相同程度的功率,第二電源105B包含兩個因高電壓而僅僅輸出低電流的串連連接的電池單元,而此作法可有效降低來自功率傳遞路徑上寄生阻抗的功率/熱能損失。
[0036]因此,借由使用具有不同特征的電源來為了不同應用/操作提供功率,系統100的整體功率以及能量效率可以被優化。舉例來說,若系統100是安裝于依移動裝置內,這使得該移動裝置能消耗更多動態效率以完成更高的效能應用而將電池能量的可用范圍最大化。因此,使用多于一個的電源可簡單且不需做取舍的優化系統效能以及效率。除此之外,使用兩個或更多電池單元來為一攜帶式電子裝置輸出/供應功率也較使用擁有一樣電量的單一電池單元安全。
[0037]能量傳遞電路120包含有兩個操作模式。操作在第一操作模式時,能量傳遞電路120如同一降壓式直流對直流轉換器般操作以動態地自第二電源105B傳遞能量至第一電源105A ;而操作在第二操作模式時,能量傳遞電路120如升壓式直流對直流轉換器般操作以僅借由調整一沒有利用額外電源開關的脈沖寬度調變控制信號自第一電源105A傳遞能量至第二電源105B。據此,在一實施例中,使用一可輸出5伏特電壓電平的轉接器以提供能量或對系統100內的第一電源105A或第二電源105B充電為可行的。在另一實施例中,用以輸出/提供不同電壓電平的轉接器可被應用于系統100中,亦即,系統100可為外接的轉接器支持一較寬的輸入電壓范圍。
[0038]能量傳遞電路120是用以傳遞第一電源105A的能量至第二電源105B來為第二電源105B補充能量,且/或傳遞第二電源105B的能量至第一電源105A來為第一電源105A補充能量。借由能量傳遞,系統100可適當地使用一電源來為另一能量已枯竭的電源補充能量。詳細的說,能量傳遞電路120可使用一雙向直流對直流轉換器來實現,舉例來說,若第一電源105A具有一單一電池單元,以及第二電源105B具有兩個串聯連接的電池單元(如圖1所示),該雙向直流對直流轉換器是借由降低(降壓式轉換)串聯連接的兩個電池單元的電壓來對第一電源105A內的單一電池單元充電,且該雙向直流對直流轉換器是借由提升(升壓式轉換)第一電源105A內的該單一電池單元的電壓來對第二電源105B內的串聯連接的兩個電池單元充電。亦即,若電源皆為可充電的,能量傳遞電路120可彈性地在不同電源間補充能量。相等地,可借由能量傳遞電路120來達到彈性的能量應用。
[0039]對于系統100而言,需要不同電壓或電流的應用可從不同的電源中獲得功率/能量。舉例來說,中央處理器/圖形處理器/多核心應用會自如同能瞬間傳遞高功率的高密度電源般的第一電源105A消耗功率或能量,且背光、音頻、閃光燈、相機或顯示應用會自高功率電源般的第二電源105B消耗功率或能量。因為中央處理器/圖形處理器/多核心應用反映出系統效能,而背光、音頻、閃光燈、相機或顯示應用皆為一般日常的應用,系統100可支持高效能系統(如多核心系統)以及同時具有較長準備時間。
[0040]參考圖2,圖2是依據本發明一第二實施例的支持一混合電源/電池技術方案的系統示意圖。借由混和動力/電池技術方案,系統200可支持高動態功率(即瞬間傳遞高功率)且具有一長準備時間。因此,若電源為可充電式則不需要頻繁的對電源充電。系統200包含有一電池205、至少一第一功率輸出電路210、至少一第二功率輸出電路215、一電源選擇電路225以及一充電器230。電池205包含有一第一電源205A以及與第一電源205A不同且相異的第二電源205B。第一電源205A以及第二電源205B分別對應不同的特征。舉例來說,第一電源205A可具有一高功率密度電池單元,而第二電源205B可具有一高能量密度電池單元。第一電源205A以及第二電源205B分別對應到不同的充/放電率。第一電源205A具有的高功率密度電池單元可被用以輸出高功率,而第二電源205B具有的高能量密度電池單元可被用維持長使用期。然而,此并非為本發明的一限制。除此之外,在此實施例中,第一電源205A以及第二電源205B所具有的電池單元皆為可充電式。然而,此并非為本發明的一限制。
[0041]該高功率密度電池單元可被設計成具有一較低直流內阻(Direct CurrentInternal Resistance,DCIR),例如100毫歐姆。如圖2所示,第一電源205A是被設計成可借由第一功率輸出電路210來為瞬間消耗高功率的應用/操作提供能量/功率(如一降壓式轉換器)。第一功率輸出電路210可包含有至少一降壓式直流對直流轉換器210A其用以轉換第一電源205A的電壓來為瞬間需要更多電流的至少一操作/應用提供/輸出一第一電壓;舉例來說,該至少一操作/應用可包含有中央處理器運算、圖形處理器運算、核心運算、存儲器運算、高頻運算、輸入/輸出運算。第一電源205A提供一單一單元電池電平,如4伏特;由于較低的直流內阻的特性,電池單元內發生的功率損耗/熱逸散會較低,而避免不想要的能量損耗。除此之外,較低的壓降發生在電池功率傳遞路徑上,此能最大化電池單元的使用范圍以更完全地利用儲存在電池單元內的能量。
