CN101101321A - 电池检测电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池检测电路及其控制方法。电池检测电路和电池一起构成电池组。本发明的电池检测电路及其控制方法利用对感应电池的放电电压、电流和温度的传感器和使用电池的电子设备之间的数据通信起中继作用的中继器。在该种电池检测电路及控制方法中，控制部根据传感器感应到的电压、电流和温度，计算电池的剩余电量相关数据，并根据该计算数据，通过中继器向电子设备传送请求执行操作的数据包，对电子设备通过中继器接收到的数据包做出响应，将含有上述电池剩余电量相关数据的数据包向上述电子设备传送。这样，可减轻使用电池的便携式电子设备的程序负担，进而可提高该便携式电子设备的性能。

Description

电池检测电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及检测电池剩余电量的装置。尤其涉及与电池一起构成一个电池组来检测电池剩余电量的一种电池检测电路(Circuit)及其控制方法。

背景技术

通常情况下，电池是向在移动中使用的各种便携式电子设备提供必要电量的电源。这些便携式电子设备包括：手机、PDA(Portable Data Apparatus)、笔记本电脑(Notebook Computer)、便携式游戏机、数码照相机、MP3播放器、便携式多媒体播放器(PMP：Portable Multimedia Player)等。此种电池因为存储的电荷容量有限，所以只能在限定的时间内给便携式电子产品提供电量。这样，便携式电子设备的用户往往会因电池没电导致工作中的重要信息丢失，或者无法在希望的时间进行重要的工作。此外，对于充电电池来说，过度充电和过度放电会损坏充电电池或者缩短充电电池的寿命，也会加重便携式电子产品用户的费用负担。为避免电池此种弊端，当务之急是提供能为用户显示电池剩余电量的电池剩余电量检测技术。

检测电池剩余电量的技术有利用电池检测集成电路(Integrated Circuit以下简称″IC″)芯片的检测方法和只根据电池电压(或电流)的检测方法。只根据电池电压(或电流)的检测方法构造简单，制作成本低，但不能精确检测电池的剩余电量。与此相反，利用电池检测IC芯片的方法是根据电池内部的化学特性的变化、体积、电流及电压等各种条件来检测电池的剩余电荷量。利用这电池检测IC芯片方法可以保证剩余电量检测的准确度和可信度。

举一个利用电池检测IC芯片的电池剩余电量检测方法的例子：如图1所示，以具有充电控制功能的便携式电子设备为例。图1中未标出与本发明无直接关系、易混淆本发明要旨的构成条件，但任何相关工作人员均可通过图1所示的电路充分理解本发明所要解决的技术性课题、目的和特征。

参照图1，电池检测IC芯片14与电池12、保护器16一起构成电池组10。电池检测IC芯片14与电池12用电连接，以便可以测量到电池12的温度、体积、电压和电流等诸多条件。同时，电池检测IC芯片也与便携式电子设备20内的CPU26连接，向CPU26提供有关电池12的检测信号。与该电池检测IC芯片14相连接的便携式电子设备20的CPU26根据程序存储器24存储的程序的顺序，向电池检测IC芯片14下达检测指令，根据其发出的检测信号，计算出电池12的剩余电量。根据计算出的电池12的剩余电量，CPU26控制充电器22开始充电或终止充电。充电器22进行充电时，电池组10内的保护器16可保护检测IC芯片14和电池12防止来自充电器22的过度电压，同时电池12根据充电器22的充电电压积蓄电荷。

这种利用电池检测IC芯片检测电池剩余电量的方法，电池检测IC芯片只简单地执行感应和传送电池的电压、电流、体积和温度等功能，所以，只能加重使用电池的机体(即：便携式电子设备)内CPU26的程序负担。这样，只能降低使用电池组的机体(即：便携式电子设备)的性能。

发明内容

因此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种适用于提高使用电池的便携式电子设备性能的电池检测电路及其控制方法。

