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    本發明公開了移動裝置及其諧振電源管理的各種實施方式。在一實施方式中，移動裝置包括電源管理單元(PMU)，該電源管理單元包括諧振逆變器、多個AC/DC轉換器和被配置為將AC電從諧振逆變器路由至多個AC/DC轉換器的AC匯流排。諧振逆變器將來自電源的DC電轉換為AC電，該AC電由AC/DC轉換器轉換為DC電並提供給移動裝置的負載。在另一實施方式中，用於移動裝置的電源管理方法包括由移動裝置的PMU監控移動裝置的工作模式，以及回應移動裝置的工作模式變化來調節PMU的AC配電網路的諧振逆變器的輸出頻率。
    公开号:TW201324118A
    申请号:TW101132878
    申请日:2012-09-07
    公开日:2013-06-16
    发明作者:Der Lee Reinierus Hendricus Maria Van；Kerry Thompson
    申请人:Broadcom Corp；
    IPC主号:H02M7-00
    专利说明:
    移動裝置及其電源管理的方法
    本發明涉及一種諧振電源管理架構。
    許多移動裝置利用電源管理單元(PMU)來管理數位平臺的電源功能。當前PMU拓撲結構利用DC/DC轉換器和線性或低壓差(LDO)穩壓器的混合來分配直流(DC)電。使用這種PMU拓撲結構時的能量損耗可以是系統能耗的25%。移動裝置以及電池電源的性能受這些損耗的限制。增加對PMU的負荷需求可能會放大對性能的不利影響。
    本發明提供了一種移動裝置，包括：電源；以及電源管理單元(PMU)，其包括AC配電網路，所述AC配電網路包括：諧振逆變器(inverter)，其被配置為將來自電源的DC電轉換為交流(AC)電；多個AC/DC轉換器，其分佈在所述PMU周圍，每個AC/DC轉換器被配置為將來自所述諧振逆變器的AC電轉換為DC電，所述DC電被提供給所述移動裝置的負載；以及AC匯流排，其被配置為將AC電從所述諧振逆變器路由至所述多個AC/DC轉換器。
    上述移動裝置中，所述PMU被配置為基於所述移動裝置的工作模式來調節由所述諧振逆變器提供的AC電的頻率。
    上述移動裝置中，當所述PMU從工作模式進入睡眠模式時，所述AC電的頻率降低。
    上述移動裝置中，所述AC電的頻率在從約2 MHz到約8 MHz的範圍內變化。
    上述移動裝置中，所述諧振逆變器被配置為在調節所述AC電的頻率時，調節所述諧振逆變器的諧振電路電容。
    上述移動裝置中，所述諧振逆變器包括在所述諧振逆變器的所述諧振電路中的多個切換電容器。
    上述移動裝置中，所述PMU包括多個諧振逆變器，所述多個諧振逆變器被配置為將來自電源的DC電轉換為多相AC電，其中，所述AC匯流排被配置為將AC電從每個諧振逆變器路由至所述多個AC/DC轉換器的定義組。
    上述移動裝置中，所述多個AC/DC轉換器的組被定義為平衡所述多個諧振逆變器之間的負荷。
    上述移動裝置中，所述PMU還包括線性穩壓器，所述線性穩壓器耦接至至少一個AC/DC轉換器的輸出端，以減小提供給所述負載的DC電的波動。
    上述移動裝置中，所述多個AC/DC轉換器中的至少一個被配置為將所述移動裝置的相應負載與所述AC匯流排隔離。
    上述移動裝置中，所述移動裝置是移動電話或電子板。
    本發明提供了一種用於移動裝置的電源管理的方法，包括：由所述移動裝置的電源管理單元(PMU)監控所述移動裝置的工作模式；以及回應所述移動裝置的所述工作模式的變化，調節所述PMU的AC配電網路的諧振逆變器的輸出頻率。
    上述方法中，所述工作模式的變化包括所述移動裝置進入睡眠模式。
    上述方法中，調節所述諧振逆變器的輸出頻率包括：改變所述諧振逆變器的諧振電路的諧振頻率；以及調節所述諧振逆變器的切換頻率。
    上述方法中，調節諧振電路電容來改變所述諧振頻率。
    上述方法中，調節諧振電路電感來改變所述諧振頻率。
    上述方法中，不調節所述AC配電網路的多個諧振逆變器中的至少一個的輸出頻率，以回應所述移動裝置的所述工作模式的變化。
