CN101363902B - 电子设备和电池检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子设备和电池检查方法。该电子设备检测用作电源的电池的剩余电量，其包括：电流检测单元，用于检测流过所述电子设备的电路的电流值；电压检测单元，用于检测所述电池的电压值；以及计算单元，用于基于在所述电子设备的消耗电流不同的多个状态中分别由所述电流检测单元和所述电压检测单元检测到的电流值和电压值，计算所述电池在所述电子设备的所述消耗电流是预定消耗电流时的电压值。

Description

电子设备和电池检查方法
技术领域
本发明涉及一种检测用作电源的电池的剩余电量(remaining level)的电子设备和电池检查方法。
背景技术
近年来，数字照相机和数字摄像机作为摄像设备变得普及。这些照相机经由光学透镜在摄像元件上形成来自被摄体的光的图像，从而拍摄并记录被摄体的数字图像。这种摄像设备进行用于根据电池端电压来检测剩余电池电量的电池检查，以保证摄像操作以及通知用户电池更换期。注意，由于例如内部电阻特性和电路负载，电池的端电压(电压值)变动。为了处理这种情况，传统上提出了一种用于准确地(精确地)检测剩余电池电量的技术(参见日本特开2003-084050)。
日本特开2003-084050将多个电路的消耗电流(消耗电流值)存储在存储器中，并根据每个电路工作状况，检测在消耗电流不同的两个状态中的电池端电压值。从存储器中读出在这些状态中工作的各电路的消耗电流。通过使用将读出的消耗电流相加(组合)所获得的值，预测在预定消耗电流的状态中的电池端电压值，从而检测剩余电池电量。
例如，可以由以下等式来计算在预定消耗电流Ifo的状态中的电池的端电压值Vfo：
Vfo＝Vc2’-(Vc1’-Vc2’)·(Ifo-Ic2)/(Ic2’-Ic1’)    …(1)
其中，Ic1’是在第一状态中的电流值，Vc1’是在第一状态中的电池的端电压值，Ic2’是在第二状态中的电流值，以及Vc2’是在第二状态中的电池的端电压值。
然而，日本特开2003-084050通过将预先存储的并且在第一状态和第二状态中工作的各电路的消耗电流相加来获得电流值Ic1’和Ic2’。由于该原因，当各电路的实际消耗电流发生变化(即，从存储在存储器中的消耗电流的偏移(误差))时，计算出的电池的端电压值Vfo可能产生误差。特别地，当电流值Ic1’和Ic2’之间的差相对小时，各电路的消耗电流值的误差对电池的端电压值Vfo的计算精度有大的不利影响。这使得难以准确地计算电池的端电压值Vfo。
另外，预先确定构成电流值Ic1’和Ic2’的消耗电流值的组合。这限制了预测为电流值Ic1’和Ic2’正在流动以及检测电池端电压值的时刻。这又限制了电池检查时刻，导致时序的自由度降低。实际上，随着电路规模的增大，检测电池端电压值的时刻更可能被进一步限制。
发明内容
本发明提供了一种能够在任意时刻精确地检测剩余电池电量的电子设备和电池检查方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种电子设备，用于检测用作电源的电池的剩余电量，所述电子设备包括：电流检测单元，用于检测流过所述电子设备的电路的电流值；电压检测单元，用于检测所述电池的电压值；以及计算单元，用于基于在所述电子设备的消耗电流不同的多个状态中分别由所述电流检测单元和所述电压检测单元检测到的电流值和电压值，计算所述电池在所述电子设备的所述消耗电流是预定消耗电流时的电压值。
根据本发明的另一个方面，提供了一种电池检查方法，用于检测设备中的电池的剩余电量，所述设备由所述电池驱动，并包括检测流过电路的电流值的电流检测单元和检测所述电池的电压值的电压检测单元，所述电池检查方法包括：电流值检测步骤，用于在所述设备的消耗电流不同的多个状态中的每个状态中通过所述电流检测单元来检测流过所述设备的电路的电流值；电压值检测步骤，用于在所述电子设备的所述消耗电流不同的所述多个状态中的每个状态中通过所述电压检测单元来检测所述电池的电压值；以及基于在所述电流值检测步骤和所述电压值检测步骤中分别检测到的电流值和电压值，计算所述电池在所述设备的所述消耗电流是预定消耗电流时的电压值。
根据下面参考附图对示例性实施例的说明，本发明的其它特征将显而易见。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的数字照相机的示意性框图。