本发明的另一目的在于提供一种适用于减轻使用电池的便携式电子设备的程序负担的电池检测电路及其控制方法。

为了实现上述目的，本发明实施例的电池检测电路包括以下几个组成部分：感应电池的放电电压、放电电流、体积和温度的传感器；对使用电池的电子设备和数据通信起中继作用的中继器；根据传感器感应的电压、电流、体积和温度计算出电池的剩余电量相关数据，根据计算出的数据，通过中继器向电子设备传送请求执行操作的数据包，对电子设备通过中继器接收到的数据包做出响应，将含有上述电池剩余电量相关信息的数据包向上述电子设备传送的控制部。

上述控制部包括：存储电池剩余电量相关检测及通信相关程序的程序存储器；根据该程序存储器存储的程序，将上述电池剩余电量相关数据的计算、向上述电子设备请求动作执行以及对上述电子设备发出的数据包进行响应的数据包进行传送的处理器。

上述控制部根据中断发生器提供的中断信号，可周期性根据感应信号进行电池剩余电量相关数据的运算。

另外上述控制部根据检测的电池剩余电量相关数据，监测电池状态的变化，将电池的变化状态通知给电子设备。

传送给上述电子设备的数据色包括具有固有地址的识别符、电池剩余电量及信息。

上述数据包还可附加包括信息中的数据种类以及表示上述电池剩余电量的模式比特。

另外，为了实现上述目的，本发明的另外一个实施例的电池检测电路的控制方法包括如下几个步骤：根据传感器感应的电压、电流、体积和温度，计算电池剩余电量相关数据的步骤；根据计算出的数据，监测是否有必要向使用电池的电子设备传送信息的步骤；请求传送信息时，将数据剩余电量和包含信息的数据包传送给电子设备的步骤；在收到电子设备发出的含有指令的数据包之前一直待机的步骤；对电子设备发出的数据包做出响应，将含有上述电池剩余电量的数据包传送给电子设备的步骤。

上述信息包括请求电子设备执行动作的数据和上述电池状态变化的相关数据中的任何一个。

向电子设备传送的上述数据包包括上述具有固有地址的识别符、电池剩余电量以及信息。

另外，上述数据包还可以包括信息中的数据种类和表示电池剩余电量模式比特。

为了实现上述目的，本发明的另外一个实施例的电池检测电路的控制方法包括：根据使用电池的电子设备发出的数据包中的指令，设定上述电池检测模式的步骤；根据上述传感器周期性感应到的电压、电流、体积和温度，计算上述电池剩余电量相关数据的步骤；根据计算出的数据，监测是否有必要将信息传送给使用电池的电子设备的步骤；请求传送信息时，将含有信息的数据包和数据剩余电量一起传送给上述电子设备的步骤；在收到电子设备发出的含有指令的数据包时一直待机的步骤；对电子设备发出的数据包做出响应，将含有上述电池剩余电量的数据包传送给电子设备的步骤；执行取消上述检测模式中任何一个动作的步骤。

上述信息包括请求电子设备执行动作的数据和上述电池状态变化相关数据中的任何一个。

传送给上述电子设备的上述数据包括具有固有地址的识别符、电池剩余电量和信息。

上述数据包还包括信息中的数据种类和表示上述电池剩余电量的模式比特。

根据上述构成，本发明的电池检测电路及其控制方法可减轻使用电池的电子设备的程序负担，进而提高该电子设备的性能。

本发明的效果：

如上所述，依据本发明的电池检测电路及其控制方法不但检测电池剩余电量相关数据，向使用电池的便携式电子设备传送，而且根据检测的数据，向便携式电子设备请求执行开始或终止充电等必要动作。因此，本发明实施例的电池检测电路及控制方法不但能减轻便携式电子设备的程序负担，而且能提高便携式电子设备的性能。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