    本發明還提供了一種移動裝置，包括：電源管理單元(PMU)，其包括AC配電網路，所述AC配電網路包括：諧振逆變器，其被配置為將來自電源的DC電轉換為AC電；以及多個AC/DC轉換器，其分佈在所述PMU周圍，每個AC/DC轉換器被配置為將來自所述諧振逆變器的AC電轉換為DC電，所述DC電被提供給所述移動裝置的負載；其中，所述PMU被配置為：監控所述多個AC/DC轉換器中的至少一部分的DC電輸出；以及至少部分基於所監控的DC電輸出來調節來自所述諧振逆變器的AC電。
    上述移動裝置中，調節所述諧振逆變器的DC偏置。
    上述移動裝置中，所述PMU還被配置為至少部分基於其相應DC電輸出來調節所述AC/DC轉換器的切換。
    參照以下附圖能更好地理解本發明的多個方面。附圖中的部件不一定成比例，而是將重點放在明確示出本發明的原理。另外，在附圖中，遍及幾個示圖，類似附圖標記表示對應部分。
    參照圖1，其示出了移動裝置100(諸如但不限於，移動電話、個人數位助理(PDA)、膝上型電腦、電子板或包括獨立電源121(例如，諸如電池或其他可充電電源)的其他電子裝置)的示意性框圖。移動裝置100包括至少一個處理電路或晶片上系統(SoC)，例如，其具有處理器103(例如，系統處理器)和記憶體106，二者均耦接至本地介面109。處理器103可表示多個處理器103，以及記憶體106可表示分別在並行處理電路中工作的多個記憶體106。可以理解，移動裝置100包括其他部件(例如，鍵盤、顯示器、揚聲器、麥克風、放大器、介面、開關、天線等)來實現移動裝置100的功能。可以理解，本地介面109例如可包括具有附帶的位址/控制匯流排的資料匯流排或其他匯流排結構。
    記憶體106中存儲有資料和可由處理器103執行的服務部分。具體地，裝置應用112和可由移動裝置100實施的潛在其他應用存儲在記憶體106中，並可由處理器103執行。另外，作業系統115可被存儲在記憶體106內，並可由處理器103執行。記憶體106中還可存儲有資料庫118和其他資料。
    需要理解，可以有存儲在記憶體106中並可由處理器103執行的其他應用，這是可以理解的。在本文所討論的任何部件均以軟體的形式實施的情況下，例如，可採用多種編程語言中的任何一種，諸如C、C++、C#、Objective C、Java、Java Script、Perl、PHP、Visual Basic、Python、Ruby、Delphi、Flash或其他編程語言。
    移動裝置100還包括管理移動裝置100及其部件的電源功能的電源管理單元(PMU)130。PMU 130可以是單獨的積體電路或可包括在SoC中作為其一部分。PMU 130包括至少一個處理電路，例如，其具有微控制器133和記憶體136，兩者均與內部介面139耦接。微控制器133可表示多個微控制器133，以及記憶體136可表示分別在並行處理電路中工作的多個記憶體136。另外，PMU 130例如可包括諧振逆變器142、一個或多個交流到直流(AC/DC)轉換器145、電源(例如，電池)充電器148、即時時鐘、類比/數位(A/D)轉換器和/或與內部介面139耦接的其他部件。可以理解，內部介面139例如可包括具有附帶的位址/控制匯流排的資料匯流排、串列匯流排或其他匯流排結構。在某些實施方式中，移動裝置100可包括備用電池來向PMU 130提供備用電源。
    記憶體136中存儲有資料和可由微控制器133執行的服務部分。具體地，用於移動裝置100的電源管理服務154以及用於PMU 130的診斷服務157和PMU 130的其他應用160被存儲在記憶體136中，並可由微控制器133執行。記憶體136中還可存儲有資料庫和其他資料。記憶體136可包括位於PMU 130外部且可被PMU 130存取的記憶體。可以理解，可以有存儲在記憶體136中且可由微控制器133執行的其他應用。在本文所討論的任何部件以軟體形式實施的情況下，可採用多種編程語言中的任何一種。
