CN105356544B - 一种基于ec控制器的便携式笔记本电池座充装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于EC控制器的便携式笔记本电池座充装置，所述装置包括硬件电路和EC固件程序部分，其中：硬件电路采用EC控制器作为主控芯片，其外围电路包含以下5部分：防浪涌电路、升降压电路、充电电路、锂电池接口和充电指示电路，EC固件程序包括EC控制器初始化、电池/充电电路通信、充电模式控制和充电信息显示4部分。本发明采用EC控制器实现了便携式笔记本电池座充装置的设计，具有使用灵活方便、电路简单、成本低、通用性强和充电安全性高等优点，具有广阔的应用前景。

Description

一种基于EC控制器的便携式笔记本电池座充装置

技术领域

本发明涉及笔记本电池充电技术领域，具体涉及一种基于EC控制器的便携式笔记本电池座充装置。

背景技术

EC(Embeded Controller，嵌入式控制器)是一种16位微控制器，目前普遍应用在具备智能型节电功能的笔记本电脑设计中，在笔记本电脑的便携化、智能化和个性化设计中起到重要作用，可实现笔记本内置键盘控制、触摸板(TOUCHPAD)控制、温度监控、以及笔记本电池智能充放电管理等功能。

智能电池规范(Smart Battery Specification)主要用于便携式电子设备，如笔记本电脑、移动电话和数码相机等。整个系统由智能主机(Smart Host)，智能电池(SmartBattery)和智能充电电路(Smart Charger)组成，各部分间通过SMBus总线进行通信。该规范定义了主机与电池之间、主机与充电电路之间、以及电池与充电电路之间的详细数据格式，为主机和用户操作不同制造商的充电电路与电池提供了标准的接口。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种基于EC控制器的便携式笔记本电池座充装置。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于EC控制器的便携式笔记本电池座充装置，所述装置包括硬件电路和EC固件程序部分，其中：

硬件电路采用EC控制器作为主控芯片，其外围电路包含以下5部分：防浪涌电路、升降压电路、充电电路、锂电池接口和充电指示电路，其中：

防浪涌电路和升降压电路为整个座充装置提供电源；

充电电路支持智能电池规范，采用SMBus总线与主控芯片进行通信；

锂电池接口与外接电池相连，外接电池同样支持智能电池规范，采用SMBus总线与主控芯片通信；

充电指示电路包括液晶屏(LCD)接口电路和LED指示灯两部分，通过LED指示当前充电模式，并在液晶屏接入时，利用屏幕实时显示电池信息；

EC固件程序包括EC控制器初始化、电池/充电电路通信、充电模式控制和充电信息显示4部分，其中：

EC控制器初始化负责初始化SMBus总线与显示模块，并禁用充电电路；

电池/充电电路通信通过SMBus总线实现，EC控制器作为SMBus主机(Host)主动读取电池状态并设置充电电路的相关参数；

充电模式控制是在SMBus通信的基础上，根据当前的外接电源接入情况、电池接入情况、电池通信成功标志、电池电量和电池报警标志，自动决策当前的充电模式，并控制充电电路的开启/关闭，调节充电电流与充电电压；

充电信息显示利用液晶屏实时显示从SMBus总线读取的电池信息，并利用LED对当前充电模式进行指示。

所述EC控制器采用IT8528芯片，该芯片具有SMBus总线接口，便于与电池/充电电路通信；

所述防浪涌电路和升降压电路分别采用LT4356和LTC3780芯片实现；

所述充电电路采用支持智能电池规范的BQ24735芯片实现，通过SMBus总线与IT8528通信，并通过ACOK引脚为主控芯片指示外接电源的接入状态，通过IOUT引脚指示当前的输入电流；

所述锂电池接口采用SMBus总线与IT8528通信，并通过BAT_Pressent引脚为主控芯片指示外接电池接入状态；

所述液晶屏采用LCD12864实现，通过串行方式与IT8528通信，并设置充电、满充和报警三个指示灯，以在液晶屏未接入时尽可能全面的指示系统状态。

所述SMBus通信程序与LCD12864显示程序为通用技术；

所述充电模式控制是EC固件程序的核心，共包括电池未接入模式、电池识别模式、唤醒充电模式、正常充电模式、满充模式和报警模式六种模式，其中：

电池未接入模式：

当BAT_Pressent引脚无效时进入该模式，在该模式下，固件程序实时监测BAT_Pressent引脚状态，当BAT_Pressent引脚有效时进入电池识别模式；