[0042]該高能量密度電池單元通常具有一較高直流內阻,如圖2所示,第二電源205B是設計借由第二功率輸出電路215 (包含一降壓式/升壓式/降壓升壓式/旁通升壓式轉換器215A且或/ 一升壓式轉換器215B)來為不需要高動態功率范圍的應用/操作提供能量/功率,第二功率輸出電路215可包含用來轉換第二電源205B的電壓的降壓式/升壓式/降壓升壓式/旁通升壓式轉換器215A,且升壓式轉換器215B的至少其中之一來為至少一不需要高動態功率范圍的操作提供/輸出一第二電壓以供應功率。舉例來說,該至少一操作可包含有一背光驅動運算且/或音頻/閃光燈/相機/顯示驅動運算。在一實施例中,第二功率輸出電路215具有用以提高第二電源205B的電壓的升壓式轉換器215B來產生為驅動背光單元的較高電壓電平。在另一實施例中,第二功率輸出電路215具有一用以升/降第二電源205的電壓電平的降壓升壓式直流對直流轉換器215A來為產生音頻/閃光燈/相機/顯示的應用提供一較低/較高的電壓電平。舉例來說,若第二電源205B是用以輸出4伏特電平,降壓升壓式直流對直流轉換器215A可被用來為高過一瓦特的揚聲器輸出應用輸出一 5伏特電平。應注意的是,第二電源205B所提供的電壓電平并不限制在4伏特,取決于該電池單元所使用的電化學特性。因此直流對直流轉換器215A的種類根據所支持的應用而變化。
[0043]對于能量/功率路徑選擇,電源選擇電路225分別且動態地為消耗不同功率的不同應用/運算選擇不同功率傳輸路徑。舉例來說,起初電源選擇電路225切換且選擇第一電源205A來傳遞功率/能量至第一功率輸出電路210,并選擇第二電源205B以傳遞功率/能量至第二功率輸出電路215。在其他情形下,若第一電源205A無法提供能量/功率,電源選擇電路225可切換及選擇第二電源205B以提供功率/能量至第一功率輸出電路210 ;若第二電源205B無法提供能量/功率,電源選擇電路225可切換及選擇第一電源205A來提供功率/能量至第二功率輸出電路215。電源選擇電路225可被視為一電源多工器。在實作上,電源選擇電路225可使用多個開關單元來實現。
[0044]除此之外,電源選擇電路225另負責彈性地傳導一充電電流至第一電源205A或第二電源205B以對第一電源205A內的高功率密度電池單元或第二電源205B內的高能量密度電池單元充電。在一實施例中,使用一可輸出一 5伏特電平的轉接器來對系統200內的第一電源205A以及第二電源205B充電或提供能量是可行的。在另一實施例中,用以輸出/提供不同電壓電平的轉接器可被應用于系統200內且經由充電器230對第一電源205A或第二電源205B充電。
[0045]對于系統200而言,需要不同電壓/電流的應用可分別自不同的電源獲取功率/能量。舉例來說,中央處理器/圖形處理器/多核心應用會自如一高功率密度電源的第一電源205A消耗功率或能量,且背光、音頻、閃光燈、相機或顯示應用可自如一高能量密度電源的第二電源205B消耗功率或能量。因為中央處理器/圖形處理器/多核心應用需要高功率來獲得較好效能,而背光、音頻、閃光燈、相機或顯示應用為了日常應用而需要高能量,因此系統200能支持高功率應用/運算且同時具有較長的準備時間。
[0046]參考圖3,圖3是依據本發明一第三實施例的支持一混合電源/電池技術方案的系統300示意圖。借由混合電源/電池技術方案,系統300可支持處理器(如中央處理器/多核心)所需求的高動態功率而維持長準備時間。系統300包含有一電池305、至少一第一功率輸出電路310、至少一第二功率輸出電路315、一后備充電器320、一電源選擇電路325以及一充電器330。電池305包含有一第一電源305A以及一與第一電源305A不同且相異的第二電源305B。第一電源305A以及第二電源305B分別對應到不同的特征。舉例來說,在此實施例中,第一電源305A可具有一可充電式電池單元,而第二電源305B可具有一主要電池單元如燃料電池、太陽能電池等,第一電源305A所具有的該可充電式電池單元可被設計為一高功率密度次要電池單元,而第二電源305B所具有的該主要電池單元可被設計成一高容量電池單元或汲取能量電池(如太陽能電池),然而此并非為本發明的一限制。
[0047]該以高功率密度電池單元來實現的可充電式單元是設計成具有一低直流內阻(如低于100毫歐姆),如圖3所示,第一電源305A設計可借由第一功率輸出電路310為瞬間消耗高功率的應用/運算來提供能量/功率。由于電池單元305A低直流內阻的特性,從該電池單元至第一功率輸出電路