    記憶體106和136在本文中被定義為包括易失性和非易失性記憶體以及資料存儲部件。易失性部件是斷電後不保留數據值的部件。非易失性部件是斷電後保留數據的部件。因此，記憶體106和136例如可包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、硬碟驅動器、固態驅動器、USB快閃記憶體驅動器、經由記憶體讀卡器存取的存儲卡、經由光碟驅動器存取的光碟和/或其他存儲部件或者這些存儲部件的任何兩個或多個的組合。另外，RAM例如可包括靜態隨機存取記憶體(SRAM)、動態隨機存取記憶體(DRAM)或磁性隨機存取記憶體(MRAM)和其他這類裝置。ROM例如可包括可編程唯讀記憶體(PROM)、可擦除可編程唯讀記憶體(EPROM)、電可擦除可編程唯讀記憶體(EEPROM)或其他類似存儲裝置。
    例如，PMU 130可協調管理功能，諸如監控電力使用和用電費用，電源充電，控制配電，調節即時時鐘和控制省電功能(諸如移動裝置100的部件和/或移動裝置100本身的待機、休眠、睡眠和關機)。另外，例如PMU 130可執行其他功能或特徵，諸如移動裝置100的自適應電源管理、通過高電平狀態命令與處理器103通信、電源類型的識別、用於診斷的PMU 130自測等。服務可由微控制器133執行，以實施所述功能。
    參照圖2A，其示出了PMU 130的AC配電網路200的一個實例。AC配電網路200包括將來自電源121(例如，電池)的DC電轉換為AC電的諧振逆變器142，該AC電經由AC匯流排203被提供給一個或多個AC/DC(交流到直流)轉換器145。例如，諧振逆變器142可向一個或多個AC/DC轉換器145提供準正弦AC電壓。提供準正弦AC電壓可減小來自AC配電網路200的雜訊和干擾。AC/DC轉換器145將來自AC匯流排203的AC電轉換為DC電，該DC電被提供給移動裝置100的一個或多個負載。儘管圖1中的AC匯流排203被示出為具有通向每個AC/DC轉換器145的分支的主路線，但可以理解，也可使用其他配置。例如，AC/DC轉換器145可分組到PMU 130中的不同位置。單獨路線可被路由至分組中具有通向每個AC/DC轉換器145的分支的分組。另外，AC匯流排203的路線和分支的大小可基於所設計的在移動裝置100運行期間的電流來確定，以減少壓降或使其最小化。在某些實施方式中，可遮罩某些或所有AC匯流排203，以減小對PMU 130中的其他電路的干擾。通過使用單個諧振逆變器142和AC/DC轉換器，AC配電網路200可在提供多個DC輸出的同時而實施有單個電感器。
    在某些實施方式中，AC配電網路200包括被配置為將來自電源121的DC電轉換為具有兩個或多個相位的多相AC電的多個諧振逆變器142。接下來參照圖2B，其示出了具有兩個諧振逆變器142的另一AC配電網路200的一個實例。每個諧振逆變器142將來自電源121的DC電轉換為同頻率的AC電，但兩個AC輸出之間存在相位差。從每個諧振逆變器142將AC電提供給不同分組的一個或多個AC/DC轉換器145。通過控制諧振逆變器142的AC輸出之間的相位差，可平滑對電源121的電流需求，從而降低由電源121所見的峰值電流水準(和發熱)。由每個諧振逆變器142提供的AC/DC轉換器145可被分組以平衡諧振逆變器142的負荷。
    在某些實施方式中，AC/DC轉換器145(例如，提供高負荷應用)可從具有不同相移的多個諧振逆變器142接收多相AC電。在其他實施方式中，諧振逆變器142可提供不同頻率的AC電。例如，若與一組AC/DC轉換器145相關聯的移動裝置負載已進入睡眠或低功率模式，則向該組提供AC電的諧振逆變器142可以較低頻率(例如，500 kHz)運行，以在不對移動裝置負載產生不利影響的情況下降低損耗。其他諧振逆變器142可在相應負載的正常工作期間以較高頻率向其AC/DC轉換器145的分組提供電力。諧振逆變器142的較低頻率可使損耗和發熱減少，以及減小對PMU 130中的其他電路的干擾。
