技术领域 本揭示一般关于无线通信，且更具体地说关于无线通信装置中的电池管 理技术。 背景技术 在无线通信装置的设计中需要着重考虑电池寿命。如今，制造商已采用 各种功率管理技术来降低装置的平均功耗，且藉此延长电池寿命。举例来说， 已出现有效的功率管理系统以用于使用码分多址(CDMA)技术装备的无线 通信装置中的第二代(2G)语音通信。2G CDMA系统基于TIA/EIA IS-95 CDMA标准，其包括IS-95A和IS-95B修订版。在所属技术领域中这些标准 是众所周知的。如今，具有数周的待机时间和若干小时的通话时间的所述装 置是很常见的。这通常通过将功率巧妙地切换到各种处理资源来实现。 为满足对无线服务与高速数据服务的不断增长的需求，最近在电信行业 中出现了第三代(3G)移动服务。与上代非常相似，CDMA提供上面提供 3G服务的平台。国际电信联盟(ITU)与来自世界各地的行业团体一起在 IMT-2000下定义并批准了技术要求和标准(国际电信联盟-20计划)。 具有3G服务的无线通信装置是能够支持语音、高速Internet和多媒体 通信的特征丰富的多模装置。诸如移动台调制解调器(MSM)的高端装置 上的某些通用部件包括：一MP3播放器、一MPEG-4解码器、蓝牙、gpsOne、 音频解码器、JPEG编码器/解码器等。在许多这些装置中，使用现场视频增 强了语音服务。这些部件中的某些部件可能禁止如通常在支持2G服务的装 置中所进行的中断电源的功率管理方案。这可能导致平均功耗巨增，伴随馈 入基带电路、存储器和显示器的功耗的最大增加。此外，消费者行为研究表 明在不久将来更加关注诸如照相机和互联网的各种数字服务的长连接。 已提出各种技术来降低支持3G服务的无线通信装置的功耗。某些较常 见的方法包括缩小装置技术、超高速缓存、优化前端结构、使用直接转换收 发器、使用下开关和上开关、缩放供应电压(运行时间节流)和降低平均电 流消耗(运行时间频率节流和时钟选通)。这些技术在所属技术领域中众所 周知且在降低装置的平均功耗方面取得某些成功。 实际上，装置的平均功耗仅是电池寿命的一个分量。电池寿命进一步增 加可通过提高电池向各种处理资源传送能量的效率来实现。对电池有效系统 的需求在支持3G服务的无线通信中很明显。在这些装置中，针对降低平均 功耗的传统功率管理方案来说可能无法提供可接受的电池寿命。因此，在所 属技术领域中，需要可单独使用或与其它功率管理技术结合使用的电池有效 系统来增加电池寿命。 发明内容 在本发明的一方面中，电源包括第一与第二电池和一功率管理模块，所 述功率管理模块经配置以在脉冲电流放电模式下操作第一与第二电池中的 每个同时向负载供应连续电流。 在本发明的另一方面中，电源包括第一与第二电池和用于在脉冲电流放 电模式下操作第一与第二电池中的每个同时向负载供应连续电流的构件。 在本发明的另一方面中，电源包括第一与第二电池，一耦接到第一与第 二电池的开关，和一开关控制模块，所述开关控制模块经配置以操作所述开 关使得第一与第二电池中的每个间歇地耦接到负载。 在本发明的另一方面中，一种从第一与第二电池向负载供应电流的方法 包括：将第一与第二电池连接到负载，从负载断开第一电池同时维持第二电 池与负载之间的连接，将第一电池重新连接到负载同时维持第二电池与负载 之间的连接，和从负载断开第二电池并维持第一电池与负载之间的连接。 在本发明的另一方面中，无线通信装置包括一经配置以支持无线通信的 处理器，第一与第二电池，和一功率管理模块，所述功率管理模块经配置以 在脉冲电流放电模式下操作第一与第二电池中的每个同时向处理器供应连 续电流。 应了解，对于所属领域的技术人员来说，本发明的其它实施例将从下列 详细描述中易变得显而易见，其中通过说明来展示并描述本发明的各种实施 例。如将认识到，本发明能够为其它和不同的实施例，且其若干细节能够在 各种其它方面修改，所有这些都不脱离本发明的精神和范畴。因此，附图和 详细说明应该视为本质上是说明性的而不是限制性的。 