CN100399668C - 智能电池模拟装置 - Google Patents

Abstract

一种智能电池模拟装置，包含一个微处理单元、一个按键输入单元以及一个负载/电源切换电路：所述微处理单元可以接收一个移动装置的嵌入式控制单元的电子信号；所述按键输入单元用来输入电池特性模拟数据到所述微处理单元；所述负载/电源切换电路电连接到所述微处理单元以及移动装置的嵌入式控制单元而且受所述微处理单元控制而可以在放电与充电模式间切换。

Description

智能电池模拟装置

技术领域

本发明是一种电池模拟装置，特别是涉及一种智能电池(Smart Battery)模拟装置。

背景技术

对于笔记本电脑等移动装置而言，由于其具有可携带性，在不外接电源的情况下，整台移动装置就靠其所安装的专用电池来提供电力，所以维持电池电源持续且稳定的电力供应对整个移动装置的运作而言非常重要。

以笔记本电脑为例，其所使用的电池为智能电池。使用智能电池的优点是其可提供电池目前的剩余电量数据，并通过电脑主机与电池间的总线传给电脑主机中的系统处理单元(System CPU)，借以告诉电脑主机目前电池剩余的电量。如此，系统处理单元就可以根据所得到的剩余电量数据来执行电源管理的工作，并根据电池的剩余电量对整个电脑系统的电力运作做最有效率的调控。例如，如果使用者一直没有通过键盘或其它电脑周边输出/输入元件来对电脑主机发出指令，则经过一段时间后，系统处理单元会依照操作系统预先的设定而关闭显示器、硬盘或其它电路元件的运作以节省电力。或者，当电池的剩余电量减少到一定的程度时，系统处理单元会减低显示器显示画面的亮度，以减少电力的损耗，并且提供警告信息以提醒使用者电池需要充电。甚至在电池的剩余电量严重不足时可将数据储存到硬盘里，并强制关闭整个系统。

在笔记本电脑等移动装置中，读取智能电池的电量数据的工作是由一个嵌入式控制单元(Embedded Controller，EC)来负责。嵌入式控制单元会读取当时智能电池的剩余电量数据。笔记本电脑在运作时，操作系统会定期地控制系统处理单元呼叫所述嵌入式控制单元。在收到系统处理单元的指令后，所述嵌入式控制单元便会去读取当时智能电池的剩余电量数据，再提供给系统处理单元。系统处理单元在收到嵌入式控制单元所输入的剩余电量数据后，即可根据当时智能电池的剩余电量的多少来执行电源管理的工作。

因此，有必要对移动装置的嵌入式控制单元进行电池功能测试，以验证移动装置的嵌入式控制单元的功能是否正常。现有一种用来测试移动装置的嵌入式控制单元的功能是否正常的方式为，直接利用真实智能电池来测试移动装置的嵌入式控制单元，然而由于真实电池的充放电时间过长，因此这种测试方法具有测试时间过长的缺点。所以，有必要寻求解决的方式。

发明内容

本发明的主要目的，是在于提供一种智能电池模拟装置，可用来改变移动装置的充放电电流，且可缩短测试及侦错时间。

本发明的一种智能电池模拟装置电连接到一个包括一个嵌入式控制单元的移动装置以及一个用以提供充放电电流的外部电源，且用以模拟一个真实智能电池，并验证该移动装置的嵌入式控制单元的功能是否正常，其中该智能电池模拟装置包含：一个微处理单元，电连接到所述移动装置的嵌入式控制单元，用来接收所述移动装置的嵌入式控制单元的电子信号；一个按键输入单元，电连接到所述微处理单元，且用来输入一个电池特性模拟数据到所述微处理单元；以及一个负载/电源切换电路，电连接到所述微处理单元及所述移动装置的嵌入式控制单元，且受所述微处理单元控制而可在放电与充电模式间切换。当该负载/电源切换电路切换为放电模式时，一个放电电流从该移动装置的嵌入式控制单元流向该负载/电源切换电路，借以模拟该真实智能电池的放电模式。当该负载/电源切换电路切换为充电模式时，一个由该外部电源所提供的充电电流流经该负载/电源切换电路而流到该移动装置的嵌入式控制单元，借以模拟该真实智能电池的充电模式。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

