11示出了根据一些实施例的系统1100。在一些实施例中，系统1100包括电池放电平衡电路。

[0092] 在一些实施例中，图11示出了系统1100，系统1100包括主侧1102(例如，主板侧)和辅侧1104。在一些实施例中，系统1100可以被包括在双显示器设备中(例如，用于移动计算)。使用具有双显示器的设备可能在设备的两侧都需要电池，以实现为两个显示器供电所需的电池寿命。在一些实施例中，例如，主侧1102可以是系统1100的包括第一显示器的一侧，而辅侧1104可以是系统1100的包括第二显示器的一侧(例如，系统1100可以是显示器位于设备的两个不同侧上的双显示器设备)。

[0093] 主侧1102包括主板负载1122、充电器1124、电池1126(电池1)和电感器1128。充电器1124包括晶体管1132(例如，场效应晶体管或FET)。辅侧1104包括辅侧负载1142和电池1146(电池2)。

[0094] 在一些实施例中，主侧1102上的电池1126和辅侧1104上的电池1146可以是并联耦合的1S电池，其由位于主侧1102上的单个充电器1124充电。系统1100也可以包括铰链电阻HR1 1162(例如100mOhm)、铰链电阻HR2 1164(例如100mOhm)和铰链电阻HR3 1166(例如100mOhm)。在一些实施例中，系统1100是具有主侧1102和辅侧1104的可折叠设备，其中两个侧可以相对于彼此折叠(例如，靠近铰链电阻)。

[0095] 在一些实施例中，系统1100包括电池放电平衡电路，该电池放电平衡电路包括电量计1134、感测电阻器1136(例如10mOhm)、提供输出电流(“电流输出”)的电流传感器1138、误差放大器1(Error Amp1)1174、升压转换器1176(例如，升压级加旁路)、晶体管(例如，场效应晶体管FET2)1178、晶体管1078的使能信号1180(例如，(在电池放电期间提供的使能信号)、电阻器R_gain 1182、感测电阻器1192(例如10mOhm)、电量计1194和/或提供输出电流的电流感测放大器1196中的一个或多个(或全部)。

[0096] 在一些实施例中，系统1100可以通过测量电量计感测电阻器电压(例如，电量计1134感测电阻器1136电压和/或电量计1194感测电阻器1196电压)来控制电池1电流和电池
2电流。在一些实施例中，系统1100可以具有比系统1000更高的精度，但是由于滤波电容器增加了额外的极点，所以系统1100的响应可能比系统1000的响应相对更慢。然而，系统1100仍然可以获得足够快的响应时间以满足实际负载条件。注意，图10和图11未示出根据一些实施例的可以用于简化放电平衡的附加的与FET2有关的电路。例如，在一些实施例中，例如，当辅侧负载占主导时，可以在图10和/或图11中使用图8所示的FET2控制实施方式。该实施方式还可以与图10的系统1000和/或图11的系统1100结合使用。

[0097] 在一些实施例中，如果反馈控制回路不够快，或者如果期望辅电池提供更多的瞬时浪涌电力，则可以使用SOC控制来人为地降低VBAT1感测电压。对于较短的持续时间，可以利用电池2的最大放电容量将电流泵送到主侧(例如，以支持PL4电流)。当感测的VBAT1电压低时，升压转换器可以增加从辅电池(电池2)汲取的电流，以满足改变后的VBAT1感测电压。

[0098] 在一些实施例中，辅侧负载可以连接到升压转换器的输出侧(例如，在系统800、系统1000和/或系统1100中)。这样可以确保不存在违反最小系统电压和意外跳闸的风险。因此，在一些实施例中，不需要使用从主侧到辅侧的一个或多个附加控制线连接，来启用从电池2到主侧的SOC控制浪涌电力。VBAT1感测线本身可以用于操纵感测电压以启用此功能。

[0099] 在说明书中对所公开主题的“一个实施例”或“实施例”或“一些实施例”的引用指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在所公开的主题的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在一些实施例中”可能出现在整个说明书中的各个地方，但是该短语不一定指相同的一个或多个实施例。

