动态电压调整电路及方法
【专利摘要】在一个实施例中，一种电子系统包括被配置成从外部电源接收第一电压并且产生到电子系统的一个或多个电子部件的第二电压的一个或多个电源电路，以及被配置成确定一个或多个电源电路的一个或多个输出电流的电源管理电路，其中电源管理电路基于至少一个电源电路的至少一个输出电流而使外部电源改变第一电压以降低至少一个电源电路的功率损耗。
【专利说明】动态电压调整电路及方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年04月25日提交的美国非临时申请号14/262，181的优先权，后者还要求2013年11月21日提交的美国临时申请号61/907,304的优先权，通过引用出于所有目的将两者的内容全部并入本文。
【背景技术】
[0003]本公开涉及电子电路和方法，并且具体地涉及用于调整电源电压的电路和方法。
[0004]除非本文另有指示，通过在此部分中包括而在该部分中描述的方法不被承认是现有技术。
[0005]在电池供电和非电池供电的电子设备中，降低热耗散和功率耗散是重大的挑战。例如，大部分的电池充电器集成电路(IC)在恒定的输入电压下操作。然而，在整个电池电压范围上，效率不是恒定的。这导致了非最优的效率。
[0006]具体地，当电子设备从墙式适配器对其电池充电时，CPU密集型工作负载、图形密集型工作负载和调制解调(无线)密集型工作负载可能导致最坏情况的热状况，该热状况可能增加设备的表面温度使设备对用户来说不可用并且很可能甚至对设备造成损坏。
[0007]当前设备的高功率消耗趋势也突破了诸如连接器尺寸上的形状参数限制的其他物理限制，这降低了例如用来将设备连接到外部电源的电缆的电流的限制。
【发明内容】
[0008]本公开涉及调整电源电压。在一个实施例中，电子设备基于电子设备中的一个或多个电源电路的操作状况而请求来自外部电源的电压的改变。
[0009]在一个实施例中，本公开包括电子系统，该电子系统包括被配置成从外部电源接收第一电压并且产生到电子系统的一个或多个电子部件的第二电压的一个或多个电源电路，以及被配置成确定一个或多个电源电路的一个或多个输出电流的电源管理电路，其中电源管理电路基于至少一个电源电路的至少一个输出电流而使外部电源改变第一电压以降低至少一个电源电路的功率损耗。
[0010]在一个实施例中，电源管理电路确定一个或多个电源电路的一个或多个输出电流是否在目标范围之外，以及响应于输出电流在目标范围之外而使外部电源改变第一电压直到一个或多个电源电路的一个或多个输出电流在目标范围之内。
[0011]在一个实施例中，电源管理电路确定电子系统是否正在发生操作状况的改变，以及响应于没有检测到的改变，暂停使外部电源改变第一电压。
[0012]在一个实施例中，一个或多个电源电路中的一个电源电路是被配置成对电池充电的开关调节器，并且其中至少一个输出电流是到电池中的充电电流，其中电源管理电路使外部电源增加第一电压直到到电池中的充电电流满足设置的充电电流。
[0013]在一个实施例中，一个或多个电源电路包括至少一个开关调节器。
[0014]在一个实施例中，电源管理电路被配置成轮询一个或多个电子部件以确定汲取最高功率的电子部件，并且进一步被配置成确定汲取最高功率的所述电子部件是否是低电压部件，并且如果最高功率电子部件不是低电压部件，则使外部电源增加所述第一电压，以及如果最高功率电子部件是低电压部件，则使外部电源降低第一电压。
[0015]在一个实施例中，电源管理电路进一步被配置成基于可接受的输入电压范围的输入信息、针对可接受的输入电压范围的功率损耗估计和一个或多个电源电路的输出电流而使外部电源改变第一电压以便最小化一个或多个电源电路的整体电压转换损耗。
[0016]在另一实施例中，本公开包括一种方法，该方法包括在电子系统的一个或多个电源电路中从外部电源接收第一电压以向电子系统的一个或多个电子部件提供第二电压，确定一个或多个电源电路的操作状况，以及响应于确定的操作状况，生成从电子系统到外部电源的信号以改变第一电压。