    參照圖3的(a)和圖3的(b)，其示出了可被用於使用半橋逆變器303將DC電轉換為AC電的諧振逆變器142的實例的圖形表示。半橋逆變器提供了簡單設計，其可實施有最少量的部件。可以理解，其他實施方式中也可使用其他諧振逆變器的實施方式(例如，全橋逆變器)。半橋逆變器303的切換由PMU 130控制，從而以與諧振電路306對應的諧振頻率向諧振電路306(例如，Cp和Lp)提供變化的DC電壓(方波)。諧振電路306產生的輸出提供準正弦AC輸出。該AC電壓的振幅基於電源121，並可通過半橋逆變器303的切換來控制。如圖3的(a)所示，諧振逆變器142a的AC輸出可在地電位左右交替。在其他實施方式中，AC輸出可被偏移可控的DC偏置量。例如，諧振逆變器142b的AC輸出可被偏移電源121的電壓電平，如圖3的(b)所示。這樣，可以產生高達兩倍的電源電壓電平的峰值電壓電平，且因此可向諧振逆變器142提供升壓功能。在某些實施方式中，可使用線性穩壓器或其他適用電路來控制DC偏置量。
    在某些實施方式中，AC電的頻率可以是從約200 kHz到約10 MHz以上的範圍。通過在從約2 MHz到約8 MHz的範圍內工作，可減小AC配電網路的大小。這與AC配電網路部件的切換損耗平衡，從而確定了預期工作頻率。諧振逆變器142的輸出頻率被諧振電路306(例如，Cp和Lp)的諧振頻率和逆變器303的切換控制。若諧振電路306包括固定的電容和電感單元，則諧振逆變器142的頻率基於Cp和Lp以及啟動諧振電路306的半橋逆變器303的適當切換而固定。若諧振電路306包括可變電容和/或電感元件，則可通過改變諧振電路306的諧振頻率以及相應改變半橋逆變器303的切換狀態來調節諧振逆變器142的頻率。例如，圖3的電容器Cp可表示多個切換電容器。通過對將哪個電容器切換進電路進行控制，諧振頻率可以步進方式變化。電感器Lp還可表示抽頭(或可變)電感器。通過控制諧振電路306中的電感量，可改變諧振頻率。在某些實施方式中，電容和電感均可隨著啟動諧振電路306的半橋逆變器303的切換而變化。
    AC配電網路200(圖2A和圖2B)包括被配置為將來自諧振逆變器142的AC電轉換為DC電的AC/DC轉換器145，該DC電被提供給移動裝置100的一個或多個負載。AC/DC轉換器145例如可包括無損切換電容器功率轉換器。圖4的(a)示出了簡單無損切換電容器功率轉換器145a的一個實例，該簡單無損切換電容器功率轉換器145a通過開關(SW1)來控制電容器電壓(VC)，以將從AC匯流排203(圖2A和圖2B)獲得的AC電轉換為DC電。如圖4的(b)所示，當AC匯流排203上的AC電壓(VAC)403與電容器電壓(VC)406匹配時，開關裝置SW1(例如，電晶體)開啟，從而當電力被提供給與AC/DC轉換器145a連接的負載時允許電容器充電(IIN)。當VC 406達到基準電壓(VR)409時，開關裝置SW1關閉，且電容器向所連接的負載供電。重複該迴圈，以將電容器電壓保持在負載的工作頻帶內。可以理解，當以較高頻率提供AC電時，VC 406表現出較小變化。在某些實施方式中，可通過每次迴圈開啟開關兩次來對準正弦AC電整流，以提供附加充電能力。當移動裝置處於由移動裝置100可承受較大電壓變化的睡眠模式或休眠模式時，可使用較低頻率。減少切換也會減少PMU 130的損耗和發熱(圖2A和圖2B)。通過在PMU 130中使用AC配電網路200，可獲得90%以上的總效率。
    使用AC配電網路200還允許將負DC電壓提供給移動裝置100的負載。例如，若由諧振逆變器142提供的AC電在零伏左右交替，則可切換AC/DC轉換器145的開關裝置SW1，以保持負電容器電壓(VC)，隨後該負電容器電壓(VC)被提供給所連接的負載。使用多個AC/DC轉換器145允許將DC電壓的多個電平提供給移動裝置100的不同負載。另外，負的和正的DC電壓的組合可由AC/DC轉換器145提供給各個負載。由AC/DC轉換器145提供的局部負載調節點(local point of load regulation)允許DC電壓電平保持在預定標準內，而不會受配電網路的其他負載影響。例如，可將DC電調節為獨立於其他負載的例如5%的電壓變化。在某些實施方式中，線性穩壓器可包括在AC/DC轉換器145的輸出端處，其中，預期向所提供的負載(例如，射頻(RF)模組)提供低雜訊內容。
    在某些實施方式中，當符合預定條件或滿足標準時，PMU 130取消提供給負載的DC電壓，以允許負載上的電壓降為零。圖4的(a)的切換電容器功率轉換器145a可被用於將負載電壓驅動為零。當AC匯流排203上的AC電壓變回零(沿電壓波形的向下斜坡)時，通過開啟開關裝置SW1，負載電壓可下降以快速對負載斷電。當AC電壓達到零時，SW1關閉。所提取的能量被重新提供給AC匯流排203，其中該能量可由其他AC/DC轉換器145以再生方式使用。