[0100] 示例1在一些示例中，系统包括具有充电器和第一电池的主侧和具有第二电池的辅侧。第一电池用于向主侧供电。第二电池用于向辅侧供电。铰链电阻位于主侧和辅侧之间。充电器用于为第一电池和第二电池充电。主侧在第一电池的电流路径中包括反馈控制有源器件，该反馈控制有源器件用于补偿第二电池的电流路径中的铰链电阻、连接器电阻或电池阻抗中的一个或多个。

[0101] 示例2包括示例1的主题。在示例2中，主侧包括系统的主板。

[0102] 示例3包括示例1-2中任何一个的主题。在示例3中，第一电池用于向系统的第一显示器供电，第二电池用于向系统的第二显示器供电。

[0103] 示例4包括示例1-3中任何一个的主题。在示例4中，反馈控制有源器件包括：第一感测电阻器，该第一感测电阻器用于感测通过第一电池的电池电流路径的电流；以及第二感测电阻器，该第二感测电阻器用于感测通过第二电池的电池电流路径的电流。

[0104] 示例5包括示例1-4中任何一个的主题。在示例5中，反馈控制有源器件包括放大器和晶体管，该放大器用于调节晶体管的电阻，使得在第一电池和第二电池充电期间，第一感测电阻器两端的电压降和第二感测电阻器两端的电压降相等。

[0105] 示例6包括示例1-5中任何一个的主题。在示例6中，该晶体管是场效应晶体管。

[0106] 示例7包括示例1-6中的任何一个的主题。在示例7中，反馈控制有源器件包括第二放大器，以在第一电池和第二电池放电期间取代第一放大器。

[0107] 示例8包括示例1-7中任何一个的主题。在示例8中，第二放大器用于在第一电池和第二电池放电期间将晶体管完全导通。

[0108] 示例9包括示例1-8中的任何一个的主题。在示例9中，反馈控制有源器件包括跨晶体管的旁路电阻器。

[0109] 示例10包括示例1-9中的任何一个的主题。在示例10中，基于最大充电共享电流限制来调节旁路电阻器。

[0110] 示例11包括示例1-10中任何一个的主题。在示例11中，反馈控制有源器件包括彼此串联耦合的第一电阻器和第二电阻器，串联耦合的第一电阻器和第二电阻器的串联连接与第一感测电阻器并联耦合，其中，可以调节彼此串联耦合的第一电阻器和第二电阻器的电阻，以调节第一电池和第二电池的充电电流。

[0111] 示例12包括示例1-11中任何一个的主题。在示例12中，反馈控制有源器件用于平衡第一电池和第二电池的充电和放电。

[0112] 示例13在一些示例中，系统包括具有充电器和第一电池的主侧和具有第二电池的辅侧。第一电池用于向主侧供电。第二电池用于向辅侧供电。该系统包括位于主侧和辅侧之间的铰链电阻。充电器用于为第一电池和第二电池充电。辅侧包括在第二电池的电流路径中的反馈控制升压转换器，该反馈控制升压转换器补偿第一电池和第二电池之间的电压降。

[0113] 示例14包括示例13的主题。在示例14中，主侧包括系统的主板。

[0114] 示例15包括示例13-14中任何一个的主题。在示例15中，第一电池用于向系统的第一显示器供电，第二电池用于向系统的第二显示器供电。

[0115] 示例16包括示例13-15中任何一个的主题。在示例16中，反馈控制升压转换器在第二电池的电流路径中包括串联电压，以补偿第一电池和第二电池之间的电压降。

[0116] 示例17包括示例13-16中的任何一个的主题。在示例17中，反馈控制升压转换器包括放大器，以差分地感测第一电池的电压并将其与第二电池的电压进行比较。