[0017]在一个实施例中，操作状况是由一个或多个电源电路所汲取的功率。生成从电子系统中到外部电源的信号以改变第一电压是为了降低电子系统中的功率损耗。
[0018]在一个实施例中，方法进一步包括确定到一个或多个电子部件的第二电压是否在目标范围之外，以及响应于到一个或多个电子部件的第二电压在目标范围之外，生成从电子系统到外部电源的信号以改变所述第一电压。
[0019]在一个实施例中，一个或多个电源电路中的一个电源电路是被配置成对电池充电的开关调节器。到电池中的至少一个充电电流与第二电压相关联，第二电压与开关调节器相关联。方法进一步包括生成从电子系统到外部电源的信号以增加第一电压直到到电池中的充电电流满足设置的充电电流。
[0020]在一个实施例中，方法进一步包括轮询一个或多个电子部件以确定汲取最高功率的电子部件，以及确定汲取最高功率的所述电子部件是否是低电压部件。生成从电子系统到外部电源的信号进一步包括响应于所述电子部件不是低电压部件，生成从电子系统到外部电源的信号以增加第一电压，以及响应于所述电子部件是低电压部件，生成从电子系统到外部电源的信号以降低第一电压。
[0021]在一个实施例中，一个或多个电源电路包括至少一个开关调节器。
[0022]在一个实施例中，本公开包括一种方法，该方法包括基于可接受的输入电压范围的输入信息、针对可接受的输入电压范围的功率损耗估计和计算系统内部的多个电源电路的输出电流，确定外部电源的最优的电压以便最小化多个电源电路上的总的电压转换损耗。
[0023]在一个实施例中，一个或多个电源电路包括至少一个开关调节器。
[0024]在一个实施例中，方法进一步包括基于电源电路的操作状况，向一个电源电路分配优先权，以及基于所分配的优先权，确定最优的电压。
[0025]在一个实施例中，一个电源电路是电池充电器并且操作状况是电池的充电。
[0026]在一个不例实施例中，可以基于电池充电器中的电池电压和电流(输入或输出)来指定输入电压以获得高效率的操作。在其他实施例中，可以指定输入电压以降低总的功率耗散和热生成以降低系统中的表面温度和其他温度。当电子设备的一些部件进入高功率状态时，这种部件的要求可以被因数化到请求的输入电压的确定中以最优化总的系统效率。
[0027]在一个示例实施例中，例如高电压专用充电端口(HVDCP)基于高效率点跟踪算法来产生到电池充电器集成电路或系统负载的电压。
[0028]在另一实施例中，本公开包括一种软件算法。例如，软件算法可以执行一种方法，该方法包括基于可接受的输入电压范围的输入信息、针对可接受的输入电压范围的功率损耗估计和计算系统内部的多个电压调节器的输出电流，确定外部电源的最优的电压以便最小化多个电压调节器上的总的电压转换损耗。
[0029]在一个实施例中，多个电源电路(例如，调节器)可以报告输出电压和输出电流以用于被算法处理。该算法可以针对每个电源电路确定可接受的范围(例如，基于所报告的输出电压和所存储的余量(margin)，使用所存储的上电压界和下电压界)。通过设置来自外部电源的外部电压，每个调节器的可接受的范围和输出电流和/或电压可以被用来最大化电源电路的组合的转换效率。
[0030]在另一实施例中，可以基于总的系统电流加载(loading)和从外部电源到计算系统的IR降，动态调整来自外部电源的附加的电压余量。
[0031]在一个实施例中，关于每个内部电压调节器的输入信息可以由中央的控制器维护或者由每个电压调节器维护，并且例如从每个电压调节器将电压范围和优选的电压“投票”(报告)到中央的控制器以便确定满足范围限制并且最小化计算系统内部的转换损耗的外部电源的最优的电压。
