TWI883127B - 充電裝置及充電系統 - Google Patents

Abstract

實例實施方案包含一種充電裝置，該充電裝置具有：一電容分壓器電路，其包含可操作地耦合至複數個電池裝置之複數個電池狀態輸入，及可操作以選擇性充電該等電池裝置之一脈寬調變(PWM)產生器；複數個切換電晶體，其等各者在其一閘極終端處經可操作地耦合至複數個PWM控制輸出之一各自PWM控制輸出；及一飛跨電容器，其在其一第一終端處經可操作地耦合至第一複數個切換電晶體，在其一第二終端處經可操作地耦合至第二複數個切換電晶體。實例實施方案進一步包含一種比較器，其經可操作地耦合至該電容分壓器電路且係可操作以判定與該等電池裝置相關之電壓之間的一差是否滿足一電壓臨限值，其中該電容分壓器電路係進一步可操作以回應於判定該差滿足該電壓臨限值而封鎖對該等電池裝置之一或多者的充電。

Description

充電裝置及充電系統

本實施方案大體上係關於電力系統，且更特定言之，本實施方案係關於一種包含一電容分壓器電路之雙向電池充電系統。

電子裝置(包含行動電子裝置)包含越來越複雜之電力系統。此等電力系統可因足夠電力儲存容量及高效電力輸送特性而變動或缺乏足夠電力儲存容量及高效電力輸送特性。因此，在包含多個電池之系統中，習知系統可能缺乏有效控制及最佳化電力輸送之能力。

控制具有多個電源之一電子系統以有效地將電力輸送至多個電力裝置係有利的。在電源係或包含電池之情況下，減小電子組件之大小及複雜性以降低功耗亦係有利的。在電子裝置係行動裝置之情況下，減小電子組件之大小及複雜性以減小大小及重量以提高便攜性及其類似者亦係有利的。在電池系統中，跨多個電池、電池單元、電池堆疊及其類似者以有效地平衡功耗、充電位準及再充電亦係有利的。因此，期望用於包含一電容分壓器電路之一雙向電池充電系統之一技術解決方案。

實例實施方案包含一種充電裝置，該充電裝置具有：一電 容分壓器電路，其包含可操作地耦合至複數個電池裝置之複數個電池狀態輸入，及可經操作以選擇性充電該等電池裝置之一脈寬調變(PWM)產生器；複數個切換電晶體，其等各者在其一閘極終端處可操作地耦合至複數個PWM控制輸出之一各自PWM控制輸出；及一飛跨電容器，其在其一第一終端處可操作地耦合至第一複數個切換電晶體，在其一第二終端處可操作地耦合至第二複數個切換電晶體。

實例實施方案進一步包含一比較器，其可操作地耦合至該電容分壓器電路且可經操作以判定與該等電池裝置相關之電壓之間的一差是否滿足一電壓臨限值，其中該電容分壓器電路可經進一步操作以回應於判定該差滿足該電壓臨限值而封鎖對該等電池裝置之一或多者之充電。

實例實施方案亦包含一種充電系統，該充電系統具有：一電感充電器，其可操作地耦合至一第一系統節點及其一輸出終端處之一電池節點，該第一系統節點可經操作以供應一第一系統電壓；複數個電池裝置，其等可操作地耦合至一第二系統節點及該電池節點，該第二系統節點可經操作以供應一第二系統電壓；及一充電裝置，其可操作地耦合至該電池節點及該第二系統節點，且該充電裝置包含：一電容分壓器電路，其包含可操作地耦合至複數個電池裝置之複數個電池狀態輸入，及可經操作以選擇性充電該等電池裝置之一脈寬調變(PWM)產生器；複數個切換電晶體，其等各者在其一閘極終端處可操作地耦合至複數個PWM控制輸出之一各自PWM控制輸出；及一飛跨電容器，其在其一第一終端處可操作地耦合至第一複數個切換電晶體，在其一第二終端處可操作地耦合至第二複數個切換電晶體。

實例實施方案亦包含一種充電系統，該充電系統具有：一 電感充電器，其可操作地耦合至一第一系統節點及其一輸出終端處之一第二系統節點，該第一系統節點可經操作以供應一第一系統電壓且該第二系統節點可經操作以供應一第二系統電壓；複數個電池裝置，其等可操作地耦合至該第二系統節點及一電池節點；及一充電裝置，其可操作地耦合至該電池節點及該第二系統節點，且該充電裝置包含：一電容分壓器電路，其包含可操作地耦合至複數個電池裝置之複數個電池狀態輸入，及可經操作以選擇性充電該等電池裝置之一脈寬調變(PWM)產生器；複數個切換電晶體，其等各者在其一閘極終端處可操作地耦合至複數個PWM控制輸出之一各自PWM控制輸出；及一飛跨電容器，其在其一第一終端處可操作地耦合至第一複數個切換電晶體，在其一第二終端處可操作地耦合至第二複數個切換電晶體。

