專利名稱：使用充/放電復制電流的直接模數(shù)轉(zhuǎn)換測量電池充放電電流的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明一般涉及電池充電電路和方法且特別涉及用于測量電池充電電流和電池放電電流的方法及裝置。
背景技術(shù)：
這些技術(shù)中最感興趣的電池充電電路是用于無線終端的，又被稱作移動站或者個人通信器。在充電操作期間需要測量和監(jiān)控一個較高電流，典型地在幾百毫安(mA)范圍或更高。參照

圖1，傳統(tǒng)的做法是在表示為充電器1的充電電流源和相關(guān)聯(lián)的充電器開關(guān)(Msw)2之間放一個串聯(lián)電阻(Rmeas)。Msw被耦合到電池3再充電。電池充電電流(Ich)流過Rmeas，檢測由此產(chǎn)生的電壓降(Vmeas)，用以控制充電循環(huán)。例如，一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)4可被用以轉(zhuǎn)換Vmeas成一個數(shù)字表示，其依次可被用以調(diào)制輸出于脈寬調(diào)制器(PWM)5的信號的脈寬。Vmeas也用作電池電壓的測量。PWM5的輸出能直接使用，或者可進一步被充電控制器6修正，從而提供開關(guān)信號(Vcntrl)給Msw。以此方式改變Msw的導通，因而隨著電池3充滿電，Msw的接通時間逐漸減少，直至最后Msw僅提供維護(滴流)電荷給電池3。在另一實施例中，從Rmeas到Vcntrl的反饋環(huán)路能以一種完全模擬的方式或以混合模/數(shù)的方式實現(xiàn)。
使用及操作這一傳統(tǒng)類型充電電路的一個重要缺陷是Rmeas需要低歐姆值、高精度的電阻。由于流過Rmeas的電流較大，電阻本身也必須很大，才可以消散由此產(chǎn)生的熱量。使用本身很大的電阻意味著使用分開、離散的元件，而不是集成元件，這就增加了成本和制造及測試操作的復雜性。并且，必須小心地放置Rmeas，以防過份加熱相鄰的電路元件。另外，因為Rmeas的低歐姆值，由此產(chǎn)生的電壓降Vmeas也小，可能需要使用高分辨率的ADC4以獲得準確的Ich測量值。
Antti Ruha的序列號為09/772249的美國專利申請，申請日2001年1月29日，題為“測量電池充電及放電電流的方法和裝置”(Method and Apparatus forMeasuring Battery Charge and Discharge Current)(全文合并在此作為參考，下文簡稱為母案申請)，公開了電路的多種實施例，能去除電阻Rmeas并放寬ADC的轉(zhuǎn)換范圍。這樣，就希望提供進一步的改進，以簡化電流測量和轉(zhuǎn)換功能。
發(fā)明目的和優(yōu)點本發(fā)明的第一個目的和優(yōu)點是提供一種改進的電池能量管理電路。
本發(fā)明的另一個目的和優(yōu)點是提供一種改進的用在無線終端中的電池充電電路，克服前述及其它問題，并且提供一種直接的模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，而充/放電電流值能以數(shù)字方式實現(xiàn)。
本發(fā)明的又一個目的和優(yōu)點是提供一種改進的電池放電電路，用以發(fā)展電池容量和其它測量類型。
發(fā)明概要按照本發(fā)明實施例的方法和裝置，前述及其它問題會解決，上述目的和優(yōu)點可以實現(xiàn)。
本發(fā)明提供了一種用于測量電池充電電流且將測量直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的電路。由于電流被直接數(shù)字化成數(shù)字值，不需要分離的電流-電壓及電壓-數(shù)字轉(zhuǎn)換級或者處理，從而保存了集成電路區(qū)域，未增加成本及復雜性。另外的節(jié)約也能夠達到，因為電流-數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以不使用外部(高功率)電阻來實現(xiàn)。而且，電路不須使用準確的(精度)集成電阻或電容，使用較低成本的集成電路處理就可以。