[0032]在一个实施例中，电子设备包括开关模式电池充电器(SMBC)、开关模式电源(SMPS)和一个或多个升压SMPS。每个电源电路可以报告“可接受的输入电压范围”和针对在当前负载处的电压范围的“功率消耗估计”(例如，V_range_SMBC、P_1ss_SMBC(V_range_SMBC，I_SMBC_output)、V_range_SMPS、P_loss_SMPS(V_range_SMPS，I_SMPS_output)、V_range_Boost、P_loss_Boost(V_range_Boost，I_Boost_output))。
[0033]在一个实施例中，电子设备可以测量并报告适配器的电流。
[0034]在一个实施例中，主电源管理集成电路(PMIC)可以决定最优的目标适配器输出电压并且将请求发送到外部电源使得来自外部电源的电压在所有的可接受的范围内，在该范围内最小化SMBC+SMPS+升压SMPS的功率损耗并且高于:(当前系统功率+保护带)/最大的连接器电流限制。例如，响应于来自主PMIC的信号，外部电源可以将适配器输出电压改变到主PMIC所请求的目标。
【附图说明】
[0035]图1图示了根据一个实施例的动态电压调整系统的框图。
[0036]图2图示了根据一个实施例的用于动态电压调整的方法。
[0037]图3图示了根据一个实施例的电池充电器电路的动态电压调整。
[0038]图4图示了根据一个实施例的用于包括电池充电器电路的动态电压调整的方法。
[0039]图5示出了根据另一实施例的动态电压调整的示例。
[0040]图6不出了根据另一实施例的动态电压调整的另一不例。
[0041]图7示出了根据另一实施例的动态电压调整的另一示例。
[0042]图8图示了根据一个实施例的用于轮询的动态电压调整的方法。
[0043]图9图示了根据另一实施例的动态电压调整系统的框图。
【具体实施方式】
[0044]本公开涉及调整提供到系统电压以改善系统性能。在以下的描述中，为了解释的目的，阐述了大量的示例和具体的细节以便提供对本公开的透彻的理解。然而，对本领域技术人员显而易见的是，如在权利要求中表达的本公开可以包括在这些示例中的单独的特征或者与下文所描述的其他特征相组合的特征中的一些特征或者所有特征，并且可以进一步包括本文描述的特征和构思的修改和等价物。
[0045]图1图示了根据一个实施例的动态电压调整系统100的框图。图1示出了耦合到外部电源102的电子设备101。外部电源102向电子设备101提供电压Vin(在本文中也被称作VBUS)和电流。电子设备101可以包括一个或多个电源电路(例如，电源电路111、电源电路112和电源电路113)，电源电路从外部电源102接收电压VBUS并且向例如诸如处理器、无线收发器、显示器电路(例如，背光)或电池充电器的一个或多个电子部件(例如，电子部件121、电子部件122和电子部件123)提供电压和电流。在该示例中，外部电源经由使用连接器161和连接器162附接的电缆160被耦合到电子设备101。电缆160可以包括用于电压Vin和接地的导线以及用于电子设备101和外部电源102之间通信信息的一个或多个数据线。
[0046]外部电源102可以是例如通用串行总线(USB)主机、USB集线器或者插到电源输出口中并且将AC电源转换成DC电源的墙式适配器。可以在某些实施例中使用的一个示例的墙式适配器是高电压专用充电端口(HVDCP)。使用HVDCP的实施例例如可以调整外部提供的电压。在电源电路是电池充电器并且电子部件是电池的情况下，并且取决于电池电压，来自外部电源102的输入电压可以被调整以使充电和系统负载总是操作在高(或者甚至是最大)效率。诸如HVDCP的外部电源102可以包括电压控制部件103，例如，响应于从电子设备101中的通信电路150经过电缆160接收的信号，电压控制部件103可以将电压Vin改变到不同的水平。