    AC/DC轉換器145還可被配置為從多個諧振逆變器142獲得多相AC電。例如，AC匯流排203可包括多個相位(例如，兩相、三相或多相)，每個相位由具有不同相移(例如，180度相位差、120度相位差等)的諧振逆變器142提供給AC電。AC/DC轉換器145將通過開關裝置與每個相位的AC匯流排203連接。可控制開關裝置將每個相位順序連接，以充電電容器電壓(VC)。這樣，可針對高負荷應用增加AC/DC轉換器145的電流能力。該配置還可減小AC/DC轉換器145的輸出波動。
    在其他實施方式中，與提供不同相位的多相AC電的諧振逆變器142連接的多個AC/DC轉換器145可提供單個負載。每個AC/DC轉換器145可在輸出連接中包括二極體。具有最高電容器電壓(VC)的AC/DC轉換器145將通過二極體提供負載電流。當VC下降到另一AC/DC轉換器145的電容器電壓(VC)以下時，提供給負載的電力可從AC/DC轉換器145切換。
    AC/DC轉換器145可被配置為將輸出與AC匯流排203和其他AC/DC轉換器145隔離。圖4的(c)示出了具有輸出隔離的無損切換電容器功率轉換器145b的一個實例。AC/DC轉換器145b通過開關裝置SW1和SW2的切換來控制電容器電壓(VC)，從而將從AC匯流排203(圖2A和圖2B)獲得的AC電轉換為DC電。兩個(或多個)電容器連接在SW1與SW2之間。當SW1與第一電容器連接時，通過SW2從第二電容器向負載提供DC電。當第一電容器充電時，在SW2切換至第一電容器之前，SW1切換至中間位置。在SW2從第二電容器切換至第一電容器之後，SW1從中間位置切換至第二電容器以開始充電，如參照圖4的(a)所討論。當第二電容器充電時，重複該切換。這樣，將DC電從未與AC配電網路200(圖2A和圖2B)的其餘部件直接連接的兩個電容器提供給負載。
    PMU 130(圖1、圖2A和圖2B)可向AC配電網路200提供監控和控制功能。例如，由諧振逆變器142提供的AC電的頻率可基於移動裝置100(圖1)的工作模式來調節。PMU 130可被配置為監控移動裝置100的系統狀態命令、中斷、用電等，並回應移動裝置100的工作模式變化來調節AC配電網路200的一個或多個諧振逆變器142的輸出頻率。PMU 130的微控制器133(圖1)可執行管理PMU 130的電源功能的電源管理服務154。
    參照圖5，其示出了基於移動裝置100的工作來控制AC配電網路200的運行的一個實例的流程圖500。在框503中，PMU 130監控移動裝置100的工作模式。例如，電源管理服務154可被配置為監控中斷、系統狀態命令和/或裝置100(圖1)中指示工作模式變化的工作的其他變化。例如，電源管理服務154也可使用其他資訊(諸如其他檢測到的中斷、用電水準、電流和由PMU 130監控的其他資訊)來確定工作模式的變化。若框506中由PMU 130(圖1)檢測到工作模式的變化，則PMU 130在框509中調節一個或多個諧振還變器142的輸出頻率。如上所討論，可改變諧振逆變器142的諧振電路306(圖3)的電容和/或電感來改變諧振頻率。例如，使用切換電容器網路切換進/切換出諧振電路306的電容和/或電感可利用抽頭電感器來改變。另外，針對相關諧振頻率來調節對逆變器(例如，圖3的半橋逆變器303)的切換控制。
    所有諧振逆變器142的頻率可以相同方式(量)來改變，或者諧振逆變器142可被獨立調節。例如，當移動裝置100進入休眠模式時，所有諧振逆變器142均可以預定頻率運行以降低功耗。在其他情況下，移動裝置100可包括不同水準的睡眠模式，其中，例如由於在睡眠模式期間執行的監控功能，某些諧振逆變器142以不同於其他諧振逆變器142的頻率運行。在低功率模式下，逆變器可以諧振頻率的較低諧波頻率(例如，1/2、1/3等)來運行，以保持諧振電路中的振盪以及保持輸出電壓。