在本發(fā)明中，除了測量和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換在電流范圍內(nèi)進行以外，轉(zhuǎn)換基于西格瑪-德爾塔轉(zhuǎn)換原理。在本發(fā)明中，一個鏡像的及比例縮小的復制充電電流(在平均檢測中)產(chǎn)生于(西格瑪-德爾塔)反饋環(huán)路。同時，作為西格瑪-德爾塔反饋環(huán)路的作用結(jié)果，產(chǎn)生了一個電池充電電流值的過抽樣的近似數(shù)字表示。該電池充電電流的數(shù)字表示可被低通濾波和抽選以增加整體測量的精確度。
使用本發(fā)明的教導會實現(xiàn)一個比現(xiàn)有應用更簡單、更小型化和成本更有效的電池電流測量解決方案。元件精確度要求放寬了，且沒有高精確度的外部或集成電阻(或電容)需要或者用在測量電路中。外部元件的免除降低了材料和裝配成本。通過減少所需集成電路處理的復雜性(不需電阻處理步驟)，電阻(或電容)精確度放寬，又減少了成本。其中，不需要精確電阻，由于西格瑪-德爾塔和過抽樣原理，電池充電電流測量電路更多地依賴于來自傳統(tǒng)集成元件固有的、適度的元件匹配。當比較于，例如使用10比特ADC與10比特精確度的電阻網(wǎng)絡結(jié)合的方案時，使用本發(fā)明可能得到硅區(qū)域全面、顯著的節(jié)約。
本發(fā)明的一個重要方面在于避免將被測量的電流中間轉(zhuǎn)換成電壓(由流過電阻的電流實現(xiàn))，因為被測量的電流直接轉(zhuǎn)換為一個數(shù)字值。這一方案明顯削減了電路數(shù)量及需要的電路區(qū)域。
這里揭示了一種給電池充電的方法和實施該方法的電路。該方法包括步驟(A)在第一節(jié)點產(chǎn)生一個用于給電池充電的電池充電電流(Icharge)；(B)在第二節(jié)點從Icharge產(chǎn)生一個復制電流(Irep)，其中Irep＜Icharge；和(C)操作一個閉合的環(huán)路電流散熱器以吸收Irep，其中所述閉合環(huán)路電流散熱器的數(shù)字輸出是Icharge大小的一個量度。在優(yōu)選實施例中該數(shù)字輸出被輸入到控制電路以控制Icharge的產(chǎn)生。
且在優(yōu)選實施例中，閉合環(huán)路電流散熱器由多級DAC構(gòu)成，多級DAC由一個n級數(shù)字環(huán)路濾波器的輸出驅(qū)動，該濾波器具有的值為第一節(jié)點和第二節(jié)點之間電壓差的一個函數(shù)。目前數(shù)字環(huán)路濾波器的最佳實現(xiàn)使用了一個n級向上/向下計數(shù)器，按第一節(jié)點和第二節(jié)點之間電壓差的一個函數(shù)向上或向下計數(shù)。更適宜地，多級DAC是一個多級電流導引DAC。由插入到計數(shù)器輸出和多級DAC之間的DEM邏輯塊進行多級DAC關(guān)閉和打開的級的選擇。
所揭示的電路和方法可以擴充，提供電池放電測量電路，進行電池容量測試。
附圖簡述結(jié)合附圖，詳細描述本發(fā)明，其上述和其它特征可以看得更清楚，其中圖1是一個電路圖，部分以框圖形式，描繪了傳統(tǒng)的電池充電器結(jié)構(gòu)；圖2是一個電路圖，部分以框圖形式，描繪了按照母案申請教導的電池充電器電路；圖3表示圖2中測量電阻和伺服環(huán)路晶體管Mctl的一個替換結(jié)構(gòu)；圖4是一個電路圖，部分以框圖形式，描繪了按照母案申請教導的電池放電器電路；圖5是按照本發(fā)明電流測量電路的框圖，其中被測量電流的復制電流被直接數(shù)字化；
圖6A、6B和6C每個描繪了圖5中低通濾波器方框的一個實施例，分別是最簡單的電阻/電容(RC)形式、有源RC形式和開關(guān)電容(SC)形式；圖7表示圖5中電流導引DAC的一個實施例；和圖8表示圖5中數(shù)字濾波器的一個實施例。
優(yōu)選實施例詳述經(jīng)過介紹，首先參考圖2，部分以框圖形式，表示了按照母案申請教導的電池充電器電路的電路圖。圖1中的元件號碼也相應一致地標出。