100:充電裝置

110:雙向多電池控制器

120:第一電池輸入/第一輸入節點

122:第二電池輸入/第二輸入節點

130:第一輸出

132:第二輸出

200:裝置

210:電容分壓器電路

212:電池電流輸入

214:電池狀態輸入

220:燃料計電路

234:保護電晶體

236:保護電晶體

240:切換電晶體

242:切換電晶體

244:切換電晶體

246:切換電晶體

250:最大電池差電壓臨限值輸出(ΔVBATmax)

252:電池差電壓輸出(ΔVBAT)

254:最小電池差電壓臨限值輸出(ΔVBATmin)

256:電池電流狀態輸出(IBAT)

258:電池充電狀態輸出(SOC)

260:比較器

262:比較器

270:飛跨電容器

280:第一電池

282:第二電池

300:時序圖

302:時間t0

304:時間t1

306:時間t2

310:電池電壓差波形

320:第一切換電晶體波形

330:第二切換電晶體電壓波形

400:充電系統

402:電感器

404:電池電晶體

410:雙向多電池控制器

420:電感充電器

422:高側降壓電晶體

424:低側降壓電晶體

430:直接充電器

440:第一系統輸入/第一輸入源

442:第二系統輸入/第二輸入源

450:第一系統輸出

452:第二系統輸出

500:充電系統

504:電池電晶體

510:雙向多電池控制器

520:電感充電器

522:高側升壓電晶體

524:低側升壓電晶體

550:第一系統輸出

552:第二系統輸出

Q1D:閘極驅動器輸出終端

Q2D:閘極驅動器輸出終端

Q3D:閘極驅動器輸出終端

Q4D:閘極驅動器輸出終端

在結合附圖審視以下特定實施方案之描述之後，一般技術者將明白本實施方案之此等及其他態樣及特徵，其中： 圖1繪示根據本實施方案之一實例充電裝置。

圖2繪示進一步根據圖1之實例裝置之一實例充電裝置。

圖3繪示根據本實施方案之與實例充電裝置相關聯之一實例時序圖。

圖4繪示根據本實施方案之包含實例充電裝置之一第一實例充電系統。

圖5繪示根據本實施方案之包含實例充電裝置之一第二實例充電系統。

相關申請案之交叉參考

本申請案主張2020年2月25日申請之名稱為「BIDIRECTIONAL CAP DIVIDER FOR BATTERY CHARGING OF MOBILE DEVICES」之美國臨時申請案第62/981,335的優先權，此申請案之全文係以引用的方式併入本文中且用於所有目的，宛如本文中完整地及完全地闡述。

現將參考圖式詳細描述本實施方案，提供圖式作為實施方案之繪示性實例，以使熟習技術者能够實踐熟習技術者明白之實施方案及替代方案。注意，下文圖及實例不意謂將本實施方案之範疇限制為一單一實施方案，而其他實施方案可藉由交換一些或所有所描述或繪示之元件來實施。此外，在可使用已知組件來部分或全部實施本實施方案之某些元件之情況下，將僅描述理解本實施方案所需之此等已知組件之此等部分，且將省略對此等已知組件之其他部分之詳細描述以免使本實施方案不清楚。經描述為實施於軟體中之實施方案不應限於此，而可包含實施於硬體，或軟體與硬體之組合中之實施方案，且反之亦然，如熟習技術者將明白，除非本文中另有指定。在本說明書中，展示一單數組件之一實施方案不應被視為限制；相反地，本發明意欲涵蓋包含複數個相同組件之其他實施方案，且反之亦然，除非本文中另有明確說明。此外，申請人無意將本說明書或申請專利範圍中之任何術語賦予一不尋常或特殊含義，除非如此明確闡述。此外，本實施方案涵蓋本文中依繪示方式提及之已知組件之當前及未來已知等效物。

圖1繪示根據本實施方案之一實例充電裝置。如藉由圖1中之實例所繪示，一實例充電裝置100包含具有一第一電池輸入120、一第 二電池輸入122、一第一輸出130及一第二輸出132之一雙向多電池控制器110。在一些實施方案中，雙向多電池控制器110包含一或多個邏輯或電子裝置，其等包含(但不限於)積體電路、邏輯閘、正反器、閘陣列、可程式化閘陣列及其類似者。

第一電池輸入120可操作地耦合至具有一第一功率容量之一第一電池。在一些實施方案中，第一電池輸入120將第一電池可操作地、可整合地或可拆卸地耦合至雙向多電池控制器110之一或多個感測器，該等感測器可經操作以偵測第一電池之一或多個條件。類似地，第二電池輸入122可操作地耦合至具有一第二功率容量之一第二電池。在一些實施方案中，第二電池輸入122將第一電池可操作地、可整合地或可拆卸地耦合至雙向多電池控制器110之一或多個感測器，該等感測器可經操作以偵測第一電池之一或多個條件。