图2中的A和B是用于说明图1所示的数字照相机的电池检查操作的时序图。
图3是示出根据本发明的第二实施例的数字照相机的示意性框图。
图4中的A和B是用于说明图3所示的数字照相机的电池检查操作的时序图。
图5是示出根据本发明的第三实施例的数字照相机的示意性框图。
图6中的A和B是用于说明图5所示的数字照相机的电池检查操作的时序图。
具体实施方式
下面将参考附图说明本发明的优选实施例。在全部附图中，相同的附图标记表示相同的部件，并且不会对其重复说明。
第一实施例
图1是示出具有根据本发明的第一实施例的电池检查功能的数字照相机1的示意性框图。
数字照相机1是具有检测用作电源的电池BT的剩余电量的电池检查功能的电子设备。电池BT包括电阻元件(即，内部电阻)，因此，它的端电压根据流过电子设备的(在负载侧的)电路CT1、CT2和CT3的电流而变动。电路CT1、CT2和CT3包括例如用于驱动光学透镜的电路、用于操作摄像元件的电路以及用于显示由数字照相机1进行的电池检查的结果的LCD显示电路。
如图1所示，数字照相机1包括电流检测电路10、电压检测电路20、拟负载电路(pseudo load circuit)30、以及MPU 40。尽管图1并未示出，然而数字照相机1包括例如用于在MPU 40以及电路CT1、CT2和CT3的前级将电池BT的电压转换成预定电压的调节器。数字照相机1调节电池BT的电压并将其提供给每个装置。
电流检测电路10连接在电池BT和设备的所有电路(图1中的电路CT1、CT2和CT3)之间，并检测流过所有电路的电流(电流值)。电流检测电路10包括例如连接在电池BT与电路CT1、CT2和CT3之间的微电阻、以及用于放大微电阻的两端之间的电压差的放大器AMP。由于电流检测电路10可以采用本领域技术人员公知的任何形式，因而不对其详细结构和操作进行说明。电流检测电路10将检测结果(流过设备的所有电路的电流值)输出给MPU 40。
电压检测电路20检测电池BT的端电压(端电压值)。电压检测电路20以预定的分割比分割电池BT的端电压，并将通过分割电池BT的端电压所获得的电压输出给MPU 40。换句话说，电压检测电路20将检测结果(电池BT的端电压值)输出给MPU40。
拟负载电路30在MPU 40的控制下生成设备消耗电流不同的多个状态。拟负载电路30包括拟负载电阻32和串联到拟负载电阻32的FET 34，并连接在地(GND)和电流检测电路10的一端之间。MPU 40控制FET 34的工作。当FET 34工作时，与电池BT的端电压相对应的预定电流流过拟负载电阻32。这使得可以生成设备消耗电流与当FET 34不工作时的设备消耗电流不同的状态。
MPU 40是控制数字照相机1的各单元的单片微型计算机，并包括例如运算处理器(计算器)、存储器、计时器、A/D转换器、以及D/A转换器。MPU 40控制电流检测电路10、电压检测电路20、以及拟负载电路30。更具体地，MPU 40控制拟负载电路30的FET 34的工作(即，将FET 34从非工作状态改变为工作状态)以生成设备消耗电流不同的多个状态。MPU 40还控制电流检测电路10和电压检测电路20，以在多个状态中分别检测电流值和电压值。基于在设备消耗电流不同的多个状态中由电流检测电路10和电压检测电路20分别检测到的电流值和电压值，MPU 40计算当设备消耗电流是预定的设备消耗电流时的电池BT的端电压值。这使得可以检测电池BT的剩余电量。
下面将参考图2中的A和B说明数字照相机1的操作。图2A是示出当设备工作时电池BT的端电压值(电压检测电路20获得的检测结果)的时序图。图2B是示出当设备工作时流过所有电路的电流值(电流检测电路10获得的检测结果)的时序图。
首先，在设备消耗电流是第一消耗电流的状态(时刻)ST1中，电流检测电路10和电压检测电路20分别检测流过所有电路的电流值和电池BT的端电压值。在状态ST1中，电压检测电路20、MPU 40、以及电路CT1、CT2和CT3在数字照相机1中工作。因为根据设备工作状态，MPU 40与电路CT1、CT2和CT3的消耗电流互不相同，因而它们的电流值不一致。在状态ST1中，令Ic1为电流检测电路10检测到的电流值，以及令Vc1为电压检测电路20检测到的电池BT的端电压值。