图1是一幅系统架构图，说明本发明智能电池模拟装置电连接到一个移动装置的嵌入式控制单元及选择性地连接到一台主控电脑；以及

图2是一幅类似图1的系统架构图，但是还说明了本发明智能电池模拟装置的一个优选实施例中的功能模块。

具体实施方式

参照图1及图2，本发明智能电池模拟装置2的一个优选实施例电连接到一个包括一个嵌入式控制单元11的移动装置1以及一个用来提供充放电电流的外部电源4，其中该移动装置1例如可以是笔记本电脑、移动电话，或个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)。该智能电池模拟装置2可用来模拟一个真实智能电池(图未示)、用以改变移动装置1的嵌入式控制单元11的充放电电流，及缩短测试与侦错时间。该智能电池模拟装置2通过与移动装置1的嵌入式控制单元11连接即可用来侦错嵌入式控制单元11是否符合真实智能电池产品的规范。

该移动装置1的嵌入式控制单元11与智能电池模拟装置2间是以一个信号传输接口来进行电连接与电池信号的传输，其中该信号传输接口例如可以是系统管理总线(SystemManagement Bus，SM Bus)，但是不限于此。

该主控电脑3与该智能电池模拟装置2间是以另一个信号传输接口来进行电连接与一个电池特性模拟数据22(见图2)的传输，其中该另一个信号传输接口例如可以是RS232接口，但是并不限于此。至于，该电池特性模拟数据22包括电池电压、充电控制信息，及温度控制信息。

主控电脑3与智能电池模拟装置2的功用在于，主控电脑3可产生该电池特性模拟数据22并通过RS232接口传送到该智能电池模拟装置2，借以使该智能电池模拟装置2能模拟一个真实智能电池，并通过系统管理总线验证该移动装置1的嵌入式控制单元11的功能是否正常。

本发明智能电池模拟装置2具有两种操作模式：主控模式及自动模式。主控模式进行时，是由主控电脑3将所需模拟的电池特性模拟数据22通过RS232接口传送到智能电池模拟装置2，透过智能电池模拟装置2中电子电路的作用模拟出移动装置1的嵌入式控制单元11所需的电气特性，借以验证嵌入式控制单元11的功能是否正常。在此主控模式下，主控电脑3可任意设定一般真实智能电池所不容易达到的条件来反复进行测试。

自动模式则是，当该主控电脑3将该电池特性模拟数据22传送到该智能电池模拟装置2后，使用者能通过操作该移动装置1而验证该嵌入式控制单元11的功能是否正常。

该智能电池模拟装置2包含一个微处理单元20、一个按键输入单元21、一个负载/电源切换电路23、一个显示单元24、一个RS232接口输入单元25、输入选择切换单元26、充电电流量测单元27，以及一个模拟/数字转换器28。

在不影响系统的情况下，该智能电池模拟装置能侦测并控制系统的电流变化并报告给微处理单元20，使微处理单元20能模拟真实智能电池内部的存储器记录充放电电流等数值的功能。

除了上述主控模式与自动模式中利用RS232接口输入单元25将电池特性模拟数据22从主控电脑3输入到该微处理单元20外，利用该智能电池模拟装置2进行测试时也可由使用者直接按压按键输入单元21而将电池特性模拟数据22输入到微处理单元20中。

在该实施例中，该智能电池模拟装置2的预设输入单元为按键输入单元21。因此，当并没有电池特性模拟数据22通过RS232接口输入单元25被输入且有电池特性模拟数据22通过按键输入单元21被输入时，由于该输入选择切换单元26为开启的预设状态，因此电池特性模拟数据22当然会顺利地通过按键输入单元21被输入到微处理单元26。至于，当有电池特性模拟数据22通过主控电脑3及RS232接口输入单元25被输入时，由于其具有输入选择29的功能，因此会通过微处理单元20将输入选择切换单元26切换成关闭状态，因而能阻隔同时间由按键输入单元21所输入的电池特性模拟数据22，于是电池特性模拟数据22只能由RS232接口输入单元25被输入到微处理单元20，而不能由按键输入单元21被输入到微处理单元20。

该模拟/数字转换器28设置在该按键输入单元21与微处理单元20间，且用来将从该按键输入单元21以人工按键方式输入的原始电池特性模拟数据22转变成该微处理单元20可接受的数字数据。