附图说明

图1是利用现有技术电池检测电路的便携式电子设备的充电控制装置的模块图；

图2是依据本发明实施例的电池检测电路模块图；

图3a及图3b是图2的电池检测电路输出的数据包格式示意图；

图4是依据本发明实施例的电池检测电路的控制方法的分步流程图。

附图中主要部分的符号说明：

10：电池组              12：电池

14：检测集成电路芯片    16：保护器

20：便携式电子设备      22：充电器

24：程序存储器          26：CPU

140：传感器             142：程序存储器

144：作业存储器         146：中断发生器

148：中继器             150：处理器

具体实施方式

下面参照附图对本发明的电池检测电路及其控制方法的实施例进行详细的说明。

图2是本发明理想实施例的电池检测电路概略图。图3a及图3b是图2的电池检测电路输出的数据包格式示意图。本发明实施例的电池检测电路包括共同连接在处理器150上的传感器140、程序存储器142、作业存储器144、中断发生器146和中继器148。

传感器140包括与电池(未图示)通电相连接的感应传感器，或者与电池接触或邻近安装的感应传感器。这些感应传感器将感应到的电池的电压、电流、温度和体积等提供给处理器150。此种传感器140已在现有电池检测电路中做过说明，故不再赘述。

上述程序存储器142，处理器150、中断发生器146组成控制部。

程序存储器142一面存储处理器150计算电池剩余电量及其相关的可能的总放电容量(或可能的总充电容量)、可能的总放电时间、剩余放电时间和剩余充电时间等程序，一面存储与便携式电子设备进行通信的一系列过程的相关程序。该种程序存储器142是在无电源期间也能保存程序的非挥发性存储器。例如，使用EEPROM和SRAM等。

作业存储器144暂时存储处理器150计算作业时产生的临时数据、与便携式电子设备通信时收到的或将要传送的信息、电池的剩余电量、传感器140感应到的感应信号等。

为此，作业存储器144使用可进行数据更新的随机存取存储器(Random AccessMemory)。

中断发生器146每经过一定时间时就发生中断(即，时间中断)。为此，中断发生器146包括可计算一定时间的计时器。将中断发生器146产生的中断信号施加给处理器150，使处理器150按预先设定的模式进行作业。

中继器148对用电池电源驱动的便携式电子设备和处理器150之间的相互通信起中继作用。为此，中继器148通过连接线141与使用电池的便携式电子设备相连接。连接线141包括用串行方式传送数据包的1位宽的传输线。

处理器150根据程序存储器142存储的图4中的流程图程序，执行电池剩余电量相关数据的检测、将检测的数据向便携式电子设备的传送、根据检测信息的充电开始及终止等动作执行请求、电池状态(或条件)的通知等。首先，处理器150访问中继器148，检测是否有从通过连接线141与中继器148相连的便携式电子设备的CPU传送过来的数据包。如果有收到的数据包，对数据包中信息做出响应，处理器150将检测的电池剩余电量和状态信息或动作请求信息附加在识别信息或识别信息及信息比特数据包-如图3a或图3b中的数据包中，然后通过中继器148及连接线141将该数据包向便携式电子设备的CPU传送。另外，处理器150对便携式电子设备发出的数据包信息做出响应，可设定或取消电池剩余电量的检测模式。若设定检测模式，处理器150周期性输入传感器140感应到的电池的放电电流、放电电压、温度和体积等诸多条件感应信号，根据输入的感应信号，对电池的剩余电量、剩余放电时间、剩余充电时间、可能的总充电容量(或可能的总放电容量)和可能的总放电时间等进行计算。同时，处理器150根据电池的剩余电量，判断是否有必要执行终止充电或开始充电等动作请求，以及判断对可能的总充电容量和可能的总放电时间的变化等电池条件(或状态)进行通知的必要性。有必要执行动作请求或通知电池条件时，处理器150将动作执行请求信息或电池条件信息与电池的剩余电量一起附加到识别符或识别符及模式比特中的数据包一如图3a或图3b中所示的数据包中，然后通过中继器148以及连接线141将该数据包向便携式电子设备的CPU传送。此种电池的剩余电量检测与上述按一定周期进行不同，是可按监测-检测电池的剩余电量这一程序进行的。这样，可大大缩短电池检测电路检测电池剩余电量的放电时间。另外，检测模式与根据便携式电子设备发出的指令进行设定及取消不同，制作者可进行设定。此时，电池检测电路可加快电池剩余电量的放电。

