Sistemas y procedimientos de carga de batería con límite de corriente ajustable.

Un circuito electrónico que comprende:

un regulador (103) que tiene una entrada (121) acoplada a una fuente de alimentación (110) para recibir una tensión y una corriente,

y una salida (122) para proporcionar una corriente de salida;

un circuito de detección de tensión de entrada acoplado a la fuente de alimentación (110); y

un circuito de límite de corriente ajustable (104) para controlar la corriente de entrada o de salida del regulador (103),

en el que el circuito de detección de tensión de entrada controla la tensión de la fuente de alimentación (110) y el circuito de límite de corriente ajustable (104) cambia la entrada o salida de límite de corriente del regulador (103) en base a que la tensión de la fuente de alimentación (110) derrumbe por debajo de un valor umbral para encontrar un valor máximo del límite de corriente por debajo de un máximo de corriente de la fuente de alimentación (110).

Sistemas y procedimientos de carga de batería con límite de corriente ajustable SOLICITUDES RELACIONADAS

Esta invención se refiere a y reivindica prioridad de la solicitud provisional de Patente estadounidense número 6/925.375, presentada el 19 de abril del 247.

ANTECEDENTES

La presente invención se refiere a cargadores de baterías y, en particular, a sistemas y procedimientos de carga de batería con límite de corriente ajustable.

Las baterías han sido utilizadas como fuente de energía para dispositivos electrónicos móviles. Las baterías proporcionan energía en forma de corrientes y tensiones eléctricas que permiten a los circuitos funcionar. Sin embargo, la cantidad de energía almacenada en una batería es limitada y las baterías pierden energía cuando los dispositivos electrónicos están en uso. Cuando el suministro de energía de una batería se agota, la tensión de la batería comenzará a caer de su tensión nominal, y el dispositivo electrónico, que depende de la potencia de la batería ya no funcionará correctamente. Tales umbrales serán diferentes para diferentes tipos de dispositivos electrónicos.

Existen muchos tipos de baterías diseñadas para un solo uso. Estas baterías se desechan después de que la carga se agote. Sin embargo, algunas baterías están diseñadas para ser recargables. Las baterías recargables suelen requerir algún tipo de sistema de carga de la batería. Los sistemas de carga de la batería típica transfieren energía desde una fuente de energía, como un enchufe de CA y la batería. El proceso de recarga incluye típicamente procesamiento y acondicionamiento de tensiones y corrientes de la fuente de alimentación de modo que las tensiones y corrientes suministradas a la batería cumplen con las especificaciones de carga de la batería en particular. Por ejemplo, si las tensiones o corrientes suministradas a la batería son demasiado grandes, la batería puede dañarse o incluso explotar. Por otro lado, si los voltajes o corrientes suministradas a la batería son demasiado pequeños, el proceso de carga puede ser muy ineficiente o totalmente ineficaz. El uso Ineficiente de la especificación de carga de la batería puede provocar tiempos de carga muy largos, por ejemplo. Además, si el proceso de carga no se lleva a cabo de manera eficiente, la capacidad de la celda de la batería (es decir, la cantidad de energía que la batería puede mantener) no puede ser optimizada.

El tipo de fuente de energía es otro aspecto importante de la carga de la batería. Por ejemplo, algunas fuentes de energía pueden proporcionar voltajes y corrientes AC, y otras fuentes de energía pueden proporcionar voltajes y corrientes de CC. Un problema asociado con la carga de una batería se refiere a la transformación de las tensiones y corrientes disponibles en la fuente de alimentación a tensiones y corrientes que se pueden usar para cargar una batería. Los cargadores de baterías existentes son típicamente sistemas estáticos. Los circuitos cargadores de batería son típicamente programados para recibir energía de una fuente en particular y proporcionar tensiones y corrientes a una batería en particular basado en la especificación de carga de la batería, como por ejemplos los descritos en US 24/16477A1 y EP 1653584A2. Sin embargo, la falta de flexibilidad de los cargadores existentes resulta en muchas de las ineficiencias y problemas descritos anteriormente. Sería muy ventajoso disponer de sistemas y procedimientos de carga de baterías que sean más flexibles que los sistemas existentes o incluso adaptables a las tecnologías de baterías particulares o al entorno cambiante de la carga de baterías.

Por lo tanto, hay una necesidad de mejorar los sistemas y procedimientos de carga de baterías y que mejoren el proceso de carga de la batería. La presente invención resuelve estos y otros problemas proporcionando un sistema y un procedimiento de carga de baterías con límite de corriente ajustable.