[0047]在该示例中，来自外部电源102的电压Vin被耦合到电源电路111。电源电路111接收电压Vin并且产生输出电压Vddl到电子部件121。电源电路111可以向和/或从电源管理电路110发送和/或接收信号。电源管理电路110可以配置电源电路111以用于操作，例如，诸如配置电压Vddl或电流输出。在一些应用中，一个电源电路的输出可以作为输入被提供到另一电源电路。例如，来自电源电路111的电压Vddl可以作为输入被提供到电源电路112。电源电路112可以生成另一输出电压Vdd2到电子部件122。类似地，电源电路112可以向和/或从电源管理电路110发送和/或接收信号。电源管理电路110可以配置电源电路112以用于操作，例如，诸如配置电压Vdd2或电流输出。最后，在该示例中，另一电源电路113接收电压Vin并且产生输出电压Vdd3到电子部件123。电源电路113可以向和/或从电源管理电路110发送和/或接收信号。电源管理电路110可以配置电源电路113以用于操作，例如，诸如配置电压Vdd3或电流输出。在一些示例实施方式中，电源管理电路110可以是包括一个或多个电源电路的电源管理集成电路(PMIC)，而其他示例实施方式(例如，一些电池充电器应用)可以具有与PMIC分离的不同的电源电路。此外，在一些实施例中，一个或多个电源电路111、112和/或113例如可以是开关调节器，而其他的可以是低压降调节器(LD0)。
[0048]本公开的特征和优点可以包括调整来自外部电源102的电压Vin以改善一个电源电路111、112、113的效率或者甚至改善一起操作的多个电源电路111、112、113的效率。在一个实施例中，电源电路111、112、113中的一个电源电路例如可以是使用特定充电电流将电池充电的电池充电器。如果来自外部电源的电压Vin太低，那么来自电源电路111、112、113的全额的期望的充电电流可能不可用。因此，电子设备101可以发送信号到外部电源102(例如，经由通信电路150)以增加电压Vin使得电源电路111、112、113可以提供充电电流的期望值。更一般地，给定电子设备101中的一个或多个电源电路111、112、113的当前负载，可以改变从外部电源102接收的电压以优化电源电路111、112、113的效率和性能。在下文更详细地描述的一个示例实施例中，多个电源电路的操作状况可以被电源管理电路分析以确定外部电源电压Vin上的增加或降低是否会导致改善的效率。
[0049]图2图示了根据一个实施例的用于动态电压调整的方法200。在201，可以确定一个或多个电源电路的输出电流。例如，电池充电器的输出电流可以如下文更详细地描述地被感测。基于电源电路111、112、113的操作，来自外部电源的电压例如可以在202被改变以改善电源电路111、112、113的效率。在203，可以进行输出电流检查。例如，电池充电器电路可以执行检查以确定到电池中的充电电流的幅值是否等于设置的(或目标)充电电流值。如果电流不满足目标，那么系统可以从203循环回到202，并且在电池充电器情况下，增加来自外部电源的电压。类似地，如果输出电流检查满足目标并且不引起电源电压Vin上的进一步改变，那么在204操作状况上的改变可能导致系统循环回到201以及确定电源电路输出电流并且如上文描述的调整电源电压。在205，系统可以保持电源电压Vin直到例如操作状况上的改变。
[0050]图3图示了根据一个实施例的电池充电器电路的动态电压调整。图3示出了其中例如电池充电器从外部电源接收电压VBUS并且将电压和电流耦合到电池350以对电池充电的示例。在该示例中，电源电路是开关调节器301，并且VBUS大于提供到电池350的电压。相应地，开关调节器301是降压(或“Buck”)DC-DC转换器。开关调节器301可以被配置成产生设置的量的电流(例如，电流Ichg)到电池350中以对电池充电，并且可以包括反馈环(未示出)来感测输出电流并且配置开关调节器301来产生期望的充电电流。例如，在一个实施例中，开关调节器301可以被配置成生成充电电流Ichg = 3A。
