CN103197258B - 一种电池类型检测方法及移动终端 - Google Patents

一种电池类型检测方法及移动终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池类型检测方法及移动终端,在两种类型的电池中选择其中一种电池内置电容器件,将电容器件的正极连接电池的其中一个引脚,并将所述引脚通过外置于电池的限流电阻连接参考电源;打开参考电源待充电时间Tc到达后,关闭参考电源并延时一段时间Ts后,对电池的所述引脚进行电压检测;若电压值大于设定值Vo,则判定是内置有电容器件的一类电池;否则,判定为另一种类型的电池。本发明采用非常低的成本实现了对两种类型电池的准确识别,通用性强,适合应用在各种类型的移动终端平台上。同时,实现了共用电池的一个温度检测引脚兼容完成对电池类型和电池温度的双重检测任务。

Description

一种电池类型检测方法及移动终端
技术领域
[0001] 本发明属于电池检测技术领域,具体地说,是涉及一种用于识别电池类型的检测方法以及采用所述电池类型检测方法设计的移动终端。
背景技术
[0002] 随着智能手机的日益普及,用户对电池容量的需求越来越高。但是,轻薄化的外观又是目前智能手机的主要发展趋势,因此,采用增大电池尺寸来实现电池容量提升的常规设计方法就变得不再适用,需要的是一种能够在保持电池结构尺寸不变的情况下,有效提升电池容量的解决方案。
[0003] 传统的锂电池为最高供电/充电电压为4.2V的普通电池,其容量的提升较为困难。为解决这个问题,目前市面上出现了高压锂电池,即在传统的4.2V锂电池的基础上,提升锂电池的最高供电/充电电压到4.35V左右,在结构尺寸不变的情况下,其整体容量可以提升10%左右。
[0004] 在智能手机中使用4.35V的高压锂电池可以较为明显的提升电池容量,可以说是目前智能手机有效提升电池容量的一种最经济的解决方式。但是,与之带来的问题是:用户如果使用标配电池,当然无问题;但若购买了第三方电池,恰巧第三方电池是传统的4.2V普通电池时,则会导致手机用户在使用4.35V的充电标准为4.2V的普通电池进行充电时,造成较大的充电安全隐患,并且对第三方电池的正常工作也会产生非常不利的影响。
[0005] 为了解决这个问题,目前常用的方法是在高压锂电池的内部集成一颗专用的集成芯片1C。当高压锂电池插入到手机后,手机可以读取IC中的信息,进而判断出此电池为高压锂电池,按照4.35V标准充电。若将传统的4.2V锂电池插入到手机中,则手机无法读取IC中信息,进而判断出此电池为普通电池,按照4.2V标准充电。
[0006] 采用上述电池类型检测方案,主要存在以下三方面缺陷:
[0007] —是,需要在高压锂电池中内置集成芯片1C,导致电池成本的升高。
[0008] 二是,需要在电池和手机中增设专用接口,以实现手机平台对电池内部IC的访问。由于手机内部芯片平台的不同,对专用接口支持的难易程度也不同。例如:若采用单总线访问方式,则需要使用手机平台上的单总线接口连接电池,进行数据通信。但对于单总线接口来说,有的手机平台实现起来相对容易,但有些手机平台实现起来就很困难。
[0009] 三是,电池在手机充电过程中会出现较高的温升,将IC集成在电池中很有可能发生IC的工作温度超出其所允许的环境温度的情况,从而导致IC芯片的过热损坏,影响高压锂电池工作的可靠性。
发明内容
[0010] 本发明的目的在于提供一种全新的电池类型检测方法,摒弃在电池中内置集成芯片的传统设计方案,通过在电池中内置电容器件来实现对电池类型的准确检测,从而有效控制了成本。
[0011] 为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案予以实现:
[0012] 一种电池类型检测方法,用于对两种类型的电池进行检测,包括以下过程:
[0013] 在两种类型的电池中选择其中一种电池内置电容器件,将电容器件的正极连接电池的其中一个引脚,并将所述引脚通过外置于电池的限流电阻连接参考电源;
