(57)【要約】  電源システム（１０）及びそれを動作させるための方法。電源システムは、アダプター（２４）から電力を受け取り、負荷（１８）に電力を供給するよう接続し得る。電源システムは、再充電可能なバッテリー（２２）、バックモード回路（３８、４２）、及びブーストモード回路（３８、４０）を含む。スイッチング回路（６４）が、電力を負荷に供給するため、バックモード回路とブーストモード回路との間の切り替えをする。負荷により必要とされる電力が、第１の所定の時間（８２）の間アダプター過負荷状態に関連する第１の所定のレベルに達する場合、スイッチング回路は、前記バックモード回路を負荷から切断し、再充電可能なバッテリー及びブーストモード回路を負荷に接続する。第１の所定のレベルは、負荷により確立されるダイナミック電力管理レベルの電流の第１の所定のパーセントにより確立され得、これは、アダプターによって供給され得る電力レベルを下回る電力レベルに関連する。
2013545431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アダプターから電力を受け取るように、及び電力を負荷に供給するように接続し得る電源システムであって、
再充電可能なバッテリー、
バックモード回路、
ブーストモード回路、及び
前記負荷に電力を供給するための、前記バックモード回路とブーストモード回路との間のスイッチングのためのスイッチング回路、
を含み、
前記負荷により必要とされる前記電力が、第１の所定の時間の間アダプター過負荷状態に関連する第１の所定のレベルに達する場合、前記スイッチング回路が、前記バックモード回路を前記負荷から切断し、前記充電可能なバッテリー及び前記ブーストモード回路を前記負荷に接続する、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記第１の所定のレベルが、前記負荷により確立されるダイナミック電力管理レベルの前記電流の第１の所定のパーセントにより確立され、これが、前記アダプターによって供給され得る電力レベルを下回る電力レベルに関連する、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、前記負荷により確立されるダイナミック電力管理レベルの前記電流の前記第１の所定のパーセントが約１０５％である、システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、前記負荷により必要とされる前記電力が、第２の所定の時間の間前記アダプター過負荷状態に関連する第２の所定のレベルを下回り、且つ、前記ブーストモード回路及び再充電可能なバッテリーが前記負荷に接続される場合、前記ブーストモード回路及び前記充電可能なバッテリーが前記負荷から切断され、前記バックモード回路が開始される、システム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、前記負荷により必要とされる前記電力が、前記アダプター過負荷状態に関連する第３の所定のレベルを下回り、且つ、前記ブーストモード回路及び再充電可能なバッテリーが前記負荷に接続される場合、前記ブーストモード回路及び前記充電可能なバッテリーが前記負荷から切断され、前記バックモード回路が開始され、前記第３の所定のレベルが前記第２の所定のレベルより小さい、システム。
【請求項６】
負荷に接続可能な電源システムにおいて、前記電源システムが、再充電可能なバッテリー、充電回路、及び電源ソースから電力を受け取るように接続され得るアダプターを有し、前記充電回路が、
前記負荷を通常動作モードに選択的に供給するためのバックモード回路要素、
前記負荷をアダプター過負荷動作モードに選択的に供給するためのブーストモード回路要素、及び
前記バックモード回路要素とブーストモード回路要素との間でスイッチングするためのスイッチング回路要素、
を含み、
前記負荷により必要とされる前記電力がアダプターが過負荷状態に達する場合、前記充電回路がシャットダウンし、所定の時間待機し、
前記所定の時間の後、前記充電回路が、前記アダプター過負荷状態がまだ存在するかを判定するため確認し、更に