[0051]初始地，VBUS被配置成低设置。例如，如果外部电源是可编程适配器或USB源，那么VBUS上的初始电压可以是5V。然而，外部电源可以具有最大输出电流(Imax)，其中来自外部电源可用的总输出功率是Imax*VBUS。如果Imax太低，则外部电源可能不能提供足够的功率到开关调节器301以允许开关调节器来生成设置的量的充电电流。因此，一些示例实施例可以感测输出电流(例如，Ichg)并且将实际输出电流与期望的(或预期的)输出电流相比较。例如可以利用串联电阻器302(如图3中所示)或使用感测FET(即配置成检测经过调节器的电流的小FET)执行电流感测。在该示例中，感测电阻器302使用放大器303检测充电电流Ichg。放大器303的输出被提供到比较器304，比较器304将检测的电流与设置的(或目标)充电电流值相比较。此外，电路可以可选地包括模数转换器320来检测在开关调节器301的输入处的来自外部设备的电压以确定VBUS上的电压。如果检测到的充电电流在目标充电电流以下，那么比较器输出可以触发通信电路310与外部电源通信以增加VBUS上的电压。在该示例中，电子设备和外部电源之间的通信可以经过两线接口，在该情况下是USB连接的D+数据线和D-数据线。响应于来自通信电路310的D+/D-上的信号，外部电源可以逐渐增加VBUS上的电压直到检测到的充电电流等于目标充电电流。
[0052]图4图示了根据一个实施例的用于包括电池充电器电路的动态电压调整的方法400。在401，可以使能电池充电器。在402，可以将外部电压设置成低值(例如，可用的值的最低值)。在403，可以确定外部电源的电流限制来确定来自外部电源的可用的最大输出电流。在404，设置充电电流(Ichg)。在一个实施例中，充电电流可以例如被数字地编程为多个可用值中的一个值。在405，检测到电池中的充电电流。在406，如果所检测的充电电流(Isense)小于设置的充电电流(Ichg)，那么电子设备可以向外部电源发信号来增加电压。在407，可以增加外部电压(例如，到高于该当前值的下一个可用的值)。如果设置的充电电流I chg等于感测电流I sense，那么过程可以在408停止。例如，夕卜部电源可以维持VBUS上的电压直到电路操作状况改变并且可以在不同的状况下重复该过程。
[0053]图5示出了根据另一实施例的动态电压调整的示例。在由图5图示的示例中，来自多个不同电源电路的信息被组合来确定由外部电源提供的电压。在该示例中，主PMIC可以包括用于对电池充电的开关模式电池充电器(SMBC)电源电路和一个或多个开关模式电源(SMPS)和多个LDO来向例如应用处理器提供电压和电流。此外，SMBC向次级SMPS和多个LDO提供电压和电流来向例如调制解调器(例如，一个或多个收发器)提供电压和电流，并且向SMPS提供电压和电流用于例如增加(升高)用于LCD背光的电压。
[0054]在该示例中，改变系统输入电压可以最小化例如由SMBC和SMPC引起的损耗和热量生成。此外，如果系统总电流接近连接器电流限制，那么外部电源电压上的增加允许更多的功率到例如系统中(例如，在更低的电流下)。
[0055]例如响应于轮询，每个调节器可以报告可接受的输入范围和针对在当前负载电流处的电压范围的功率损耗估计。例如，在一个实施例中，每个调节器可以测量输出电压和输出电流并且将该信息发送到PMIC。每个调节器的测量的输出电压可以被用来确定输入电压的可接受的范围。例如，可接受的输入电压范围的上界可以是与用于特定调节器的最大输入电压相对应的预存值，超出该最大输入电压可能发生对调节器的损害。可以通过将所报告的输出电压与预存的余量(例如，输入电压必须比用于要操作的特定调节器的输出电压大的量)组合来确定下界。一个或多个转换效率例如可以被存储成查找表或被编码成等式。相应地，算法可以基于单个电源电路的操作状况(例如，每个调节器的输出电压和输出电流)来确定外部电源电压以实现组合电源电路的最大组合效率。在各种实施例中，用于从多个调节器接收信息并且确定来自外部电源的新的输出电压以改善系统效率的算法例如可以被实施成PMIC上的软件或固件或者被实施成处理器(例如，PMIC驱动器)上的软件并且被存储在诸如易失性存储器或非易失性存储器的在非瞬态计算机可读媒介上。