    在其他實施方式中，PMU 130可被配置為監控移動裝置100的運行，並至少部分基於預測負荷變化來調節AC配電網路200的運行。參照圖6，其示出了說明基於移動裝置100的預測負荷變化來控制AC配電網路200的運行的一個實例的流程圖600。從框603開始，移動裝置100的運行被PMU 120監控。例如，PMU 130可監控由移動裝置100的應用處理器103實施的操作、電流負荷水準等。在框606中，由PMU 130執行的電源管理服務154至少部分基於移動裝置100的監控運行來預測負荷變化。所預測的負荷增加或降低可基於預定條件集和/或從移動裝置100的先前運行獲知的方式。可調節諧振逆變器142和/或AC/DC轉換器145的運行，以基於預測負荷變化來進行補償。例如，可回應(或預期)預測的負荷增加來偏置諧振逆變器142的輸出電壓和/或增加諧振逆變器142的輸出頻率。還可調節AC/DC轉換器145的切換，以提供例如較高電容器電壓(VC)和由此產生的較高輸出電壓來補償具有增大的負荷需求的電壓下降。
    PMU 130還可通過監控AC/DC轉換器145的DC輸出來向諧振逆變器142和/或AC/DC轉換器145提供主動回饋。例如，電源管理服務154可調節諧振逆變器142和/或AC/DC轉換器145的運行，以確保附接至AC/DC轉換器145的負載的適當DC輸出。例如，若確定DC輸出電壓過低，則電源管理服務154可調節AC/DC轉換器145的切換(例如，通過調節基準電壓(VR)電平)，以向負載提供適當DC電。另外，還可調節諧振逆變器142的運行，以確保適當DC電可用。例如，通過調節諧振逆變器142的電壓量(或峰值)，使得AC/DC切換出現在峰值附近，可提供附加電流能力。還可調節(例如，增加)諧振逆變器142的頻率，以減小輸出的波動。通過減小AC/DC轉換器145中的開關開啟的時間，可減小紋波電流。電源管理服務154可被配置為解決在調節供電諧振逆變器142的運行時對多個AC/DC轉換器145的輸出的影響。這種主動回饋控制可減小沿AC匯流排203的壓降的影響，並提高負載調節點處的瞬態性能。
    記憶體106或136中存儲有可分別由處理器103或微控制器133執行的多個軟體元件。在這方面，術語“可執行”是指以最終可由處理器103和/或微控制器133運行的形式的程式檔。可執行程式的實例例如可以是可轉換為以可載入進記憶體106或136的隨機存取部分並由處理器103或微控制器133運行的格式的機器碼的編譯程序、可以適當格式表示的源代碼(諸如能載入進記憶體106或136的隨機存取部分並可由處理器103或微控制器133執行的目標代碼)、或者可由另一可執行程式解釋以在記憶體106或136的隨機存取部分中生成由處理器103或微控制器133執行的指令的源代碼等。可執行程式可存儲在記憶體106和136的任何部分或部件內，該記憶體例如包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、硬碟驅動器、固態驅動器、USB快閃記憶體驅動器、存儲卡、光碟(諸如高密度光碟(CD)或數位通用光碟(DVD))、軟碟、磁帶或其他存儲部件。
    儘管本文所述的電子電源管理服務154和其他各種系統可以上述所討論的由通用硬體執行的軟體或代碼來實現，但可替代地，其也可以專用硬體或軟體/通用硬體和專用硬體的組合來實現。若在專用硬體中實施，則各自可被實施為採用多種技術的任何一種或組合的電路或狀態機。這些技術可包括但不限於，具有用於在應用一個或多個資料信號時實施各種邏輯功能的邏輯門的分立邏輯電路、具有適當邏輯門的專用積體電路或其他部件等。本領域技術人員一般周知這些技術，因此本文不再詳細描述。
    圖5和圖6的流程圖示出了電源管理服務154的部分的實施方式的功能和操作。若在軟體中實施，則每個框可表示包括用於實施指定邏輯功能的程式指令的代碼的模組、段或部分。程式指令可以包括以編程語言編寫的人可讀語句源代碼或以包括可由PMU 130或其他系統中的適當執行系統(諸如微控制器133)識別的數位指令的機器碼的形式實現。機器碼可從源代碼等轉換而來。若在硬體中實施，則每個框可表示用於實施指定邏輯功能的電路或多個互連電路。
    儘管圖5和圖6的流程圖示出了具體執行順序，但可以理解，執行順序可與所示順序不同。例如，兩個或多個框的執行順序可相對於所示順序而打亂。另外，圖5和圖6中相繼示出的兩個或多個框可同時或部分同時地執行。此外，在某些實施方式中，可跳過或省略圖5和圖6中所示的一個或多個框。另外，可將任何數量的計數器、狀態變數、警告信號量或消息添加到本文所述的邏輯流中，以增強實用性、統計、性能測量或提供故障排除輔助工具等。可以理解，所有這些變化均處於本發明的範圍內。