在圖2中，充電電流Ich的一個按比例縮小的復制電流，表示為Irep，由包含元件Mrep10、Adiff12及Mctl14的伺服控制電路產(chǎn)生。電流Irep，而非Ich，通過測量電阻Rmeas2。充電電流Irep的復制電流是實際充電電流Ich的一個精確表達，因為Msw2和Mrep10在它們各自的輸入節(jié)點以及在它們各自的輸出節(jié)點(N1和N2)具有相同的端子電位。也就是，電阻Msw2和Mrep10二者在其輸入端子和在其門(G)端子(或Vcntl)可看到相同的電壓，并且由于伺服電路形成的反饋，它們各自的輸出(N1和N2)處于相同的電壓電位。更特別地，差分放大器Adiff12，輸出一個表示出現(xiàn)在節(jié)點N1和N2的電位之間差異的差分信號，結(jié)合晶體管Mctl14，使得節(jié)點N2的電位等于節(jié)點N1的電位。結(jié)果，Irep等于Ich/N，這里N是下一步描述的比例因子或比率。
電流縮放比例通過按相應于充電晶體管或裝置Msw2的寬度/長度比的縮放比例因子或比率N減小電流復制晶體管或裝置Mrep10的尺寸(MOS晶體管信道寬度/長度的比)獲得。一般而言，N比一大。更適宜地，N大于10，更優(yōu)選地大于100。最好的縮放比例因子或比率(N)的范圍階數(shù)，例如，是大約100至大約1000。
因為電流是依照晶體管溝道幾何尺寸線性比例縮放的，假定，比如縮放比例因子是500，對于200mA充電電流Ich來說，復制電流Irep僅有400微安(400μA)。這一流過測量或檢測電阻Rmras2的電流的明顯減小使得顯著增大的歐姆值能用于Rmeas2(相對于圖1的現(xiàn)有技術(shù)電路)，且進一步提供了顯著減小的功耗。例如，Rmeas2的值為1.5KΩ，產(chǎn)生Vmeas2的值為600mV，假定Irep的值是400μA。因此，一個10比特ADC4無疑適于準確地數(shù)字化Vmeas2的大小，并且其應用由于增加了測量電壓而便利了。
這一過程也使得物理尺寸明顯更小的電阻元件能被使用。使用物理尺寸更小的電阻元件使電阻能集成化(例如能量管理集成電路)，從而消除了提供物理分離電阻的需要。當使用集成電阻Rmeas2時，它可提供理想的ADC4輸出的模擬/電阻標度或數(shù)字標度。
在多種實施例中，充電晶體管Msw、電流復制晶體管Mrep和控制裝置Mctl可以是NMOS型裝置或PMOS型裝置，且可以進一步是NPN或PNP裝置。通過雙極型結(jié)晶體管(BJTs)復制電流縮放比例以充電晶體管Msw和電流復制晶體管Mrep發(fā)射區(qū)域的合適比率獲得。所有這些變化都能夠按照為差分放大器Adiff12提供相應合適的極性這些教導操作進行。裝置類型的最佳選擇一般為應用系統(tǒng)和相關(guān)的半導體技術(shù)。
在圖2所示實施例中，最佳地使用了一個浮動檢測放大器(未示)，在應用之前將Vmeas2緩沖到ADC4(圖1所示)。
測量電阻Rmeas2和控制裝置Mctl的位置也可以互換以實現(xiàn)Vmeas2的單端測量，如圖3實施例所示。
下表有效說明了圖1所示傳統(tǒng)充電器結(jié)構(gòu)與圖2所示充電器結(jié)構(gòu)之間的區(qū)別。
表測量電阻中的功耗和AD轉(zhuǎn)換電壓范圍(圖1)Rmeas中的功耗Pdis＝Ich×Ich×Rmeas電壓范圍 Vrange＝Ich×Rmeas測量電阻中的功耗和AD轉(zhuǎn)換電壓范圍(圖2)Rmeas2中的功耗Pdis＝Ich/N×Ich/N×Rmeas×M＝Irep×Irep×Rmeas2電壓范圍Vrange＝Ich/N×Rmeas×M＝Irep×Rmeas2在目前的優(yōu)選實施例中測量電阻(Rmeas2)的功耗和電壓范圍能夠使用電流復制晶體管Mrep10(N)和測量電阻Rmeas2(M)的縮放比例獨立地選擇。由此可能通過選擇相應的縮放比例因子同時實現(xiàn)低功耗和寬電壓范圍。Rmeas2中的低功耗使得外部物理尺寸更小或能使用集成電阻，而增加的測量電壓范圍緩解了檢測放大器和ADC4轉(zhuǎn)換器的偏移及精度要求。一個用于ADC4的合適的分辨率比特數(shù)是10，盡管能使用的比特數(shù)可以比10更大或更小。