[0117] 示例18包括示例13-17中的任何一个的主题。在示例18中，放大器使用放大的电压差来控制升压转换器。

[0118] 示例19包括示例13-18中任何一个的主题。在示例19中，升压转换器用于调节占空比以补偿第一电池和第二电池之间的电压降。

[0119] 示例20包括示例13-19中的任何一个的主题。在示例20中，如果第一电池的容量与第二电池的容量相同，则反馈控制升压转换器以相等的电压和相等的电流对第一电池和第二电池进行放电。

[0120] 示例21包括示例13-20中的任何一个的主题。在示例21中，如果第一电池的容量与第二电池的容量不同，则反馈控制升压转换器调节第一电池的放电电流和第二电池的放电电流使其与它们各自的电池容量成正比。

[0121] 示例22包括示例13-21中的任何一个的主题。在示例22中，反馈控制升压转换器包括电流感测放大器，以感测第一电池的电流并响应于所感测的第一电池的电流来控制升压转换器。

[0122] 示例23包括示例13-22中的任何一个的主题。在示例23中，反馈控制升压转换器包括电流感测放大器，以感测第一电池的电流和感测第二电池的电流，并响应于所感测的第一电池的电流和第二电池的电流来控制升压转换器。

[0123] 示例24包括示例13-23中的任何一个的主题。在示例24中，反馈控制升压转换器用于维持第一电池的放电电流和第二电池的放电电流相等。

[0124] 示例25包括示例13-24中任何一个的主题。在示例25中，反馈控制升压转换器将放电电流自动分配给第一电池和第二电池，而与电池容量无关。

[0125] 示例26在一些示例中，系统包括具有用于充电的模块和第一电池的主侧以及具有第二电池的辅侧。第一电池用于向主侧供电。第二电池用于向辅侧供电。铰链电阻位于主侧和辅侧之间。用于充电的模块为第一电池和第二电池充电。主侧包括用于控制第一电池的电流路径中的反馈的模块，该模块包括用于补偿第二电池的电流路径中的铰链电阻、连接器电阻或电池阻抗中的一个或多个的模块。

[0126] 示例27包括示例26的主题。在示例27中，主侧包括系统的主板。

[0127] 示例28包括示例26-27中任何一个的主题。在示例28中，第一电池用于向系统的第一显示器供电，第二电池用于向系统的第二显示器供电。

[0128] 示例29包括示例26-28中的任何一个的主题。在示例29中，反馈控制有源器件包括用于感测通过第一电池的电池电流路径的电流的第一感测电阻器和用于感测通过第二电池的电池电流路径的电流的第二感测电阻器。

[0129] 示例30包括示例26-29中的任何一个的主题。在示例30中，反馈控制有源器件包括用于放大的模块和晶体管，该用于放大的模块用于调节晶体管的电阻，使得在第一电池和第二电池充电期间，第一感测电阻器两端的电压降和第二感测电阻器两端的电压降相等。

[0130] 示例31包括示例26-30中任何一个的主题。在示例31中，该晶体管是场效应晶体管。

[0131] 示例32包括示例26-31中的任何一个的主题。在示例32中，用于控制反馈的模块包括第二放大器，以在第一电池和第二电池放电期间取代第一放大器。

[0132] 示例33包括示例26-32中的任何一个的主题。在示例33中，第二放大器用于在第一电池和第二电池放电期间将晶体管完全导通。

[0133] 示例34包括示例26-33中任一个的主题。在示例34中，用于控制反馈的模块包括跨晶体管的旁路电阻器。

[0134] 示例35包括示例26-34中任一项的主题。在示例35中，包括用于基于最大充电共享电流限制来调节旁路电阻器的模块。

[0135] 示例36包括示例26-35中任一个的主题。在示例36中，用于控制反馈的模块包括彼此串联耦合的第一电阻器和第二电阻器，串联耦合的第一电阻器和第二电阻器的串联连接与第一感测电阻器并联耦合，其中，可以调节彼此串联耦合的第一电阻器和第二电阻器的电阻，以调节第一电池和第二电池的充电电流。