    另外，本文所述的包括電源管理服務154(包括軟體或代碼)的任何邏輯、服務或應用均可在由/連接至指令執行系統(諸如PMU 130中的微控制器133或其他系統)來使用的任何非瞬態電腦可讀媒體中實施。這樣，該邏輯可包括例如包括可從電腦可讀媒體中提取並由指令執行系統執行的指令和聲明的語句。在本發明的環境中，“電腦可讀媒體”可以是可包括、存儲或保留本文所述由/連接至指令執行系統來使用的邏輯或應用的任何媒體。電腦可讀媒體可包括多種物理媒體中的任何一種(諸如電子、磁性、光學、電磁、紅外或半導體媒體)。適用電腦可讀媒體的更具體實例包括但不限於，磁帶、軟碟、硬磁碟機、存儲卡、固態驅動器、USB快閃記憶體驅動器或光碟。另外，該電腦可讀媒體可以是隨機存取記憶體(RAM)，例如包括靜態隨機存取記憶體(SRAM)、動態隨機存取記憶體(DRAM)或磁性隨機存取記憶體(MRAM)。另外，該電腦可讀媒體可以是唯讀記憶體(ROM)、可編程唯讀記憶體(PROM)、可擦除可編程唯讀記憶體(EPROM)、電可擦除可編程唯讀記憶體(EEPROM)或其他類型的存儲裝置。
    應當強調，本發明的上述實施方式僅是實施方式的可行實例，僅是為了更清楚地理解本發明的原理而描述。在基本不背離本發明的思想和原理的前提下，可對本發明的上述實施方式進行多種變更和修改。所有這些修改和變更均應包括在本公開和本發明的範圍內，並由所附申請專利範圍所保護。
    應當注意，比例、濃度、量和其他數位資料在本文中均可被表示為範圍格式。可以理解，這種範圍格式是為了方便和明晰而使用的，且因此應被靈活理解為不僅包括明確描述為範圍界限的數值，而且還應包括在明確陳述了每個數值和子範圍的範圍內包括的所有單個數值或子範圍。例如，“約0.1%至約5%”的範圍應被理解為不僅包括明確陳述的約0.1%至約5%的值，還應包括所述範圍內的單個值(例如，1%、2%、3%和4%)和子範圍(例如，0.5%、1.1%、2.2%、3.3%和4.4%)。術語“約”可包括根據數值的有效數字的傳統四捨五入。另外，短語“約‘x’至‘y’”包括“約‘x’至約‘y’”。
    100‧‧‧移動裝置
    103‧‧‧處理器
    106‧‧‧記憶體
    109‧‧‧本地介面
    112‧‧‧裝置應用
    115‧‧‧操作系統
    118‧‧‧資料庫
    121‧‧‧電源
    130‧‧‧電源管理單元
    133‧‧‧微控制器
    136‧‧‧記憶體
    142‧‧‧諧振逆變器
    145‧‧‧AC/DC轉換器
    148‧‧‧充電器
    154‧‧‧電源管理服務
    157‧‧‧診斷服務
    160‧‧‧應用
    200‧‧‧AC配電網路
    303‧‧‧半橋逆變器
    306‧‧‧諧振電路
    圖1是根據本公開各種實施方式的包括電源管理單元(PMU)的移動裝置的示意性框圖。
    圖2A和圖2B是根據本公開各種實施方式的圖1的PMU中的AC配電網路的實例的示意性框圖。
    圖3示出了根據本公開各種實施方式的圖2的AC配電網路中的諧振逆變器的實例的圖形表示。
    圖4示出了根據本公開各種實施方式的圖2的AC配電網路中的AC/DC轉換器的實例的圖形表示。
    圖5和圖6是示出根據本公開各種實施方式的由圖1的PMU實施的電源管理服務的實例的流程圖。
    100‧‧‧移動裝置
    103‧‧‧處理器
    106‧‧‧記憶體
    109‧‧‧本地介面
    112‧‧‧裝置應用
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    118‧‧‧資料庫
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    130‧‧‧電源管理單元
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    142‧‧‧諧振逆變器