[0014] 打开参考电源,待充电时间Tc到达后,关闭参考电源,并延时一段时间Ts后,对电池的所述引脚进行电压检测;
[0015] 若所述引脚的电压值大于设定值Vo,则判定是内置有电容器件的一类电池;否贝1J,判定为另一种类型的电池;
[0016] 其中,所述时间Ts小于电容器件放电到设定值Vo所需的时间。
[0017] 为了提高检测的准确性,所述充电时间Tc优选大于等于电容器件从OV到充满电所需的时间。
[0018] 优选的,所述充电时间Tc优选在1~2秒钟之间取值,这样既能保证电容器件充电完毕,又能兼顾电子设备快速完成开机过程的实际使用要求。
[0019] 进一步的,所述时间Ts应大于参考电源从关闭到电压消失所需的时间,由此来保证检测结果的准确性。
[0020] 优选的,所述时间Ts优选在5~50毫秒之间取值;所述设定值Vo优选大于等于0.5V。
[0021] 为了避免在电池上增设专用引脚完成对电池类型的检测所造成的硬件设计复杂的问题,优选使用电池上的温度检测引脚作为电池类型的检测引脚连接所述的电容器件;即,将所述电容器件并联在电池内部用于感知电池温度的热敏电阻的两端,共用一个电池端子完成对电池类型和电池温度的双重检测。
[0022] 进一步的,所述电池类型检测方法仅在电子设备开机时执行一次,待检测结束后,打开参考电源,并在有充电器插入时,根据检测出的电池类型启动相应的电池充电流程;在充电过程中,检测电池温度检测弓I脚的电压值,换算出电池的温度值。
[0023] 基于上述电池类型检测方法,本发明还提出了一种采用该检测方法设计的移动终端,在所述移动终端中插装有电池,所述电池为两种类型电池中的其中一种,在所述的两种类型电池中仅选择其中一种电池内置电容器件,所述电容器件的正极连接电池的其中一个引脚,所述引脚在电池插装到移动终端后,与移动终端内部电路板上布设的一颗限流电阻相连接,并通过所述限流电阻连接参考电源;移动终端内部的处理芯片连接电池的所述引脚,读取所述引脚的电压值。
[0024] 进一步的,所述处理芯片在移动终端开机时,首先控制参考电源打开,待充电时间Tc到达后,关闭参考电源,并延时一段时间Ts后,对电池的所述引脚进行电压检测;若检测到的电压值大于设定值Vo,则判定是内置有电容器件的一类电池;否则,判定为另一种类型的电池;其中,所述时间Ts小于电容器件放电到设定值Vo所需的时间。
[0025] 再进一步的,所述电容器件并联在电池内部用于感知电池温度的热敏电阻的两端,所述引脚为电池的温度检测引脚;所述处理芯片在移动终端开机时仅执行一次电池类型检测过程,在检测结束后,处理芯片控制参考电源重新打开,并在检测到有充电器插入时,根据检测出的电池类型启动相应的电池充电流程;在充电过程中,检测电池温度检测引脚的电压值,换算出电池的温度值。
[0026]与现有技术相比,本发明的优点和积极效果是:本发明的电池类型检测方法采用电容器件代替集成芯片集成在电池中,利用软硬件相结合的方式,通过非常低的成本实现了对两种类型电池的准确识别,通用性强,适合应用在各种类型的移动终端平台上。此外,通过将电容器件并联在电池内部的热敏电阻的两端,由此可以实现共用电池的一个温度检测引脚兼容完成对电池类型和电池温度的双重检测任务。由于无需在电池上增设专用接口,因而简化了电池和移动终端硬件平台的结构设计,缩短了研发周期。
[0027] 结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后,本发明的其它特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
[0028] 图1是本发明所提出的电池类型检测方法所基于的硬件电路的一种实施例的电路原理图;
[0029] 图2是本发明所提出的电池类型检测方法的一种实施例的处理流程图。
具体实施方式