前記アダプター過負荷がまだ存在する場合、前記充電回路が前記バックモード回路要素から前記ブーストモード回路要素に変え、前記負荷に付加的な電力を供給するため前記バッテリーを前記負荷に接続する、
システム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムであって、前記アダプターがまだ前記アダプター過負荷状態にあるかを判定するための前記確認がシステム電流に基づく、システム。
【請求項８】
請求項６に記載のシステムであって、前記アダプター過負荷状態がプログラマブル電流閾値回路により感知され得る、システム。
【請求項９】
請求項６に記載のシステムであって、前記ブーストモード回路要素が前記負荷において高すぎる電圧を生成しないように、前記ブーストモード回路要素をディセーブルするためのアダプター過電圧保護回路を更に含む、システム。
【請求項１０】
請求項６に記載のシステムであって、予め設定された時間後に前記ブーストモード回路要素から前記バックモード回路要素に変更するように構成され得るウォッチドッグタイマーを更に含む、システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムであって、制御ループが飽和し、且つ、アダプター電流が所定のレベルを上回る場合、ブーストモードオペレーションを停止するための制御ループ飽和検出回路を更に含む、システム。
【請求項１２】
再充電可能なバッテリー、バックモード回路、及びブーストモード回路を有する充電器回路を動作させるための方法であって、
負荷を通常動作モードに供給するように前記バックモード回路を動作させること、
前記充電器回路への入力電流を検知すること、
前記入力電流が、前記負荷により確立されるダイナミック電力管理レベルの電流の第１の所定のパーセントを超える場合、第１の所定の時間の間前記充電器回路をシャットダウンさせること、及び
前記入力電流が、前記第１の所定の時間の後、前記負荷により確立されるダイナミック電力管理レベルの電流の前記第１の所定のパーセントを超え続ける場合、前記ブーストモード回路を開始すること、及び電力を前記負荷に供給するため前記再充電可能なバッテリーを接続すること、
を含む、方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、前記第１の所定の時間が少なくとも１００μｓである、方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の方法であって、前記ダイナミック電力管理レベルが、前記アダプターを過負荷状態から保護するような方式で前記負荷を動作させるように確立される入力電流レベルである、方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法であって、前記入力電流が第１の所定のレベルより小さい場合、前記ブーストモード回路を停止し、前記充電可能なバッテリーを前記負荷から切断し、前記バックモード回路を開始する、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、前記所定の量が、１０ミリオーム検知レジスタで約１Ａより小さい、方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、前記入力電流が前記第１の所定のレベルを上回り、且つ、第２の所定の時間の間前記負荷により確立されるダイナミック電力管理レベルの前記電流の第２の所定のパーセントより小さい場合、前記ブーストモード回路を停止し、前記充電可能なバッテリーを前記負荷から切断し、前記バックモード回路を開始する、方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、前記第２の所定の時間が約１ｍｓである、方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法であって、前記第１の所定の量が、１０ミリオーム検知レジスタで１Ａより大きい、方