这样，本发明实施例的电池检测电路检测电池剩余电量相关数据，不但传送检测的信息，还请求执行开始或终止充电等必要动作。因此，本发明实施例的电池检测电路不但可以减轻便携式电子设备的程序负担，而且还可以提高便携式电子设备的性能。

图3a是按图2的电池电路向与连接线141相连接的便携式电子设备传送的数据包格式示意图。图3a的数据包包括不断分配到识别符中的信息及电池剩余电量。识别符包括可识别便携式电子设备的外围电路之一的电池检测集成电路芯片的固有地址。信息中包括终止或开始充电等动作执行请求或者电池的可能的总充电容量(可能的总放电容量)或电池的可能的总放电时间等电池的条件。电池剩余电量包括竖格标记形式的剩余电量数据或百分率形式的剩余电量数据。

图3b是由图2的电池检测电路向便携式电子设备传送的数据包的其它实施例格式示意图。图3b中的数据包与图3a的相比，还包括识别符及信息间分配的模式比特。该模式比特指定信息包含数据的种类和电池剩余电量的表示方法。例如，模式比特值为″0″时，信息包括电池条件相关数据和电池剩余电量用竖格标记表示的数据。与此相反，当模式比特值为″1″时，信息包括向便携式电子设备请求执行动作的请求指令以及电池的剩余电量用百分率表示的数据。

图4是本发明实施例的电池检测电路的控制方法的分步流程图。图4的电池检测电路的控制方法是利用图2所示的电池检测电路中的处理器150来执行的。因此，图4的流程图将结合图2所示的电池检测电路进行详细说明。

步骤10，处理器150访问中继器148，查询是否有从利用连接线141与中继器148相连接的便携式电子设备(未图示)传送的数据包。

步骤12，若没有步骤10中从便携式电子设备传送的数据包，处理器150便视为设有便携式电子设备发出的通信请求或指令传达，即没有查询(Polling)。另外，处理器150检查中断发生器146是否输入了中断信号。此时，如果中断发生器146没有发生中断信号，处理器150便返回到步骤10。

步骤14，若在步骤10中有查询，处理器150通过连接线141及中继器148检查收到的数据包中包含的识别符是否与自身的识别符(即，分配给自身的固定地址)一致。换句话说，处理器150根据数据包中包含的识别符判断自身是否被便携式电子设备呼叫。此时，如果数据包的识别符与自身的识别符(即，自身的固定地址)不一致，处理器150便视为自身未被呼叫，返回到步骤10。

步骤16，与此相反，若数据包的识别符与自身的识别符一致，处理器150接收数据包包含的信息，将该信息暂时存储在作业存储器144中。

步骤18，接着，处理器150解读作业存储器144存储的信息，检测该信息是否是指定设定或取消周期性检测电池剩余电量的检测模式的指令。

步骤20，在步骤18中，若接收到的信息不是指定设定或取消检测模式的指令，判断处理器150检测接收到信息是否是请求传送电池剩余电量和与此相关数据的信息请求指令。此时，如果接收到的信息既不是有关设定或取消检测模式的指定指令，又不是信息请求指令，那么处理器150会返回到步骤10。

步骤22，在上述步骤18中，如果接收到的信息包括有关设定或取消检测模式的指定指令，处理器150将分配到自身内任意一个寄存器的剩余电量检测模式标记设置为″1″或者复位为″0″，设定或取消剩余量检测模式。此种检测模式的设置及取消根据使用电池的便携式电子设备的指令，可使放电终期剩余电量的消耗最小化。

步骤24，另外，在步骤20中，如果接收到的信息含有信息请求指令，处理器150会将作业存储器144存储的电池剩余电量和电池状态相关信息附加到自身的识别符中，形成图3a所示的数据包。另外，处理器150将形成的数据包通过中继器148及连接线141向便携式电子设备传送。