[0030] 下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。
[0031] 高压电池是后续手机内置电池发展的趋势,但考虑到高压电池的充电电压与普通电池不同,如果用户在使用过程中随意更换电池会存在较大的安全隐患。因此,本实施例提出了一种成本低廉、实现简单的电池类型检测方法,以准确地识别出插入到手机中的电池是普通电池还是高压电池,进而自动启用相应的充电流程,确保电池充电过程的安全性,由此便为高压电池在手机中的批量采用扫清了障碍。
[0032] 下面以手机为例,通过一个具体的实施例来详细阐述电池类型检测方法的具体处理流程。
[0033] 实施例一,本实施例的电池类型检测方法采用软硬件相结合的方式实现对两种类型电池的检测识别。
[0034] 下面结合图1首先对本实施例所提出的电池类型检测方法所基于的硬件平台的具体结构设计进行详细地说明。
[0035] 为描述清楚起见,本实施例以4.2V的普通锂电池(以下简称普通电池)和4.35V的高压锂电池(以下简称高压电池)作为所述的两种不同类型的电池为例,进行具体说明。
[0036] 为了实现对电池类型的检测,本实施例首先选择在其中一种类型的电池中增设电容器件Cl,如图1所示。所述电容器件Cl以内置于高压电池中为例进行说明,在普通电池中不内置所述的电容器件Cl。所述电容器件Cl可以焊接在高压电池内部的保护板上,负极接地,正极连接高压电池的其中一个引脚。所述引脚可以是电池上除电源正和电源负以外的其它现有引脚,也可以是为电池类型检测专门增设的引脚。然后,在手机的内部电路板上增加限流电阻Rl和参考电源VREF,所述限流电阻Rl在高压电池安装到手机中后,刚好与电池上连接电容器件Cl的所述引脚相连接,进而实现电容器件Cl与限流电阻Rl和参考电源VREF的串联。
[0037] 将高压电池的所述引脚连接手机中的处理芯片,具体可以选用手机中的基带芯片,以读取该引脚的电压值,进而结合处理芯片中运行的检测处理程序,完成对电池类型的识别。
[0038] 考虑到对于目前应用在手机中的锂电池来说,有的电池封装后形成三个引脚,SP电源正引脚1、电源负引脚3和温度检测引脚2,如图1所示;有的电池封装后形成四个引脚,即除了电源正引脚、电源负引脚和温度检测引脚外,还增加了一个额外的电源引脚或者IC通信引脚或者其他功能引脚。为了简化电池的硬件设计以及手机的接口电路设计,最好选择电池上现有的引脚连接电容器件Cl的正极,以完成对电池类型的检测。考虑到所述电池类型检测方法的通用性问题,优选采用三脚电池和四脚电池中都具备的温度检测引脚2连接所述电容器件Cl的正极,以实现共用电池的同一个引脚完成对电池温度和电池类型的双重检测任务。
[0039] 如图1所示,将电容器件Cl并联在高压电池中用于检测电池温度的热敏电阻R2的两端。所述热敏电阻R2优选采用负温度系数的半导体电阻元件,一端接地,另一端连接电池的温度检测引脚2。将电池的温度检测引脚2连接手机的处理芯片,例如手机基带芯片的其中一路模数转换接口 ADC,以采集电池温度检测引脚2输出的模拟电压,并转换成数字信号后,代入不同的处理流程,完成对电池类型或者电池温度的检测和判断。
[0040] 下面结合图2对本实施例所提出的电池类型检测方法的软件处理流程进行详细地阐述。
[0041] S201、选择一种类型的电池(普通电池或者高压电池)插入到手机的电池槽中,并开启所述的手机。
[0042] S202、手机在开机过程中,基带芯片上电运行,待基带芯片稳定运行后,控制参考电源VREF打开,通过限流电阻Rl为电池中内置有电容器件的电容Cl充电。
[0043] 在本实施例中,所述参考电源VREF需要由基带芯片控制其打开或者关闭,一种设计方案是直接利用基带芯片提供所述的参考电源VREF,如图1所示;另一种设计方案是采用手机中的电源板提供参考电源VREF,但需要在参考电源VREF连接限流电阻Rl的线路上增设开关元件,通过基带芯片控制所述开关元件导通或者断开,以实现对参考电源VREF的打开或者关闭。出于简化手机内部电路设计的考虑,本实施例优选采用第一种设计方案。