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の方法であって、前記第２の所定のパーセントが、前記負荷により確立される前記ダイナミック電力管理レベルの約９３パーセントより小さい、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、電流に対する高負荷要求に応答して充電アダプター及びバッテリー両方から電流が引き出され得る、バッテリー充電の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的にリチウムイオンバッテリーである再充電可能なバッテリーは、民生用電子デバイス、特に、携帯型コンピュータ及びモバイルデバイス、において幅広く用いられている。このようなバッテリーと共に用いることができるデバイスの例は多種多様にわたるが、幾つかの最近の例には、スマートホン、ノートブック、タブレット、及びネットブックコンピューティングデバイス、又は動作電力を必要とするＣＰＵ及びメモリを有する、同様のものが含まれる。デバイスは、バッテリーにより電力供給されないとき、そのバッテリーが関連するデバイスに電力供給するためにアダプターが通常用いられる。同時に、アダプターは、バッテリーを充電するためにデバイス内の充電回路に電力を供給する。このような充電回路において、負荷に実質的に一定電圧を供給する一方で、バッテリーへの充電電流を制御するために、同期スイッチングバックコンバータがよく用いられる。
【０００３】
伝統的に、ＣＰＵ及びシステム負荷により必要とされる電力がアダプター電力限界に達するまで増えるとき、充電電流はゼロまで低減され得、それにより、バッテリーを充電することよりも高い優先度を、システムに電力供給することに与える。しかし、或る状態において、ＣＰＵ電力要求がアダプターにより満たされ得るものより大きい場合、アダプターはクラッシュし得る。このような状態の一例はシステムが冷えているときであり、たとえゼロ充電電流でも、アプリケーション処理及びデータフローの高速化に必要なＣＰＵ電力はアダプターが供給できる電力よりずっと多い。
【０００４】
過去において、この問題に対する幾つかの解決策が向上されている。例えば、１つの解決策では、ＣＰＵ高電流モードをディセーブルする。しかし、これはシステム性能を低下させる。別の解決策では、電流能力が増大したアダプターを用いる。しかし、これはアダプターコストを増大させる。更に別の解決策では、システムバス電圧を低減する。しかし、これはバッテリー充電器の解決策には幅広く用いられておらず、高電力システムに適していない。さらに別の解決策は、付加的なブーストコンバータを付加することであり、ブーストコントローラを含む。しかし、これは少なくとも、パワーＭＯＳＦＥＴ、ダイオード、及び他の回路構成要素を必要とする。しかし、この解決策のコストは高く、より多くの空間を要する。
【０００５】
そのため、アダプターをクラッシュさせずにシステム性能を改善するためにＣＰＵを高速で動作させる問題を解決するため、電力要求が高いときにこのシステムに同時に電力供給するようにバッテリー及びアダプターを用いることが提案されている。これが成されている１つの方式では、システムへの搬送のためにバッテリー電力を変換するため、充電回路においてブーストコンバータを用いている。充電器は、バッテリー充電の間同期バックモードで、及びＣＰＵ及びシステムへの付加的な電力が必要とされるときブーストモードで動作し得る。この種の充電回路を本明細書では「ハイブリッド電力バッテリー充電器」と称する。
【発明の概要】
【０００６】
上述は、バッテリー充電器を、バッテリー電圧をアダプター電圧にブーストするためのブーストコンバータとして用いるシステム及び方法、及びバック充電モードとブースト補助モードとの間のスムーズなモード遷移、及び最適化された効率を達成するための制御方法により対処される。
【０００７】