接着，MPU 40操作拟负载电路30的FET 34以生成状态(时刻)ST2，在该状态(时刻)ST2中，设备消耗电流是与第一消耗电流不同的第二消耗电流。在状态ST2中，电流检测电路10和电压检测电路20分别检测流过所有电路的电流值和电池BT的端电压值。在状态ST2中，电压检测电路20、拟负载电路30、MPU 40、以及电路CT1、CT2和CT3在数字照相机1中工作。在状态ST2中，令Ic2为电流检测电路10检测到的电流值，以及令Vc2为电压检测电路20检测到的电池B T的端电压值。然后，满足Ic1＜Ic2且Vc1＞Vc2。
最后，基于在状态ST1和ST2中分别检测到的电流值Ic1和端电压值Vc1以及电流值Ic2和端电压值Vc2，MPU 40计算在设备消耗电流是预定消耗电流Ifo的状态(时刻)中的电压BT的端电压值Vfo。更具体地，由以下等式来计算电池BT的端电压值Vfo：
Vfo＝Vc2-(Vc1-Vc2)·(Ifo-Ic2)/(Ic2-Ic1)    …(2)
与现有技术不同，电流值Ic1和Ic2是由电流检测电路10实际检测出的。因此，可以精确计算电池BT的端电压值Vfo。
这样，即使当使用了具有高内部电阻的、并且由于电路负载导致端电压大变动的电池时，根据第一实施例的数字照相机1可以准确计算当设备消耗电流是预定的设备消耗电流时的电池端电压值。因此，数字照相机1可以使用计算出的电池端电压值来精确检测剩余电池电量。将电池的端电压值Vfo与预先确定的多个电池特定参考值进行比较，从而检测剩余电池电量。基于该检测结果，在外部显示部件上显示剩余电池电量。
数字照相机1可以通过调整生成设备消耗电流不同的多个状态的时刻(更具体地，拟负载电路30和FET 34工作的时刻)来检测任意时刻的剩余电池电量。因此，数字照相机1可以维持时序的自由度。优选操作拟负载电路30的FET 34，从而使设备消耗电流变为预定的设备消耗电流。这使得能够以高精确度计算当设备消耗电流是预定的设备消耗电流时的电池端电压值。
第二实施例
图3是示出根据本发明的第二实施例的数字照相机1A的示意性框图。
如图3所示，数字照相机1A具有与数字照相机1的配置类似的配置，但是与数字照相机1不同之处在于，数字照相机1A不具有拟负载电路30。数字照相机1A中的MPU 40控制电流检测电路10和电压检测电路20，以在设备消耗电流不同的多个状态中分别检测流过所有电路的电流值和电池BT的端电压值。更具体地，MPU 40存储设备消耗电流进入多个不同状态的时刻，并在这些时刻操作电流检测电路10和电压检测电路20。例如，当在致动器工作或不工作的时刻MPU 40操作电流检测电路10和电压检测电路20时，可以获得消耗电流不同的多个状态。
下面将参考图4中的A和B说明数字照相机1A的操作。图4A是示出当设备工作时电池BT的端电压值(电压检测电路20获得的检测结果)的时序图。图4B是示出当设备工作时流过所有电路的电流值(电流检测电路10获得的检测结果)的时序图。
首先，在设备消耗电流是第一消耗电流的状态(时刻)ST1中，电流检测电路10和电压检测电路20分别检测流过所有电路的电流值和电池BT的端电压值。在状态ST1中，电压检测电路20、MPU 40、以及电路CT1、CT2和CT3在数字照相机1A中工作。因为根据设备工作状态，MPU 40与电路CT1、CT2和CT3的消耗电流互不相同，因而它们的电流值不一致。在状态ST1中，令Ic1为电流检测电路10检测到的电流值，以及令Vc1为电压检测电路20检测到的电池BT的端电压值。
接着，MPU 40监视设备消耗电流是不同于第一消耗电流的第二消耗电流的状态(时刻)ST2。在状态ST2中，MPU 40控制电流检测电路10和电压检测电路20，以分别检测流过所有电路的电流值和电池BT的端电压值。在状态ST2中，电压检测电路20、MPU 40、以及电路CT1、CT2和CT3在数字照相机1A中工作。注意，每个电路在与状态ST1不同的模式中工作。在状态ST2中，令Ic2为电流检测电路10检测到的电流值，以及令Vc2为电压检测电路20检测到的电池BT的端电压值。然后，满足Ic1＜Ic2且Vc1＞Vc2。
最后，基于在状态ST1和ST2中分别检测到的电流值Ic1和端电压值Vc1以及电流值Ic2和端电压值Vc2，MPU 40计算在设备消耗电流是预定消耗电流Ifo的状态(时刻)中的电压BT的端电压值Vfo。更具体地，由等式(2)来计算电池BT的端电压值Vfo。
与现有技术不同，电流值Ic1和Ic2是由电流检测电路10实际检测出的。因此，可以精确计算电池BT的端电压值Vfo。
如在根据第一实施例的数字照相机1中一样，根据第二实施例的数字照相机1A可以精确计算当设备消耗电流是预定的设备消耗电流时的电池端电压值。因此，数字照相机1A可以使用计算出的电池端电压值来精确检测剩余电池电量。