第一輸出130可操作地耦合至一系統節點、功率輸入節點、功率輸入介面或其類似者。在一些實施方案中，第一輸出130產生具有相對於第二輸出132之一量值之一輸出電壓。在一些實施方案中，第一輸出130之量值係相對於第二輸出132之一比例、比率或其類似者。作為一實例，第一輸出130可輸出具有係第二輸出132處之電壓輸出之一量值之兩倍之一量值的一電壓。在一些實施方案中，雙向多電池控制器110至少部分地基於輸入120及122處相對於彼此之個別電壓來在輸出130及132處產生輸出電壓。在一些實施方案中，雙向多電池控制器110至少部分地基於輸入120及122處相對於一接地電壓、一基準電壓或其類似者之個別電壓來在輸出130及132處產生輸出電壓。

第二輸出132可操作地耦合至一系統節點、功率輸入節 點、功率輸入介面或其類似者。在一些實施方案中，雙向多電池控制器110在第二輸出132處產生與第一輸出130處之一輸出電壓不同之一輸出電壓。應瞭解，雙向多電池控制器110不受限於產生一特定輸出電壓，且除產生一特定輸出電壓之外或代替產生一特定輸出電壓，可產生一特定輸出電流或其類似者。

圖2繪示進一步根據圖1之實例裝置之一實例充電裝置。如藉由圖2中之實例所繪示，一實例裝置200包含雙向多電池控制器110、第一電池輸入120、第二電池輸入122、比例輸出130及輸出132。雙向多電池控制器110包含一電容分壓器電路210、一燃料計電路220、切換電晶體240、242、244及246、比較器260及262、一飛跨電容器270、一第一電池280及一第二電池282。

電容分壓器電路210可經操作以至少部分地回應於來自燃料計電路220之輸入而啟動及撤銷切換電晶體240、242、244及246之一或多者。在一些實施方案中，電容分壓器電路210可經操作以根據一脈寬調變(PWM)模式選擇性啟動或撤銷切換電晶體240、242、244及246之一或多者。在一些實施方案中，電容分壓器電路210包含一或多個邏輯或電子裝置，其等包含(但不限於)積體電路、邏輯閘、正反器、閘陣列、可程式化閘陣列及其類似者。應瞭解，與電容分壓器電路210相關聯之任何電、電子或類似裝置或組件亦可與雙向多電池控制器110或其任何組件相關聯、整合、可整合，或由雙向多電池控制器110或其任何組件替換、補充、互補或其類似者。

在一些實施方案中，電容分壓器電路210包含一系統致能輸入(CSEN)、一第一PWM致能輸入(PWMEN1)，及一第二PWM致能輸 入(PWMEN2)。在一些實施方案中，CSEN係可操作以根據與雙向多電池控制器110、第一電池280及第二電池282之一或多者相關聯的條件、狀態、臨限值或其類似者來啟動或撤銷電容分壓器電路210。在一些實施方案中，PWMEN1及PWMEN2之一或多者係可操作以根據與接收其之一或多個控制信號相關聯的條件、狀態、臨限值或其類似者來啟動或撤銷電容分壓器電路210。在一些實施方案中，PWMEN1及PWMEN2之各者係可操作以獨立啟動或撤銷電容分壓器電路210。在一些實施方案中，PWMEN1及PWMEN2係可操作以回應於接收具有小於或等於零之一量值之一輸入電壓而撤銷電容分壓器電路210。電容分壓器電路210係進一步可操作以接收在一電池電流輸入212處之電池電流輸入及在一電池狀態輸入214處之電池狀態輸入。

燃料計電路220係可操作以判定一或多個電池特性，且產生指示及對應於一或多個電池特性的一或多個電池狀態輸出。在一些實施方案中，燃料計電路220經可操作地耦合至電容分壓器電路210且將電池狀態輸出之一或多者供應至電容分壓器電路。在一些實施方案中，燃料計電路220包含一或多個邏輯或電子裝置，其等包含(但不限於)積體電路、邏輯閘、正反器、閘陣列、可程式化閘陣列，及其類似者。應瞭解，與燃料計電路220相關聯之任何電、電子或類似裝置或組件亦可與雙向多電池控制器110或其任何組件相關聯、整合、可整合，或由雙向多電池控制器110或其任何組件替換、補充、互補，或其類似者。

在一些實施方案中，燃料計電路220包含一系統致能輸入(FSEN)、一最大電池差電壓臨限值輸出(ΔVBATmax)250、一電池差電壓輸出(ΔVBAT)252、一最小電池差電壓臨限值輸出(ΔVBATmin)254、一 電池電流狀態輸出(IBAT)256及一電池充電狀態輸出(SOC)258中之一或多者。在一些實施方案中，燃料計電路220在輸出250、252、254、256及258處產生指示其各自對應特性之一或多個特性電壓、電流，或其類似者。應瞭解，燃料計電路220可產生指示其之任何電、電子或類似特性。