SMBC可以针对在当前负载处的电压范围报告‘可接受的输入电压范围’(V_range_SMBC)和‘功率损耗估计 ’((Ρ_1 οss_SMBC(V_range_SMBC，I_SMBC_output))。SMPS可以针对在当前负载处的电压范围报告‘可接受的输入电压范围’(V_range_SMPS)和‘功率损耗估计’(P_1 oss_SMPS( V_range_SMPS，ISMPS_output))。分立的升压SMPS可以针对在当前负载处的电压范围报告‘可接受的输入电压范围’(V_range_Boost)和‘功率损耗估计’ (P_loss_Boost( V_range_Boost，I_Boost_output))。
[0056]此外，从外部电源到系统中的适配器电流可以被测量并且被报告给PMIC。主PMIC可以决定最优的目标外部电源电压并且向外部电源(例如，USB或适配器)发送请求。PMIC可以确定外部电源类型(例如，USB类型或适配器类型)以及针对外部电源能够产生的电压向外部电源发信号。PMIC中的算法例如可以在来自特定外部电源的可用的电压范围内最小化SMBC、SMPS和升压SMPS的功率损耗。在一个实施例中，外部电源电压可以有利地高于当前系统功率加上保护带除以最大连接器电流限制。改变的状况(诸如调制解调器(无线)活跃性、应用处理器(例如，ARM、图形处理器等)活跃性、电池充电等)例如可能导致系统向外部电源发信号以改变提供给系统的外部电压。这些技术的益处可以包括在电池充电时的更低的温度、对CPU和图形密集型工作负载更多的热预算。此外，因为针对SMBC有更好的温度余量，所以可以实现更快的电池充电。此外，改善的效率和温度性能例如可以引起降低的形状参数、更薄的设计并且允许可能具有电流限制的标准USB连接器的使用。例如可以使用高电压专用充电端口(HVDCP)墙式适配器以及在一些实施例中例如可以在兼容的USB系统中使用不要求改变的USB电缆实施本发明的实施例。
[0057]图6示出了根据另一实施例的动态电压调整的另一示例。在图6中，针对电子设备操作状况分别是电池正在充电、正在进行视频会议、电池几乎耗尽(例如，电池电压大约3.0V)和液晶显示器(LCD)被设置成中等亮度而示出了可接受的电压范围602-1、602-2和602-3和功率损耗604-1、604-2和604-3。如所图示的，电池充电器转换损耗604-1和处理器/调制解调器SMPS转换损耗604-2随着增加的输入电压而增加，而升压器的转换损耗604-3随着增加的电压而降低。相应地，如通过箭头606示出的系统最优可能发生在如外部提供的电压的可接受的系统电压范围602-4(可以向系统提供的外部电压的范围)的边界处的3V和3.7V之间并且在范围602-4中具有总的转换损耗604-4。在一些实施例中，给予电池充电高于视频会议的优先权，并且因此给予用于电池充电的关联的电源电路高于用于视频会议的关联的电源电路的优先权。因此，总的转换损耗604-4变得与用于电池充电的转换损耗604-1相同或基本相同。例如可以通过图8的方法实施图6的动态电压调整的方法。
[0058]图7示出了根据另一实施例的动态电压调整的另一示例。在该示例中，操作状况是正在发生网页浏览、电池是满的(例如，电池电压大约4.35V)和电池充电器被关闭和LCD在最大亮度。如所图示的，在可接受的电压范围702-1中电池充电器转换损耗704-1被示为O线并且可以被忽略。处理器/调制解调器SMPS转换损耗704-2在可接受的电压范围702-2中随着增加的输入电压而增加(尽管以比图6中的更低的速率)，而升压器的转换损耗704-3在可接受的电压范围702-3中随着增加的电压而降低(尽管以比图6中的更高的速率)。在该示例中，如通过箭头706所示的系统最优例如可能发生在可接受的系统电压范围702-4的另一边界大约9.5V处。例如可以通过图8的方法实施图7的动态电压调整的方法。