本明細書に記載の提案される例示のシステム及び方法は、充電器をハイブリッドモードで動作させ得る制御方法を備えた、既存のバッテリー充電器構成を用いる。この充電器は、バッテリー充電の間バックモードで、及びバッテリー放電の間付加的な電力をシステムに補うようにブーストモードで、動作する。これにより、ＣＰＵがその最大性能を実現するため非常に高速で動作できるようにする。また、システムは、アダプター電流能力を増加させる必要はなく、それにより、アダプターへの付加的なコストを回避する。これは、最小空間要件で、高電力変換効率、低総システムのコストを実現する。
【０００８】
そのため、アダプターから電力を受け取るように及び負荷に電力を供給するように接続し得る、電源システムの例示の一実施例に従って、再充電可能なバッテリー、バックモード回路、及びブーストモード回路が提供される。電力を負荷に供給するためバックモード回路及びブーストモード回路との間の切り替えのためのスイッチング回路が提供される。負荷により必要とされる電力が、第１の所定の時間の間アダプター過負荷状態に関連する第１の所定のレベルに達する場合、スイッチング回路は、バックモード回路を負荷から切断し、再充電可能なバッテリー及びブーストモード回路を負荷に接続する。第１の所定のレベルは、負荷により確立されるダイナミック電力管理レベルの電流の第１の所定のパーセントにより確立され得、これは、アダプターによって供給され得るものを下回る電力レベルに関連し得る。
【０００９】
負荷に接続され得る電源システムの別の実施例に従って、再充電可能なバッテリーを有する電源システム、充電回路、及び電源ソースから電力を受け取るように接続され得るアダプターが提供される。充電回路は、通常動作モードで電力を負荷に選択的に供給するためのバックモード回路要素、及びアダプター過負荷動作モードで電力を負荷に選択的に供給するためのブーストモード回路要素を含む。バックモード回路要素とブーストモード回路要素との間の切り替えのためスイッチング回路要素が提供される。負荷により必要とされる電力がアダプター過負荷状態に達する場合、充電回路がシャットダウンし、所定の時間待機する。所定の時間の後、充電回路は、アダプター過負荷状態がまだ存在するかを判定するため確認し、アダプター過負荷がまだ存在する場合、充電回路はバックモード回路要素からブーストモード回路要素に変え、バッテリーを負荷に接続して付加的な電力を負荷に供給する。アダプターがまだ過負荷状態にあるかを判定するための確認は、例えば、システム電流に基づき得る。
【００１０】
再充電可能なバッテリー、バックモード回路、及びブーストモード回路を有する充電器回路を動作させるための方法の一実施例に従って、バックモード回路は、通常動作モードで負荷に電力を提供するように動作される。充電器回路への入力電流が検知される。入力電流が、負荷により確立されるダイナミック電力管理レベルの電流の第１の所定のパーセンテージを超える場合、充電器回路は、第１の所定の時間の間シャットダウンされる。入力電流が、第１の所定の時間の後負荷により確立されるダイナミック電力管理レベルの電流の第１の所定のパーセンテージを超え続ける場合、ブーストモード回路が開始され、再充電可能なバッテリーは、電力を負荷に供給するように接続される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本明細書に記載のバッテリー充電及び制御回路及び方法が用いられ得るハイブリッドバッテリー充電器環境の一例のブロック図である。
【００１２】
【図２】本明細書に記載のバッテリー充電及び制御回路及び方法に用いることができる、電圧ブースト機能を有する充電器回路の一実施例の一例を図示する電気的概略図である。
【００１３】
【図３Ａ】図２のバッテリー充電及び制御回路及び方法を実装するためのフィードバック増幅器、デューティサイクル、及びドライバ回路の一例のブロック図である。
【００１４】
【図３Ｂ】図２のバッテリー充電及び制御回路及び方法を実装するためのスタート／ストップ制御回路の一例のブロック図である。
【００１５】
【図４】オペレーションのブーストモードに入るように図２の回路を動作させるための方法の一実施例を説明するフローチャートである。
【００１６】
【図５】オペレーションのブーストモードを出るように図２の回路を動作させるための方法の一実施例を説明するフローチャートである。
【００１７】