最大電池差電壓臨限值輸出(ΔVBATmax)250指示第一電池280與第二電池282之間之一電壓差之一第一預定量值。在一些實施方案中，燃料計電路220藉由一程式化、閃火或類似操作獲得ΔVBATmax作為一預定值。在一些實施方案中，燃料計電路220包含可操作以將ΔVBATmax儲存為一數位或離散值之一記憶體、暫存器，或其類似者。 電池差電壓輸出(ΔVBAT)252指示第一電池280與第二電池282之間之一電壓差之一電流或實質上電流量值。在一些實施方案中，燃料計電路220至少部分地基於在輸入120及122處獲得之一電壓及與燃料計電路220整合或相關聯之一接地、基準或類似節點來產生ΔVBAT。最小電池差電壓臨限值輸出(ΔVBATmin)254指示第一電池280與第二電池282之間之一電壓差之一第二預定量值。在一些實施方案中，燃料計電路220藉由與相對於ΔVBATmax之一對應操作併發或分離之一程式化、閃火或類似操作獲得ΔVBATmin作為一預定值。在一些實施方案中，燃料計電路220包含可操作以將ΔVBATmax儲存為一數位或離散值之一記憶體、暫存器，或其類似者。在一些實施方案中，燃料計電路220包含可操作以儲存與ΔVBATmin相關聯之對應儲存結構相異之ΔVBATmax之一記憶體、暫存器，或其類似者。

電池電流狀態輸出(IBAT)256指示與第一電池280及第二電池282之一或多者相關聯之一或多個電池電流之一電流狀態。在一些實 施方案中，一或多個電池電流之一或多個狀態至少部分地基於由燃料計電路220在第一電池輸入120及第二電池輸入122處所接收之輸入。在一些實施方案中，IBAT指示通過第一電池280之一同生電流之一比率及通過第二電池282之一同生電流之一比率。因此，在一些實施方案中，IBAT指示通過第一電池280及第二電池282之電流之間的一比例電流係數或其類似者。應瞭解，回應於燃料計電路220藉由其中一或多者電子邏輯組件之一選擇，IBAT可替代地或選擇性地指示通過第一電池280及第二電池282之一單一者之電流。應進一步瞭解，回應於燃料計電路220藉由其中一或多者電子邏輯組件之一選擇，IBAT可替代地或選擇性地指示第一電池280與第二電池282之間的非一比例充電係數關係或除一比例充電係數關係之外之一電流關係。

電池充電狀態輸出(SOC)258指示與第一電池280及第二電池282之一或多者相關聯之一或多個電池單元之一充電狀態。在一些實施方案中，一或多個電池充電之一或多個狀態至少部分地基於由燃料計電路220在第一電池輸入120及第二電池輸入122處所接收之輸入。在一些實施方案中，SOC指示第一電池280處之一同時充電之一比率及第二電池282處之一同時充電之一比率。因此，在一些實施方案中，SOC指示第一電池280及第二電池282處之電荷之間的一比例充電係數或其類似者。應瞭解，回應於燃料計電路220藉由其中一或多者電子邏輯組件之一選擇，SOC可替代地或選擇性地指示第一電池280及第二電池282之一單一者或其一特定單元或堆疊處之充電。應進一步理解，回應於燃料計電路220藉由其中一或多者電子邏輯組件之一選擇，SOC可替代地或選擇性地指示第一電池280與第二電池282之間的非一比例充電係數關係或除一比例充電係數關係之外 之一充電關係。

切換電晶體240、242、244及246在其各自閘極終端處可各操作地耦合至電容分壓器電路210。在一些實施方案中，切換電晶體240、242、244及246之各閘極終端分別耦合至電容分壓器電路之一閘極驅動器輸出終端。因此，在一些實施方案中，切換電晶體240可操作地耦合至閘極驅動器輸出終端Q4D，切換電晶體242可操作地耦合至閘極驅動器輸出終端Q3D，切換電晶體244可操作地耦合至閘極驅動器輸出終端Q2D，且切換電晶體246可操作地耦合至閘極驅動器輸出終端Q1D。在一些實施方案中，切換電晶體240、242、244及246可操作地串聯耦合於一系統電壓節點與一接地、基準或類似節點之間的其等源極及汲極終端處。作為一實例，切換電晶體240在其一汲極終端處連接至一系統電壓節點且在其一源極終端處連接至切換電晶體242；切換電晶體242在其一汲極終端處連接至切換電晶體240且在其一源極終端處連接至切換電晶體244；切換電晶體244在其一汲極終端處連接至切換電晶體242且在其一源極終端處連接至切換電晶體246；且切換電晶體246在其一汲極終端處連接至切換電晶體244且在其一源極終端處連接至基準、接地或類似節點。