附图说明 在附图中以实例方式且不限制地说明本发明的方面，其中： 图1是说明一具有一基于软件的处理器结构的无线通信装置的一实例 的方框图； 图2是说明一无线通信装置的各种操作状态的一实例的状态图； 图3是一功率控制模块的一实施例的示意性表示； 图4是说明一功率控制模块的一实施例的操作的流程图； 图5是说明一电池切换算法的一实例的时序图；和 图6是说明一电池切换算法的一实例的流程图。 具体实施方式 下文结合随附图陈述的详细描述意欲成为本发明的各种实施例的描述 而无意仅表示其中可实践本发明的实施例。描述于此揭示内容中的每个实施 例仅提供作为本发明的实例或说明且不必要解释为优选或优于其它实施例。 详细说明包括为提供本发明的透彻理解的具体细节。然而，所属领域的技术 人员将明了，本发明可在没有这些具体细节的情况下实践。在某些情况中， 以方框图的形式展示众所周知的结构和装置，以避免模糊本发明的概念。首 字母缩写词和描述性术语仅用于便利和清晰的目的，且无意限制本发明的范 畴。 无线通信装置通常使用电池来为电子装置和各种用户界面(下文统称为 “负载”)供电。电池在延长时段内提供恒定电流源的能力取决于(1)电池 效率和(2)装置的平均功耗。最大电池寿命可通过最大化电池效率且降低 平均功耗来实现。 额定容量为1600毫安时(mAh)的锂离子电池当提供恒定电流时通常 具有在89-91％范围内的效率。这意味着理论上电池可产生约1440毫安(mA) 持续1小时(1600mAh×.90)。或者，电池可产生144mA持续10小时或288 mA持续5小时或720mA持续2小时或2880mA持续30分钟。尽管不是 完全线性，但上述计算在电池使用的正常范围内已经相当精确。因此，可容 易地观察到对于给定效率来说，可通过实施降低平均电流消耗的各种功率管 理技术来延长电池寿命。 还可通过增加电池效率来延长电池寿命。举例来说，如果额定容量为 1600mAh的电池的效率可从90％增加到98％，那么电池的可传递的容量可 从1440mAh增加到1568mAh(1600mAh×.98)。因此，不管是否实施任 何功率管理技术，电池寿命可改善8-9％。 一种增加电池效率的方式是在脉冲电流放电的模式下来操作它。可在脉 冲电流放电模式下通过间歇地将电池连接到负载来操作电池。为本揭示内容 的目的，术语“间歇地”意味着将电池连接到负载且接着以规则或不规则的 间隔从负载断开电池。此外，到负载的“连接”可为直接的或在适当情形下 可为间接的，例如通过介入或中间装置或其它构件。对于额定容量为1600 mAh的锂离子电池来说，通过在脉冲放电模式下操作电池，可实现在 97.5-99.95％范围内的电池效率。 使用在脉冲电流放电模式下操作的电池的无线通信装置可提供延长的 电池寿命并因此增加装置的移动性。设计者所面临的挑战是硬件可能需要不 中断的电源来支持各种操作模式。为了说明这个概念，在支持3G服务的 CDMA无线通信装置的情形中描述电池配置。虽然本文所揭示的发明方面 可充分适用于这个应用，但所属领域的技术人员将容易了解所述发明方面同 样可适用于其它装置。因此，对CDMA无线通信装置的任何参考仅意欲作 为说明，应理解，在本揭示内容中描述的各种发明方面具有广泛范围的应用。 图1是说明通常称作用户台的无线通信装置102的一个可能配置的概念 性方框图。如所属领域的技术人员将了解，无线通信装置的精确配置可根据 具体应用和总体设计约束而变化。无线通信装置102可包括一能够从诸如电 池、外部充电器、适配器和其它的各种电源接收功率的功率控制模块104。 功率控制模块104可用于产生为各种用户界面106、处理器108和模拟前端 (AFE)110供电所需的所有调节电压。功率控制模块104还可用于监视并 控制各种电源、检测应用哪些电源、验证其处于可接受的操作限制内并协调 电池的再充电同时维持供应电压。 各种用户界面106可包括可用于小键盘和显示功能的背光或具有亮度 (电流)控制的LCD驱动器112，但可为用户定义的通用驱动器。独立振动 器和振铃驱动器114可用于警告接入呼叫的用户。用户界面106还可包括一 用于语音通信的音频电路116。这些用户界面106还可用于支持包括语音和 低速率数据通信的2G服务。在诸如支持3G服务的某些实施例中，用户界 面106还可用于支持高速Internet连接，诸如可用于集成网页浏览器的情况。 