現(xiàn)在參照圖4，應進一步認識到這些技術(shù)也適于在電池3上進行放電測試，其中電池3源電流流向接收電力的電路20，其作為電池3電流源的電流散熱器。在所有其它方面，放電電路可按照圖2所示實施例或按照圖3所示單端測量實施例構(gòu)造。放電測試期間，測量電阻Rmeas2用以檢測電池放電電流(Idisch)，該電流反映Vmeas2的大小。放電電流，結(jié)合通過電池3的電壓測量，有效地預示電池剩余容量。本實施例中，如果需要，可以在放電測試期間減小電池放電電流。
要指出充電器晶體管或裝置Msw以及復制晶體管或裝置Mrep可以開關(guān)形式由Vcntrl操作，被Vcntrl打開或關(guān)閉。但是它仍在這些技術(shù)范圍之內(nèi)以它們的線性方式(即，不是開關(guān)方式)操作充電器晶體管或裝置Msw以及復制晶體管或裝置Mrep。本例中Vcntrl以可調(diào)節(jié)電壓值作為DC電壓產(chǎn)生，從而改變Msw和Mrep的導通。然而，這后一選擇對某些應用可能不合用，因為如所熟知的那樣，線性方式中的操作一般會比開關(guān)方式中的操作消耗更多功率并產(chǎn)生更多熱量。
至此回顧了母案申請揭示的內(nèi)容，現(xiàn)在描述按照本發(fā)明教導的另外的實施例。
現(xiàn)在參照圖5，部分以框圖形式，表示出按照本發(fā)明教導的電池充電器電路圖。圖1、2、3和4中的元件號碼也相應一致地標出。
在目前充電電流測量電路的最佳實施例中，充電電流的一個比例縮小的復制電流產(chǎn)生于西格瑪—德爾塔環(huán)路28，該環(huán)路包含電流復制或拷貝晶體管Mrep10、從求和連接點30饋送的低通濾波器(lpf)32、比較器34、數(shù)字濾波器36、編碼器/動態(tài)元件匹配(DEM)塊40，以及電流導引DAC42。當裝置Msw2和Mrep10具有相同端子電位的時候，一個準確的(按比例縮小的)充電電流Irep的復制電流產(chǎn)生并流過電流拷貝晶體管(Mrep)10。兩個裝置在輸入端子和門端子具有相同的電壓，并且使Mrep10的輸出端子與Msw2(在平均檢測中)的輸出端子具有相同的電位。
如上所述，電流縮放比例通過由相應于充電開關(guān)Msw2的因子N按比例縮小Mrep10的尺寸(W/L比)來獲得。充電開關(guān)Msw2和電流拷貝晶體管Mrep10可以是NMOS或PMOS(NPN或PNP)型的。反饋DAC42可使用NMOS或PMOS(NPN或PNP)裝置來進行，例如，圖7中所示的電流導引結(jié)構(gòu)。所有這些設計上的變化能夠按照這些技術(shù)起作用提供合適的信號電壓和電流的極性。如同本領域那些技術(shù)人員所知的，裝置類型的最佳選擇為應用系統(tǒng)和相關(guān)的半導體技術(shù)。
低通濾波器(lpf)32平滑及平均Msw2和Mrep10的輸出端子(N1和N2)之間的電壓差異(Udiff)，產(chǎn)生濾波的Udiff＿。lpf32可以是單端或差分結(jié)構(gòu)。lpf32可以是如圖6A所示的簡單差分有源RC網(wǎng)絡，由求和節(jié)點30、電阻RA和RB結(jié)合電容CA組成，或者它可以由第一或更高階(以改善測量西格瑪-德爾塔環(huán)路的性能)的有源RC濾波器實現(xiàn)，如圖6B所示。在圖6B中差分RC lpf32包括放大器32A、32B，結(jié)合反饋網(wǎng)絡RC、CB和CC。在圖6C所示本發(fā)明的又一實施例中，求和節(jié)點30和lpf32完全不是RC結(jié)構(gòu)，而被開關(guān)電容(SC)所取代，由相位時鐘a(clk＿a)開關(guān)S1和S4、相位時鐘b(clk＿b)開關(guān)S2和S3、電容CB和CC，以及放大器32A構(gòu)成。這一基于低通濾波器的有源RC和SC的結(jié)構(gòu)與操作，二者都是單端和差分布局技術(shù)，為本領域所熟知。
對于圖6A和6B的RC lpf實施例，電阻精確度不需要很高，但電阻最好匹配在幾個百分比內(nèi)(取決于所期望的測量精度)。匹配于幾個百分比之內(nèi)的電阻當使用典型的集成電路布局技術(shù)集成時很容易獲得。若需要高精度，不匹配所導致的增益誤差能在模擬或數(shù)字范圍內(nèi)被校正。不需要硅處理中的特殊電阻層，傳統(tǒng)阱型或擴散型電阻足以用于多數(shù)場合。除了圖6C的SC實施例，低通濾波器32還能用跨導(gm-C技術(shù))或者SI(開關(guān)電流)電路構(gòu)造，以完全避免使用電阻。