该显示单元24是用来显示由该按键输入单元21所输入的电池特性模拟数据，其中该显示单元24例如可以是一个七段显示器，但是并不限于此。

负载/电源切换电路23电连接到该微处理单元20及该移动装置1的嵌入式控制单元11，而且可以在放电与充电模式间自动切换。当该负载/电源切换电路23切换为放电模式(即负载模式)时，一个放电电流从该移动装置1的嵌入式控制单元11流向该负载/电源切换电路23，借以模拟真实智能电池的放电模式。当该负载/电源切换电路23切换为充电模式(即电源模式)时，一个由该外部电源4所提供的充电电流流经该负载/电源切换电路23而到达该移动装置1的嵌入式控制单元11，借以模拟真实智能电池的充电模式。

该充电电流量测单元27能自动测量从该负载/电源切换电路23流向该移动装置1的嵌入式控制单元11的实际充电电流，并将该实际充电电流反馈至该微处理单元20，使得该负载/电源切换电路23能借此微调所提供的实际充电电流。然而，该实施例中也能通过另一种途径来直接提供嵌入式控制单元11及微处理单元20分别所需的充放电电流信号5，以防止当该充放电电流信号5与充电电流测量单元27中任何一个无法正常工作而不能提供所需正确数值时可由另一个负责提供所需数值，且可通过以适当方式平均二者所提供的充电电流数值而提高微处理单元20所获得的最终充电电流数值的正确性。

综上所述，本发明的构造特征，的确能提供一种实用的智能电池模拟装置2，可用来改变移动装置1的嵌入式控制单元11的充放电电流，而且可以缩短测试及侦错时间。另外，针对不同的真实智能电池产品及对应的移动装置1的嵌入式控制单元11，本发明的智能电池模拟装置2只要更改其微处理单元20的程序即可使用。

Claims (10)

1.一种智能电池模拟装置，电连接到一个具有一个嵌入式控制单元的移动装置及一个用来提供充放电电流的外部电源，其特征在于，所述智能电池模拟装置包含：

一个微处理单元，用来接收所述移动装置的嵌入式控制单元的电子信号；

一个按键输入单元，电连接到所述微处理单元，且用来输入一个电池特性模拟数据到所述微处理单元；以及

一个负载/电源切换电路，电连接到所述微处理单元及所述移动装置的嵌入式控制单元，且受所述微处理单元控制而可在放电与充电模式间切换。

2.如权利要求1所述的智能电池模拟装置，其特征在于：还包含一个用来显示所述电池特性模拟数据的显示单元。

3.如权利要求2所述的智能电池模拟装置，其特征在于：所述显示单元为一个七段显示器。

4.如权利要求1所述的智能电池模拟装置，其特征在于：还包含一个将所述电池特性模拟数据从一个外部主控电脑输入到所述微处理单元的RS 232接口输入单元。

5.如权利要求4所述的智能电池模拟装置，其特征在于：还包含一个使所述微处理单元在同一时间内只能接收来自其中一种输入单元的数据的输入选择切换单元，其中所述按键输入单元为预设输入单元，而当所述电池特性模拟数据从所述RS232接口输入单元输入所述微处理单元的同时，所述输入选择切换单元会自动关闭而阻隔所述电池特性模拟数据由所述按键输入单元进入所述微处理单元。

6.如权利要求1所述的智能电池模拟装置，其特征在于：所述电池特性模拟数据包括电池电压。

7.如权利要求1所述的智能电池模拟装置，其特征在于：所述电池特性模拟数据包括充电控制信息。

8.如权利要求1所述的智能电池模拟装置，其特征在于：所述电池特性模拟数据包括温度控制信息。

9.如权利要求1所述的智能电池模拟装置，其特征在于：还包含一个充电电流测量单元，能自动测量从所述负载/电源切换电路流向所述移动装置的嵌入式控制单元的实际充电电流，并将所述实际充电电流反馈至所述微处理单元，使得所述负载/电源切换电路能借此微调所提供的实际充电电流。

10.如权利要求1所述的智能电池模拟装置，其特征在于：还包含一个设置在所述按键输入单元与微处理单元间的模拟/数字转换器，用来将从所述按键输入单元以人工按键方式输入的原始电池特性模拟数据转变成所述微处理单元可接受的数字数据。

Images