处理器106可为基于软件的处理器系统或所属技术领域中已知的任何 其它配置。在图1中所示的实施例中，基于软件的处理器在其核心处具有一 微处理器118和存储器120。微处理器118可提供运行软件程序的平台，所 述平台尤其处理用于各种用户界面104的所有内务管理功能，通过基站(未 图示)协调命令和控制发信号功能，且控制无线通信装置102的呼叫处理状 态。存储器120可用于为装置的操作系统与诸如电话簿的专用特征和其它类 似特征提供存储。 数字信号处理器(DSP)122可通过嵌入的通信软件层来实施，所述嵌 入的通信软件层运行应用程序特定高速算法来降低对微处理器118的处理 需求。这些特定高速算法可包括将语音和数据在经由AFE110传输到远端用 户之前编码并调制，其中所述语音和数据由音频电路116产生或从键盘输 入。DSP 122还可将经由AFE110从远端用户接收的语音和数据在传递到音 频电路116或呈现于显示器之前解码并解调制。软件层还可用于在DSP硬 件与微处理器118之间建立界面并可提供诸如资源的分配低水平服务以允 许较高水平的软件程序运行。 图2是说明支持3G服务的无线通信装置的呼叫处理状态的状态图。当 功率初始施加于装置时，其可能进入初始化状态202。在初始化状态202期 间，所述装置可用于处理导频和同步信道以获取系统时序。一旦装置完全获 取系统时序，其可进入闲置状态204。 在闲置状态204下，装置可用于监视用于接入呼叫的寻呼信道。为节约 电池功率，可使用时槽寻呼。在时槽寻呼配置中，无线通信装置与基站协议 将在哪些时槽中寻呼所述装置。装置可在未指派时槽期间将其某些处理电路 断电并进入休眠模式。在休眠模式下，典型无线通信装置可粗略地汲取介于 200μA与400μA之间的电流。在指派时槽期间，所述装置苏醒并监视寻呼 信道。所指派时槽的长度取决于寻呼类型。当装置苏醒时，注册也为闲置状 态的部分。注册是装置通过其使得装置行踪被基站知晓的方法。通常，在闲 置状态期间监视寻呼信道与注册所需的电流可能粗略地介于55mA与65 mA之间。 当装置接收寻呼或发起呼叫时，其可进入访问状态206以通过交换发信 号消息来与基站协商呼叫参数。一旦呼叫被商定，装置就可被导向到通信信 道以支持呼叫。在呼叫期间，装置可进入通信状态208，其通常需要约为 120-150mA的平均电流。根据应用的类型，支持3G服务的典型装置可能消 耗平均粗略为65-250mA的电流。此外，支持应用所需的电流放电分布的类 型可能变化。举例来说，可能以脉冲电流放电分布来支持照相机而MP3播 放器将需要恒定电流放电分布。 如前面所解释，可通过在脉冲电流放电模式下操作电池来延长电池寿 命。在许多通信装置中，可修改软件来适应此类型操作。在以通信状态操作 的CDMA装置的状况下，支持在脉冲电流放电模式下操作的电池的软件修 改可能(尤其在时间敏感的应用中)对装置的性能产生不利影响。因此，可 通过将两个或两个以上的电池交替切换到负载来实施高效电池管理方案。 图3是一经配置以将在脉冲放电模式下操作的两个电池304a和304b交 替地切换到负载(未图示)的功率控制模块302的示意性表示。图3中所示 的实施例可为最好地利用现有电子装置的现有传统装置中的选择配置。在未 来一代的无线装置中，可更便利地使用集成封装作为电源。集成封装可包括 功率控制模块302以及在单个外壳或罩壳中在脉冲放电模式下操作的两个 电池304a与304b。两个内部电池可从外壳或罩壳交替切换到单个输出以提 供恒定电流源。 参看图3，可通过各种电源为负载供电：外部电源(未图示)和电池304a 与304b。功率控制模块302可用于协调这些电源一一检测应用的是哪些电 源、验证其处于可接受的操作限制内并协调电池304a与304b的再充电同时 维持到负载的供电电压。 电池充电器306可用于检测无线通信装置是否连接到一外部电源。如果 电池充电器306检测一外部电源，其可向一场效应晶体管(FET)308施加 适当栅电压以将外部电源连接到负载。外部电源还可用于对两个电池304a 与304b进行充电。这可通过从电池充电器306向开关控制模块310提供一 控制信号来实现。