电池识别模式：

读取电池的设计电压、设备名称和当前状态等信息，并修改电池模式，若信息读取成功且模式修改成功，进入正常充电模式，否则进入唤醒充电模式；

唤醒充电模式：

以微弱的电流对电池进行充电，并每个隔一秒尝试读取一次电池状态，若读取成功则进入电池识别模式；

正常充电模式：

每隔一秒读取一次电池状态，以及电池所要求的充电电流与充电电压，若电池未充满且报警标志未置位，则根据所要求的充电电流与电压进行充电，否则进入满充或报警模式；

满充模式：

每隔一分钟读取一次电池电量，当电量低于95％时重新进行充电；

报警模式：

每隔一分钟读取一次电池状态，当报警标志清零时重新进行充电。

本发明的有益效果为：

本发明采用EC控制器实现了便携式笔记本电池座充装置的设计，具有使用灵活方便、电路简单、成本低、通用性强和充电安全性高等优点，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为便携式笔记本电池座充装置硬件框图；

图2为固件主程序流程图；

图3为充电模式转化关系图。

具体实施方式

下面参照附图所示，通过具体实施方式对本发明进一步说明：

实施例1：

一种基于EC控制器的便携式笔记本电池座充装置，所述装置包括硬件电路和EC固件程序部分，其中：

硬件电路采用EC控制器作为主控芯片，其外围电路包含以下5部分：防浪涌电路、升降压电路、充电电路、锂电池接口和充电指示电路，如图1所示，所需外围器件较少、实现简单，其中：防浪涌电路和升降压电路为整个座充装置提供电源；

充电电路支持智能电池规范，采用SMBus总线与主控芯片进行通信；锂电池接口与外接电池相连，外接电池同样支持智能电池规范，采用SMBus总线与主控芯片通信；

充电指示电路包括液晶屏(LCD)接口电路和LED指示灯两部分，可通过LED指示当前充电模式，并在液晶屏接入时，利用屏幕实时显示电池信息；

EC固件程序包括EC控制器初始化、电池/充电电路通信、充电模式控制和充电信息显示4部分，其主程序流程如图2所示，

其中：EC控制器初始化负责初始化SMBus总线与显示模块，并禁用充电电路；

电池/充电电路通信通过SMBus总线实现，EC控制器作为SMBus主机(Host)主动读取电池状态并设置充电电路的相关参数；

充电模式控制是在SMBus通信的基础上，根据当前的外接电源接入情况、电池接入情况、电池通信成功标志、电池电量和电池报警标志等信息，自动决策当前的充电模式，并控制充电电路的开启/关闭，调节充电电流与充电电压；

充电信息显示利用液晶屏实时显示从SMBus总线读取的电池信息，并利用LED对当前充电模式进行指示。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例所述EC控制器采用IT8528芯片，该芯片具有SMBus总线接口，便于与电池/充电电路通信；

所述防浪涌电路和升降压电路分别采用LT4356和LTC3780芯片实现；

所述充电电路采用支持智能电池规范的BQ24735芯片实现，通过SMBus总线与IT8528通信，并通过ACOK引脚为主控芯片指示外接电源的接入状态，通过IOUT引脚指示当前的输入电流；

所述锂电池接口采用SMBus总线与IT8528通信，并通过BAT_Pressent引脚为主控芯片指示外接电池接入状态；

所述液晶屏采用LCD12864实现，通过串行方式与IT8528通信，并设置充电、满充和报警三个指示灯，以在液晶屏未接入时尽可能全面的指示系统状态。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例所述SMBus通信程序与LCD12864显示程序为通用技术；

所述充电模式控制是EC固件程序的核心，共包括电池未接入模式、电池识别模式、唤醒充电模式、正常充电模式、满充模式和报警模式六种模式，如图3所示，其中：

电池未接入模式：

当BAT_Pressent引脚无效时进入该模式，在该模式下，固件程序实时监测BAT_Pressent引脚状态，当BAT_Pressent引脚有效时进入电池识别模式；