比較器260可經操作以產生指示是否已滿足一最大電壓條件臨限值之一電壓差狀態信號。在一些實施方案中，比較器260可經操作以判定是否已同時滿足最大電壓條件與電容分壓器電路210之操作。在一些實施方案中，比較器260在其一輸出終端處可操作地耦合至電容分壓器電路210之PWMEN1，在其一反相輸入處耦合至ΔVBATmax輸出250，且在其一非反相輸入處耦合至ΔVBAT輸出252。

比較器262可經操作以產生指示是否已滿足一最小電壓條 件臨限值之一電壓差狀態信號。在一些實施方案中，比較器262可經操作以判定是否已同時滿足最小電壓條件與電容分壓器電路210之操作。在一些實施方案中，比較器262在其一輸出終端處可操作地耦合至電容分壓器電路210之PWMEN2，在其一反相輸入處耦合至ΔVBAT輸出252，且在其一非反相輸入處耦合至ΔVBATmin輸出254。

飛跨電容器270可經操作以回應於選擇性啟動及撤銷切換電晶體240、242、244及246之一或多者而完成各種電流路徑。在一些實施方案中，電容分壓器電路210可經操作以根據一PWM切換循環選擇性地及交替地啟動及撤銷切換電晶體對。在一些實施方案中，電容分壓器電路210可經操作以選擇性啟動及撤銷作為一第一對之切換電晶體240及244，且可經操作以選擇性啟動及撤銷作為一第二對之切換電晶體242及246。 因此，在一些實施方案中，在啟動切換電晶體240及244且撤銷切換電晶體242及246之一第一啟動狀態中，飛跨電容器270產生自基準、接地或類似節點耦合飛跨電容器270之一第一電流路徑。此外，在一些實施方案中，在啟動切換電晶體242及246且撤銷切換電晶體240及242之一第二啟動狀態中，飛跨電容器270產生使飛跨電容器解耦合至基準、接地或類似節點之一第二電流路徑。

第一電池280及第二電池282各包含用於接收、儲存及分配輸入功率之至少一者之一或多個電、電子、機電、電化學或類似裝置或系統。在一些實施方案中，第一電池280及第二電池282各包含一或多個電池堆疊。在一些實施方案中，第一電池280及第二電池282各包含鋰離子儲存或類似能量儲存。在一些實施方案中，第一電池280及第二電池282各包含與雙向多電池控制器110整合、可整合或可分離。在一些實施方案 中，第一電池280及第二電池282各包含與雙向多電池控制器110不同或完全地整合、可整合或可分離之複數個電池單元。在一些實施方案中，第一電池280及第二電池282可操作地串聯耦合。因此，在一些實施方案中，第一電池280在其一第一終端處可操作地耦合至第一輸入節點120且在其一第二終端處耦合至第二輸入節點122。此外，在一些實施方案中，第二電池282在其一第一終端處可操作地耦合至第二輸入節點122且在其一第二終端處耦合至接地、基準或類似節點。在一些實施方案中，第一輸出130及第二輸出132之至少一者包含一各者保護電晶體234或236。在一些實施方案中，一保護電晶體包含可操作地耦合於其一源極與一汲極終端之間的一電阻元件或類似元件。在一些實施方案中，電阻元件或類似元件係或包含一保險絲或其類似者。

圖3繪示根據本實施方案之與實例充電裝置相關聯之一實例時序圖。如藉由圖3中之實例所繪示，一實例時序圖300包含一電池電壓差波形310、一第一切換電晶體波形320及一第二切換電晶體波形330。在一些實施方案中，回應於對應及併發啟動及撤銷分別自Q4D及Q2D所接收之信號，第一切換電晶體波形320與切換電晶體240及244之對應及併發切換狀態相關聯。作為一實例，電容分壓器電路210同時或實質上同時啟動及撤銷切換電晶體240及244。在一些實施方案中，應於對應及併發啟動及撤銷分別自Q3D及Q1D所接收之信號，第二切換電晶體波形330與切換電晶體242及246之對應及併發切換狀態相關聯。作為一實例，電容分壓器電路210根據一工作循環與第一切換電晶體波形320之一工作循環實質上相反、實質上反轉或其類似者來同時或實質上同時啟動及撤銷切換電晶體242及246。

在時間t0 302之前，電池電壓差波形310在ΔVBATmin上方且朝向ΔVBATmax上升。同時，第一切換電晶體波形320根據一第一工作循環在一低狀態與一高狀態之間交替，且第二切換電晶體波形330根據一第二工作循環與第一切換電晶體波形320之一工作循環實質上相反、實質上反轉或其類似者來在一高狀態與一低狀態之間交替。