[0136] 示例37包括示例26-36中任一个的主题。在示例37中，用于控制反馈的模块包括用于平衡第一电池和第二电池的充电和放电的模块。

[0137] 示例38在一些示例中，系统包括具有用于充电的模块和第一电池的主侧以及具有第二电池的辅侧。第一电池用于向主侧供电。第二电池用于向辅侧供电。该系统包括位于主侧和辅侧之间的铰链电阻。用于充电的模块为第一电池和第二电池充电。辅侧包括升压转换模块，该升压转换模块用于控制第二电池的电流路径中的反馈，并且补偿第一电池和第二电池之间的电压降。

[0138] 示例39包括示例38的主题。在示例39中，主侧包括系统的主板。

[0139] 示例40包括示例38-39中的任何一个的主题。在示例40中，第一电池用于向系统的第一显示器供电，第二电池用于向系统的第二显示器供电。

[0140] 示例41包括示例38-40中的任何一个的主题。在示例41中，升压转换模块用于控制包括第二电池的电流路径中的串联电压的反馈以补偿第一电池和第二电池之间的电压降。

[0141] 示例42包括示例38-41中的任何一个的主题。在示例42中，用于控制反馈的升压转换模块包括用于放大以差分地感测第一电池的电压并将其与第二电池的电压进行比较的模块。

[0142] 示例43包括示例38-42中的任何一个的主题。在示例42中，放大器使用放大的电压差来控制升压转换器。

[0143] 示例44包括示例38-43中的任何一个的主题。在示例43中，包括用于调节占空比以补偿第一电池和第二电池之间的电压降的模块。

[0144] 示例45包括示例38-44中的任何一个的主题。在示例45中，如果第一电池的容量与第二电池的容量相同，则包括用于以相等的电压和相等的电流使第一电池和第二电池放电的模块。

[0145] 示例46包括示例38-45中任何一个的主题。在示例46中，如果第一电池的容量与第二电池的容量不同，则用于调节第一电池的放电电流和第二电池的放电电流使其与它们各自的电池容量成正比的模块。

[0146] 示例47包括示例38-46中的任何一个的主题。在示例47中，其中用于控制反馈的升压转换模块包括电流感测放大器，以感测第一电池的电流并响应于所感测第一电池的电流来控制升压转换器。

[0147] 示例48包括示例38-47中的任何一个的主题。在示例48中，用于控制反馈的升压转换模块包括电流感测放大器，以感测第一电池的电流和感测第二电池的电流并响应于所感测的第一电池的电流第二电池的电流来控制升压转换模块。

[0148] 示例49包括示例38-48中任何一个的主题。在示例48中，包括用于维持第一电池的放电电流和第二电池的放电电流相等的模块。

[0149] 示例50包括示例38-49中的任何一个的主题。在示例50中，包括用于将放电电流自动分配给第一电池和第二电池而与电池容量无关的模块。

[0150] 示例51在一些示例中，主侧包括充电器和第一电池，而辅侧包括第二电池。铰链电阻位于主侧和辅侧之间。主侧在第一电池的电流路径中包括反馈控制有源器件，该反馈控制有源器件补偿第二电池的电流路径中的铰链电阻、连接器电阻或电池阻抗。

[0151] 示例52在一些示例中，主侧包括充电器和第一电池，而辅侧包括第二电池。铰链电阻位于主侧和辅侧之间。辅侧包括在第二电池的电流路径中的反馈控制升压转换器，该反馈控制升压转换器补偿第一电池和第二电池之间的电压降。

[0152] 示例53在一些示例中，一种设备，该设备包括执行方法或实现如任何其他示例中的设备的模块。

[0153] 示例54在一些示例中，包括机器可读指令的机器可读存储装置，指令当被执行时，实施方法或实现如任何其他示例中的设备。

[0154] 示例55在一些示例中，包括代码的一个或多个机器可读介质，代码在被执行时，使得机器执行该方法或实现任何其他示例的设备。

[0155] 尽管参考附图中的电路图、流程图、框图等描述了所公开主题的示例实施例和示例，但是本领域普通技术人员将容易理解，可以替换地使用实现所公开主题的许多其他方式。例如，可以改变图中的元件的布置或图中的块的执行顺序，或者可以改变、消除或合并电路图中的一些电路元件以及所描述的框图/流程图中的块。如图示或描述的任何元件可以被改变、消除或合并。