【図６】Ａ〜Ｄは、図２の回路のオペレーションにおいて実現される種々のパラメータ対時間の波形である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
添付図面の種々の図において、類似の又は同様の部分を示すために同様の参照番号が用いられている。
【００１９】
ハイブリッドバッテリー充電器環境１０のブロック図の一例を図１に示す。ハイブリッドバッテリー充電器環境１０はシステム１２を含み、システム１２は、例えば、スマートホン、ノートブック、タブレット、ネットブックコンピューティングデバイス、又は動作電力を必要とするＣＰＵ１４及びメモリ１６を有する同様のものであり得る。ＣＰＵ１４及びメモリ１６は、それに対し動作電力が必要とされるシステム負荷１８の一部である。システム負荷への動作電力は、以下に更に詳細に述べるような方式で、バック／ブースト充電器システム２０、及び関連する充電可能なバッテリーパック２２により供給される。再充電可能なバッテリーパック２２は、例えばリチウムイオンバッテリーパックであり得るが、他の充電可能なバッテリータイプを用いることもできる。
【００２０】
アダプター２４が提供され、これは典型的に、図示しないＡＣアウトレットからのＡＣ電力を受け取るように任意選択で接続され得、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換して、システム負荷１８に電力供給するため、及び関連する充電可能なバッテリーパック２２を充電するため、電力をバック／ブースト充電器システム２０に供給する。例えば、特定のシステム負荷１８の特定の電力要件に応じて、典型的なアダプターは、約２０Ｖで９０Ｗの電力を供給し得、それにより、約４．５Ａ電流を供給する能力を有する。アダプターは、もちろん負荷依存性であり、１つのアプリケーションから別のアプリケーションで非常に大きく変化し得るが、本明細書に記載のタイプのハイブリッドバッテリー充電器の利点の一つは、必要とされる特定のアダプターの電力要件が、動作電力をシステム負荷１８に供給するためにアダプターのみが用いられる場合に必要とされ得るものよりも低減され得るという点である。アダプター２４は、デバイスの外部にある構成要素か、又は電力を供給することが意図され、それに選択的に接続可能であるシステムとして供給され得る。
【００２１】
システム負荷１８が再充電可能なバッテリーパック２２により直接的に電力供給されるように、アダプター２４がＡＣ電力を受け取るように接続されないとき、スイッチ２６が、バッテリーパック２２をシステム負荷１８に接続する。アダプター２４がＡＣ電力を受け取るように接続されるとき、スイッチ２６は開けられて、システム負荷がＡＣアダプターにより直接的に電力されるように、再充電可能なバッテリーパック２２をシステム負荷から切断する。以下に説明する実施例に従って、再充電可能なバッテリーパック２２は、アダプター２４の容量を超えるとき、付加的な電力をシステム負荷１８に供給することができる。更に具体的には、システム負荷１８により必要とされる電力が、アダプター２４が供給することのできるものより多いとき、バック／ブースト充電器システム２０は、例えば、バックコンバータ充電器をブーストコンバータに充電することにより、例えば、再充電可能なバッテリーパック２２をシステムに切り替えることによって、付加的な電力を供給するように再充電可能なバッテリーパック２２に要求し得る。また、システム負荷１８により必要とされる電力がアダプター２４によって供給され得るものより高いとき、バッテリー充電電流がゼロまで低減されるだけでなく、バック／ブースト充電器システム２０は、アダプター及びバッテリーが同時にシステムに電力供給するようにブーストモードで動作される。
【００２２】