执行步骤22或步骤24后，处理器150返回到步骤10。在这里，处理器150形成的数据包可形成如图3a所示的数据格式，也可形成如图3b所示的数据格式。

步骤26，另外，在步骤12中，如果因中断发生器146发生时间中断，处理器150根据分配到自身内部任意一个寄存器的信息发送模式标记值，检查是否为信息发送模式。

步骤28，此时，如果信息发送模式标记复位为″0″，处理器150判断为不是信息发送模式，然后根据分配到自身内部任意一个寄存器的检测模式标记值，检测是否为剩余电量检测模式。如果检测模式标记复位为″0″，处理器150判断为不是剩余电量检测模式。在步骤26以及步骤28中，如果既不是信息发送模式，也不是剩余量检测模式时，处理器150会返回到步骤10。

步骤30，在步骤28中，如果检测模式标记设置为″1″，处理器150判断为剩余电量检测模式，输入传感器140感应到的电池的电压、电流、温度和体积等感应信号，将输入的感应信号存储在作业存储器144中。

步骤30、步骤34，利用作业存储器144存储的感应信号，处理器150计算电池的剩余电量、剩余放电时间、剩余充电时间、可能的总充电容量(可能的总放电容量)和可能的总放电时间等电池剩余电量相关数据，将计算出来的电池的剩余电量相关数据存储在作业存储器144中。

步骤36，接着，处理器150检测计算出来的电池剩余电量相关数据，检测是否有必要将电池剩余电量相关数据向便携式电子设备传送。具体地说，在电池几乎没有剩余电量要求充电时，电荷充电结束(完全充电)要求终止充电时，或者电池的可能的总充电容量(或总放电容量)和可能的总放电时间发生变更，将变更的可能的总充电容量(或总放电容量)及可能的总放电时间向便携式电子设备通知时，处理器判断为有必要传送数据。

步骤38，在步骤36中，如果判断为有必要传送电池剩余电量相关数据，处理器150将上述数据发送模式标记设置为″1″，设定数据发送模式。执行步骤38后，或者在步骤36中没有必要发送电池剩余电量相关数据时，处理器150返回到步骤10。

步骤40、步骤42，另外，在步骤26中，如果数据发送模式标记设置为″1″，处理器150判断为电池的状态(或条件)存变更或者有必要向便携式电子设备请求执行动作。另外，处理器150将作业存储器144存储的电池状态(或条件)数据或动作执行请求数据和电池的剩余电量相关数据附加到标识码或标识码及模式比特中，生成图3a或图3b所示的数据包，将生成的数据包通过中继器148及连接线141向便携式电子设备传送。接着，处理器150将步骤38中设置的数值为″1″的数据传送模式标记复位为″0″，取消数据传送模式。执行完步骤40后，处理器150返回到步骤10。

这样，依据本发明实施例的电池检测电路控制方法对便携式电子设备请求做出响应，发送电池的剩余电量相关数据或者进入电池的检测模式。在这里，电池的检测模式的进入与便携式电子设备请求无关，如果电池有剩余电量，制作者可任意设计程序。同时，本发明实施例的电池检测电路控制方法根据电池剩余电量相关数据的计算得出的电池的剩余电量，检测终止电池充电或者开始电池充电等动作执行的必要性，或者检测电池的可能的总充电容量(或可能的总放电容量)以及可能的总放电时间的变更等电池的状态(或条件)变化与否，向便携式电子设备请求执行上述动作，或者将电池的状态变化通知给便携式电子设备。另外，本发明实施例的电池电路控制方法中，电池剩余电量的检测与周期性进行不同，是以监视-检测电池剩余电量的形式设计程序的。这样，可大大缩短电池检测电路检测电池剩余电量的放电时间。

本发明实施例的电池检测电路控制方法不但使电池检测电路检测电池剩余电量相关数据，将检测的数据传送，而且请求执行开始或终止充电等必要动作。因此，本发明实施例的电池检测电路控制方法不但能减轻便携式电子设备的程序负担，还能提高便携式电子设备的性能。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

Claims (14)