比較器34在輸出端以過抽樣形式檢測相對幅度的符號，產(chǎn)生的一比特比較器輸出信號增加或減少數(shù)字環(huán)路濾波器36的輸出值。一般而言，環(huán)路濾波器36輸出一個值，作為節(jié)點N1和N2間電壓差的一個函數(shù)的增量或減量。在目前的優(yōu)選實施例中數(shù)字環(huán)路濾波器36用一個向上/向下計數(shù)器36A構(gòu)成，如圖8所示。從比較器34輸出的值控制向上/向下計數(shù)器36A的計數(shù)方向(向上或向下)，從數(shù)字環(huán)路濾波器36輸出的值用于開關(guān)DAC42的相應級數(shù)以吸收來自復制晶體管Mrep10的電流，使節(jié)點N1和N2之間的電壓差減至最小。
再參照圖7，操作中DAC42的輸出電流值等于計數(shù)器36的輸出值乘上Iref除以n(級數(shù))。DAC42優(yōu)選地包含多個電流導引DAC級。準確的級數(shù)是應用細節(jié)。作為一例，16 DAC級(-4比特)獲得好于10％的附加抽樣分辨率。參考電流Iref確定測量范圍，且被限定大小以使DAC42的總吸收容量等于最大充電電流(Ich＿max)被鏡像比率N除(即，Iref等于Ich＿max除以Msw2和Mrep10之間的縮放比例因子)。
編碼器/DEM塊42將數(shù)字濾波器36的輸出字格式轉(zhuǎn)換為溫度格式，且DEM(動態(tài)元件匹配)邏輯選擇吸收電流的DAC級。DEM的目的在于平均DAC42級可能出現(xiàn)的不匹配以提高線性。
已知在西格瑪-德爾塔轉(zhuǎn)換器的上下文中使用DEM技術(shù)。這里可作參考的，例如，F(xiàn)ujimori的美國專利5990819，“D/A轉(zhuǎn)換器和德爾塔-西格瑪D/A轉(zhuǎn)換器”(D/A converter and delta-sigma D/A converter)以及Gong等人的美國專利6011501，“用于處理一比特格式數(shù)據(jù)的電路、系統(tǒng)和方法”(Circuits，systems and methods for processing data in a one-bit format)。DEM技術(shù)可參考S.Norsworthy、R.Scherier和G.Temes的“德爾塔-西格瑪數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器”(Delta-Sigma Data Converter)8.3.3章節(jié)，IEEE Press(1997)，在此合并參照。動態(tài)元件匹配和西格瑪-德爾塔調(diào)制器技術(shù)都是本領域眾所周知的。DEM的功能是在隨機(或偽隨機)選擇的基礎上操作電流導引DAC42的開關(guān)從而隨機地分布信號，從電流導引DAC42的n級中的編碼器元件形成溫度計編碼。
(可選)抽選濾波器38的作用是平滑西格瑪-德爾塔環(huán)路28的“粗糙”量化，并通過平均若干量化結(jié)果提高測量精度。抽選一般用在西格瑪-德爾塔調(diào)制器和過抽樣的連接處。本申請中抽選(或更通常地是平均)功能可以相同集成電路上集成的硬件或能量管理及充電軟件來實現(xiàn)。
圖5所示電路操作的至少一端結(jié)果是產(chǎn)生控制信號(Vcntrl)以成為脈寬調(diào)制(PWM)信號。這個信號具有的脈寬被作為閉合環(huán)路電流散熱器的數(shù)字輸出的函數(shù)來控制(除了特定的電池充電算法外)，或者成為DC電壓，其具有的可調(diào)節(jié)電壓值被作為閉合環(huán)路電流散熱器的數(shù)字輸出的函數(shù)來控制(除了特定的電池充電算法外)。以此方式Ich的值被設定在適于為電池3充電的值上。
應該懂得這些教導也適用于在電池3上執(zhí)行放電測試的技術(shù)，其中電池3源電流流向接收電力的電路20，其作為電池3電流源的電流散熱器。也就是，按照本發(fā)明的電流測量技術(shù)亦能夠用在圖4所示的電路中。