一実施例において、システム負荷１８により要求される電力が、アダプターの最大電力限界で又はそれを超えてアダプター２４の過負荷状態に達する場合、バック／ブースト充電器システム２０が直ぐにシャットダウンし、本明細書において「デグリッチ（deglitch）時間」と称する所定の期間待機する。デグリッチ時間の後、バック／ブースト充電器システム２０は、総システム電流に基づいて、アダプター２４がまだ過負荷状態にあるかを判定するため確認する。デグリッチ時間の後、総システム電流がアダプター２４の最大電流限界よりまだ高い場合、バック／ブースト充電器システムは、バックモードからブーストモードに変え、再充電可能なバッテリーパック２２が付加的な電力をシステム負荷１８に供給できるようにする。その結果、アダプター２４及び再充電可能なバッテリーパック２２は共に充分なシステム電力を供給し、それにより、アダプタークラッシュを避け、そのＣＰＵ１４を含んで、システム負荷１８をイネーブルにし、その最大性能を達成するため最大利用可能な電力を受け取る。
【００２３】
ここで図２を更に参照して、本明細書に記載のバッテリー充電及び制御回路及び方法を提供するために用いることができる電圧ブースト機能を有する充電器回路３０の一実施例の一例を示す、電気的概略図が示されている。充電器回路３０はダイナミック電力管理（ＤＰＭ）回路３２を有し、ＤＰＭ回路３２は、入力ノード３４で、それに選択的に接続され得る上述のタイプのアダプター２４からの入力電力を受け取る。
【００２４】
ＤＰＭループ３２が、入力電流検知レジスタ３６を含み、そのいずれかの側のノードが「ＡＣＰ」及び「ＡＣＮ」と示され、これらは、下記で更に詳細に説明する充電器制御ループ３８に入力として接続される。一対のＭＯＳＦＥＴデバイス４０及び４２が、充電器がバックモードで動作するか又はブーストモードで動作するかに応じて、充電器制御ループ３８からそれぞれのハイサイド及びローサイド駆動電圧を受け取るように接続される。インダクタ４４が、充電電流検知レジスタ４６により再充電可能なバッテリーパック２２に接続される。充電電流検知レジスタ４６のそれぞれの側は、「ＳＲＰ」及び「ＳＲＮ」と示され、これ以降により詳細に説明するように、充電器制御ループ３８に入力として接続される。充電器回路３０からの電力出力は、ライン４８と参照電位、又は接地ライン５０、との間に示されるＶＢＵＳ電圧で、及び電流源ＩＳＹＳ５２で表される。
【００２５】
ここで図３Ａ及び図３Ｂを更に参照して、フィードバック増幅器６０、デューティサイクル及びドライバ回路６２、及びブーストストップ及びスタート制御及び回路６４がそれぞれ示される。フィードバック増幅器６０は、入力電流検知レジスタ３６及び充電電流検知レジスタ４６から、それぞれ、入力ＡＣＰ、ＡＣＮ、ＳＲＰ、及びＳＲＮを受け取り、入力をタイプＩＩＩ補償回路６６に供給する。補償回路６６からの出力は、制御ループ飽和判定回路６８に及びＰＷＭ回路７０に印加される。制御ループ飽和判定回路６８からの出力は、これ以降に説明するブーストストップ及びスタート回路６４に接続され、ＰＷＭ回路７０からの出力はドライバ論理回路７２に接続される。
【００２６】
ブーストストップ及びスタート回路６４において生じるスタートブースト及びストップブースト信号も、入力としてドライバ論理回路７２に接続される。出力ＨＳＯＮ及びＬＳＯＮ信号は、出力ドライバ７４及び７６に接続され、これらは、駆動信号を正確な電圧レベルでＭＯＳＦＥＴデバイス４０及び４２（図１）に供給するように、ＢＴＳＴ、ＰＨＡＳＥ、及びＲＥＧＮ及びＧＮＤ電圧によりレベル調節される。
【００２７】
ブーストスタート及びストップ回路６４をここで更に参照する図３Ｂに示す。ブーストスタート及びストップ回路６４は、ＡＣＰとＡＣＮとの間の電圧差を表す入力を受け取る。この電圧差は、例えば、適切なスケーリングで、図３Ａのフィードバック増幅器６０において生じ得る。
【００２８】
スタートブーストモードに関し、ＡＣＰとＡＣＮとの間の電圧差は、コンパレータ８０により、例えば１．０５×ＶＲＥＦ  ＩＡＣである、参照電圧と比較される。ＶＲＥＦ  ＩＡＣは、特定の上側電流レベルを表し、これは、それを下回るとアダプターがクラッシュすることを避けるためアダプターのオペレーションがホールドされるべきであるようホストにより確立される。コンパレータ８０は、ＡＣＰ−ＡＣＮ電圧差の瞬時変化が、コンパレータ８０に状態を変化させないようにヒステリシスを有する。参照電圧は、入力電流検知レジスタ３６の電圧差ＡＣＰ−ＡＣＮが、アダプター２４の電力限界の所定のパーセンテージ、この場合１０５％、に達する場合、コンパレータ８０が出力状態を変えるように確立される。