在時間t0 302，電池電壓差波形310在ΔVBATmin上方，達到ΔVBATmax，且繼續升高超過ΔVBATmax。同時，第一切換電晶體波形320根據一第一工作循環停止在一低狀態與一高狀態之間交替，且第二切換電晶體波形330根據一第二工作循環與第一切換電晶體波形320之一工作循環實質上相反、實質上反轉或其類似者來停止在一高狀態與一低狀態之間交替。在一些實施方案中，電容分壓器電路藉由撤銷切換電晶體240、242、244及246之至少一者來停止交替波形320與330。據此回應，ΔVBAT自一最大值開始下降。在一些實施方案中，ΔVBAT在一延遲週期之後自其最大值開始下降。在一些實施方案中，延遲週期係或與對應於操作一電感充電器或其類似者之一滯後延遲相關聯。

在時間t1 304，電池電壓差波形310下降至ΔVBATmax且繼續下降至ΔVBATmax以下。同時，第一切換電晶體波形320根據一第一工作循環在一低狀態與一高狀態之間重新開始交替，且第二切換電晶體波形330根據一第二工作循環與第一切換電晶體波形320之一工作循環實質上相反、實質上反轉或其類似者來在一高狀態與一低狀態之間重新開始交替。

在時間t2 306，電池電壓差波形310達到ΔVBATmin，且繼續下降超過ΔVBATmin。同時，第一切換電晶體波形320根據一第一工作 循環停止在一低狀態與一高狀態之間交替，且第二切換電晶體波形330根據一第二工作循環與第一切換電晶體波形320之一工作循環實質上相反、實質上反轉或其類似者來停止在一高狀態與一低狀態之間交替。在一些實施方案中，電容分壓器電路藉由撤銷切換電晶體240、242、244及246之至少一者來停止交替波形320與330。應瞭解，雙向多電池控制器110可在未進入時間t2 306處所指示之狀態的情況下操作。因此，在一些實施方案中，雙向多電池控制器110可維持超過ΔVBATmin之操作，且在包含ΔVBAT升高超過ΔVBATmax之條件下調節其操作，以返回至其中ΔVBAT在ΔVBATmax與ΔVBATmin之間之一操作模式。

圖4繪示根據本實施方案之包含實例充電裝置之一第一實例充電系統。如藉由圖4中之實例所繪示，一實例充電系統400包含第一電池280、第二電池282、一雙向多電池控制器410、一電感充電器420、一直接充電器430、一第一系統輸入440、一第二系統輸入442、一第一系統輸出450，及一第二系統輸出452。

雙向多電池控制器410對應於雙向多電池控制器110，其中第一輸出130經可操作地耦合至第二系統輸出452，且第二輸出132經可操作地耦合至第一系統輸出450。在一些實施方案中，第一電池輸入120經可操作地耦合至直接充電器430及第二系統輸出452。在一些實施方案中，第二電池輸入122在經安置於第一電池280與第二電池282之間之一電池節點處經可操作地耦合至第一電池280及第二電池282。在一些實施方案中，第一電池280及第二電池282係可操作地串聯耦合於第二系統輸出452與一接地、基準或類似節點之間。

電感充電器420係可操作以將一調節功率輸出提供至第一 系統輸出450。在一些實施方案中，電感充電器420包含一電感器402、一高側降壓電晶體422、一低側降壓電晶體424，及一電池電晶體404。在一些實施方案中，電池電晶體404在其一汲極終端處經可操作地耦合至第一系統輸出450，且在其一源極終端處經耦合至第一電池280及第二電池282。

直接充電器430係可操作以將預定充電功率直接提供至第一電池280及第二電池282中之一或多者。在一些實施方案中，預定充電功率具有一或多個電壓、電流，或類似特性。在一些實施方案中，預定充電功率具有對應於USB、USB-C、USB-C電力輸送(PD)或其類似者之一或多個功率特性。在一些實施方案中，直接充電器430係或包含兩個背對背二極體支持之切換電晶體。

第一系統輸入440可經操作以接收來自一第一輸入源之輸入功率。在一些實施方案中，第一輸入源440可操作地耦合至一無線充電電路、墊、線圈或其類似者。在一些實施方案中，第一系統輸入440可操作地耦合至兩個背靠背二極體支持之切換電晶體。第二系統輸入442可經操作以接收來自第二輸入源之輸入功率。在一些實施方案中，第二輸入源442可操作地耦合至一USB埠、一USB-C埠、一USB-C電力輸送(PD)埠或其類似者。在一些實施方案中，第二系統輸入442可操作地耦合至直接充電器430及二極體支持之切換電晶體。

圖5繪示根據本實施方案之包含實例充電裝置之一第二實例充電系統。如藉由圖5中之實例所繪示，一實例充電系統500包含第一電池280、第二電池282、直接充電器430、第一系統輸入440、第二系統輸入442、一雙向多電池控制器510、一電感充電器520、一第一系統輸出 550及一第二系統輸出552。