當已經(jīng)在上下文中描述的本發(fā)明電池充電電路的教導用于無線終端，諸如蜂窩電話或個人通信器時，那些本領域的技術(shù)人員會知道，這些技術(shù)不限于這一重要應用，還能用于大范圍內(nèi)由可再充電電池供電的裝置，諸如個人數(shù)字輔助器、膝上型電腦及筆記本計算機，和多種類型的玩具。
更一般地，這些教導在電流測量和被測量的電流值轉(zhuǎn)換為數(shù)字表示的領域里具有廣闊的應用前景。本發(fā)明能用于任何所測電流流過開關(guān)的應用中，例如晶體管，并且，在諸如移動電話的無線終端電池充電電流的測量中特別有用。但是，按照本發(fā)明的教導能夠用在其它電流和功率測量應用當中，諸如電源穩(wěn)壓器、功率放大器和電動機控制，不需要在電流路徑中加入電阻。這些教導也用于阻抗測量，例如高電流及短路情況的檢測。因此，當這些教導在上下文中描述進行電池充電電流測量時，這一實施例應被認為是示意性的，不應作為對本發(fā)明教導的實際應用的限制。
這樣，當本發(fā)明用最佳實施例特別表示及描述時，那些本領域的技術(shù)人員會理解，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以作出形式和細節(jié)的改變。
權(quán)利要求
1.一種給電池充電的方法，包括在第一節(jié)點產(chǎn)生一個給電池充電的電池充電電流Icharge；在第二節(jié)點從Icharge產(chǎn)生一個復制電流Irep，其中Irep＜Icharge；以及操作吸收Irep的一個閉合環(huán)路電流散熱器，其中所述閉合環(huán)路電流散熱器的數(shù)字輸出是Icharge大小的一個量度。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中所述數(shù)字輸出被輸入到用于控制Icharge產(chǎn)生的控制電路。
3.如權(quán)利要求1的方法，其中所述閉合環(huán)路電流散熱器由一個多級DAC構(gòu)成，多級DAC由一個數(shù)字環(huán)路濾波器的輸出驅(qū)動，該濾波器將所述第一節(jié)點和所述第二節(jié)點之間的電壓差作為遞增或遞減函數(shù)。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中通過插入到所述數(shù)字環(huán)路濾波器的輸出與所述多級DAC之間的動態(tài)元件匹配DEM邏輯塊進行多級DAC關(guān)閉和打開的級的選擇。
5.如權(quán)利要求3的方法，其中所述數(shù)字環(huán)路濾波器由一個向上/向下計數(shù)器構(gòu)成，且其中所述多級DAC由一個多級電流導引DAC構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1的方法，還包括步驟抽選所述閉合環(huán)路電流散熱器的數(shù)字輸出。
7.一種用在向電池充電的電路，包括一個晶體管，用于在第一節(jié)點提供電池充電電流Icharge以給電池充電；一個復制電路，用于在第二節(jié)點從Icharge產(chǎn)生復制電流Irep，其中Irep＜Icharge；以及一個閉合環(huán)路電流散熱器，用于吸收Irep，其中所述閉合環(huán)路電流散熱器的數(shù)字輸出是Icharge大小的一個量度。
8.如權(quán)利要求7的電路，其中所述數(shù)字輸出被輸入到用于控制Icharge產(chǎn)生的控制電路。
9.如權(quán)利要求7的電路，其中所述閉合環(huán)路電流散熱器由一個多級DAC構(gòu)成，多級DAC由一個數(shù)字環(huán)路濾波器的輸出驅(qū)動，該濾波器將所述第一節(jié)點和所述第二節(jié)點之間的電壓差作為遞增或遞減函數(shù)。
10.如權(quán)利要求9的電路，其中通過插入到所述數(shù)字環(huán)路濾波器的輸出與所述多級DAC之間的動態(tài)元件匹配DEM邏輯塊進行多級DAC關(guān)閉和打開的級的選擇。
