CN100541396C - 延长便携式计算机的电池寿命的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种延长电池寿命的方法，适用于具有电池的便携式计算机，且该电池具有控制芯片，用以纪录该电池在每一单位时间内的使用周期数，至少包含下列步骤：读取该电池在每一单位时间内的使用周期数的纪录；计算该电池于该单位时间的平均使用率；通过该平均使用率来调整对该电池进行充电的充电电流及充电容量；以该充电电流及该充电容量的设定值对该电池进行充电程序，以延长该电池的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种用以延长便携式计算机的电池寿命的方法，尤其涉及一种根据使用者行为自动调整充电电流与充电容量以达到延长电池寿命的方法。
背景技术
随着科技的进步，造就了计算机系统的普及与发展，人类可以说已进入一个全新的个人计算机时代，所以在家庭、办公室或各种公共场所里，总是轻易的便可看到人们正在使用计算机，计算机已经成为日常生活中不可缺少的工具，它可以编辑各样文件，或是执行各项电子交易，甚至可以直接联机至网络进行网页浏览、收发电子邮件及上传或是下传资料，可让人与人之间的沟通变的又方便且容易。
此外，由于集成电路设计(IC Design)技术不断发展，传统复杂的电路设计都整合至IC组件内，使得计算机的体积越来越轻薄短小，尤其是便携式计算机由于体积越来越小因此携带起来非常方便且不占空间。然而便携式计算机的可携带性虽为人们的生活带来许多的便利，但是在无电源接头的地方使用便携式计算机主要依靠内部电池的供电方能维持正常的运行，因此当便携式计算机电源不足时电池将会扮演一个非常重要的角色。
目前很多便携式计算机的使用者都会把便携式计算机当作台式计算机来使用，而很少使用电池的电力，以至于使用者的电池一直都维持在充满电的状态，这样的状态则会使得电池化学特性老化的速度加快，且目前便携式计算机的充电速度都设计的越来越快，也就是充电电流越来越大，这样的设计同样会使得电池化学特性老化的速度加快。
而目前市面上开发出在便携式计算机上实现延长电池寿命的功能的方法，但是都是通过软件让使用者来自行调整电池的充电容量，也就是不将电池完全充满，虽然可达到延长电池寿命的功效，但是，对于电池使用率较高的使用者而言，常会面临到使用电池一阵子很快就没电，而需要经常对电池充电的情况。
因此，如何发展一种可改善上述传统技术的不足，且能自动根据使用者的使用行为去调整充电电流与充电的容量，以达到延长电池寿命的方法，为目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用以延长便携式计算机的电池寿命的方法，主要通过从电池的控制芯片读取关于电池的使用周期数并计算电池的平均使用率的方式来调整充电电流及充电容量，使电池老化的速度减慢，解决传统技术让使用者来自行调整电池的充电容量，而造成电池使用率较高的使用者常会面临到电池很快就没电，而需要经常对电池充电的缺点。
为达上述目的，本发明的较广义的实施方式为提供一种延长电池寿命的方法，适用于具有电池的便携式计算机，且该电池具有控制芯片，该控制芯片用以纪录该电池在每一单位时间内的使用周期数，该延长电池寿命的方法至少包含下列步骤：读取过去一预定时间，该控制芯片所纪录该电池的使用周期数；依据所读取的该使用周期数，计算该电池在该预定时间内，每一单位时间的平均使用率；通过该平均使用率来调整对该电池进行充电的充电电流及充电容量；以该充电电流及该充电容量的设定值对该电池进行充电程序，以延长该电池的使用寿命。
根据所述的方法，其中该便携式计算机还包含控制器，用以接收该充电电流及该充电容量，并根据该充电电流及该充电容量的设定值分别产生控制信号。
根据所述的方法，其中根据该充电电流的设定值所产生的该控制信号通过该控制器将该充电电流的设定值与对应表比对后产生。
根据所述的方法，其中该控制器包含缓存器，用以储存该充电电流的该控制信号。