[0044] 在此过程中,对于插装了高压电池的手机来说,参考电源VREF通过限流电阻Rl为内置于高压电池中的电容器件Cl充电,使电容器件Cl两端的电压逐渐升高;若手机中装入的是普通电池,则参考电源VREF通过限流电阻Rl和电池中的热敏电阻R2接地,电池的温度检测引脚2的电压值为限流电阻Rl和热敏电阻R2对参考电源VREF的分压值。
[0045] S203、当充电到达设定的充电时间Tc时,基带芯片控制所述参考电源VREF关闭。
[0046] 在本实施例中,所述充电时间Tc优选设定为大于等于电容器件Cl从OV到充满电所需的时间。出于加快手机开机时间的考虑,所述充电时间Tc优选在I至2秒钟之间取值。例如:打开参考电源VREF并经过大约2秒钟后,电容器件Cl充满电,电容Cl两端的电压趋于稳定,此时关闭参考电源VREF。
[0047] S204、延时一段时间Ts后,对电池的温度检测引脚2进行电压检测。
[0048] 当参考电源VREF关闭后,电容Cl中储存的电荷通过限流电阻Rl和热敏电阻R2泄放。合理地设定延时时间Ts,使电容器件Cl在放电Ts时间后,电容Cl两端的电压仍能保持在设定值Vo以上。S卩,设定所述时间Ts小于电容器件Cl放电到设定值Vo所需的时间,且大于参考电源VREF从关闭到电压消失所需的时间。在本实施例中,所述设定值Vo优选大于等于0.5V,以Vo=0.5V为宜;所述时间Ts优选在5毫秒~50毫秒的范围内取值为宜,优选 Ts=1mS。
[0049] 待关闭参考电源VREF的时间到达Ts时,基带芯片打开其模数转换接口 ADC,读取电池的温度检测引脚2的电压值Vadc。
[0050] S205、若温度检测引脚2的电压值Vadc大于设定值Vo,则判定是内置有电容器件Cl的一类电池,即高压电池;否则,判定为另一种类型的电池,即普通电池。
[0051] 由于在高压电池中内置有电容器件Cl,且在参考电源VREF关闭并延时Ts时间后,电容器件Cl中的电荷并未放电完毕,因此,电池的温度检测引脚2的电压值Vadc会大于0.5V。而对于没有内置电容器件Cl的普通电池来说,由于参考电源VREF关闭并延时Ts时间后,参考电源VREF的电压已经完全消失,电池的温度检测引脚2通过热敏电阻R2接地,因而,通过温度检测引脚2检测到的电压值Vadc=0V。由此,通过检测电池的温度检测引脚2的电压值Vadc便可准确地判断出插入到手机中的电池是高压电池还是普通电池。
[0052] 当然,也可以选择在普通电池中内置电容器件Cl,而保持高压电池的内部结构不变,检测过程同上,但检测结果相反。即,当温度检测引脚2的电压值VadcX).5V时,判定为普通电池;当温度检测引脚2的电压值Vadc〈0.5V时,判定为高压电池,本实施例在此不再展开说明。
[0053] S206、电池类型检测结束,基带芯片设置一个变量记录当前手机所使用的电池的类型信息。
[0054] 在本实施例中,所述电池类型检测过程仅在手机开机时执行一次,在生成检测结果后,将电池类型写入基带芯片所运行的处理程序中的一个变量,以便在后续的充电流程中调取使用。
[0055] S207、打开参考电源VREF,并保持其常开状态。
[0056] 此后,图1所示的电路仅用作电池温度的检测。
[0057] S208、检测是否有充电器插入到手机上,若有,则执行后续步骤;否则,重复本步骤的充电器检测过程。
[0058] S209、根据识别出的电池类型,启动相应的充电流程。
[0059] 在本实施例中,所述基带芯片在检测到有充电器插入到手机上时,首先调取所述变量,判断手机中所使用的电池是何种类型。若手机中所使用的电池为高压电池时,则启动4.35V的电池充电流程,此时,电池充满电后的电压在4.35V左右;若手机中所使用的电池为普通电池,则启动4.2V的电池充电流程,此时,电池充满电后的电压在4.2V左右。这样既保证了 4.35V的高压电池能够充电到标称的容量,延长了手机的待机时间;同时也保证了 4.2V普通电池充电的安全性能。