11.如權(quán)利要求9的電路，其中所述數(shù)字環(huán)路濾波器由一個向上/向下計數(shù)器構(gòu)成，其中所述多級DAC由一個多級電流導引DAC構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求7的電路，還包括一個耦合到所述閉合環(huán)路電流散熱器的所述數(shù)字輸出的抽選濾波器。
13.如權(quán)利要求9的電路，還包括一個具有耦合到所述第一和第二節(jié)點的差分輸入的濾波器，所述濾波器包括耦合到一個比較器輸入的單端輸出或差分輸出之一，所述比較器具有耦合到所述數(shù)字環(huán)路濾波器輸入的一個輸出。
14.一種給電池充電的方法，包括產(chǎn)生一個用于電池的充電電流Ich；產(chǎn)生一個Ich的復制電流Irep，其中Irep＝Ich/N，這里N＞1；操作一個閉合環(huán)路電流散熱器以吸收Irep，其中所述閉合環(huán)路電流散熱器的數(shù)字輸出是Ich大小的一個量度；以及使用被測量的Ich大小控制Ich的大小。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中N約大于10。
16.如權(quán)利要求14的方法，其中N約大于100。
17.如權(quán)利要求14的方法，其中N的范圍是大約100至大約1000。
18.如權(quán)利要求14的方法，其中產(chǎn)生充電電流Ich的步驟包括步驟操作具有耦合到充電電流源的一個輸入節(jié)點的第一裝置，其中產(chǎn)生復制電流Irep的步驟包括步驟操作具有耦合到充電電流源的一個輸入節(jié)點的第二裝置；且其中第一裝置和第二裝置都由相同的控制信號驅(qū)動。
19.如權(quán)利要求18的方法，其中控制信號是脈寬調(diào)制信號，其具有的脈寬被作為所述閉合環(huán)路電流散熱器的數(shù)字輸出的函數(shù)來控制，或者是DC電壓，其具有的可調(diào)節(jié)電壓值被作為所述閉合環(huán)路電流散熱器的數(shù)字輸出的函數(shù)來控制。
20.如權(quán)利要求18的方法，其中操作閉合環(huán)路電流散熱器的步驟包括步驟操作一個閉合環(huán)路西格瑪-德爾塔轉(zhuǎn)換器以使出現(xiàn)在第二裝置輸出節(jié)點的電壓等于出現(xiàn)在第一裝置輸出節(jié)點的電壓。
21.一種測量電池放電電流的電路，包括一個由控制信號驅(qū)動的第一裝置，并具有耦合到放電電池的一個輸入節(jié)點和用于將電池放電電流Idisch耦合到電流散熱器的一個輸出節(jié)點；以及一個由所述控制信號驅(qū)動的第二裝置，并具有耦合到所述電池的一個輸入節(jié)點和提供Idisch的復制電流Irep的一個輸出節(jié)點，其中Irep＝Idisch/N，這里N＞1，所述第二裝置的所述輸出節(jié)點被耦合到一個測量電路，該電路由一個吸收Irep的閉合環(huán)路電流散熱器構(gòu)成，其中所述閉合環(huán)路電流散熱器的數(shù)字輸出是Idisch大小的一個量度。
全文摘要
揭示了一種給電池充電的方法和實施該方法的電路。該方法包括步驟:(A)在第一節(jié)點產(chǎn)生一個用以給電池充電的電池充電電流(Icharge);(B)在第二節(jié)點產(chǎn)生一個來自Icharge的復制電流(Irep),其中Irep<Icharge;和(C)操作一個閉合的環(huán)路電流散熱器以吸收Irep,其中所述閉合環(huán)路電流散熱器的數(shù)字輸出是Icharge大小的一個量度。在優(yōu)選實施例中該數(shù)字輸出被輸入到控制電路以控制Icharge的產(chǎn)生。并且在優(yōu)選實施例中閉合環(huán)路電流散熱器構(gòu)成于多級DAC,多級DAC由一個n級數(shù)字濾波器的輸出驅(qū)動,該濾波器具有的值為第一節(jié)點和第二節(jié)點之間電壓差的一個遞增或遞減的函數(shù)。
文檔編號H02J7/00GK1374729SQ0114573
公開日2002年10月16日 申請日期2001年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月29日
發(fā)明者A·魯哈, T·羅特薩萊寧, J·P·特爾瓦洛托, J·考皮寧 申請人:諾基亞有限公司