【００２９】
コンパレータ８０からの出力は遅延回路８２に接続され、遅延回路８２は、充電器をシャットダウンさせ、且つ、例えば、コンパレータ８０の出力における状態の変化に応答して所定の遅延、例えば１７０μｓ、を開始するよう動作する。コンパレータ８０からの電圧出力が所定の遅延前に低値に戻る場合、ブーストモードが要求されないことを示し、ブーストモードは開始されず、充電器はオンに戻される。しかし、所定の遅延の満了後、スタートブースト出力は状態を変え、ドライバ論理回路７２（図３Ａ）をトリガーして、ローサイドドライバ７６を介してローサイドＭＯＳＦＥＴデバイス４２（図２）を及びハイサイドドライバ７４を介してハイサイドＭＯＳＦＥＴデバイス４０（図２）をオンにする。
【００３０】
ストップブースト信号に関し、４つのあり得る入力信号がストップブースト信号をトリガーすることができる。これらの４つの信号はＯＲゲート８３に印加され、その出力がドライバ論理回路７２（図３Ａ）に印加されるストップブースト信号である。第１の入力信号は、電圧差ＡＣＰ‐ＡＣＮが、１０ｍＶなど、所定の電圧より小さいとき、コンパレータ８４によりつくられる即時のトリガー（immediate
trigger）である。この状態が生じるとき、ＡＣＯＶ（システムバスオーバー電圧）を避けるため、ブーストモードが即座にシャットダウンされる。第２の入力信号は、電圧差ＡＣＰ−ＡＣＮがＶＲＥＦ  ＩＡＣ電圧レベルを下回る所定のパーセンテージであるときに生じるトリガーである。図示する例において、このパーセントテージは、９３％であり、コンパレータ８６により確立される。電圧差ＡＣＰ‐ＡＣＮがＶＲＥＦ  ＩＡＣ電圧レベルを下回る所定のパーセンテージであり、且つコンパレータ８４からの出力が高くない場合、タイマー８８により１ｍｓ遅延のタイミングが取られ、ストップブースト出力信号をトリガーする。
【００３１】
また、ブロック９０において判定される制御ループが飽和状態にある場合、及び電圧差ＡＣＰ‐ＡＣＮがＶＲＥＦ＿ＩＡＣ電圧レベルを下回る所定のパーセンテージではない場合、ストップブースト出力信号がトリガーされる。最後に、ブーストモードが、ここに示した例で１７５秒など、所定の時間の間エンゲージのままとならないことを確実にするため、ウォッチドッグタイマー９２が提供される。
【００３２】
充電器回路３０のオペレーションを、ここで更に参照する図４のフローチャート９９に示す。システム電力が、アダプターが供給することのできるものより高いとき、アダプター２４及び充電可能なバッテリーパック２２の両方から電力を供給するためにブーストモードに入るため、ひし形１００で、入力電流がＩＤＰＭの１０５％より大きいかどうか判定が成される。ＩＤＰＭは、アダプター２４に対する電流閾値設定であり、この閾値で充電器が充電電流を低減し、また、アダプター過負荷を避けるためこの閾値でアダプター電流を調整しようとする放電電源を与える。例えば、２０Ｖ、９０Ｗのアダプターが４．５Ａ電流を与え得、且つ、システム負荷が４．１Ａでトリガーするように設定される場合、アダプター電流が４．１Ａを上回るとき、４．１Ａでアダプター電流を保つため充電電流が低減される。アダプター電流が４．４Ａなどの限界に近い場合、システム負荷内のコントローラは、アダプターが４．５Ａより高い電流及びクラッシュとならないように、ＣＰＵ電力を低減するように抑えられる。４．１ＡはＩＤＰＭ電流（ＤＰＭダイナミック電力管理電流）と呼ばれる。そのため、総アダプター電流がＩＤＰＭ設定ポイントに又はそれを下回ってうまく調整されるように、充電電流はシステム電流に基づいて動的に変更される。
【００３３】
入力電流がＩＤＰＭの１０５％より大きくない場合、判定が繰り返される。一方、入力電流がＩＤＰＭの１０５％より大きい場合、ボックス１０２で充電器が即座にシャットダウンされる。１００μｓの最小遅延（例えば典型的な遅延は１７０μｓであり得る）が、ボックス１０４で開始される。ひし形１０６で、入力電流がＩＤＰＭの１０５％よりまだ大きい場合、他の状態が全て満たされた場合にボックス１０８でブーストモードが開始される。入力電流がＩＤＰＭの１０５％より大きくない場合、ひし形１００でプロセスが再開される。