响应所述控制信号，开关控制模块310可通过开关311将 电池304a与304b连接到外部电源。在图3中所示的实施例中，可使用两个 FET 312a与312b来构建开关311。 在不存在外部电源的情况下，电池充电器306可用于偏压FET 308以从 负载断开外部电源输入线。还可从电池充电器306向开关控制模块310提供 一控制信号，以指示电池304a与304b是仅有的电源。响应所述控制信号， 开关控制模块310可识别无线通信装置的状态并根据电池电压来将两个电 池304a与304b交替地切换到负载，使得每个电池均在脉冲电流放电模式下 操作。 可使用电压感应反馈电阻314来判定无线通信装置的状态。电压感应反 馈电阻314两端的压降可被差动放大器316用来产生一表示供应到负载的总 电流的电压。此电压连同电池电压可通过多路复用器318交替供应到开关控 制模块310。或者，所述三个电压可直接施加到开关控制模块310。 开关控制模块310的操作可根据具体性能参数和总体设计约束而变化。 所属领域的技术人员可容易地为其特定应用而实施开关控制模块。将参看图 4、通过实例且在不限制处于本发明的范畴内的各种其它实施例的情况下来 说明开关控制模块310的一实施例的操作。 参看图3与图4，开关控制模块310可经配置以在步骤402中首先比较 两个电池的电压。两个电池应当处于相同电势。两个电池之间的电压差可导 致具有较高电势的电池减小到两个中的较低电压，因此减少到负载的电流通 过量。如果在两电池之间存在显著电压差，那么开关控制模块310使用具有 较高电压的电池来向负载供应电流直到两个电池处于相同电压。更具体来 说，如果第一电池304a的电压(VA)超过第二电池304b的电压(VB)，那 么开关控制模块310在步骤404中向FET 312a与312b施加适当栅电压以强 制第一FET 312a进入导电模式并强制第二FET 312b进入非导电模式。此配 置导致第一电池304a连接到负载。相反，如果第二电池304b的电压(VB) 超过第一电池304a的电压(VA)，那么开关控制模块310在步骤406中向 FET 312a与312b施加适当栅电压，以强制第一FET 312a进入非导电模式并 强制第二FET 312b进入导电模式。因此，第二电池304b连接到负载。这个 程序持续直到电池电压相等，VA＝VB。 一旦电池电压相等，VA＝VB，开关控制模块310可接着在步骤408中 判定无线通信装置的状态。这可通过监视从差动放大器316输出的电压来实 现。开关控制模块310的缺省条件可能宣告无线装置处于闲置状态，除非开 关控制模块310在一延长时段内检测到从电池汲取的巨大电流。如前面更详 细地解释，在闲置状态期间可使用时槽寻呼以节约电池功率。在时槽寻呼配 置中，无线通信装置与基站协议将在哪些时槽中寻呼所述装置。装置可在未 指派的时槽期间进入休眠模式。在休眠模式期间，从电池汲取的电流微不足 道。电池上的电流漏出仅当无线装置在指派的时槽中苏醒以检查是否有寻呼 时才变得显著。因此，电池在脉冲放电模式下有效地操作，且因此可连续连 接到负载。更具体来说，如果来自差动放大器316的电压在一预定时段内未 超过阈值电压，那么开关控制模块310可在步骤410中向FET 312a与312b 施加适当栅电压以强制它们两个进入导电模式。这个配置导致电池304a与 304b连接到负载。 相反，如果开关控制模块310检测由差动放大器316产生的电压在一预 定时段内超过阈值电压，那么开关控制模块310判定无线装置处于通信状 态。在通信状态中，开关控制模块310在步骤412中将两个电池304a与304b 交替切换到负载。 应将切换方法配置为避免功率瞬发性波动(power glitch)。这可通过将 每个电池的工作循环设定为一大于50％的值使得闲置电池以先合后断 (make-before-break)方式在其它电池断开之前先连接到负载来实现。通常， 每个电池的工作循环应在55％与100％之间且可由制造商或经销商在工厂 进行编程。电池的切换频率和余量也可编程到装置中。通常，余量应在5％ 与10％之间。 在图5中展示用于电池的切换波形的一实例。图5中的波形表示施加到 FET 312a与312b的栅极的电压。