RESUMEN

Esta necesidad se cumple mediante el objeto de las reivindicaciones independientes de la presente Invención. Las realizaciones de la presente invención incluyen técnicas para la carga de una batería con un regulador. Por ejemplo, las fuentes de alimentación de los sistemas de alimentación de CC, como concentradores USB o AC, a sistemas de alimentación de CC como adaptadores de pared que pueden proporcionar una tensión y corriente de entrada. Las realizaciones de la presente invención monitorizan la tensión de entrada y limitan la potencia actual utilizada por el sistema de manera que la potencia total consumida por el sistema no exceda las máximas tensión y corriente que pueden ser generadas por la fuente de alimentación. En una realización, el límite de corriente se reprograma hasta que se derrumba la tensión de la fuente de alimentación. En una realización, un regulador acoplado a la tensión de entrada de la fuente de alimentación y la corriente de entrada o salida del regulador se controla de manera que la tensión y la corriente de la fuente de alimentación no superen los valores nominales de la fuente de alimentación. El regulador puede ser utilizado para cargar una batería, por ejemplo, y puede ser un regulador de conmutación o un regulador lineal.

En una realización, la presente invención incluye un circuito electrónico que comprende un regulador que tiene una entrada acoplada a una fuente de potencia para recibir una tensión y una corriente y una salida para proporcionar una corriente de salida, un circuito de detección de tensión de entrada acoplado a la fuente, y un circuito de límite de corriente ajustable para controlar las corrientes de entrada o de salida del regulador, en el que la entrada de tensión del circuito de detección monitoriza la tensión de la fuente de alimentación y el circuito de límite de corriente ajustable puede cambiar la corriente de entrada o de salida del regulador si la tensión de la fuente de alimentación está por debajo de un valor umbral.

En otra realización, la presente invención incluye un procedimiento de control de corriente en un circuito electrónico que comprende recibir una tensión y corriente de una fuente de alimentación, monitorizar la tensión de la fuente, y cambiar una corriente de entrada o de salida del regulador si la tensión de la fuente de alimentación está por debajo de un valor umbral.

La siguiente descripción detallada y los dibujos adjuntos proporcionan una mejor comprensión de la naturaleza y ventajas de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 ilustra un dispositivo electrónico que incluye un cargador de batería de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 2 ilustra un procedimiento de carga de una batería de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 3 ilustra un ejemplo de un circuito cargador de batería de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 4 ilustra un procedimiento de carga de una batería de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 5 ilustra un cargador de acuerdo con una realización de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Se describen aquí técnicas para sistemas y procedimientos de carga de batería. En la siguiente descripción, con fines de explicación numerosos ejemplos y detalles específicos se exponen con el fin de proporcionar una comprensión completa de la presente invención. Será evidente, sin embargo, para un experto en la técnica que la presente invención como se define mediante las reivindicaciones puede incluir algunas o todas de las características de estos ejemplos solos o en combinación con otras características descritas a continuación, y puede incluir además modificaciones obvias y equivalentes de las características y conceptos descritos en este documento.

La Figura 1 ilustra un dispositivo electrónico que incluye un cargador de batería de acuerdo con una realización de la presente invención. El dispositivo electrónico 11 incluye el sistema de la electrónica 12, una batería 15, y un regulador 13 que incluye circuitos para cargar la batería. La electrónica del sistema puede incluir microprocesadores, microcontroladores, electrónica, electrónica de red inalámbrica, o una variedad de otros circuitos eléctricos analógicos o digitales que puede ser alimentado por la batería 15. El dispositivo electrónico puede ser un teléfono portátil (por ejemplo, un teléfono celular), un asistente digital personal ("PDA"), un reproductor de música o de vídeo portátil, o una variedad de otros dispositivos portátiles que puede ser alimentado por una batería. El regulador 13 puede incluir un terminal de entrada 121... [Seguir leyendo]

1. Un circuito electrónico que comprende:

un regulador (13) que tiene una entrada (121) acoplada a una fuente de alimentación (11) para recibir una tensión y una corriente, y una salida (122) para proporcionar una corriente de salida; un circuito de detección de tensión de entrada acoplado a la fuente de alimentación (11); y un circuito de límite de corriente ajustable (14) para controlar la corriente de entrada o de salida del regulador (13),

en el que el circuito de detección de tensión de entrada controla la tensión de la fuente de alimentación (11) y el circuito de límite de corriente ajustable (14) cambia la entrada o salida de límite de corriente del regulador (13) en base a que la tensión de la fuente de alimentación (11) derrumbe por debajo de un valor umbral para encontrar un valor máximo del límite de corriente por debajo de un máximo de corriente de la fuente de alimentación (11).

2. El circuito electrónico según la reivindicación 1,

en el que la salida (122) del regulador (13) está acoplada a una batería (15),

en el que el regulador (13) está configurado para producir una corriente constante en dicha batería (15), en el que el circuito de límite de corriente ajustable (14) controla la corriente de salida del regulador (13), y

en el que el límite de corriente de salida es mayor que la corriente de entrada cuando la tensión de la batería es menor que la tensión de la fuente de alimentación (11).