【００３４】
ブーストモードからのエグジットをトリガーする条件が、ここで更に参照する図５のフローチャート１２０に示されている。図３Ｂを参照して上述したように、４つの条件が同時に監視される。ひし形１２２に示すように、入力電流が、ＡＣＯＶ又はシステムバスオーバ電圧を避けるための所定のレベルを上回るかを判定する判定がコンパレータ８４によって成される。入力電流が所定のレベルより低い、例えば１０ミリオーム検知レジスタで１０ｍＶより小さい、場合、ボックス１２４でブーストモードが即座にシャットダウンされる。
【００３５】
ブーストモード電圧の必要性がもはや存在しない場合、ブーストモードもエグジットされる。そのため、ひし形１２６で、入力電流がＩＤＰＭの所定のパーセンテージ、例えば図示する実施例において９３％、より小さいかどうかコンパレータ８６によって判定が成される。小さい場合、ボックス１２８でデグリッチ時間、例えば１ｍｓ、がタイミングが取られ、その後ボックス１２４でブーストモードがエグジットされる。
【００３６】
一方、ひし形１３０で、入力電流が、ＩＤＰＭの９３％より大きいが、積分器の入力電流調整ポイントより小さい場合、ループ積分器が飽和に達する場合（図３Ａの制御ループ飽和判定回路６８及び図３Ｂの制御ループ飽和ボックス９０参照）、ボックス１２４でブーストモードがエグジットされる。遅延時間はループ応答に依存する。
【００３７】
最後に、ひし形１３４で、ウォッチドッグタイマー９２（図３Ｂ参照）がイネーブルされる場合、タイマーが満了し、且つ、書き込まれるべき充電電圧又は電流命令がない場合、ボックス１２４でブーストモードがエグジットされる。もちろん、ブーストモードに入るための条件の任意のものがまだ存在する場合、回路はブーストモードに再度入る。
【００３８】
図２の充電器回路３０のオペレーションにおいて見られる種々の波形を、ここで更に参照する図６のＡ〜Ｄに示す。システム電流ＩＳＹＳは、図６のＡにおいて波形１４０で示されており、ＤＰＭモードにおける増大したシステム電流を示す。アダプター電流ＩＡＤＰは、図６のＢにおいて波形１４２で示されており、アダプター電流限界でのアダプター電流のオペレーションを示す。バッテリー充電電流ＩＣＨＧは、図６のＣにおいて波形１４４で示されており、入力電流の調整に起因する充電電流の低下を示す。また、一定出力電圧は図６のＤにおいて波形１４６で示されている。
【００３９】
本明細書に記載の実施例の利点の一つは、既存のバッテリー充電器トポロジーを用いることができることであるが、本実施例の制御方法は、充電器が、バッテリー充電の間バックモードで、及びシステムに付加的な電力を供給するためにバッテリー放電の間ブーストモードで動作できるようにするために用いることができる。実現される利点の幾つかは、ＣＰＵが、高性能を備えて高速で動作できるようにすること、増加されたアダプター電流能力に対する要件を低減すること、アダプターのための付加的なコストをなくすこと、高電力変換効率を可能にすること、総システムのコストを低減すること、及び必要とする解決策空間が最小となることを含む。
【００４０】
電気的接続、結合、及び接続が、種々のデバイス又は要素に関連して説明されてきた。こういった接続及び結合は直接的であってもよく、又は、間接的であってもよい。第１及び第２の電気的デバイス間の接続は、直接的電気的接続であってもよく、又は、間接的電気的接続であってもよい。間接的電気的接続は、第１の電気的デバイスから第２の電気的デバイスへの信号を処理し得る介在要素を含み得る。
【００４１】
本発明に関連する技術に習熟した者であれば、説明した例示の実施例に変形が成され得ること、及び本発明の特許請求の範囲内で他の実施例を実装し得ることが分かるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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