[0060] 在充电过程中,手机的基带芯片实时读取电池的温度检测引脚2的电压值Vadc,然后,采用查表等方式确定出所对应的电池温度值。若对应出的温度值在电池所允许充电的温度范围内,例如在-5 °C至55 °C之间,则允许充电器继续给电池充电;反之,如果对应出的温度值超出了电池所允许充电的温度范围,则为了电池的充电安全,停止充电器向电池充电,并在手机界面上为用户显示电池温度超出使用范围的提示信息,以提醒用户注意。
[0061] S210、结束。
[0062] 本发明所提出的电池类型检测方法成本低,设计简单易行,适合在手机、平板电脑等移动终端产品中大量推广应用。
[0063] 当然,以上所述仅是本发明的一种优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电池类型检测方法,用于对两种类型的电池进行检测,其特征在于: 在两种类型的电池中选择其中一种电池内置电容器件,将电容器件的正极连接电池的其中一个引脚,并将所述引脚通过外置于电池的限流电阻连接参考电源;所述电容器件并联在电池内部用于感知电池温度的热敏电阻的两端,电容器件的负极接地,所述引脚为电池的温度检测引脚;对于另外一种类型的电池,其温度检测引脚经由电池内部的热敏电阻接地; 打开参考电源,待充电时间Tc到达后,关闭参考电源,并延时一段时间Ts后,对电池的所述引脚进行电压检测; 若所述引脚的电压值大于设定值Vo,则判定是内置有电容器件的一类电池;否则,判定为另一种类型的电池; 其中,所述时间Ts小于电容器件放电到设定值Vo所需的时间。
2.根据权利要求1所述的电池类型检测方法,其特征在于:所述充电时间Tc大于等于电容器件从OV到充满电所需的时间。
3.根据权利要求2所述的电池类型检测方法,其特征在于:所述充电时间Tc在1~2秒钟之间取值。
4.根据权利要求1所述的电池类型检测方法,其特征在于:所述时间Ts大于参考电源从关闭到电压消失所需的时间。
5.根据权利要求4所述的电池类型检测方法,其特征在于:所述时间Ts在5~50毫秒之间取值;所述设定值Vo大于等于0.5V。
6.根据权利要求1所述的电池类型检测方法,其特征在于:所述电池类型检测方法仅在内置有所述两种类型的电池的其中一种电池的电子设备开机时执行一次,待检测结束后,打开参考电源,并在有充电器插入时,根据检测出的电池类型启动相应的电池充电流程;在充电过程中,检测电池温度检测引脚的电压值,换算出电池的温度值。
7.一种移动终端,其特征在于:在所述移动终端中插装有电池,所述电池为两种类型电池中的其中一种,在所述的两种类型电池中仅选择其中一种电池内置电容器件,所述电容器件的正极连接电池的其中一个引脚,所述引脚在电池插装到移动终端后,与移动终端内部电路板上布设的一颗限流电阻相连接,并通过所述限流电阻连接参考电源;移动终端内部的处理芯片连接电池的所述引脚,读取所述引脚的电压值;所述电容器件并联在电池内部用于感知电池温度的热敏电阻的两端,电容器件的负极接地,所述引脚为电池的温度检测引脚;对于另外一种类型的电池,其温度检测引脚经由电池内部的热敏电阻接地; 所述处理芯片在移动终端开机时,首先控制参考电源打开,待充电时间Tc到达后,关闭参考电源,并延时一段时间Ts后,对电池的所述引脚进行电压检测;若检测到的电压值大于设定值Vo,则判定是内置有电容器件的一类电池;否则,判定为另一种类型的电池;其中,所述时间Ts小于电容器件放电到设定值Vo所需的时间。
8.根据权利要求7所述的移动终端,其特征在于:所述处理芯片在移动终端开机时仅执行一次电池类型检测过程,在检测结束后,处理芯片控制参考电源重新打开,并在检测到有充电器插入时,根据检测出的电池类型启动相应的电池充电流程;在充电过程中,检测电池温度检测引脚的电压值,换算出电池的温度值。
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