雙向多電池控制器510對應於雙向多電池控制器110，其中第一輸出130可操作地耦合至第一系統輸出550且第二輸出132可操作地耦合至第二系統輸出552。在一些實施方案中，第一電池輸入120可操作地耦合至直接充電器430。在一些實施方案中，第二電池輸入122在安置於第一電池280與第二電池282之間的一電池節點處可操作地耦合至第一電池280及第二電池282。在一些實施方案中，第二電池輸入122可操作地耦合至第二系統輸出552。

電感充電器520可經操作以將一調節功率輸出提供至第一系統輸出550。在一些實施方案中，電感充電器520包含高側降壓電晶體422、低側降壓電晶體424、一電池電晶體504、一高側升壓電晶體522及一低側升壓電晶體524。在一些實施方案中，電池電晶體504在其一汲極終端處可操作地耦合至第一系統輸出550且在其一源極終端處耦合至第二系統輸出552。

本文中所描述之標的有時繪示含於其他不同組件內或與其他組件連接之不同組件。應瞭解，此等描繪架構係為了說明，且事實上可實施達成相同功能之諸多其他架構。在一概念意義上，達成相同功能之組件之任何配置經有效「相關聯」以達成所要功能。因此，本文中經組合以達成一特定功能之任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」以達成所要功能，不管架構或中間組件如何。同樣地，如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「可操作地連接」或「可操作地耦合」以達成所要功能，且能够如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「可操作地耦合」以達成所要功能。「可操作地耦合」之具體實例包含(但不限於)可實體配合及/或實 體互動組件及/或可無線互動及/或無線互動組件及/或邏輯互動及/或可邏輯互動組件。

關於在本文中使用複數及/或單數術語，熟習技術者可根據背景及/或應用將複數轉化為單數及/或將單數轉化為複數。為清楚起見，本文中可明確闡述各種單數/複數排列。

熟習技術者應瞭解，一般而言，本文中且尤其是隨附申請專利範圍(例如隨附申請專利範圍之主體)中所使用之術語一般意欲為「開放式」術語(例如術語「包含」應被解譯為「包含(但不限於)」，術語「具有」應被解譯為「至少具有」，等等)。

儘管圖及描述可繪示方法步驟之一特定順序，但此等步驟之順序可不同於所描繪及描述之順序，除非上文指定不同。此外，兩個或更多個步驟可同時執行或與部分併發執行，除非上文指定不同。例如，此變動可取決於所選軟體及硬體系統及設計者之選擇。所有此等變動係在揭示內容之範疇內。同樣地，所描述之方法之軟體實施方案可藉由具有基於規則之邏輯及其他邏輯之標準程式化技術來實現，以實現各種連接步驟、處理步驟、比較步驟及決策步驟。

熟習技術者應進一步瞭解，若想要一引入請求項敘述之一特定數目，則此一意圖將明確敘述於請求項中，且若無此敘述，則不存在此意圖。例如，為了幫助理解，以下隨附申請專利範圍可含有使用引入性片語「至少一」及「一或多個」來引入請求項敘述。然而，此等片語之使用不應被解釋為隱含由不定冠詞「一」引入一請求項敘述將含有此引入請求項敘述之任何特定請求項限制於僅含有一個此敘述之發明，即使相同請求項包含引入性片語「一或多個」或「至少一」及諸如「一」之不定冠詞 (例如，「一」通常應被解譯為意謂「至少一」或「一或多個」)；此同樣適用於用於引入請求項敘述之定冠詞之使用。另外，即使明確敘述一引入請求項之一特定數目，但熟習技術者亦應認識到，此敘述通常應被解譯為意謂至少敘述數目(例如，無其他修飾語之「兩個敘述」之裸敘述通常意謂至少兩個敘述或兩個或更多個敘述)。

此外，在其中使用類似於「A、B及C之至少一者，等等」之一慣例之例項中，此一構造一般意指熟習技術者通常所理解之意義(例如，「具有A、B及C之至少一者之一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A及B、同時具有A及C、同時具有B及C及/或同時具有A、B及C之系統，等等)。在其中使用類似於「A、B或C之至少一者，等等」之一慣例之例項中，此一構造一般意指熟習技術者通常所理解之意義(例如，「具有A、B或C之至少一者之一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、同時具有A及B、同時具有A及C、同時具有B及C及/或同時具有A、B及C之系統，等等)。熟習技術者應進一步瞭解，無論在[實施方式]、申請專利範圍或圖式中，呈現兩個或更多個替代項之任何析取用語及/或片語應被理解為考量包含項之一者、兩個項之任一者或兩個項之可能性。例如，片語「A或B」應被理解為包含「A」或「B」或「A及B」之可能性。

此外，除非另有說明，否則使用用語「近似」、「大約」、「約」、「實質上」等等意謂正或負百分之十。

繪示性實施方案之以上描述已被呈現用於說明及描述。關於所揭示之精確形式，本發明不意欲係詳盡的或限制，且鑑於上文教示可進行修改及變動，或可自實踐所揭示之實施方案獲得修改及變動。本發明 之範疇意欲由其隨附申請專利範圍及其等效物界定。