[0059]图8图不了根据一个实施例的动态电压调整的方法800。图9图不了根据一个实施例的动态电压调整系统900的框图。动态电压调整系统900是动态电压调整系统100的解释性示例，其中电子部件121是电池充电器、电子部件122是处理器以及电子部件123是LCD背光。此外，也向电源电路113施加电压Vddl。在该示例中，输入电压Vin是5V-9V。电源电路111例如通过使用降压转换器将电压降到3V-5V的范围。电源电路111向电源电路112和电源电路113提供电压。电源电路112将电压降到0.5V-3V的范围，并且电源电路113将电压升到24.8V-33.3V的范围。
[0060]参考图8，在802，向电子设备101施加输入电压Vin。在804，电源管理电路110确定充电是否被使能。如果充电被使能，那么在806，电源管理电路110执行充电方法，诸如方法400(参见图4)。在一些实施例中，给予充电高于其他电源电路的优先权，并且因此方法400被执行。否则，如果在804充电没有被使能，那么电源管理电路110开始轮询算法。在810，电源管理电路110确定哪个电子部件122、123将需要最高的功率。在812，电源管理电路110确定将需要最高功率的电子部件122、123是否是低电压部件。在图7和图9的示例中，电子部件123(LCD背光)具有最高的功率汲取。如果电子部件是低电压部件，那么在814，电源管理电路110通过降低输入电压Vin降低系统电压并且确保充足的功率可从输入电压Vin获得，并且返回在810确定部件。否则，如果在812电子部件不是低电压部件，则在816，电源管理电路110通过增加输入电压Vin增加系统电压，并且确保充足的功率可从输入电压Vin获得，并且返回在810确定部件。在该示例中，LCD背光不是低电压部件，因此，电源管理电路110增加来自外部电源102的输入电压Vin。在该示例中，输入电压Vin被增加到接近9V的范围的上端。这改善了效率，因为由电源电路113升压的电压是从9V开始而不是诸如5V的更低的电压开始。在另一示例中，如果高功率汲取部件是处理器(其也是低电压部件)，那么输入电压Vin会被降到范围的低端使得用于处理器的电压上的下降从5V到0.5V-3V而不是从9V下降。
[0061]以上描述解释了本公开的各种实施例以及可以如何实施特定的实施例的方面的示例。以上示例不应当被认为是仅有的实施例，呈现以上示例是为了解释如通过以下权利要求定义的特定实施例的灵活性和优点。基于以上公开和以下权利要求，在不脱离如通过权利要求定义的本公开的范围的情况下，可以采用其他布置、实施例、实施方式和等价物。
【主权项】
1.一种电子系统，包括: 一个或多个电源电路，被配置成从外部电源接收第一电压并且产生到所述电子系统的一个或多个电子部件的第二电压；以及 电源管理电路，被配置成确定所述一个或多个电源电路的一个或多个输出电流， 其中所述电源管理电路基于至少一个电源电路的至少一个输出电流而使所述外部电源改变所述第一电压以降低所述至少一个电源电路的功率损耗。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述电源管理电路确定所述一个或多个电源电路的所述一个或多个输出电流是否在目标范围之外，以及响应于所述输出电流在所述目标范围之外而使所述外部电源改变所述第一电压直到所述一个或多个电源电路的一个或多个输出电流在所述目标范围之内。3.根据权利要求1所述的电路，其中所述电源管理电路确定所述电子系统是否正在发生操作状况的改变，以及响应于没有检测到的改变，暂停使所述外部电源改变所述第一电压。4.根据权利要求1所述的电路，其中所述一个或多个电源电路中的一个电源电路是被配置成对电池充电的开关调节器，并且其中所述至少一个输出电流是到所述电池中的充电电流，其中所述电源管理电路使所述外部电源增加所述第一电压直到到所述电池中的所述充电电流满足设置的充电电流。