根据所述的方法，其中该便携式计算机还包含充电芯片及电源供应器，该充电芯片与该控制器、该电源供应器及该电池连接，用以根据该充电电流及该充电容量的设定值所分别产生的该控制信号来分别控制该电源供应器传送至该电池的充电容量及充电电流。
根据所述的方法，其中当该平均使用率表示该电池被经常使用，则调整对该电池充电的充电电流，用以延长该电池的使用寿命。
根据所述的方法，其中当该平均使用率表示该电池没有经常被使用，则调整对该电池充电的充电容量，用以延长该电池的使用寿命。
根据所述的方法，其中该电池为智能型锂电池。
根据所述的方法，其中该单位时间为一天。
本发明的另一较广义实施方式为提供一种延长电池寿命的方法，适用于便携式计算机，该便携式计算机包含电池、控制器及充电芯片，且该电池具有控制芯片，该控制芯片用以纪录该电池在每一单位时间内的使用周期数，该延长电池寿命的方法至少包含下列步骤：读取过去一预定时间内，该控制芯片所纪录该电池的使用周期数；依据所读取的该使用周期数，计算该电池在该预定时间内，每一单位时间的平均使用率；通过该平均使用率来调整对该电池进行充电的充电电流及充电容量；将该充电电流传送至该控制器，用以产生控制信号至该充电芯片，以控制对该电池充电的充电电流；监测该电池的充电容量，并与通过该平均使用率所调整的该充电容量进行比对，当比对结果为相同时，触发该控制器以关闭该充电芯片运行。
附图说明
图1其为电池在不同充电电流下的老化特性示意图；
图2其为电池在不同充电容量下的老化特性示意图；
图3(a)其为本发明用以延长电池寿命软件适用于便携式计算机内部的方框图；
图3(b)其为本发明用以延长电池寿命软件适用于便携式计算机内部的另一方框图；
图4其为本发明较佳实施例的用以延长便携式计算机的电池寿命方法的软件流程图；
图5(a)其为控制芯片纪录电池的使用周期数的示意图；
图5(b)其为本发明较佳实施例用以判断充电电流的示意图；
图5(c)其为本发明较佳实施例用以判断充电容量的示意图。
其中，附图标记说明如下：
30 便携式计算机 31 控制器
311缓存器 32 充电芯片
33 电源供应器 34 电池
341控制芯片 35 Windows操作系统
36 本发明用以延长电池寿命软件
S41～45其为本发明用以延长电池寿命的步骤流程
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。
本发明揭示一种用以延长便携式计算机的电池寿命的方法，其以软件的形式在便携式计算机中运行，主要通过收集使用者的电池使用行为，并依据使用者的行为来调整充电容量与充电电流。
请参阅图1，其为电池在不同充电电流下的老化特性示意图，如图1所示，其关于便携式计算机的电池化学的特性，当使用较大的充电电流对便携式计算机，例如：笔记型计算机，内部的电池进行充电时，随着使用周期数的增加电池老化的速度将比使用较低的充电电流对电池充电的情况加快很多，即使得电池可回复的容量越来越少。
请参阅图2，其为电池在不同充电容量下的老化特性示意图，如图2所示，当对电池充电的容量维持较大的数量时，即将电池可以完全充满，随着使用周期数的增加电池老化的速度将比充较低容量的情况加快很多，即使得电池可回复的容量越来越少。
请参阅图3(a)，其为本发明用以延长电池寿命软件适用于便携式计算机内部的方框图，如图3(a)所示，便携式计算机30内部的硬件部分包含控制器31、充电芯片32、电源供应器33以及电池34，至于软件部分则是Windows操作系统35，而本发明用以延长以电池寿命软件36与Windows操作系统35以及电池34内部的控制芯片341连接，在本实施例中，电池34为智能型锂电池(smart battery)，而控制芯片341则为电池管理芯片(GaugeIC)，可将电池34每天的使用周期数累计纪录于数据库(图中未标示)中。