    145‧‧‧AC/DC轉換器
    148‧‧‧充電器
    154‧‧‧電源管理服務
    157‧‧‧診斷服務
    160‧‧‧應用
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種移動裝置，包括：電源；以及電源管理單元(PMU)，其包括AC配電網路，所述AC配電網路包括：諧振逆變器，其被配置為將來自電源的DC電轉換為AC電；多個AC/DC轉換器，其分佈在所述PMU周圍，每個AC/DC轉換器被配置為將來自所述諧振逆變器的AC電轉換為DC電，所述DC電被提供給所述移動裝置的負載；以及AC匯流排，其被配置為將AC電從所述諧振逆變器路由至所述多個AC/DC轉換器。
    [2] 如申請專利範圍第1項之移動裝置，其中，所述PMU被配置為基於所述移動裝置的工作模式來調節由所述諧振逆變器提供的AC電的頻率。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述的移動裝置，其中，所述PMU包括多個諧振逆變器，所述多個諧振逆變器被配置為將來自電源的DC電轉換為多相AC電，其中，所述AC匯流排被配置為將AC電從每個諧振逆變器路由至所述多個AC/DC轉換器的定義組。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述的移動裝置，其中，所述PMU還包括線性穩壓器，所述線性穩壓器耦接至至少一個AC/DC轉換器的輸出端，以減小提供給所述負載的DC電的波動。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述的移動裝置，其中，所述多個AC/DC轉換器中的至少一個被配置為將所述移動裝置的相應負載與所述AC匯流排隔離。
    [6] 一種用於移動裝置的電源管理的方法，包括：由所述移動裝置的電源管理單元(PMU)監控所述移動裝置的工作模式；以及回應所述移動裝置的所述工作模式的變化，調節所述PMU的AC配電網路的諧振逆變器的輸出頻率。
    [7] 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中，所述工作模式的變化包括所述移動裝置進入睡眠模式。
    [8] 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中，調節所述諧振逆變器的輸出頻率包括：改變所述諧振逆變器的諧振電路的諧振頻率；以及調節所述諧振逆變器的切換頻率。
    [9] 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中，不調節所述AC配電網路的多個諧振逆變器中的至少一個的輸出頻率，以回應所述移動裝置的所述工作模式的變化。
    [10] 一種移動裝置，包括：電源管理單元(PMU)，其包括AC配電網路，所述AC配電網路包括：諧振逆變器，其被配置為將來自電源的DC電轉換為AC電；以及多個AC/DC轉換器，其分佈在所述PMU周圍，每個AC/DC轉換器被配置為將來自所述諧振逆變器的AC電轉換為DC電，所述DC電被提供給所述移動裝置的負載；其中，所述PMU被配置為：監控所述多個AC/DC轉換器中的至少一部分的DC電輸出；以及至少部分基於所監控的DC電輸出來調節來自所述諧振逆變器的AC電。
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    同族专利:
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    US6333939B1|1998-08-14|2001-12-25|Qualcomm Incorporated|Synchronization of a low power oscillator with a reference oscillator in a wireless communication device utilizing slotted paging|
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