5.根据权利要求1所述的电路，其中所述一个或多个电源电路包括至少一个开关调节器。6.根据权利要求1所述的电路，其中所述电源管理电路被配置成轮询所述一个或多个电子部件以确定汲取最高功率的所述电子部件，并且进一步被配置成确定汲取所述最高功率的所述电子部件是否是低电压部件，以及如果所述最高功率的电子部件不是低电压部件，使所述外部电源增加所述第一电压，以及如果所述最高功率的电子部件是低电压部件，则使所述外部电源降低所述第一电压。7.根据权利要求1所述的电路，其中所述电源管理电路进一步被配置成基于可接受的输入电压范围的输入信息、针对所述可接受的输入电压范围的功率损耗估计和所述一个或多个电源电路的输出电流而使所述外部电源改变所述第一电压以便最小化所述一个或多个电源电路的整体电压转换损耗。8.一种方法，包括: 在电子系统的一个或多个电源电路中从外部电源接收第一电压以向所述电子系统的一个或多个电子部件提供第二电压； 确定所述一个或多个电源电路的操作状况；以及 响应于确定的所述操作状况，生成从所述电子系统到所述外部电源的信号以改变所述第一电压。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述操作状况是由一个或多个电源电路汲取的功率， 其中生成从所述电子系统到所述外部电源的所述信号以改变所述第一电压是为了降低所述电子系统中的功率损耗。10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括: 确定到一个或多个电子部件的所述第二电压是否在目标范围之外；以及响应于到一个或多个电子部件的所述第二电压在所述目标范围之外，生成从所述电子系统到所述外部电源的所述信号以改变所述第一电压。11.根据权利要求8所述的方法，其中所述一个或多个电源电路中的一个电源电路是被配置成对电池充电的开关调节器，并且其中到所述电池中的至少一个充电电流与所述第二电压相关联，所述第二电压与所述开关调节器相关联， 所述方法进一步包括生成从所述电子系统到所述外部电源的所述信号以增加所述第一电压直到到所述电池中的所述充电电流满足设置的充电电流。12.根据权利要求8所述的方法，进一步包括: 轮询所述一个或多个电子部件以确定汲取最高功率的所述电子部件；以及 确定汲取所述最高功率的所述电子部件是否是低电压部件； 其中生成从所述电子系统到所述外部电源的所述信号进一步包括响应于所述电子部件不是低电压部件，生成从所述电子系统到所述外部电源的所述信号以增加所述第一电压，以及响应于所述电子部件是低电压部件，生成从所述电子系统到所述外部电源的所述信号以降低所述第一电压。13.根据权利要求8所述的方法，其中所述一个或多个电源电路包括至少一个开关调节器。14.一种方法，包括: 基于可接受的输入电压范围的输入信息、针对所述可接受的输入电压范围的功率损耗估计和计算系统内部的多个电源电路的输出电流，确定外部电源的最优的电压以便最小化所述多个电源电路上的总的电压转换损耗。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述一个或多个电源电路包括至少一个电压调节器。16.根据权利要求14所述的方法，进一步包括: 基于所述电源电路的操作状况，向一个电源电路分配优先权；以及 进一步基于分配的所述优先权，确定所述最优的电压。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述一个电源电路是电池充电器并且所述操作状况是电池的充电。
【文档编号】H02M3/335GK105874340SQ201480062981
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年11月18日
【发明人】S·霍瓦维尼, V·阿里卡特拉, H·J·帕克
【申请人】高通股份有限公司