3. El circuito electrónico según la reivindicación 1, en el que el límite de corriente se establece en un valor inicial por encima de la corriente máxima disponible de la fuente de alimentación (11) y disminuye gradualmente hasta que la tensión de la fuente de alimentación (11) aumenta por encima del valor umbral.

4. El circuito electrónico según la reivindicación 1, en el que el límite de corriente se establece en un valor inicial por debajo del máximo de corriente disponible desde la fuente de alimentación (11) y aumenta de forma incremental hasta que la tensión de la fuente de alimentación (11) disminuye por debajo del valor de umbral, en el que el límite de corriente se establece en un valor inmediatamente anterior utilizado antes de que la tensión de la fuente de alimentación (11) disminuya por debajo del umbral de tensión.

5. El circuito electrónico según la reivindicación 1, en el que el regulador (13) es un regulador de conmutación.

6. El circuito electrónico según la reivindicación 1, en el que el circuito de límite de corriente ajustable (14) controla la corriente de entrada del regulador (13).

7. El circuito electrónico según la reivindicación 1, en el que el circuito de límite de corriente ajustable (14) controla la corriente de salida del regulador (13).

8. Un procedimiento para controlar la corriente en un circuito electrónico que comprende:

recibir una tensión y una corriente de una fuente de alimentación (11) en una entrada (121) de un regulador (13);

monitorizar la tensión de la fuente de alimentación (11); y

cambiar un límite de corriente de entrada o salida del regulador (13) en base a que la tensión de la fuente de alimentación (11) derrumbe por debajo de un valor umbral para encontrar un valor máximo del límite de corriente por debajo de un máximo de corriente de la fuente de alimentación (11).

9. El procedimiento según la reivindicación 8, en el que una salida del regulador (13) está acoplada a una batería (15) y en el que el regulador (13) está configurado para producir una corriente constante en dicha batería (15).

1. El procedimiento según la reivindicación 9, que comprende además:

establecer un límite de corriente de salida del regulador (13), en el que el límite de corriente de salida es mayor que la corriente de entrada cuando la tensión de la batería es menor que la tensión de la fuente de alimentación (11).

11. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además:

determinar un límite de corriente de entrada si la tensión en la batería (15) hace que la corriente de entrada aumente por encima de una corriente máxima disponible desde dicha fuente de alimentación (11).

12. El procedimiento según la reivindicación 8, en el que el límite de corriente se establece en un valor inicial y se incrementa hasta que el límite de corriente se establece en un valor que optimiza la potencia disponible de la fuente de alimentación (11).

13. El procedimiento según la reivindicación 12, en el que el límite de corriente se establece en un valor inicial por encima de la corriente máxima disponible de la fuente de alimentación (11) y disminuye gradualmente hasta que la tensión de la fuente de alimentación (11) aumenta por encima del valor umbral.

14. El procedimiento según la reivindicación 12, en el que el límite de corriente se establece en un valor inicial por debajo de la corriente máxima disponible desde la fuente de alimentación (11) y aumenta de forma incremental hasta que la tensión de la fuente de alimentación (11) disminuye por debajo del valor umbral, en donde el límite actual se establece en un valor inmediatamente anterior utilizado antes de que la tensión de la fuente de alimentación (11) se reduzca por debajo del umbral de tensión.

15. El procedimiento según la reivindicación 8, que comprende además:

generar una primera tensión proporcional a una primera corriente en la entrada (121) o salida (122) del regulador (13);

comparar la primera tensión a una tensión de referencia, en donde la tensión de referencia se genera en base a una pluralidad de bits almacenada correspondientes a un límite de corriente programado; controlar el regulador (13) usando la primera corriente si la primera tensión es mayor que la tensión de referencia.

16. El procedimiento según la reivindicación 15, en el que la pluralidad de bits almacenada se establece a un valor inicial y se incrementa hasta que la tensión de referencia se ajusta a un valor que optimiza la potencia disponible de la fuente de alimentación (11).

17. El procedimiento según la reivindicación 8, en el que el control de la tensión de la fuente de alimentación

(11) comprende:

detectar la tensión en la entrada (121) del regulador (13);

generar una señal si la tensión en la entrada (121) del regulador (13) está por debajo de una tensión esperada;

cambiar bits digitales en respuesta a la señal generada; y

cambiar una corriente de entrada o de salida del regulador (13), utilizando los bits digitales.

18. El procedimiento según la reivindicación 17, en el que los bits digitales se almacenan en un contador y en el que el contador se incrementa en respuesta a la recepción de la señal.