控制器31则与Windows操作系统35及充电芯片32连接，用以接收本发明用以延长电池寿命软件36经由Windows操作系统35所传送的关于充电电流及充电容量的信号，缓存器311主要用来储存关于充电电流的该控制信号，并经由A脚位与充电芯片32沟通，用以根据控制信号来进行充电电流设定，即当充电电流更改后，通过更改充电芯片32的设定来改变充电电流；至于充电容量的控制方面则是经由B脚位来控制充电芯片32的开/关。而电源供应器33则与充电芯片32连接，用以提供对电池34充电的电源，即当充电容量更改后，能够通过开关充电芯片32来控制充电容量。
在上述实施例中，控制芯片341可使用Benchmark公司所设计制造的编号BQ 20z80芯片，充电芯片32可使用TI公司所制造的编号BQ24730x芯片，但不限于这些，任何具有同样功能的芯片此皆可并入参考。
当然，本发明用以延长以电池寿命软件36也可以直接与便携式计算机30内部的控制器31直接连接(如图3(b)所示)，而不需要通过图3(a)所示的Windows操作系统35。
本发明用以延长便携式计算机的电池寿命的方法主要通过收集使用者的电池使用行为，并依据使用者的行为来调整充电容量与充电电流，其中所谓收集使用者行为利用在智能型锂电池(Smart Battery)的规格中定义了两个项目设计产能(Design Capacity)和周期数(Cycle Count)，其中，设计产能指的是电池34的理论容量，单位是mAh或mWh；而周期数指的是记录了这个电池34经历过的周期数，而一个周期数的定义是：电池的累积放电量到达设计产能的80％、90％或是100％；而电池34内部的控制芯片341将纪录每天电池34的使用周期数值。
请参阅图4，其为本发明较佳实施例的用以延长便携式计算机的电池寿命方法的软件流程图，当使用者开启用以延长电池寿命的功能后，软件会去电池34的控制芯片341中读取一个月内电池34的使用周期数的增加量(步骤S41)，接着，根据所读取的资料来计算电池34每天的平均使用率(步骤S42)。
请参阅图5(a)，其为控制芯片纪录电池的使用周期数的示意图，如图所示，若今天是6月1日，那本发明的软件可以从控制芯片341的数据库中找出5月1日的纪录，所以就可以知道从5月1日到6月1日之间使用者共享了(F-E)个周期数(cycle)，若电池34的1个周期数是指90％的设计产能(design capacity)的话，可以得知使用者在这一个月中电池总使用量为设计产能的[(F-E)*(90％)]倍，则其每天的电池平均使用率则为X＝(F-E)*(90％)/31。
然后，通过计算所得的平均使用率来调整对电池34进行充电的充电电流及充电容量(步骤S43)，在本实施例中，充电电流的计算方式为(请参阅图5(b))：
当平均电池使用率X介于0％～100％之间时，新的充电电流设定值G＝B-(B-A)*X；
当平均电池使用率X大于100％时，新的充电电流设定值则维持不变，即G＝A；
其中B点为便携式计算机原本设定的充电电流，约3A，而A点为制造厂商根据实验值所设定的较低充电电流，约2.5A；
对于电池平均使用率X高的使用者，则这位使用者常以较大的充电电流来充电，降低其充电电流，则可以达到延长电池寿命的目的，而对于低使用量的使用者则不需要调整其充电电流。
至于，充电电流的计算方式为(请参阅图5(c))：
当平均电池使用率X介于0％～100％之间时，新的充电容量设定值H＝100％-(100％-C)*X；
当平均电池使用率X大于100％时，新的充电容量设定值则维持不变，即H＝100％；
其中100％点为便携式计算机原本设定的充电容量，而C点为制造厂商根据实验值所设定的较低充电容量；
若使用者的电池平均使用率X越低，表示使用者有越长的时间是将电池34维持在充满电的状态，因此以降低其充电容量的方式，也就是电池不能完全充饱，来达到延长电池寿命的目的；而对于高使用量的使用者则不需要调整其充电容量。
综合上述图5(b)及图5(c)所揭示的示意图及设定充电电流及充电容量的公式可知，当使用者较少使用电池，即平均使用率越低，则以降低其充电容量的方式来达到延长电池寿命的目的，反之若使用者常常使用电池，即平均使用率越高，则以降低其充电电流的方式来达到延长电池寿命的目的。