1、一种电池检测电路，其特征在于与电池构成整体电池组的电池检测电路包括以下几个部分：

感应上述电池的放电电压、放电电流、体积和温度的传感器；

对使用上述电池的电子设备和数据通信起中继作用的中继器；

根据上述传感器感应的电压、电流、体积和温度计算出电池的剩余电量相关数据，根据计算出的数据，通过所述中继器向电子设备传送请求执行操作的数据包，对电子设备通过中继器接收到的数据包做出响应，将含有上述电池剩余电量相关信息的数据包向上述电子设备传送的控制部。

2、如权利要求1所述的电池检测电路，其特征在于上述控制部包括：

存储上述电池剩余电量相关检测及通信相关程序的程序存储器；

根据上述程序存储器存储的程序，将上述电池剩余电量相关数据的计算、向上述电子设备请求动作执行以及对上述电子设备发出的数据包进行响应的数据包进行传送的处理器。

3、如权利要求2所述的电池检测电路，其特征在于：

上述控制部还包括周期性执行根据上述感应信号的数据的计算，向上述控制部提供中断信号的中断发生器。

4、如权利要求1所述的电池检测电路，其特征在于上述控制部还包括执行以下动作：

根据上述检测的电池剩余电量相关数据，监测电池的状态变化，将电池的变化状态通知给上述电子设备。

5、如权利要求4所述的电池检测电路，其特征在于向上述电子设备传送的上述数据包包括：

固定地址的识别符；

电池的剩余电量；

信息。

6、如权利要求5所述的电池检测电路，其特征在于上述数据包还包括：

上述信息中包含的数据种类以及表示上述电池剩余电量显示形式的模式比特。

7、一种电池检测电路的控制方法，其特征在于包括感应电池的放电电压、电流和温度的传感器，与上述电池一起构成电池组的电池检测电路的控制方法包括以下几个步骤：

根据上述传感器感应的电压、电流、体积和温度，计算电池剩余电量相关数据的步骤；

根据上述计算出的数据，监测是否有必要向使用电池的电子设备传送信息的步骤：

请求传送上述信息时，将数据剩余电量和包含信息的数据包传送给电子设备的步骤；

在收到上述电子设备发出的含有指令的数据包之前一直待机的步骤；

对上述电子设备发出的数据包做出响应，将含有上述电池剩余电量的数据包传送给电子设备的步骤。

8、如权利要求7所述的电池检测电路的控制方法，其特征在于：

上述信息包括请求电子设备执行动作的数据和上述电池状态变化的相关数据中的任何一个。

9、如权利要求8所述的电池检测电路的控制方法，其特征在于向上述电子设备传送的数据包包括：

固定地址的识别符；

电池的剩余电量；

信息。

10、如权利要求9所述的电池检测电路的控制方法，其特征在于上述数据包还包括：

上述信息中包含的数据种类以及表示上述电池剩余电量显示形式的模式比特。

11、一种电池检测电路的控制方法，其特征在于包括感应电池的放电电压、电流和温度的传感器，与上述电池一起构成电池组的电池检测电路的控制方法包括以下几个步骤：

根据上述使用电池的电子设备发出的数据包中的指令，设定上述电池检测模式的步骤；

根据上述传感器周期性感应到的电压、电流、体积和温度，计算上述电池剩余电量相关数据的步骤；

根据上述计算出的数据，监测是否有必要将信息传送给使用电池的电子设备的步骤；

请求传送上述信息时，将包含信息的数据包和数据剩余电量一起传送给上述电子设备的步骤；

在收到上述电子设备发出的含有指令的数据包时一直待机的步骤；

对上述电子设备发出的数据包做出响应，将含有上述电池剩余电量的数据包传送给电子设备或者取消上述检测模式的步骤。

12、如权利要求11所述的电池检测电路的控制方法，其特征在于上述信息包括：

向上述电子设备请求执行动作的数据和上述电池变化相关数据中的任意一个。

13、如权利要求12所述的电池检测电路的控制方法，其特征在于向上述设备传送的数据包包括：

所述固定地址的识别符；

所述电池的剩余电量；

所述信息。

14、如权利要求13所述的电池检测电路的控制方法，其特征在于上述数据包还包括：

上述信息中包含的数据种类以及表示上述电池剩余电量显示形式的模式比特。

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