[0156] 在前面的描述中，已经描述了所公开的主题的各个方面。为了说明，阐述了具体的数字、系统和配置以便提供对主题的透彻理解。然而，对于受益于本公开的本领域技术人员显而易见的是，可以在没有特定细节的情况下实践本主题。在其他情况下，公知的特征、组件或模块被省略、简化、合并或分离以免模糊所公开的主题。

[0157] 所公开的主题的各个实施例可以以硬件、固件、软件或其组合来实现，并且可以通过参考或结合程序代码(诸如指令、功能、过程、数据结构、逻辑、应用程序、用于模拟，仿真和设计制作的设计表示形式或格式)来描述，当机器访问它们时，将使得机器执行任务，定义抽象数据类型或低级硬件上下文或产生结果。

[0158] 程序代码可以使用硬件描述语言或另一种功能描述语言来表示硬件，该语言本质上提供了预期设计的硬件如何执行的模型。程序代码可以是汇编语言或机器语言或硬件定义语言，或者可以是编译或解释的数据。此外，在本领域中通常以一种形式或另一种形式将软件称为采取动作或导致结果。这样的表达仅仅是陈述处理系统执行程序代码的一种简便方法，该处理系统使处理器执行动作或产生结果。

[0159] 程序代码可以存储在例如一个或多个易失性存储设备或非易失性存储设备中，诸如存储设备或相关联的机器可读或机器可访问介质，包括固态存储器、硬盘驱动器、软盘、光学存储设备、磁带、闪存、记忆棒、数字视频磁盘、数字多功能光盘(DVD)等，以及诸如机器可访问的生物状态保存存储之类的更多奇特介质。机器可读介质可以包括用于存储、发送或接收机器可读形式的信息的任何有形机制，诸如天线、光纤、通信接口等。程序代码可以以分组、串行数据、并行数据等的形式来传输，并且可以以压缩或加密格式使用。

[0160] 程序代码可以以在可编程机器上执行的程序实现，诸如移动或固定计算机、个人数字助理、机顶盒、蜂窝电话和寻呼机以及其他电子设备，其中每个电子设备包括处理器、处理器可读的易失性或非易失性存储器、至少一个输入设备或一个或多个输出设备。可以将程序代码应用于使用输入设备输入的数据，以执行所描述的实施例并生成输出信息。输出信息可以应用于一个或多个输出设备。本领域的普通技术人员可以理解，所公开的主题的实施例可以用各种计算机系统配置来实践，包括多处理器或多核处理器系统、小型计算机、大型计算机以及可以虚拟嵌入任意设备的普及型或小型计算机或处理器。所公开的主题的实施例还可以在分布式计算环境中实践，在分布式计算环境中，任务可以由通过通信网络链接的远程处理设备执行。

[0161] 尽管操作可以被描述为顺序过程，但是实际上某些操作可以并行，同时或在分配式环境中执行，并且程序代码被本地或远程存储以供单处理器或多处理器机器访问。另外，在一些实施例中，可以在不脱离所公开主题的精神的情况下重新安排操作的顺序。程序代码可由嵌入式控制器使用或与之结合使用。

[0162] 虽然已经参考说明性实施例描述了所公开的主题，但是该描述不旨在以限制性的意义来解释。对于所公开的主题所属领域的技术人员而言显而易见的是，示例性实施例以及主题的其他实施例的各种修改被认为落在所公开的主题的范围内。例如，在每个示出的实施例和每个描述的实施例中，应当理解，本文的附图和说明书并非旨在指示所示出或描述的设备包括在特定附图中示出或参照特定附图描述的所有组件。另外，每个元件可以用逻辑来实现，其中，本文所指的逻辑可以包括任何合适的硬件(例如，处理器等)、软件(例如，应用等)、固件或例如硬件，软件和固件的任意适当组合。

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具有自操作负升压开关的切换转换器	2020-05-11	990
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