电池识别模式：

读取电池的设计电压、设备名称和当前状态等信息，并修改电池模式，若信息读取成功且模式修改成功，进入正常充电模式，否则进入唤醒充电模式；

唤醒充电模式：

以微弱的电流对电池进行充电，并每个隔一秒尝试读取一次电池状态，若读取成功则进入电池识别模式；

正常充电模式：

每隔一秒读取一次电池状态，以及电池所要求的充电电流与充电电压，若电池未充满且报警标志未置位，则根据所要求的充电电流与电压进行充电，否则进入满充或报警模式；

满充模式：

每隔一分钟读取一次电池电量，当电量低于95％时重新进行充电；

报警模式：

每隔一分钟读取一次电池状态，当报警标志清零时重新进行充电。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (1)

1.一种基于EC控制器的便携式笔记本电池座充装置，其特征在于：所述装置包括硬件电路和EC固件程序部分，其中：

硬件电路采用EC控制器作为主控芯片，其外围电路包含以下5部分：防浪涌电路、升降压电路、充电电路、锂电池接口和充电指示电路，其中：

防浪涌电路和升降压电路为整个座充装置提供电源；

充电电路支持智能电池规范，采用SMBus总线与主控芯片进行通信；

锂电池接口与外接电池相连，外接电池同样支持智能电池规范，采用SMBus总线与主控芯片通信；

充电指示电路包括液晶屏接口电路和LED指示灯两部分，通过LED指示灯指示当前充电模式，并在液晶屏接入时，利用屏幕实时显示电池信息；

EC固件程序包括EC控制器初始化、电池/充电电路通信、充电模式控制和充电信息显示4部分，其中：

EC控制器初始化负责初始化SMBus总线与显示模块，并禁用充电电路；

电池/充电电路通信通过SMBus总线实现，EC控制器作为SMBus主机主动读取电池状态并设置充电电路的相关参数；

充电模式控制是在SMBus通信的基础上，根据当前的外接电源接入情况、电池接入情况、电池通信成功标志、电池电量和电池报警标志，自动决策当前的充电模式，并控制充电电路的开启/关闭，调节充电电流与充电电压；

充电信息显示利用液晶屏实时显示从SMBus总线读取的电池信息，并利用LED指示灯对当前充电模式进行指示；

所述EC控制器采用IT8528芯片，该芯片具有SMBus总线接口，便于与电池/充电电路通信；

所述防浪涌电路和升降压电路分别采用LT4356和LTC3780芯片实现；

所述充电电路采用支持智能电池规范的BQ24735芯片实现，通过SMBus总线与IT8528通信，并通过ACOK引脚为主控芯片指示外接电源的接入状态，通过IOUT引脚指示当前的输入电流；

所述锂电池接口采用SMBus总线与IT8528通信，并通过BAT_Pressent引脚为主控芯片指示外接电池接入状态；

所述液晶屏采用LCD12864实现，通过串行方式与IT8528通信，并设置充电、满充和报警三个指示灯，以在液晶屏未接入时尽可能全面的指示系统状态；

所述充电模式控制是EC固件程序的核心，共包括电池未接入模式、电池识别模式、唤醒充电模式、正常充电模式、满充模式和报警模式六种模式，其中：

电池未接入模式：

当BAT_Pressent引脚无效时进入该模式，在该模式下，固件程序实时监测BAT_Pressent引脚状态，当BAT_Pressent引脚有效时进入电池识别模式；

电池识别模式：

读取电池的设计电压、设备名称和当前状态等信息，并修改电池模式，若信息读取成功且模式修改成功，进入正常充电模式，否则进入唤醒充电模式；

唤醒充电模式：

以微弱的电流对电池进行充电，并每隔一秒尝试读取一次电池状态，若读取成功则进入电池识别模式；

正常充电模式：

每隔一秒读取一次电池状态，以及电池所要求的充电电流与充电电压，若电池未充满且报警标志未置位，则根据所要求的充电电流与电压进行充电，否则进入满充或报警模式；

满充模式：

每隔一分钟读取一次电池电量，当电量低于95%时重新进行充电；

报警模式：

每隔一分钟读取一次电池状态，当报警标志清零时重新进行充电。