100:充電裝置

110:雙向多電池控制器

120:第一電池輸入/第一輸入節點

122:第二電池輸入/第二輸入節點

130:第一輸出

132:第二輸出

Claims (8)

1. 一種充電裝置，其包括：電容分壓器電路，其包含可操作而可耦合至複數個電池裝置之複數個電池狀態輸入(battery state input)，及可操作以選擇性充電上述電池裝置之脈寬調變(PWM)產生器；複數個切換電晶體，其等各者於其閘極終端，可操作地耦合至複數個PWM控制輸出之各自之PWM控制輸出；及飛跨電容器(flying capacitor)，其於其第一終端，可操作地耦合至第一複數個上述切換電晶體，於其第二終端，可操作地耦合至第二複數個上述切換電晶體；第一比較器，其係可操作地耦合至上述電容分壓器電路，且係可操作以判定與上述電池裝置相關之電壓之間之第一差是否滿足第一電壓臨限值；及第二比較器，其係可操作地耦合至上述電容分壓器電路，且係可操作以判定與上述電池裝置相關之電壓之間之第二差是否滿足第二電壓臨限值，其中上述電容分壓器電路係進一步可操作為：回應於判定上述第一差滿足上述電壓臨限值，而封鎖對上述電池裝置中之一者或多者的充電，且其中上述第二電壓臨限值係最小之裝置電壓臨限值，且判定上述第二差滿足上述第二電壓臨限值係包括判定上述第二差小於上述電壓臨限值。
2. 如請求項1之裝置，其中上述電容分壓器電路係進一步可操作為：回應於判定上述第一差滿足上述第一電壓臨限值，或回應於判定上述第二差滿足上述第二電壓臨限值，而封鎖對上述電池裝置中之一者或多者的充電。
3. 一種充電系統，其包括：電感充電器，其係可操作地耦合至第一系統節點及於其輸出終端之電池節點，上述第一系統節點係可操作以供應第一系統電壓；複數個電池裝置，其等係可操作地耦合至第二系統節點及上述電池節點，上述第二系統節點係可操作以供應第二系統電壓；及充電裝置，其係可操作地耦合至上述電池節點及上述第二系統節點，且包含：電容分壓器電路，其包含可操作而可耦合至複數個電池裝置之複數個電池狀態輸入，及可操作以選擇性充電上述電池裝置之脈寬調變(PWM)產生器，複數個切換電晶體，其等各者於其閘極終端，可操作地耦合至複數個PWM控制輸出之各自之PWM控制輸出，及飛跨電容器，其於其第一終端，可操作地耦合至第一複數個上述切換電晶體，於其第二終端，可操作地耦合至第二複數個上述切換電晶體。
4. 如請求項3之系統，其中上述充電裝置進一步包括：第一比較器，其經可操作地耦合至上述電容分壓器電路，且係可操 作以判定與上述電池裝置相關之電壓之間之第一差是否滿足第一電壓臨限值；及第二比較器，其經可操作地耦合至上述電容分壓器電路，且係可操作以判定與上述電池裝置相關之電壓之間之第二差是否滿足第二電壓臨限值。
5. 如請求項4之系統，其中上述電感充電器係降壓充電器(buck charger)。
6. 一種充電系統，其包括：電感充電器，其經可操作地耦合至第一系統節點及其輸出終端處之第二系統節點，上述第一系統節點係可操作以供應第一系統電壓，且上述第二系統節點係可操作以供應第二系統電壓；複數個電池裝置，其等經可操作地耦合至上述第二系統節點及電池節點；及充電裝置，其經可操作地耦合至上述電池節點及上述第二系統節點，且包含電容分壓器電路，其包含經可操作地耦合至複數個電池裝置之複數個電池狀態輸入，及可操作以選擇性充電上述電池裝置之脈寬調變(PWM)產生器，複數個切換電晶體，其等各者在其閘極終端處經可操作地耦合至複數個PWM控制輸出之各自PWM控制輸出，及飛跨電容器，其在其第一終端處經可操作地耦合至第一複數個上 述切換電晶體，在其第二終端處經可操作地耦合至第二複數個上述切換電晶體。
7. 如請求項6之系統，其中上述充電裝置進一步包括：第一比較器，其經可操作地耦合至上述電容分壓器電路，且係可操作以判定與上述電池裝置相關之電壓之間之第一差是否滿足第一電壓臨限值；及第二比較器，其經可操作地耦合至上述電容分壓器電路，且係可操作以判定與上述電池裝置相關之電壓之間之第二差是否滿足第二電壓臨限值。
8. 如請求項7之系統，其中上述電感充電器係升降壓充電器(buck-boost charger)。