由于数字照相机1A不使用拟负载电路30，因而可以比数字照相机1更便宜地制造它。
第三实施例
图5是示出根据本发明的第三实施例的数字照相机1B的示意性框图。
如图5所示，数字照相机1B具有与数字照相机1的配置类似的配置，但是数字照相机1B还具有安全电路50。
安全电路50包括负载开关52和控制单元54。通过连接在电流检测电路10和MPU 40之间的FET来形成负载开关52。控制单元54经由控制线连接到负载开关52以控制负载开关52。控制单元54还经由电力线和模拟线连接到电流检测电路10，以输出由电流检测电路10检测到的电流值(A/D值)。控制单元54还经由控制线连接到MPU 40，以设置用于根据由电流检测电路10获得的检测结果来控制负载开关52的控制值。控制单元54包括寄存器和计时器，其中，寄存器存储例如用于当电流检测电路10检测到等于或大于预定值(例如，等于或大于预定消耗电流)的电流值时切断负载开关52的阈值，计时器测量等于或大于预定值的电流值已经流过的时间。
下面将参考图6中的A和B说明数字照相机1B的操作。图6A是示出当设备工作时电池BT的端电压值(电压检测电路20获得的检测结果)的时序图。图6B是示出当设备工作时流过所有电路的电流值(电流检测电路10获得的检测结果)的时序图。由于由数字照相机1B进行的检测电池BT的剩余电量的操作与根据第一实施例的数字照相机1的操作相同，因而这里仅说明安全电路50的操作。
当电流检测电路10在长于阈值TT的时间内都检测到等于或大于由MPU 40在控制单元54中预先设置的电流值Ilmt(在本实施例中，等于或大于预定消耗电流Ifo)的电流ID时，安全电路50切断负载开关52。这使得可以切断用于使设备工作的、提供给电路CT1、CT2和CT3的电力(电源)，从而停止设备工作。一旦电流检测电路10检测到等于或大于由MPU 40在控制单元54中预先设置的电流值Ilmt(在本实施例中，等于或大于预定消耗电流Ifo)的电流ID时，安全电路50就可以切断负载开关52。
当等于或大于预定消耗电流Ifo的电流，即异常电流流过电路CT1、CT2和CT3时，数字照相机1B可以切断用于使设备工作的、提供给电路CT1、CT2和CT3的电力(电源)。这样，还可以将用于检测电池BT的剩余电量的电流检测电路10用于检测异常电流。
本发明不仅适用于摄像设备，还适用于各种电子设备。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改以及等同结构和功能。

Claims (4)

1.一种电子设备，包括：
电流检测单元，检测从电池流入所述电子设备的电流；
电压检测单元，检测所述电池的电压；
计算单元，如果所述电子设备的消耗电流是预定消耗电流，则基于所述电子设备处于第一状态的情况下由所述电流检测单元检测到的第一电流值、所述电子设备处于第二状态的情况下由所述电流检测单元检测到的第二电流值、所述电子设备处于所述第一状态的情况下由所述电压检测单元检测到的第一电压值以及所述电子设备处于所述第二状态的情况下由所述电压检测单元检测到的第二电压值，计算所述电池的预定电压值；以及
检测单元，基于所述预定电压值与多个电池特定参考值的比较，检测所述电池的剩余电量；
其中，所述第二状态不同于所述第一状态。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一状态是指所述电子设备的预定负载单元不工作的状态，所述第二状态是指所述预定负载单元工作的状态。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备是数字照相机。
4.一种电池检查方法，所述方法包括：
检测从电池流入电子设备的电流；
检测所述电池的电压；
如果所述电子设备的消耗电流是预定消耗电流，则基于所述电子设备处于第一状态的情况下检测到的第一电流值、所述电子设备处于第二状态的情况下检测到的第二电流值、所述电子设备处于所述第一状态的情况下检测到的第一电压值以及所述电子设备处于所述第二状态的情况下检测到的第二电压值，计算所述电池的预定电压值，以及
基于所述预定电压值与多个电池特定参考值的比较，检测所述电池的剩余电量；
其中，所述第二状态不同于所述第一状态。
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