为维持某种程度的重叠，施加到两个FET 的栅电压的上升边缘之间的最大可允许延迟为(T通-余量)且最大可允许延 迟为(T断+余量)。 可以各种方式产生切换波形。将通过图6的流程图来说明一实例。参看 图3与图6，一旦开关控制模块310判定无线装置处于通信状态，那么其可 在步骤602中重置内部计时器(未图示)。一旦重置内部计时器，那么以下 的算法可由开关控制模块310来执行。 在步骤604中，开关控制模块310可判定内部计时器是否小于(T通-T断 -余量)。如果内部计时器小于(T通-T断-余量)，那么开关控制模块310可在 步骤606中向FET 312a与312b施加适当栅电压，以强制它们两个到导电模 式中。此配置导致电池304a与304b连接到负载。一旦内部计时器到达 (T通-T断-余量)，那么开关控制模块310可前进到步骤608。 在步骤608中，开关控制模块310可判定内部计时器是否小于(T通-余 量)。当内部计时器小于(T通-余量)时，开关控制模块310可在步骤610 中移除到第一FET 312a的栅电压，以从负载断开第一电池304a。一旦内部 计时器到达(T通-T断-余量)，那么开关控制模块310可前进到步骤612。 在步骤612中，开关控制模块310可判定内部计时器是否小于(T通)。 当内部计时器小于(T通)时，开关控制模块310可在步骤614中向第一FET 312a施加适当栅电压，以将第一电池304a重新连接到负载。一旦内部计时 器到达(T通-余量)，那么开关控制模块310可前进到步骤616。 在步骤616中，开关控制模块310可判定内部计时器是否小于(T通+T断) 。当内部计时器小于(T通+T断)时，那么开关控制模块310可在步骤618 中移除到第二FET 312b的栅电压，以从负载断开第二电池304b。一旦内部 计时器到达(T通+T断)，那么开关控制模块310返回步骤602，以重置内部 计数器并产生切换波形另一循环。 结合本文揭示的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以下物 件来实施或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、特殊应用集成电 路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门 或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文所述的功能的其任意组 合。通用处理器可为微处理器，但在替代实施例中，所述处理器可为任何常 规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实施为计算装置的组合， 例如一DSP与一微处理器的组合、复数个微处理器、与一DSP核心结合的 一个或一个以上的微处理器或任何其它所述配置。 结合本文揭示的实施例描述的方法或算法可直接体现于硬件、由处理器 执行的软件模块或两者的组合中。软件模块可存在于RAM存储器、快闪存 储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、 可移除盘、CD-ROM或所属技术领域中已知的任何其它形式的存储媒体中。 存储媒体可耦接到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息或将信息写入 存储媒体。在替代实施例中，存储媒体可与处理器集成。处理器与存储媒体 可存在于ASIC中。ASIC可存在于用户台中或别处。在替代实施例中，处 理器与存储媒体可作为离散组件存在于用户台中或访问网络中的别处。 提供所揭示实施例的前述描述以使所属领域的技术人员能够实施或使 用本发明。所属领域的技术人员将易明了这些实施例的各种修改，且本文定 义的一般原理可应用到其它实施例而不脱离本发明的精神或范畴。因此，本 发明无意限制于本文所示的实施例，但应当与本文所揭示的原理和新颖特征 一致的最广范畴相符合。 相关申请案 本申请案主张2003年3月18日申请的第60/455,794号美国临时申请案 的优先权。