经过步骤S43之后，软件会将新的充电电流设定值经由Windows操作系统35或是直接传送至控制器31，并经由控制器31设定一个关于新的充电电流所对应的控制信号给充电芯片32，在本实施例中，由控制A脚位来达到设定充电电流的目的，因此需要一个对应表来让控制器31与充电芯片32沟通，如下所示：
| 充电电流 | 8-bit表示 |
| 3A | 10000000 |
| ... | |
| 2A | 01000000 |
| ... |
所以当新的充电电流决定之后，可以从上表找出对应的8-bit值，并将这8-bit值写到缓存器311中，这样就可以达到控制充电电流的目的(步骤S44)。
至于，当充电容量有变更时，本发明的软件将持续监测充电芯片32对电池34充电的容量，并与新的充电容量设定值进行比对，当比对结果为相同时，触发控制器31关闭充电芯片32运行(步骤S45)。
举例而言，当充电容量变更为原本设定值的85％时，则软件会去监视目前电池34的充电容量，当电池34充到85％时，将触发控制器31去关闭充电芯片32，使电池34最多就只能充到85％。
综上所述，本发明用以延长便携式计算机的电池寿命的方法，主要通过至电池的控制芯片读取关于电池的使用周期数并计算电池的平均使用率的方式来调整充电电流及充电容量，使电池老化的速度减慢，以达到延长设置于便携式计算机内部电池的寿命。本发明由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱离所附权利要求所欲保护的范围。
Claims (10)
1、一种延长电池寿命的方法，适用于具有电池的便携式计算机，且该电池具有控制芯片，该控制芯片用以纪录该电池的使用周期数，该延长电池寿命的方法至少包含下列步骤：
读取过去一预定时间内，该控制芯片所纪录该电池的使用周期数；
依据所读取的该使用周期数，计算该电池在该预定时间内，每一单位时间的平均使用率；
通过该平均使用率来调整对该电池进行充电的充电电流及充电容量；
以该充电电流及该充电容量的设定值对该电池进行充电程序，以延长该电池的使用寿命。
2、根据权利要求1所述的方法，其中该便携式计算机还包含控制器，用以接收该充电电流及该充电容量，并根据该充电电流及该充电容量的设定值分别产生控制信号。
3、根据权利要求2所述的方法，其中根据该充电电流的设定值所产生的该控制信号通过该控制器将该充电电流的设定值与对应表比对后产生。
4、根据权利要求3所述的方法，其中该控制器包含缓存器，用以储存该充电电流的该控制信号。
5、根据权利要求2所述的方法，其中该便携式计算机还包含充电芯片及电源供应器，该充电芯片与该控制器、该电源供应器及该电池连接，用以根据该充电电流及该充电容量的设定值所分别产生的该控制信号来分别控制该电源供应器传送至该电池的充电容量及充电电流。
6、根据权利要求1所述的方法，其中当该平均使用率表示该电池被经常使用，则调整对该电池充电的充电电流，用以延长该电池的使用寿命。
7、根据权利要求1所述的方法，其中当该平均使用率表示该电池没有经常被使用，则调整对该电池充电的充电容量，用以延长该电池的使用寿命。
8、根据权利要求1所述的方法，其中该电池为智能型锂电池。
9、根据权利要求1所述的方法，其中该单位时间为一天。
10、一种延长电池寿命的方法，适用于便携式计算机，该便携式计算机包含电池、控制器及充电芯片，且该电池具有控制芯片，该控制芯片用以纪录该电池的使用周期数，该延长电池寿命的方法至少包含下列步骤：
读取过去一预定时间内，该控制芯片所纪录该电池的使用周期数；
依据所读取的该使用周期数，计算该电池在该预定时间内，每一单位时间的平均使用率；
通过该平均使用率来调整对该电池进行充电的充电电流及充电容量；
将该充电电流传送至该控制器，用以产生控制信号至该充电芯片，以控制对该电池充电的充电电流；
监测该电池的充电容量，并与通过该平均使用率所调整的该充电容量进行比对，当比对结果为相同时，触发该控制器以关闭该充电芯片运行。
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